柏羽　孫永侃

【摘 要】本文在簡要介紹作戰(zhàn)模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上歸納出目前四種典型的模擬方式；詳細(xì)分析其中占主要優(yōu)勢的作戰(zhàn)仿真，并介紹了四種美國先進作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)；最后提出作戰(zhàn)模擬技術(shù)面臨的四個發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】作戰(zhàn)模擬技術(shù)；作戰(zhàn)仿真；作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)；發(fā)展趨勢

0 引言

作戰(zhàn)模擬技術(shù)在當(dāng)前龐大而復(fù)雜的軍事研究工作中有著重要的地位。《中國人民解放軍軍語》中有如下定義：“按照已知或假設(shè)的情況和數(shù)據(jù)，對作戰(zhàn)過程仿效，主要包括實兵演習(xí)、沙盤作業(yè)或圖上作業(yè)、兵棋博弈、計算機作戰(zhàn)模擬等，通常用以研究、檢驗作戰(zhàn)計劃、評價武器裝備效能、研究新作戰(zhàn)理論等?！?/p>

當(dāng)前信息化條件下戰(zhàn)場情況瞬息萬變，舊的戰(zhàn)爭經(jīng)驗已經(jīng)很難用來指導(dǎo)新的戰(zhàn)爭。借助作戰(zhàn)模擬技術(shù)能夠?qū)?zhàn)場縮小化、簡單化，并進行重復(fù)性的訓(xùn)練研究。錢學(xué)森曾經(jīng)指出：“作戰(zhàn)模擬方法實質(zhì)上提供了一個‘作戰(zhàn)實驗室，在這個實驗室里，利用模擬的作戰(zhàn)環(huán)境，可以進行策略和計劃的實驗，可以檢驗策略和計劃的缺陷，可以預(yù)測策略和計劃的效果，可以評估武器系統(tǒng)的效能，可以啟發(fā)新的思想?！蹦壳?，世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家已將作戰(zhàn)模擬作為進行軍事科學(xué)研究的主要手段。全文從作戰(zhàn)模擬技術(shù)的演變、分類、典型的作戰(zhàn)模擬技術(shù)、發(fā)展趨勢四個方面詳細(xì)介紹了作戰(zhàn)模擬技術(shù)?？梢灶A(yù)見，在未來的軍事研究工作中，作戰(zhàn)模擬技術(shù)將占有重要的一席之地。

1 作戰(zhàn)模擬技術(shù)的演變

縱觀歷史，可以說作戰(zhàn)模擬的發(fā)展伴隨著戰(zhàn)爭的發(fā)展，只不過隨著時代的不同，作戰(zhàn)模擬采用的技術(shù)手段不同。

從最早的僅僅依靠邏輯上和幾何上進行智力推演，到沙盤對抗。隨著測繪技術(shù)的出現(xiàn)，沙盤對抗又有逐漸演變成在地圖上進行戰(zhàn)術(shù)思想的研究，即為地圖推演。直至1811年，出現(xiàn)了由沙盤、地圖、棋子和計算表模擬軍隊交戰(zhàn)過程的兵棋（War Game），后將軍事經(jīng)驗和時間概念引入其中，使之成為能表現(xiàn)實際戰(zhàn)斗的有用形式。隨后到20世紀(jì)初，各種作戰(zhàn)模擬解析模型誕生，比較有名的有蘭徹斯特方程、蒙特卡羅法模型等等，有些一直沿用至今。在定量化的手工作戰(zhàn)模擬積累了大量的經(jīng)驗和戰(zhàn)場原始數(shù)據(jù)后，計算機作戰(zhàn)模擬逐漸產(chǎn)生。軍事運籌學(xué)和系統(tǒng)工程理論以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，使得廣泛使用了計算機、人機結(jié)合、定性與定量結(jié)合等技術(shù)的作戰(zhàn)模擬在軍事領(lǐng)域中廣泛運用。至今，作戰(zhàn)模擬已經(jīng)向著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化、虛擬化的方向發(fā)展[1]。

