Fuente: Revista de simulación de sistemas
Autores: Qiu Zhiming, Li Heng, Zhou Yufang, Qing Duzheng
Resumen
En el futuro, las armas y equipos de alta tecnología, las operaciones de combate y los entornos del campo de batalla serán cada vez más complejos. Confiar en las condiciones técnicas de simulación existentes y los recursos de entrenamiento de simulación, construir equipos y sistemas de entrenamiento de simulación en red, sistemáticos e inteligentes, y llevar a cabo el sistema El entrenamiento de simulación de confrontación es la clave para aliviar el alto El entrenamiento con equipos técnicos es una forma efectiva de gastar mucho dinero y tener recursos limitados, y es la principal forma de mejorar la calidad y el nivel del entrenamiento. Este documento resume y analiza el estado de desarrollo y las tendencias de tecnologías como la arquitectura de sistemas de simulación, el modelado de simulación, la simulación de fuerza azul y la simulación de sistemas de información que se centran en el campo del entrenamiento conjunto.Sistemas típicos como el sistema de entrenamiento, la aplicación y la eficacia del "ejercicio a gran escala 2021" de EE. UU., que se centra en mejorar el nivel de las capacidades reales de entrenamiento de simulación de combate en condiciones de confrontación del sistema, desde la perspectiva de las tendencias tecnológicas y la realización de ingeniería, presentó 5 puntos valiosos Las direcciones de investigación en cuestión pueden proporcionar referencia para ingenieros y técnicos en este campo.
Palabras clave
simulación; sistema de entrenamiento; LVC (constructivo virtual en vivo); arquitectura
introducción
Los países desarrollados occidentales representados por los Estados Unidos siempre han otorgado gran importancia a la aplicación de la tecnología de modelado y simulación en el campo del entrenamiento, y la consideran un "multiplicador de beneficios militares y financieros" [1] y "una de las tecnologías clave que afectan la seguridad y la prosperidad nacional". Desde la década de 1970, el Departamento de Defensa de EE. UU. ha invertido una gran cantidad de recursos humanos, materiales y financieros en el campo del entrenamiento con simulación, estableció una organización especial de liderazgo, gestión y coordinación, estableció una gran cantidad de laboratorios de combate y formuló una serie de Se han desarrollado modelos y estándares de simulación Especificación [2], especialmente una gran cantidad de sistemas de simulación. Después de casi 40 años de inversión continua, eliminación y renovación, y mejora continua, Estados Unidos ahora ha formado una estrategia integral que cubre diferentes campos (tierra, mar, aire, espacio, electricidad y red), diferentes niveles (estrategia, campaña, tácticas, tecnología) y diferentes métodos (simulación de instalación/soldado real, simulación de deducción, simulación virtual) y un sistema de simulación de entrenamiento de combate relativamente completo para diferentes propósitos han promovido efectivamente la transformación y construcción de su ejército y la mejora de su efectividad de combate. . Estudiar la aplicación de la tecnología de simulación en el campo de la formación es un medio eficaz para mejorar el efecto de la formación con simulación y ahorrar dinero.
1 Desarrollo de tecnología de simulación
En la actualidad, las tecnologías de simulación enfocadas en el campo del entrenamiento conjunto incluyen principalmente arquitectura de simulación, tecnología de modelado de simulación, tecnología de simulación del ejército azul y tecnología de simulación de sistemas de información.
1.1 Arquitectura de simulación
Desde mediados de la década de 1980 hasta principios de la de 1990, los países extranjeros estudiaron principalmente arquitecturas de simulación distribuida como SIMNET, protocolo de simulación de nivel agregado (ALSP) y simulación interactiva distribuida (DIS). En 1995, sobre la base de DIS, el Departamento de Defensa de EE. UU. lanzó la arquitectura de alto nivel (HLA) para modelado y simulación. Con la profundización de la aplicación de HLA comenzaron a destacarse algunos de sus problemas, Estados Unidos propuso “test and training enabler architecture (arquitectura habilitadora de pruebas y entrenamiento, TENA)”. En 2007, la Oficina de Coordinación de Modelado y Simulación del Departamento de Defensa de EE. UU. propuso la arquitectura LVC (construcción virtual en vivo) que combina la construcción virtual en vivo [3].
