二、模拟仿真技术

人们对作战行动进行模拟的活动可以追溯到久远的历史。从匣始部落的首领们通过摆放石头、土块来说明作战意图时，作战模拟就已经萌芽了；我国东汉的名将马援曾通过模拟地形研究过战法；相沿至今的沙盘、地图、兵棋和实物模型等，还在现代训练中占有一席之地。19 世纪中期，普鲁士军队发明了一种地形显示板作战模拟装置，从而揭开了现代作战模拟发展的序幕。这种装置是按照简单的规则用缩形武器系统在地形显示板上模拟战斗中的武器射击和部队运动的情况。1916 年，英国工程师兰切斯特在分析作战双方兵力和火力优势与胜负之间的关系之后，率先提出经过简化的作战格局的数学方程，这就是著名的兰切斯特方程，它能预测交战双方战斗结局的概率分布。第一代以机电解算器为核心部件的模拟训练设备产生于第二次世界大战后期，这些设备是美英等国为了提高飞行员与舰艇专业人员的训练质量而研制的飞行训练器和海军的攻击训练器。

20 世纪 50 年代电子数字式计算机的出现，导致了以电子计算机为基础的第二代模拟训练器材的诞生，为模拟手段的进一步发展开拓了新的前景。

70 年代以来，随着微电子技术、光电技术、自动检测、激光等高新技术的突飞猛进和电子计算机的广泛运用，使模拟训练手段的发展产生了质的飞跃。在这一时期应运而生的第三代模拟训练器材，使许多过去难以模拟的作战行动得以解决，一系列复杂的战争环境与战斗条件可以一再复现，以往需要在战场上才能获得的经验与知识，今天有可能在“战争仿真实验室”里取得。如今，模拟训练器材已发展到第四代、第五代，并渗透到各个军事领域，给军队教育训练手段带来了革命性的变革。

目前，世界各国研制的模拟训练器材种类繁多，但应用最普遍发展最迅速的是计算机模拟和激光模拟。以计算机为基础的训练模拟器，可利用计算机的运算法则，将作战原则、行动、环境条件（地形、气象等）、兵力兵器、指挥控制和效果等因素进行量化，然后用数学模型模拟作战行动的全过程。利用这种模拟器可以人一机对抗，也可以红、蓝双方对抗或红、蓝对抗再加导演的方式进行演练。建立在计算机中的作战模型，通过图形、图像显示系统将作战的态势显示出来。在推演过程中，人工随时可以干预，受训人员可获得近似实战的感觉。计算机模拟的最新发展是出现了虚拟现实技术。虚拟现实是指以计算机技术为主，多种技术综合运用，由人工合成的使受训者具有临场感和多维感，并能与受训环境交叉作用的“虚拟环境”。运用虚拟现实技术构成的训练系统，可以为受训练者提供一个视觉、听觉和触觉都十分逼真的“战场”，使受训者沉浸于仿真环境中，并与虚拟战场的多种对象实体相互交流、相互作用。这种训练系统，既可以训练单兵和小分队战术，也可以训练大兵团和诸军种联合作战；既能够训练基层官兵对复杂武器装备的操作使用技能，也能够训练高级指挥人员和指挥机关筹划、组织与指挥作战的能力和艺术，并能使训练最大限度的贴近实战。虚拟现实技术已成为当今作战模拟训练的一个重要发展方向。激光模拟器是利用受激辐射的激光具有亮度极高、方向性极好、颜色极为单纯的特性，由电子设备辅助的模拟装备。该模拟器可“以光代弹”，精确地模拟各种直射武器的弹道、射程和射击的声音、炮火闪光以及爆烟、弹丸消耗与装填时间，可计算击毁概率和杀伤效果，能进行自检、发射、近距离脱靶、命中等显示，并带有裁判和防作弊装置、弹药计数器等。由于激光脉冲的发射功率是可以控制的，并可进行时序编码，因而现有的激光模拟器，已可模拟从轻武器到不同射程的高炮、地炮、坦克炮、舰炮、火箭筒、导弹等武器的射击状态。

采用模拟器材进行训练，具有许多传统的训练手段所无法比拟的优越性。它不但可以大大提高训练质量，而且可以节省训练费用，降低武器装备的磨损，减小实弹射击的危险性，突破时间空间的约束，同时还可以协助研制新式武器装备。因此，目前世界各国对模拟训练越来越重视，研制和采购模拟器材的费用已成了国防预算中独立的一个项目，并被列入非削减部分。预计未来 10—15 年将是模拟训练全面实施的时期，它将大大缓解制约军事训练的各种因素，有力地促进军队训练质量和效益的提高。

从当前发达国家模拟训练手段运用的情况看，今后一个时期模拟训练器材的发展将主要体现在以下两个方面：一是进一步实现模拟训练器材的系列化、标准化、组件化。就已装备的武器系统而言，都将拥有一种或多种模拟器，其中包括战斗操作模拟、战术模拟，维修模拟等，而且基本配套齐全。为了非常方便地使用和维修，各类模拟器将进一步实现系列化，其主要零部件实现标准化、组件化，达到一种产品适用于多种模拟器。如美国的 GOFT

系列（其部件通用性达到 85％），法国的 DX 系列，英国的“西姆菲尔”系列等。二是继续发展多品种、多功能、高层次的模拟器。目前，以计算机成像技术为核心的各种模拟器已在外军各种训练中心、院校广为运用；以计算机为基础可模拟大规模军事演习的大型指挥、通信模拟器，已在外军指挥部和参谋部使用。今后还将进一步发展完善能进行陆、海、空军和诸兵种联合作战的系列化模拟器。模拟训练器材的品种将更多更丰富。尤其是用于高级作战指挥、合成军战役战术训练的新型模拟器和模拟器的自检测技术设备，将进一步发展和完善，并将逐步把大量的单个模拟器通过电缆、微波和卫星联在一起，组成高度逼真的训练环境，最终实现军队训练和技术检查的大部或全部工作在模拟器上完成。

在应用新技术方面，今后一个时期将以虚拟现实技术和激光模拟技术为核心，综合开发运用计算机技术、自动控制技术、系统工程技术、人工智能技术、仿真技术、多媒体技术、传感器技术、光电技术、神经生物技术等最新科技成果，使模拟训练器材和系统具有更大的应用潜力和广阔的发展前景。