国内外军用仿真技术发展现状与趋势(2)

　　3.4 智能仿真技术

　　基于建模与仿真技术研究人类智能系统机理，以及各类基于知识的仿真系统已成为仿真技术的重要研究与应用领域.

　　典型的如基于仿真的嵌入式智能系统。目前，应用智能体（agent）对复杂社会系统进行仿真是这一领域的研究热点。基于agent的仿真技术中也存在着挑战，例如，如何控制 agent 的自治能力来保证它的可信度[4].其中知识模型及其表示标准化的研究，尤其是对面向 Agent 的模型、面向本体的模型、面向分布式推理的网络模型、面向移动通信的推理模型、能演化的模型、自组织模型、容错模型、虚拟人等的研究将是智能系统建模进一步研究发展的重点.

　　3.5综合自然环境仿真技术

　　无论是单武器平台性能仿真还是多武器平台在对抗作战环境下的体系对抗仿真，综合自然环境仿真都是重要的组成部分。美国在环境仿真方面，研制了各种运动仿真器，如高精度飞行仿真转台、加速度模拟器、真空模拟器等，建立了逐步完善的各种实体模型数据库、战场环境（如地形、地貌、海洋、大气、空间等）数据库，并用虚拟现实技术，建立虚拟仿真环境、虚拟战场环境等，以支撑其各种仿真的需要。

　　综合自然环境的建模与仿真应包括对地理（地形、地貌和地质）：海洋、空间、大气、电磁等环境信息的仿真。在环境模型基础上进行的仿真应用体现了自然环境对实体运行和决策行为产生的影响.综合自然环境的建模采用静态或动态的多维数据场拟合方法，并对虚拟自然环境与实体的交互进行检测[5].

　　综合自然环境的建模与仿真必须解决两方面的问题：环境模型的建立。军事应用中的环境是千变万化的，不同的地形、地貌、气象、电磁干扰、噪声等等都有其不同的环境特征，要对其建立有相当置信度的模型是很复杂的，所以环境仿真建模工作应作为基础性研究进行.

　　环境效应。这是一个更加复杂的问题，实际上也就是仿真环境动态变化时，对仿真结果所产生的影响.例如，军舰，反舰导弹与海情，风力、风速，加上多路径这些环境之间是相互交互的。这些都增加了仿真达到相当置信度的难度。

　　当前，自然环境建模与仿真技术向着多学科融合、实时动态化和分布式协同化方向发展，同时出现了相关的设计标准（综合环境数据表示与交换标准 SEDR IS）、规范和实现技术（地理信息系统（GIS），基于图像绘制 （IBR ），体绘制 （VolumeR endering）等）。

　　3.6 建模与仿真的校核、验证与确认技术

　　建模与仿真的校核 、验证与确认技术 （verification,validation and Accreditation,w&A）技术，即系统模型的校核、仿真模型的验证以及仿真结果的认可技术[6].VV&A技术的应用能提高和保证仿真可信度，降低由于仿真系统在实际应用中的模型不准确和仿真可信度水平低所引起的风险。VV&A 技术已成为复杂系统建模与仿真技术中的重要课题，尤其受到军事部门的高度重视，并正从局部的、分散的研究向实用化、自动化、规范化与集成化的 w&A系统发展。

　　4仿真技术在军事领域内的应用

　　在军事领域，仿真技术的应用主要包括武器装备仿真和作战仿真两大部分.

　　其在军事上的应用，在高技术战争中对作战行动将产生重要的指导作用，主要表现在以下四个方面[7].①通过训练模拟器进行训练，提高作战人员的军事素质；②利用仿真技术提高武器装备的战技术性能，加速高科技应用，引导新武器研制，促进新型武器装备发展；③在战争开始前，采用仿真技术选择最佳作战方案，制定周密的行动计划，对作战的组织指挥起到重要作用；④通过仿真，研究新的作战思想、作战理论，制定战略计划.

　　随着各种仿真新技术的发展，其在军事领域内的应用必然促进军事训练思想、训练方法和训练手段的更新和改进。下面结合仿真技术的发展趋势，粗浅探讨其在军事领域内的各项应用.

　　4.1 基于分布交互仿真技术的军事应用

　　分布交互仿真技术在军事上最明显的应用是多兵种联合作战训练，进行多武器平台作战仿真.在 DIS生成的逼真战场环境支持下，可以进行作战仿真，熟练掌握合成作战技术、作战原则、发展新的作战方式和方法，提高各级指挥人员的战场指挥能力，并可大大减少风险和高额开销.美国是最早发展分布式交互仿真技术的国家.1983 年美国防部高级研究计划局和陆军合作的研究计划 SIMNET 于 1989 年完成，北约（NAT0）准备逐步把各国不同的兵力汇入SIMNET 而成为一个虚拟战场，并把空战仿真系统（AWSIMS）和海战仿真系统（NWSTMS）与其相联。美国陆军的 CCTI（近战战术训练系统），是美国用于部队训练的第一个分布交互仿真实用系统，可实现 546 个仿真工作站的仿真训练联网，距离可跨越欧美之间，可为美国本土和美在北约驻军的野外训练提供高逼真度的虚拟战场环境.联网演习，比起实战演习来，其成本低、损伤少、安全保密，多次反复演练，而且方案可以多变，准备时间短.通过联网仿真训练多兵、团组协同作战，不仅可解决人与机之间的关系，更要解决人与人之间的协同关系.