1.1.1 Arquitectura de simulación interactiva distribuida
Distributed Interactive Simulation (DIS) es "un entorno integral en el que los dispositivos simulados dispersos en varios lugares están interconectados e interoperables a través de redes de área local y redes de área amplia utilizando una estructura coordinada, estándar, protocolo y base de datos" [4]. Basado en la red Ethernet TCP/UDP, DIS conecta simuladores de hombre en el circuito dispersos, fuerzas generadas por computadora y otros equipos de simulación como un todo para formar un entorno integral que es consistente en tiempo y espacio, y realiza plataformas (aviones , Misiles, barcos, tanques) y el medio ambiente (terreno, atmósfera, océano), interacción e interacción de plataforma a plataforma y de entorno a entorno, y a través de servicios de navegación a estima (DR), para lograr la situación de entrenamiento entre los los nodos participantes es consistente en tiempo y espacio [5]. Las primeras etapas de DIS se centraron principalmente en la investigación de simulación virtual. En la actualidad, los Estados Unidos adoptan el sistema de entrenamiento estándar DIS, que incluye el entrenador táctico integral del Ejército de los EE. UU., el sistema de combate táctico conjunto de la Marina, el entrenador táctico de la fuerza de combate y los ejercicios de campo de batalla sintéticos.
1.1.2 Modelado y simulación de arquitectura de alto nivel
Para realizar la integración de varios sistemas de simulación, como el simulador de sistema en tiempo real a nivel de plataforma basado en el estándar de protocolo DIS, el sistema de simulación de combate a nivel de agregación basado en el estándar ALSP, el sistema de simulación de guerra electrónica y el sistema C4I real en un interactivo distribuido entorno integral, 1995 El Departamento de Defensa de EE. UU. propuso la Arquitectura de Alto Nivel de Modelado y Simulación (HLA) [6]. La arquitectura utiliza middleware de simulación RTI dedicado para proporcionar seis tipos de servicios, incluida la gestión de federaciones, la gestión de declaraciones, la gestión de objetos, la gestión de propiedad, la gestión del tiempo y la gestión de distribución de datos, para realizar la interacción de la información entre los nodos de entrenamiento y para formular la plantilla del modelo de objetos. La especificación de la interfaz interactiva. HLA es compatible con el desarrollo de principios tácticos y estratégicos de muchos a muchos a gran escala y la simulación de ejercicios, la simulación de ataque y defensa de confrontación de sistemas de sistemas de armas múltiples y la simulación de evaluación del rendimiento de armas, la simulación de confrontación y la simulación de entrenamiento de personal de diferentes granularidades y diferentes grados de agregación [7 ].
1.1.3 Arquitectura habilitadora de prueba y entrenamiento
Debido a que HLA carece de especificaciones de desarrollo para modelos de simulación de grano más pequeño, y es difícil cumplir con los requisitos del sistema en tiempo real en términos de servicios de administración del tiempo, el Departamento de Defensa de EE. UU. lanzó la "Arquitectura de uso de energía para experimentos y capacitación (TENA)" [8 ], su arquitectura se muestra en la Figura 1.
TENA optimiza el middleware de la operación de simulación, mejora el mecanismo de comunicación, el servicio de gestión del tiempo, etc., y puede admitir mejor el acceso a los sistemas en tiempo real. Al mismo tiempo, se agregaron modelos de objetos de radar estándar, modelos de objetos de GPS, modelos de objetos de plataforma, modelos de objetos de información de ubicación en el espacio-tiempo, etc., para pruebas y capacitación en EE. UU., como se muestra en la Figura 2, con el objetivo de mejorar la aplicación del modelado. y simulación en pruebas y entrenamiento La interoperabilidad, la reutilización y la componibilidad de la tecnología respaldan completamente los ejercicios y el entrenamiento de LVC de EE. UU. [9].
TENA se ha utilizado en múltiples proyectos, como la capacidad de prueba ambiental de la misión conjunta de los Estados Unidos, el proyecto de capacidad de evaluación y prueba de interoperabilidad, y el entorno de prueba distribuido de la aplicación de software C2 avanzada de la nave espacial estelar II.
1.1.4 Sistema de simulación estructural virtual en vivo
Sistema de simulación estructural virtual en vivo (LVC), L en LVC es el recurso de prueba real compuesto por equipos instalados, V es el recurso de prueba virtual generado artificialmente, C es la combinación de recursos de prueba reales y virtuales, y LVC es el It simultáneo. Tiene 3 tipos de simulación: en vivo-virtual-construcción. La arquitectura de simulación jerárquica propuesta en el Simposio de Interoperabilidad de Simulación de 2012 aboga por lograr la interoperabilidad de la simulación LVC sobre la base de las arquitecturas originales como DIS, HLA y TENA. Las arquitecturas de sistemas actuales como DIS, HLA y TENA se encuentran en un estado de coexistencia [10].
En general, Estados Unidos continúa mejorando la arquitectura del sistema de simulación de entrenamiento militar y continúa evolucionando para admitir la biblioteca de modelos de precisión múltiple y la integración de herramientas de simulación, la interoperabilidad eficiente entre las instalaciones del campo de entrenamiento y los requisitos de interoperabilidad de simulación estructural/real/virtual entre dominios. y capacidades, esforzarse por lograr una integración profunda de varios equipos de información y recursos de simulación, construir un espacio de simulación LVC sin interrupciones y brindar soporte para la investigación y el desarrollo de sistemas complejos.
