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虛實融合:美軍軍事訓練的頂級模式

美國陸軍「LVC集成訓練環境」實踐運用

序言

為最大程度提高部隊戰備水平、錘鍊部隊應對極端複雜情況的能力,美國陸軍提出融合實兵訓練(Live)、模擬訓練(Virtual)、構造模擬訓練(Constructive)和軍事遊戲(Gaming)於一體的LVC集成訓練環境(Integrated Training Environment)概念,構建出了近似實戰的聯合作戰模擬訓練環境,並於2012年11月在第2騎兵團組織的營級規模實兵實彈訓練中進行了首次運用。這種「虛實結合」的訓練模式,對我J訓練條件建設以及訓練的組織與實施具有很高的參考價值。

LVC集成訓練環境是目前美國陸軍軍事訓練的核心理念。LVC集成訓練環境概念設想根據訓練任務需求,融合實兵訓練系統、模擬訓練系統(包括軍事遊戲)和構造模擬系統的各自優長,把室內訓練的指揮員、參謀人員和野外訓練的士兵以及各兵種模擬器材集成在同一任務環境中,為指揮員、參謀人員和士兵提供複雜可靠、能反映實際作戰複雜特性的訓練環境。LVC集成訓練環境非常適合合成部隊營、連、排多級同步訓練,在技術上還可以支持旅規模的訓練。

組成LVC集成訓練環境的三大支撐系統包括:

實兵訓練系統

用駐地物聯訓練系統(Home Station Instrumented Training System)通過電台把多功能集成激光交戰系統( Multiple Integrated Laser Engagement System)連接起來,實現實時反饋參訓士兵的位置、狀態、武器和射擊效果信息。駐地物聯訓練系統還可支持從其它模擬訓練系統中傳遞的間瞄火力損傷數據,並反饋到參訓士兵身上。實兵對抗訓練時,可以在構造模擬系統中設置炮兵單元支撐火力召喚任務訓練,通過語音通信或任務式指揮信息系統進行協同,實現用虛擬的炮彈打擊真實的參訓部隊,參訓士兵可通過監視器實時查看虛擬火力打擊的效果。

模擬訓練系統(包括遊戲)

主要包括航空武器訓練系統、近距離戰鬥戰術訓練系統、可重構車輛戰術訓練系統、可重構車輛模擬器、和虛擬戰場空間。航空武器訓練系統是一種陸軍航空兵飛行訓練設備,可進行模塊化組合,能滿足AH-64、OH-58、UH-60和UH-47直升機訓練需求;近距離戰鬥戰術訓練系統是一種合成部隊地面戰鬥集體訓練設備,包括M1A2坦克和M2A2戰車家族訓練子系統;可重構車輛戰術訓練系統和可重構車輛模擬器非常類似,二者都可提供輪式車輛乘員進行訓練,安裝有可定製互動式屏幕,能夠感應手持武器模擬器中發射的激光信號;虛擬戰場空間(VBS)是一款第一人稱射擊遊戲,通過使用真實世界地形數據和陸軍武器裝備數據把這款遊戲改造成了能夠支持陸軍訓練的系統。

構造模擬系統

在集成訓練環境中,構造模擬系統以聯合衝突和戰術模擬系統(Joint Conflict And Tactical Simulation 簡稱JCATS)為主體,所有的實體單位都用二維軍標來表示,單位移動和交互都是在二維地圖上進行。構造模擬系統可以直接與參訓部隊使用的指揮系統互聯互通,通過點擊滑鼠就可以控制構造模擬系統中虛擬的坦克或士兵與訓練場、模擬訓練系統中真實的坦克和士兵進行交互。為了提升訓練的「公平性」,LVC集成訓練環境中僅允許構造模擬系統中的炮兵單位可以打擊真實的參訓部隊。

LVC集成訓練環境能夠支持空中突擊、機動突擊或陣地攻防等多種作戰樣式,可以滿足城市作戰、近距離空中支援或超近距離火力支援等高風險訓練任務的需要,構建的訓練環境能最大程度接近實戰。