2 作戰(zhàn)模擬技術(shù)的分類

作戰(zhàn)模擬技術(shù)的分類方法很多，主要可以根據(jù)其模擬方式的差異以及模擬對象的不同進行劃分[1-2]。

2.1 按照模擬方式分類

依據(jù)模擬方式的不同，作戰(zhàn)模擬技術(shù)可以分為真實模擬、構(gòu)造模擬和虛擬模擬三類，如圖1：

圖1

真實模擬是一種實況模擬，通常采用的是全人工或?qū)嵨锏哪M技術(shù)，如軍事演習(xí)、裝備實驗、沙盤作業(yè)、圖上作業(yè)等等。

構(gòu)造模擬是一種自動化或半自動化的計算機模擬技術(shù)，如利用計算機生成兵力，按照給定的作戰(zhàn)方案進行模擬。

虛擬模擬是一種混合型的模擬技術(shù)，如真實人員與CGF結(jié)合、真實裝備與模擬器材結(jié)合、真實戰(zhàn)場環(huán)境與虛擬戰(zhàn)場環(huán)境結(jié)合等等“虛實結(jié)合”的模擬技術(shù)。

2.2 按照模擬對象分類

依據(jù)模擬對象的不同，作戰(zhàn)模擬技術(shù)可以分為指揮訓(xùn)練模擬、作戰(zhàn)分析模擬和武器裝備模擬三類，如圖2：

圖2

指揮訓(xùn)練模擬的主要目的在于提高各類訓(xùn)練人員的指揮或訓(xùn)練水平。該方法傾向于通過構(gòu)造各類CGF、作戰(zhàn)行動模型和虛擬戰(zhàn)場環(huán)境以及各類人機交互接口，對人員進行訓(xùn)練。借助這種方法能夠使得人員在安全可控的條件下體驗各種作戰(zhàn)環(huán)境，在可重復(fù)推演的條件下對不同作戰(zhàn)方式下的決策、指揮、技能進行體會。

作戰(zhàn)分析模擬的主要目的在于通過模擬、分析、驗證提高作戰(zhàn)理論的合理有效性，比較決策或方案在各種作戰(zhàn)背景或戰(zhàn)場環(huán)境中的可能性，以及各類作戰(zhàn)條令在不同作戰(zhàn)背景下的適用性。該方法傾向于通過建立各種作戰(zhàn)活動分析模型、方案計劃及模擬環(huán)境，為人員提供各類作戰(zhàn)方案和計劃的優(yōu)劣評估工具，并反復(fù)推演，從而對軍事理論、作戰(zhàn)決策、條令等進行研究分析。

武器裝備模擬的主要目的在于研究、研制、確認(rèn)武器轉(zhuǎn)變的發(fā)展規(guī)劃，提高武器裝備的功能、性能及效能，減少實際實驗的次數(shù)，為武器裝備的研制、采辦、發(fā)展、運用和改進提供依據(jù)。該方法傾向于通過構(gòu)建武器裝備、武器平臺和武器系統(tǒng)的物理性能模型、幾何模型、動力學(xué)模型、環(huán)境模型、作戰(zhàn)模型以及系統(tǒng)模型等，基于作戰(zhàn)模擬平臺，為相關(guān)人員提供分析研究各類武器的概念、方案、功能及使用環(huán)境。

3 典型作戰(zhàn)模擬技術(shù)分析

3.1 幾種典型的作戰(zhàn)模擬技術(shù)

戰(zhàn)爭具有很強的實踐性特點，為了保持強大的國防軍隊力量，就必須以提高部隊?wèi)?zhàn)斗力為目標(biāo)，不斷進行軍事訓(xùn)練與軍事研究工作。目前所采用的作戰(zhàn)模擬方法主要可以歸納為四種：作戰(zhàn)仿真、作戰(zhàn)分析、實兵演習(xí)和實戰(zhàn)檢驗。