1.2 Tecnología de modelado de simulación
Los modelos de simulación se pueden dividir en modelos de mecanismos y modelos experimentales en términos de métodos de construcción, y los modelos experimentales se pueden dividir en modelos empíricos y modelos de datos. El modelo de mecanismo es un modelo de simulación preciso establecido en base al mecanismo interno del objeto, el proceso o el mecanismo de transferencia del flujo de material, como ecuaciones de radar, etc., y tiene la ventaja de una fidelidad relativamente alta; el modelo empírico se refiere al uso de fórmulas empíricas para la clave Las ventajas son una alta eficiencia operativa y pueden reflejar la experiencia y el conocimiento del personal de combate; el modelo de datos se refiere al modelo de simulación que se extrae de los datos reales mediante el método de minería de datos, como el modelo de característica de error de radar, etc., la ventaja es la alta fidelidad, cerca del combate real [11]. En la actualidad, en el campo del entrenamiento militar, se utilizan principalmente el modelado de mecanismos y el modelado de experiencias, y rara vez se utiliza el modelado de datos.
Con el desarrollo de la tecnología inteligente, se ha prestado cada vez más atención a la tecnología de modelado de datos.Por un lado, el modelo de datos tiene una fidelidad cercana al combate real [12] y, por otro lado, tiene una alta eficiencia operativa. , la simulación LVC y otros campos tienen un gran potencial de desarrollo. En 2020, Estados Unidos publicó la estrategia de datos del Departamento de Defensa [13], identificó los datos como un activo estratégico y aclaró que el apoyo conjunto a las decisiones de combate en todos los dominios, el análisis comercial y el apoyo a las decisiones de liderazgo senior son las tres aplicaciones principales. direcciones de la tecnología de modelado de datos, y organizó una serie conjunta de proyectos de apoyo como soporte de datos conjuntos (JDS) se muestran en la Figura 3. Su objetivo es utilizar los datos sin procesar masivos formados durante el proceso de entrenamiento del ejercicio para formar modelos de alta fidelidad y productos de datos que se pueden utilizar en los campos de desarrollo de conceptos de combate, inteligencia de equipos, análisis de negocios militares, etc., para obtener grandes -escalar las ventajas de combate y mejorar la eficiencia del combate.El desarrollo de la inteligencia militar y la formación acelerada de la eficacia del combate.
1.3 Tecnología de simulación del Ejército Azul
Con la aplicación, la mejora y la innovación en el campo de la práctica, la tecnología de simulación del Ejército Azul se ha desarrollado vigorosamente y ha logrado avances en el diseño, los métodos de construcción y la realización técnica de alto nivel.
En el período embrionario, como etapa inicial, Estados Unidos propuso programas de entrenamiento como "top gun" y "bandera roja" para construir una unidad táctica enemiga imaginaria de tierra, mar y aire de tiempo completo; la Unión Soviética y Japón también establecieron sus propias fuerzas enemigas imaginarias, formularon planes de desarrollo constante y normas y reglamentos relacionados. Esta etapa se logra principalmente mediante el despliegue de unidades orgánicas para que actúen como enemigos imaginarios, la construcción de una gran cantidad de instalaciones similares al campo de batalla real y la recopilación de experiencia y lecciones en el combate real. Pertenece a la etapa de simulación física del ejército azul.
En el período de desarrollo más profundo, a medida que las tecnologías como el combate láser, la evaluación de amenazas, la visualización y el control del campo de batalla y la simulación militar se vuelven más maduras, la construcción de tropas imaginarias a partir del pensamiento táctico, las acciones tácticas y los medios de uso del oponente se ha convertido en el medio principal. Esta etapa se basa principalmente en la tecnología de simulación por computadora para simular el estilo de combate, las reglas tácticas y el proceso de combate del enemigo imaginario a través de todos los elementos y procesos para proporcionar un modelo de oponente profesional para el entrenamiento de ejercicios.
En la cima de la aplicación, con el rápido desarrollo de la tecnología, la intensificación del combate asimétrico y la instalación continua de nuevos equipos, la construcción de fuerzas enemigas imaginarias en varios países se ha desarrollado rápidamente.Se ha convertido en una nueva tendencia para usar inteligencia artificial. métodos como el razonamiento del conocimiento y el aprendizaje de refuerzo profundo para simular oponentes. . Basado en JSBSim y FlightGear de código abierto, EE. UU. creó un entorno de entrenamiento experimental de confrontación de juegos (M&S), construyó una fuerza enemiga imaginaria de un avión inteligente y llevó a cabo un entrenamiento de confrontación hombre-máquina en la competencia de combate aéreo virtual Alpha Dogfight, y utilizó los resultados de la simulación del entorno del juego para entrenar el seguimiento Las capacidades de mando y control de los UAV y los aviones de combate han logrado muy buenos resultados [14].