　　分布交互仿真技术的发展主要基于两个因素：①网络技术的发展；②军事技术的需求。要求借助仿真技术来训练作战人员，使其能在现代战场环境条件下使用各自武器装备并互相配合作战，因而该技术近二十年来在军事上得到了迅速发展.

　　4.2 基于虚拟现实技术的军事应用

　　近几年，随着科学技术的发展，虚拟现实技术已经渗透进军事生活的各个方面，开始在军事领域中发挥着越来越大的作用.目前，虚拟现实技术在军事领域的应用主要集中在虚拟战场环境、军事训练和武器装备的研制与开发等方面。

　　虚拟现实技术在军事领域内的应用新的发展趋势包拼[8]:高新技术武器的研制开发、论证、评估及预测；"虚拟"军事地图；虚拟现实在军事医学、救治上的应用；虚拟远程控制机械装备.

　　4.3基于网格技术的军事仿真

　　网格技术的核心是解决网络上各种资源 （如计算资源、存储资源、软件资源、数据资源等）的动态共享与协同应用。军事网格是由各种通信卫星、微波中继站、地面光缆、无线电台、野战地域网等通信基础设施，以及各种计算机、存储器、网格软件平台、数据库、地理信息系统等计算信息设施组成，具有广域分布、无缝连接、动态扩展和高度集成的特点[9].

　　军用仿真的需求和现代分布式仿真技术的发展、最新网格技术的兴起已经为研究基于网格的新型仿真技术和构造网格环境下的仿真系统奠定了良好的基础，我们称之为"基于网格的仿真",即所谓的"仿真网格".基于网格的仿真就是构建在网格（软硬件）基础之上，并且利用网格服务来支持仿真过程中的建模、想定制作、运行时集成、实验设计、实验分析等系列活动的一种新型仿真方法.网格技术提供的思想、体系结构和整合成单一的高性能、可靠的资源的能力在军事仿真中具有良好的应用前景。

　　尽管目前网格技术还不是很成熟，但它将是网络技术的发展方向，及早展开基于网格的军事应用仿真研究，对于我军将来抢占信息制高点，推动仿真技术在军事领域的应用具有非常重要的意义[10].

　　4.4 依托装备开发各种"嵌入式 " 仿真训练系统

　　随着军事装备的现代化，其自动化、智能化程度不断提高，对装备的模拟更复杂，所花的经费越来越多。特别是一些大型复杂的电子装备，如 C3I,C4I 等系统。由于许多电子装备的寿命不在于操作次数的多少，而主要取决于电子元器件的自然寿命，充分依托装备开发各种仿真训练系统，能较好地解决依靠实际装备训练会磨损和降低实装寿命的问题[11].

　　利用计算机等成熟设备，开发实装的"嵌入式"系统，对于减少系统实物试验次数、节省训练经费、提高维护水平、延长装备寿命周期、强化部队训练等具有非常重要的意义。

　　5 结束语

　　近几十年来，仿真技术在各类应用需求的牵引及有关学科技术的推动下，已经发展形成了综合性的专业技术体系.目前，仿真技术正向网络化、虚拟化、智能化、协同化、普适化方向迅速发展。基于虚拟现实的仿真技术、分布交互仿真技术、面向对象的仿真技术、智能仿真系统、综合自然环境仿真技术、w&A技术等将是仿真技术发展的主要趋势.

　　仿真技术在军事领域中的应用，对于提高武器系统综合性能、减少系统实物试验次数、缩短研制周期、节省研制经费、提高维护水平、延长寿命周期、强化部队训练、帮助指挥人员掌握高技术战争的特点和规律、研究战法等具有特别重要的意义。越来越多的国家已经认识到了仿真技术在军事领域中的重要作用，并大力发展各种军事仿真技术.

　　作为一门综合眭科学，仿真技术将随着其相关领域技术的深入发展，继续向纵深快速发展，同时将扩大其综合应用的领域，在国防建设和国民经济建设中发挥更大的作用.

　　参考文献：
　　[1] 王精业，杨学会，徐豪华。仿真科学与技术的学科发展现状与学科理论体系[J].科技导报，2007.6,5.
　　[2]康凤举，杨惠珍，高立娥等.现代仿真技术与应用[M].北京：国防工业出版社，2006.1.
　　[3]李伯虎，柴旭东，杨明，等。现代建模与仿真技术的发展[A].中国科学技术前沿（中国工程院版，第六卷），高等教育出版社，2003 .
　　[4]朱志强，王建元，王芳。基于 Agent 的核心计算机操作机制研究[J].计算机技术与发展，2007.7.