LVC集成訓練環境實踐運用

2012年11月,駐歐美軍為第2騎兵團首次利用LVC集成訓練環境組織了一場營級規模的實彈訓練,由德國格拉芬沃爾多國聯合訓練司令部的指揮官負責設計訓練想定,演練內容延續了第2騎兵團幾個月前組織的指揮所演練的內容。這次實彈訓練,在時間和空間上實現了多層級同步訓練,很好的完成了營預定訓練內容,是一次LVC集成訓練環境運用的典型案例。

訓練內容設計

這次訓練,第2騎兵團共4個營參訓,每個營安排了5天訓練時間:第1天學習分隊指揮程序;第2天進行模擬訓練,營戰術指揮所所有人員包括各車的車長、駕駛員和炮手在虛擬戰場環境中同步展開訓練;第3天用空爆彈進行實兵訓練,全營所有士兵訓練各自的任務;第4天進行完整的實彈演練;第5天進行復盤檢討。美軍在訓練內容設計階段就已經考慮如何充分發揮先進訓練手段的作用,注重實兵訓練與指揮所演練緊密銜接,各個營按「理論學習-模擬訓練-實兵訓練-復盤檢討」四個環節展開訓練,各個環節互為支撐,各個層級同步實施,形成了「虛實結合、上下聯動」的訓練閉環。

體系結構設計

在這次LVC集成訓練環境體系(圖1)搭建過程中,美軍充分整合軍用和民用技術,把模擬系統與指揮控制系統進行了深度融合。訓練中使用MUSE、JCATS、SIMPLE等軍用模擬模型系統作為底層數據支撐,其中MUSE負責虛擬無人機系統,在三維環境中生成全動態影像,與陸軍通用地面站連結;JCATS負責虛擬地面部隊、飛機和導彈,並與指揮系統中藍軍追蹤系統連結;SIMPLE是指揮控制模型,負責指控數據格式轉換,建立模擬模型系統與指控系統之間的連結。BCS、TBC/CPOF、FBCB2、AFATDS、GCCS-A為本次演練參訓部隊裝備的指揮控制系統。訓練開始時,JCATS通過SIMPLE和參訓部隊的指揮控制系統建立連結,向所有參訓部隊推送通用態勢圖(圖2),MUSE虛擬影子無人機對戰場實施偵察,把偵察到的虛擬敵情顯示在JCATS中。每個營的情報參謀必須像實戰一樣規劃和使用影子無人機,無人機排的士兵根據營情報參謀的指示控制無人機的飛行計劃。訓練中,通過JCATS虛擬敵軍的各種活動,並同步推送到各個參訓人員的指控系統上。

圖1 LVC集成訓練環境體系結構圖

圖2 LVC集成訓練環境中生成的態勢圖

虛實環境精確匹配

模擬訓練階段,來自第2騎兵團12支連隊的571名士兵全部在同一虛擬環境中進行模擬訓練,虛擬環境中的數據通過SIMPLE模塊把戰鬥車輛位置信息報告給指揮系統,並在指揮員指揮系統中近似實時的生成通用態勢圖。各個連的控制指揮單元通過指揮系統和電台進行聯絡,模擬實戰條件下的指揮通信。士兵們乘坐斯特瑞克步戰車模擬器,在混合了實兵、虛擬敵軍和目標靶的虛擬環境中「作戰」。實彈訓練階段,為了把實彈訓練與計算機虛擬環境集成,負責實彈訓練的參謀和負責制定計劃的人員共同開發靶標控制同步系統,為每個營的武器系統選擇發射陣地,手動選擇每個靶標,共同確定虛擬敵軍的轉換點和各個訓練區域中目標的顯示和控制時機,實現了虛擬環境、虛擬敵情與真實地形完美匹配。虛實結合的訓練環境使營的演練正面達到了9公里,虛擬的各種戰術情況大大增加了參訓部隊在該區域實施指揮控制活動的複雜性,使訓練更貼近實戰。

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