1.4 Tecnología de simulación de sistemas de información
En la simulación de capacitación conjunta, la simulación del sistema de información generalmente se refiere a la simulación de la relación de mando, la relación de suministro, la relación de comunicación, el flujo de información, etc. Es el núcleo de la simulación del sistema y se realiza principalmente alrededor del anillo OODA. El bucle OODA es el ciclo de observación, orientación, decisión y acción. En general, ha pasado por tres etapas: simulación de anillo de información único, simulación de anillo de información multicapa y simulación de anillo de información dinámica combinable.
La simulación de un solo bucle de información está orientada principalmente a aplicaciones de simulación de un solo sistema y construye modelos de plataformas y equipos de percepción, cognición, toma de decisiones y acción correspondientes alrededor de un bucle OODA independiente para realizar la simulación de una cadena de efectos de nivel táctico.
La simulación de anillo de información multicapa está orientada principalmente a aplicaciones de simulación a nivel de sistema. Alrededor de la estructura de comando en forma de árbol, simula sensores, sistemas de armas, armas, etc. en todos los niveles de abajo hacia arriba, y simula sistemas de comando y control. en todos los niveles de arriba a abajo.El proceso de transmisión de información, recopilación y dispersión de datos, y la fusión de situaciones entre plataformas puede realizar la simulación de comandos multinivel y tareas multifacéticas en operaciones conjuntas.
La simulación dinámica de anillo de información componible está orientada principalmente a la futura simulación del campo de batalla de la guerra basada en decisiones, con el objetivo de simular relaciones complejas en el campo de batalla bajo la combinación adaptativa de elementos operativos, generación dinámica de cadenas de ataque y coordinación entre dominios de armas de alto rendimiento. [15], como se muestra en la Figura 4. Con el rápido desarrollo de la tecnología inteligente no tripulada y la urgente necesidad de desarrollar nuevos conceptos de combate, la tecnología de simulación dinámica de bucle de información combinable será una importante tendencia de desarrollo de la futura tecnología de simulación de sistemas.
2 Aplicación de los típicos sistemas de formación extranjeros
2.1 Entorno de entrenamiento normalizado de la Armada
La Marina de los EE. UU. ha construido un entorno de entrenamiento continuo naval (NCTE) utilizando la arquitectura del sistema y otras tecnologías relacionadas (entrenamiento de equipos de misiones múltiples submarinos, SMMTT), el dispositivo de entrenamiento de aeronaves FAST, etc. llevar a cabo una capacitación integral a nivel de capacitación por contrato en el muelle; al mismo tiempo, NCTE ha construido un campo de entrenamiento de tres niveles en los Estados Unidos y bases en el extranjero, tiene la capacidad de organizar LVC y otras fuerzas de múltiples formas para llevar a cabo entrenamiento de confrontación en red a escala global.
2.1.1 Arquitectura
NCTE adopta de manera integral la gestión de federaciones, la gestión de declaraciones, la gestión de objetos, la gestión de propiedad, el servicio de gestión de distribución de datos y el servicio DR de DIS de HLA, y básicamente se da cuenta del efecto de la arquitectura TENA. Es un sistema de entrenamiento típico basado en el concepto LVC. Su arquitectura se muestra en la Figura 5, en la que el sistema de generación de fuerza virtual conjunta JSAF proporciona la capacidad de simulación de construir fuerzas (C), y las fuerzas simuladas (V) como barcos de superficie, submarinos y aeronaves se simulan y ejecutan en el medio El software está conectado al sistema para realizar el entrenamiento simulado de tropas reales, virtuales y estructuradas en el mismo entorno de campo de batalla. Al mismo tiempo, como sistema de entrenamiento naval, el NCTE se puede conectar al sistema de capacidad de entrenamiento nacional conjunto (capacidad de entrenamiento nacional conjunto, JNTC) [17] para llevar a cabo un entrenamiento de simulación conjunto con otros servicios.
NCTE usa DR para resolver el problema de la consistencia espaciotemporal de la situación de entrenamiento entre los nodos de entrenamiento participantes distribuidos en diferentes lugares, y combina DDM para resolver el problema del control de flujo de comunicación de datos en escenarios de entrenamiento a gran escala. El principio técnico de DR se muestra en la Figura 6. El modelo DR se implementa localmente en cada nodo de entrenamiento, y la desviación entre el resultado de la extrapolación y el valor real de la situación se evalúa en tiempo real. Cuando la desviación supera el umbral establecido, una corrección se notifica rápidamente a la información del nodo remoto, los nodos remotos ajustan los parámetros del modelo de extrapolación local y continúan la extrapolación en función de los parámetros ajustados. Esta tecnología se utiliza para resolver el problema de la situación de entrenamiento asíncrono causado por la inconsistencia del retraso de la red de comunicación entre los nodos. Además, dado que la información de la situación original no necesita enviarse con frecuencia entre los nodos participantes, la información de sincronización de la situación (o corrección de parámetros) solo se envía una vez cuando es necesario, lo que puede reducir efectivamente el tráfico de comunicación de la red.