（1）作戰(zhàn)仿真。作戰(zhàn)仿真是一種借助計算機仿真技術(shù)，由扮演作戰(zhàn)雙方指揮決策者的人員參與，沒有真實兵力參加的作戰(zhàn)模擬。在虛擬的戰(zhàn)場上，盡量按照實際情況對交戰(zhàn)雙方的兵力、所處環(huán)境、武器裝備進行配置部署，從而模擬實際作戰(zhàn)的過程和結(jié)果。其主要用于對人的決策問題進行研究，適于對例如人的謀略、靈感、勇氣和意志等這類不確定的、難以量化的因素進行實驗分析。該模擬方法不注重單次勝負(fù)的結(jié)果，更關(guān)注造成這種結(jié)果的過程，通過多次反復(fù)的實驗，得出穩(wěn)定的實驗結(jié)果。

（2）作戰(zhàn)分析。作戰(zhàn)分析是對作戰(zhàn)過程的數(shù)學(xué)模型進行實驗的一種科學(xué)研究方法，又稱數(shù)學(xué)仿真實驗方法。目前，基于純數(shù)學(xué)模型的作戰(zhàn)分析越來越少，作戰(zhàn)分析方法逐漸融人其他方法中，為其他方法提供定量支持，或以其他方法的實驗結(jié)果、經(jīng)驗為基礎(chǔ)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來分析解決問題。這種方法能夠定量地說明各種戰(zhàn)法運用的結(jié)果，以及關(guān)鍵因素對戰(zhàn)法運用結(jié)果的影響。

（3）實兵演習(xí)。實兵演習(xí)是在仿真的作戰(zhàn)環(huán)境和條件下，真實兵力參與的軍事活動，其目的不僅局限于訓(xùn)練部隊或演練戰(zhàn)法，更是對面向未來的作戰(zhàn)概念進行檢驗和評估。實兵演習(xí)是進行作戰(zhàn)模擬的有效方式，但同時也是最耗費物質(zhì)財富和時間的模擬方式，因此，實兵演習(xí)通常主要是在戰(zhàn)術(shù)層次和有限的戰(zhàn)役層次上組織實施。

（4）實戰(zhàn)檢驗。實戰(zhàn)檢驗是檢驗部隊?wèi)?zhàn)斗力最好的試金石，而且來自于實戰(zhàn)的問題和數(shù)據(jù)最具真實性。美軍各作戰(zhàn)實驗室都爭取讓其核心人員參加科索沃、伊拉克、阿富汗等近幾場局部戰(zhàn)爭，獲取第一手的資料，檢驗實驗成果。此外，美軍還經(jīng)常通過以下途徑達(dá)到實戰(zhàn)檢驗的目的：一是，出售軍火到熱點地區(qū)，通過熱點地區(qū)國家間進行的戰(zhàn)爭進行裝備模擬。二是，參與盟軍的作戰(zhàn)行動或以維和部隊的身份，通過現(xiàn)地環(huán)境進行專題檢驗。

3.2 作戰(zhàn)仿真的優(yōu)勢

通過比較可以看出，上述四種作戰(zhàn)模擬方式各有利弊，其適用范圍、側(cè)重點和條件局限性都有所不同。

對于實戰(zhàn)檢驗這種模擬方法來說，當(dāng)今世界的主題仍然是和平與發(fā)展，實戰(zhàn)發(fā)生幾率少，且一次實戰(zhàn)帶來的經(jīng)費、周期更重要的是人員傷亡對于任何一個國家來說都不可承擔(dān)。

實兵演習(xí)與實戰(zhàn)檢驗類似，投入的人力、物力太大，且耗時長，并且大規(guī)模軍事演習(xí)帶有國際政治敏感性，受有關(guān)國際條約約束，對于與周邊國家安全友好存在不利因素。

對于作戰(zhàn)分析，純數(shù)學(xué)分析雖能定量的得出結(jié)論，但捕獲戰(zhàn)斗動態(tài)因素難，無法解釋那些尚未結(jié)合進模型中的現(xiàn)實因素，目前一般與其它作戰(zhàn)模擬技術(shù)共同使用。

而相比于這三種作戰(zhàn)模擬技術(shù)，作戰(zhàn)仿真則顯現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢，概括起來主要有以下幾點[4]：

（1）參訓(xùn)人員可以在逼真的虛擬戰(zhàn)場上，對部隊行動、戰(zhàn)斗進程、毀傷情況、組織指揮等全過程進行體驗，從而達(dá)到檢驗新戰(zhàn)術(shù)技能或作戰(zhàn)方案水平、評估武器裝備的戰(zhàn)斗效能、判別指揮員的謀略水平的目的。