NCTE accede a buques de guerra de superficie reales para participar en el entrenamiento a través de BFTT. BFTT aprovecha al máximo la instalación del sistema de combate y resuelve el problema de interacción virtual-real de la fuerza instalada mediante la construcción de un entorno de entrenamiento de simulación a bordo dedicado para sensores, sistemas de comando y control y sistemas de armas [18] Se muestra la estructura de su sistema en la figura 7.
2.1.2 Tecnología de modelado de simulación
Sobre la base de la referencia al modelo de objetos de la federación de referencia de la plataforma en tiempo real, NCTE adopta la idea básica del modelo de objetos y adopta la tecnología de modelado de mecanismos para formar un conjunto de conjuntos de modelos de objetos básicos para el modelado y la simulación de entrenamiento naval para respaldar la interoperabilidad entre los nodos de entrenamiento. . La colección básica de modelos de objetos incluye 31 tipos de modelos, como entidades de simulación, lanzadores, identificación de amigos o enemigos, guía de aeronaves, acústica submarina, enlaces de datos tácticos, diagramas de situación pública, designadores láser, defensa contra misiles balísticos y entornos espaciales atmosféricos marinos. Sobre la base de los datos de combate reales compartidos, la tecnología de modelado de datos se utiliza para simular equipos militares terrestres, marítimos, aéreos y otros equipos militares relacionados para realizar la interacción de fuerzas virtuales y reales en el campo de batalla y respaldar la simulación de diversas operaciones de combate de la Marina de los EE. UU. [ 19].
2.2 Sistema inteligente de entrenamiento de simulación de combate aéreo "Alpha"
"Alpha" (Alpha AI) es un sistema de entrenamiento de simulación de combate aéreo inteligente desarrollado conjuntamente por la Universidad de Cincinnati y el Laboratorio de la Fuerza Aérea [20]. El sistema utiliza muchas tecnologías de inteligencia artificial, como el razonamiento del conocimiento y el aprendizaje de refuerzo profundo para simular oponentes. Su núcleo es utilizar el método del árbol genético difuso, a través del pensamiento de lógica difusa similar a la humana, para generar contramedidas en situaciones ofensivas y defensivas como como ataque activo y evasión de maniobras en combate aéreo sobre el horizonte Estrategias tácticas como planificación de rutas aéreas, ataque con misiles, selección de armas, etc., para simular oponentes rojos. Construya una fuerza enemiga imaginaria de avión inteligente y entrene la adaptabilidad táctica de los pilotos en un entorno de simulación de juego [21]. La estructura de su sistema se muestra en la Figura 8.
2.3 EE. UU. "Ejercicio a gran escala 2021"
2021-08-03-17, bajo el diseño general y la fuerte promoción del Departamento de Defensa de los EE. UU., la Marina de los EE. UU. organizó e implementó el "Ejercicio a gran escala 2021", que involucró a 3 comandos navales y 5 portaaviones de la Marina de los EE. UU. en 17 zonas horarias en todo el mundo El grupo de ataque incluye 36 buques de guerra de gran escala, incluidos portaaviones, barcos anfibios y submarinos, y otros 50 barcos participan en el ejercicio a través de una red virtual, con una plantilla de 25.000 personas[22]. Por primera vez, el ejercicio utilizó la tecnología de entrenamiento de simulación LVC a gran escala, construyó un entorno de entrenamiento de combate real integral global, de servicio cruzado, de teatro cruzado, de flota cruzada y global, y llevó a cabo nuevos ejercicios de concepto de combate (incluidos ejercicios marítimos distribuidos). operaciones en alta mar en un entorno de confrontación), operaciones de bases avanzadas expedicionarias, etc.), ejercicios de combate conjuntos aliados (incluidas operaciones conjuntas de portaaviones de EE. UU. y Gran Bretaña, confrontación militar de EE. región del mar, los ataques cibernéticos encubiertos a gran escala de China y Rusia contra los EE. UU., etc.), probó exhaustivamente la nueva estrategia militar de los EE. UU., el nuevo concepto de combate, la nueva fuerza de combate y las nuevas tácticas de combate, y las nuevas capacidades de apoyo logístico, etc.
Desde una perspectiva técnica, la Marina de los EE. UU. aprovechó al máximo la arquitectura de la tecnología de simulación LVC en este ejercicio, integrando "sistemas instalados" interregionales (casi 100 buques de superficie de la Marina de los EE. UU.), "sistemas virtuales" (más de 70 simuladores de aviones ), "El "Sistema de construcción" (fuerza generada por computadora CGF construida por 14 laboratorios de combate) se integró de manera integral para construir el entorno de campo de batalla de "mayor alcance y más complejo" que combina lo virtual y lo real, lo que indica que Estados Unidos ha realizado nuevos avances y logros. en tecnología de entrenamiento virtual y real de dominio cruzado a gran escala.El desarrollo [23], se manifiesta específicamente en cuatro aspectos:
(1) Marco de tecnología de simulación LVC y tecnología de soporte básica
En este ejercicio, Estados Unidos integró recursos de entrenamiento LVC en 17 zonas horarias en Estados Unidos, Europa y Asia-Pacífico con base en NCTE, construyó un entorno de entrenamiento de combate real integral global y completó las tareas de ejercicio programadas, demostrando completamente el La tecnología de simulación LVC de Navy y las capacidades sólidas en red y otra infraestructura de información, las tecnologías clave involucradas incluyen: arquitectura LVC-IA escalable, conjunto de especificaciones estándar de simulación LVC, middleware de simulación LVC de red de área amplia cruzada de alto rendimiento, alta seguridad y alta enlace de comunicación de simulación LVC de ancho de banda (incluida la red alámbrica/inalámbrica), etc.
(2) Tecnología de generación de entornos de simulación sintética de alta fidelidad
La tecnología de generación de entorno de simulación sintética se refiere al uso de tecnología de simulación virtual y real para integrar de manera integral el entorno objetivo del campo de batalla, el entorno natural y el entorno de interferencia, de modo que los objetos probados/probados/entrenados se sumergen en un entorno de combate de sistema complejo casi real. la capacidad de combate real se evalúa en el entorno de "lo que practicas es lo que luchas" [24-25]. El entorno de simulación sintética tiene las características de alta fidelidad, escalabilidad, generalización, bajo costo y alto beneficio. Es una nueva tecnología integral que los Estados Unidos se esfuerza por desarrollar en el campo del entrenamiento experimental. Su efecto en la tecnología de simulación en tiempo real. , tecnología de fusión de objetivo virtual-real multicanal/multicanal de sensor, tecnología de mapeo bidireccional virtual-real de entorno espacio-temporal que admite "mover el dispositivo real al laboratorio", etc. [26].
En el ejercicio, el sujeto del ejercicio de concepto de combate marítimo distribuido utilizó esta tecnología para generar dinámicamente una situación de amenaza sobre el crucero "San Jacinto" ubicado en la costa este de Estados Unidos, e inyectarla a miles de kilómetros del buque noruego "Aegis". en tiempo real, guió sus operaciones simuladas y verificó la capacidad de la Marina de los EE. UU. para generar un entorno objetivo virtual y real y cambiar las condiciones reales del entorno espacio-temporal en la prueba. Otros temas de ejercicios, como la negación del mar, la penetración rápida de los lanzacohetes, los disparos de prueba de vehículos terrestres no tripulados, las operaciones móviles del ejército, etc., han construido un entorno de objetivo virtual y lo han inyectado en el sistema de combate de la Marina de los EE. tecnología de fusión para apoyar ejercicios y entrenamiento a gran escala interregionales de alta intensidad, alta densidad y cerca del combate real.
Del mismo modo, el entorno de simulación conjunta (JSE) liderado por el Departamento de Defensa de EE. UU., el entorno de entrenamiento sintético (STE) avanzado por el Ejército y el entorno de entrenamiento cibernético persistente (entorno de entrenamiento cibernético persistente) adoptado por el PCTE del ejército cibernético), etc. ., también adoptan el entorno sintético basado en la tecnología LVC para mejorar continuamente las capacidades militares en sus respectivos campos [27].
(3) Tecnología inteligente de modelado de confrontación de juegos.
Usando tecnologías como el modelado inteligente de confrontación de juegos, equipos no tripulados y modelado inteligente de clústeres, para realizar la simulación de alta fidelidad de la toma de decisiones del comportamiento de combate del oponente del equipo rojo y el equipo de combate autónomo inteligente, y formar un equipo rojo digital inteligente con capacidades de confrontación de juegos. [28]. Las tecnologías clave involucradas incluyen: tecnología de planificación de combate inteligente del equipo rojo, tecnología de modelado y simulación de toma de decisiones de comportamiento de combate del equipo rojo, tecnología de simulación inteligente individual/grupal de equipos no tripulados [29], tecnología inteligente de simulación colaborativa hombre-máquina, etc. biblioteca modelo de sistema de combate, estilo de combate, equipo de combate y comportamiento de combate.