（2）現(xiàn)代戰(zhàn)爭作戰(zhàn)樣式多樣，戰(zhàn)場環(huán)境瞬息萬變，武器裝備的造價保養(yǎng)費用更加昂貴，采用計算機仿真技術(shù)進行作戰(zhàn)模擬在保證逼真形象的同時，能夠大大節(jié)省人力、物力、財力的投入。

（3）利用計算機仿真技術(shù)，能夠在進行作戰(zhàn)模擬的同時，動態(tài)的顯示戰(zhàn)場態(tài)勢。利用計算機技術(shù)能夠在仿真過程中自動記錄作戰(zhàn)過程、進行統(tǒng)計分析、隨時修改和調(diào)整作戰(zhàn)方案等，更能在仿真結(jié)束后對其過程進行回放和重演，有利于對戰(zhàn)場上各種復(fù)雜關(guān)系進行深入分析。

3.3 美軍典型作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)介紹

隨著作戰(zhàn)仿真的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，建立作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)已成為提高部隊作戰(zhàn)能力的有效手段。各國投入了大量的資源在作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的研制工作中。其中美軍對作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的研究與應(yīng)用一直處于世界的領(lǐng)先地位，目前已取得了一定的成功。

3.3.1 聯(lián)合作戰(zhàn)系統(tǒng)JWARS

JWARS是一個戰(zhàn)役級作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)，其核心功能是支持聯(lián)合作戰(zhàn)分析與評估。它以聯(lián)合作戰(zhàn)為背景，綜合了戰(zhàn)爭的主要領(lǐng)域，包括C4ISR、后勤、大規(guī)模殺傷武器、戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈防御等。它能夠提供三維戰(zhàn)場空間、氣象、后勤制約以及基于感知的指揮和控制等功能，可應(yīng)用于作戰(zhàn)計劃的制定和執(zhí)行、兵力評估研究、系統(tǒng)采辦分析、作戰(zhàn)新概念和新條令的形成與評估。2006年美軍將其更名為聯(lián)合分析系統(tǒng)JAS。

3.3.2 聯(lián)合建模與仿真系統(tǒng)JMASS

JMASS是由美三軍聯(lián)合開發(fā)的、多軍種通用的工程及交戰(zhàn)級作戰(zhàn)仿真體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)的工具集。JMASS主要包括三個部分：1模型標(biāo)準(zhǔn)，包含可重用的軟件結(jié)構(gòu)化模型和模型應(yīng)用編程接口；2仿真支撐環(huán)境，包含仿真引擎、可視化開發(fā)工具、事后處理分析以及商業(yè)軟件工具接口等；3模型庫和資源庫，包含本地模型和數(shù)據(jù)庫，以及建模與仿真資源庫。JMASS本身并不包含任何的模型和仿真應(yīng)用，它只是為建模提供了公共的作戰(zhàn)仿真結(jié)構(gòu)，可以視之為仿真系統(tǒng)的軟件支撐環(huán)境[5]。

3.3.3 聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級仿真系統(tǒng)JTLS

JTLS是一個多方參與、交互式、戰(zhàn)區(qū)級仿真系統(tǒng)，可用于軍事戰(zhàn)略、作戰(zhàn)計劃和作戰(zhàn)戰(zhàn)果的分析和評估，并更多地應(yīng)用于聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練。JTLS系統(tǒng)包括了陸、海、空聯(lián)合作戰(zhàn)以及后勤、特種兵力、情報支援等領(lǐng)域（截止2014年，該系統(tǒng)的版本已升級至5.0版[7]）。JTLS擁有與美軍若干實際C4ISR系統(tǒng)的接口，因此在訓(xùn)練與演習(xí)過程中，可以實現(xiàn)仿真系統(tǒng)與實際系統(tǒng)的聯(lián)合。在每年一次的美日“尖刃”聯(lián)合軍事演習(xí)和美泰“金色眼鏡蛇”聯(lián)合軍事演習(xí)中，JTLS均發(fā)揮著積極作用。