En este ejercicio, la Marina de los EE. UU. utilizó la poderosa potencia informática de 14 laboratorios de combate para construir una fuerza inteligente generada por computadora para simular oponentes de alto nivel como China y Rusia, y lograr un juego igualitario contra ambos lados. , el Cuerpo de Marines de los EE. UU. Verificó por primera vez La capacidad de despliegue rápido, la capacidad de lanzamiento de misiles y las capacidades de control de fuego relacionadas del vehículo de lanzamiento de misiles de barco a barco han verificado la base técnica de los Estados Unidos en los campos de confrontación de juegos inteligentes. simulación y combate autónomo de equipos no tripulados.
(4) Tecnología de control y orientación integral de recursos de capacitación heterogéneos distribuidos a gran escala
Apuntando a los problemas en ejercicios a gran escala como "muchos tipos de equipos que participan en la prueba, gran cantidad, área amplia involucrada, relación de comando compleja y diversos enlaces de comunicación", el modelado de metadatos de recursos de capacitación y la tecnología de gestión unificada [30] , combinado con la seguridad basada en la nube La tecnología de orientación de capacitación [31], etc., realiza la gestión y el control conjuntos y la orientación conjunta del laboratorio en el campo, el campo de tiro y los recursos de capacitación de LVC. Las tecnologías clave involucradas incluyen: tecnología de gestión unificada de recursos LVC heterogéneos, tecnología de planificación de entrenamiento de simulación conjunta interregional [32], tecnología de control y guía rápida de situaciones de campo de batalla en tiempo real, tecnología de guía conjunta entre dominios y niveles, etc.
La gestión eficiente de la formación siempre ha sido una de las áreas técnicas clave en las que se ha centrado EE. UU. Por ejemplo, en el sistema STE dominado por el Ejército de EE. UU., el software de simulación de formación (TSS) basado en la nube y la herramienta de gestión de formación (TMT) son los componentes principales, que respaldan el rápido desarrollo del entorno de capacitación Construya y sincronice la capacitación en todas las geografías. En este ejercicio a gran escala, la Marina de los EE. UU. utilizó la tecnología de simulación conjunta LVC a gran escala interregional para organizar sucesivamente nuevos ejercicios de conceptos operativos, como operaciones marítimas distribuidas, operaciones en alta mar en un entorno de confrontación y bases de avance expedicionario, así como el lanzacohetes "Hippocampus". Más de una docena de ejercicios en diferentes niveles de tácticas de campaña estratégicas, como penetración rápida, operaciones de "negación del mar", cadenas de destrucción de ataque de precisión de largo alcance de ataque rápido y retracción rápida, y guerras de alto nivel. contra China y Rusia [33] han establecido servicios cruzados, teatro cruzado, el entorno de entrenamiento de combate real integral global de flota cruzada demuestra completamente la poderosa orientación conjunta y las capacidades integrales de gestión y control de los Estados Unidos en la organización de ejercicios a gran escala.
3 Conclusión
Para mejorar el nivel de habilidad del entrenamiento de simulación de combate real bajo la condición de confrontación del sistema, se pueden enfocar las siguientes direcciones de investigación:
(1) Profundizar la investigación sobre la arquitectura de simulación distribuida basada en TENA y apoyar la construcción del sistema LVC de capacitación conjunta
Sobre la base de la aplicación de la arquitectura del sistema existente, fortalecer la investigación sobre la arquitectura del sistema de simulación distribuida basada en TENA y mejorar la capacidad de soporte del entrenamiento de simulación LVC. Se hará hincapié en la tecnología de middleware de operaciones de simulación distribuida, la tecnología de gestión de distribución de datos de formación y la tecnología de interoperabilidad de sistemas de formación heterogéneos. Concéntrese en los avances en tecnologías clave, como la consistencia espacio-temporal de la situación de capacitación, la tecnología de navegación a estima, el control de flujo de datos de la red de comunicación de capacitación a gran escala y la integración general de los sistemas de capacitación basados en LVC.
(2) Fortalecer la investigación sobre la tecnología de modelado de simulación basada en la extracción de datos para mejorar la fidelidad del modelo, la cercanía al combate real y la eficiencia operativa.
Utilice datos de entrenamiento militar para llevar a cabo investigaciones sobre tecnología de modelado de simulación basada en minería de datos para mejorar la fidelidad de la simulación y el nivel de entrenamiento de simulación. La atención se centra en la tecnología de construcción del sistema de datos de combate del campo de batalla, la tecnología de fusión de datos multimodal para la extracción de conocimiento del campo de batalla y la tecnología de construcción del sistema de conocimiento basado en datos de entrenamiento militar. Avances clave en el preprocesamiento de datos y el análisis de asociación de datos, modelado de vista global de datos de entrenamiento basado en etiquetas de características, indicadores de evaluación y evaluación de la calidad de los datos de entrenamiento, factor experimental y diseño de nivel basado en minería de datos de entrenamiento, modelado de características objetivo basado en datos, basado en tecnologías clave como el modelado de conocimiento de medición de minería.
(3) Profundizar la investigación sobre la tecnología de simulación del ejército azul basada en un juego inteligente
Sobre la base de la simulación de equipos del ejército azul de alta fidelidad, realice investigaciones de simulación sobre comportamientos de juegos inteligentes, como estilos de combate del ejército azul, reglas tácticas y procesos de combate, y mejore el nivel de entrenamiento de simulación de las capacidades de combate del ejército azul y los cambios de desarrollo. Se hace hincapié en la tecnología de simulación general del sistema del Ejército Azul, la tecnología de modelado y simulación del sistema de información de mando del Ejército Azul, la tecnología de modelado de la decisión de mando del Ejército Azul, la tecnología de generación de la toma de decisiones inteligente del Ejército Azul y la tecnología de modelado de la gestión de recursos del sistema de información del Ejército Azul. Se lograrán avances clave en el diseño de la arquitectura del sistema de simulación del ejército azul evolutivo, el modelado del proceso de combate, el algoritmo de decisión de aprendizaje de refuerzo profundo basado en plantillas de reglas, la construcción del espacio de decisión del comando del ejército azul, el diseño de las restricciones de decisión del comando, la tecnología de guía de evaluación de entrenamiento, y modelado de gestión de armas jerárquico orientado a tareas y otras tecnologías clave.
(4) Fortalecer la investigación sobre tecnología de simulación de sistemas de información dinámicos y componibles para apoyar la deducción de nuevos conceptos operativos.
Para adaptarse al nuevo concepto operativo y la transformación del sistema de información de comando en combate, así como la compleja relación de información en la aplicación de equipos inteligentes no tripulados, se debe acelerar la investigación en tecnología de simulación de sistemas de información dinámicos y combinables. La atención se centrará en la futura tecnología de construcción del campo de batalla orientada a las relaciones de mando y control en red, la tecnología inteligente de accionamiento de integración de motores heterogéneos, la tecnología de construcción de campos de batalla gemelos basada en datos sistemáticos y la tecnología de evaluación inteligente para los centros de toma de decisiones. Los avances clave se basan en el modelado de relaciones de comando de campo de batalla basado en redes complejas, la programación dinámica de simulación de campo de batalla de anillo OODA, la operación de vinculación en tiempo ultra real de motor multiheterogéneo, la generación dinámica y la gestión de la red de potencia informática basada en flujo y reflujo modelo, algoritmo inteligente correlación adaptativa y tecnologías clave orientadas al centro de toma de decisiones, como la construcción del sistema de índice de evaluación y la evaluación inteligente de la cadena de efectos del sistema inteligente orientada al centro de toma de decisiones.
(5) Preste atención a la investigación sobre tecnología de entrenamiento de simulación inteligente de equipos no tripulados basada en la combinación de virtual y real, y aumente la eficiencia de los equipos de combate no tripulados.
Con el fin de garantizar que las fuerzas de combate no tripuladas en rápido desarrollo y gradualmente equipadas puedan coordinarse y actuar como una sola en el combate real, y generar potencia de combate rápida y eficientemente, a través de la combinación de soldados virtuales e instalaciones reales, las fuerzas de combate no tripuladas se llevan a cabo para un solo -Uso de dispositivos, operaciones coordinadas y confrontación simulada. La investigación sobre tecnología de entrenamiento de simulación inteligente para equipos humanos ayudará a las futuras fuerzas de combate no tripuladas a ejercer sus capacidades de combate reales en combate real. Se hará hincapié en el diseño de la arquitectura del sistema de entrenamiento combinado virtual-real, la construcción del entorno de entrenamiento de simulación combinado virtual-real para equipos no tripulados, la evaluación inteligente del entrenamiento y la plataforma de soporte para el entrenamiento de simulación combinado con/equipo no tripulado. Centrarse en los avances en tecnologías clave como el modelado de simulación de diferentes tipos de equipos no tripulados, entrenamiento de evolución inteligente en línea de equipos no tripulados, simulación cooperativa de combate y confrontación de equipos no tripulados virtuales y reales, simulación inteligente colaborativa hombre-máquina, análisis y evaluación de datos de entrenamiento de confrontación simulada , etc.
Descargo de responsabilidad: los artículos y las imágenes reproducidos en la cuenta oficial tienen fines educativos y de investigación científica no comerciales para su referencia y discusión, y no pretenden respaldar sus puntos de vista ni confirmar la autenticidad de su contenido. Los derechos de autor pertenecen al autor original. Si el manuscrito reimpreso involucra derechos de autor y otros problemas, comuníquese con nosotros de inmediato para eliminarlo.