3.3.4 擴展型防空仿真系統(tǒng)EADSIM

EADSIM是美軍最成熟、使用最廣泛的任務(wù)級作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)之一。系統(tǒng)能夠滿足以C4ISR為中心的導(dǎo)彈戰(zhàn)、空戰(zhàn)、空間戰(zhàn)以及電子戰(zhàn)等作戰(zhàn)樣式的需求，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋作戰(zhàn)方案分析與規(guī)劃、武器裝備論證與評估、軍事訓(xùn)練與戰(zhàn)法研究等。EADSIM是美軍應(yīng)用十分成功的仿真系統(tǒng)之一，目前它在全球的用戶已經(jīng)超過400個。該系統(tǒng)始終與仿真技術(shù)、戰(zhàn)爭環(huán)境、武器裝備的發(fā)展變化保持同步，因而系統(tǒng)功能不斷改進與完善，截止2014年，該系統(tǒng)的版本已升級至17.5版[8]。

4 作戰(zhàn)模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢

近幾年來，作戰(zhàn)仿真技術(shù)發(fā)展迅速，但作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的能力仍滿足不了不斷增長的軍事需求，研究工作主要集中在以下幾點[9]：

（1）統(tǒng)一各項標(biāo)準(zhǔn)。目前，不同部門的作戰(zhàn)模擬工作都是獨立開展，根據(jù)其各自需要，采用特有的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)途徑進行獨力開發(fā)。因此應(yīng)用單一，缺乏互操作性。統(tǒng)一仿真工作中的各項標(biāo)準(zhǔn)，如數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、體系標(biāo)準(zhǔn)等，是實現(xiàn)其互連互通的必要工作。

（2）借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高資源利用率。網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢使得它可以作為作戰(zhàn)模擬資源服務(wù)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。充分、準(zhǔn)確地應(yīng)用好以網(wǎng)絡(luò)為核心的一系列現(xiàn)代信息技術(shù)能夠大大提升工作效率。目前，借助網(wǎng)絡(luò)進行各種資源共享已成為作戰(zhàn)模擬發(fā)展的重要趨勢。

（3）提高作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的可靠性。模型的校核、驗證與確認(rèn)一直是作戰(zhàn)仿真領(lǐng)域研究的重要問題。相對于一般仿真系統(tǒng)，作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)由于研究對象是復(fù)雜的軍事活動，其本身就是一個復(fù)雜系統(tǒng)，因此，更要重視系統(tǒng)可靠性的研究工作。

（4）向聯(lián)合作戰(zhàn)發(fā)展。聯(lián)合作戰(zhàn)是未來戰(zhàn)爭的主要樣式。不同軍兵種進行作戰(zhàn)模擬研究的時間、發(fā)展速度和規(guī)模相差較大，不能統(tǒng)一協(xié)調(diào)的進行聯(lián)合作戰(zhàn)模擬工作，不能適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展需求。為此，應(yīng)當(dāng)在軍兵種分散研究的基礎(chǔ)上，突出強調(diào)聯(lián)合作戰(zhàn)模擬研究工作。

5 結(jié)束語

當(dāng)前龐大而復(fù)雜的軍事訓(xùn)練及研究工作中，作戰(zhàn)模擬起著越來越重要的作用。作戰(zhàn)模擬技術(shù)多種多樣，借助計算機仿真技術(shù)，作戰(zhàn)模擬能夠更加高效低耗的為軍事工作進行服務(wù)。就目前的發(fā)展來看，未來要融合各項高新技術(shù)，提高作戰(zhàn)模擬的效率，使其在統(tǒng)一、可靠的基礎(chǔ)上，向著聯(lián)合作戰(zhàn)模擬方向發(fā)展，對提高我軍整體戰(zhàn)斗力具有重要意義。

【參考文獻】

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[7]Rolands & Associates Corporation. Release 5. 0 Status[EB/OL]. [2014-06-10]. http；//www.rolands.com/jtls/j-stat50. html.

[8]Teledyne Brown Engineering，Inc. Version 17.5 Release News[EB/OL]. （2013-10-30） [2014-06-10]http： // www. eadsim. com/EADSIM-V 17-5News.asp

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