军事领域中建模与仿真技术应用探讨

摘 要 仿真建模技术作为一项战略性、通用性技术,在军事领域正起着越来越重要的作用,在军事信息系统的构建过程中仿真建模技术是不可或缺的一部分,本文在概述仿真建模技术的基础上探讨了其在军事领域目前的应用水平,并分析了仿真建模技术未来的发展方向。

关键词 建模与仿真技术;军事信息化;应用

引言

近年来仿真建模技术正日益受到世界范围内众多国家的高度重视,在改善军事能力方面建模与仿真技术发挥了重大作用。本文首先阐述了仿真建模技术的内涵与原理,并介绍了建模与仿真技术在军事领域的发展现状以及發展前景。

1 建模与仿真技术概述

仿真建模是利用模型进行试验的一种方式,在科研、设计或是演习中具有很高的经济性与高效性。仿真建模技术的理论基础是信息技术、控制理论、相似原理以及系统技术等,该技术的应用依靠的是计算机与其他物理效应设备的支持,采用一定的模型,验证实际存在的或是预期实现的系统的可行性。仿真的过程包括建模、程序设计、试验以及结果分析等,仿真建模具有可控制性、低破坏性、多次重复性、低成本性等优势,在军事领域建模仿真技术是一个必然的发展趋势[1]。

2 军事领域中建模与仿真技术的应用现状

目前仿真建模技术在军事领域内主要在武器装备和作战两个方面投入了应用,仿真建模技术的实施可以协助作战人员利用模拟器进行接近实际作战场景的训练,从而有效提升人员军事素质与作战本领。此外,仿真建模技术可以为作战前的战略方案决策提供参考,使行动计划的制定更加周密可靠。并且该技术可以助力高新技术的研发,促使崭新而科学的作战思想与理念的诞生。仿真建模技术在军事中的具体应用有如下几方面:

2.1 网格军事仿真技术

军事网格的构成包括计算机、存储器、数据库、GIS系统以及各类通信基础设施例如光缆、无线电台、通信卫星等,网格的覆盖范围十分广泛,并且可以使各个设备终端无缝连接。并且具有很高的扩展性与集成性。将网格技术与仿真技术融合指的是以网格中包含的软硬件设备为基础,仿真过程中所需的建模、制作、集成、实验等活动都借助网格的支持,网格技术凭借优异的性能与稳定的资源整合能力必将在未来军事领域中占据一席重要地位。

2.2 分布交互军事仿真技术

分布式交互仿真技术的产生基于强烈的军事演习需求,并依托日益成熟的网络技术的支持得以快速发展。通常在军事领域分布交互仿真技术主要用于多兵种联合作战练习中,通过将不同的兵力汇总而形成虚拟战场的方式,将空战、陆战和海战结合到一起,使军队在该仿真系统中得以最大程度的接近实际战场进行联网演习。相比实战演习,联网仿真训练可以有效降低成本,造成的损伤较小,并且可以进行多次重复训练,它具有较高的灵活性,可以在短时间内使作战人员的协同关系得到显著提升[2]。

2.3 虚拟现实军事仿真技术

虚拟现实技术正日益取得社会的普遍重视,并在多个领域得到了广泛应用,在军事领域将虚拟现实技术与仿真技术结合起来可以为新型武器的研发提供高端的技术保障,在最新武器的开发过程中,在设计、研制、论证以及评价等阶段都可以借助虚拟现实技术,使高新技术武器更为直观地呈现在研究人员面前。此外,虚拟现实技术可以用于军事地图的绘制和应用中,与一般的地图不同,军事地图具有较高的复杂性,各个据点之间有着极为紧密的联系,利用虚拟现实技术审视军事地图可以为作战指挥部在制定军事决策时提供更有效的支持。并且虚拟现实技术也可以用于军事医学或是医疗救治中,使伤员得到更好的救治服务。

3 建模与仿真技术应用于军事领域的发展趋势

随着信息技术与网络技术的不断发展,未来的军事信息化水平必将得到进一步提升。在网格基础上利用SOA体系,将网络服务、SOAP、XML等技术用于建模与仿真领域,使仿真建模成为公共服务的一部分,在联合指挥系统中发挥显著作用。以往的仿真建模技术存在于军事指挥系统之外,作为单独存在的一部分孤立的发挥辅助分析功能,未来的仿真建模技术将融入联合指挥系统中,在与作战指挥与决策的多个活动如推延作战计划、分析作战过程、感知作战态势以及评估系统等活动中发挥支持作用[3]。基于该目标的军事领域的建模与仿真技术将具体朝着以下几方面发展:

仿真技术的标准将得到进一步完善,将构建基于统一协议的体系结构,使构造仿真、虚拟仿真与实况仿真三者有机结合在一起,并且无缝连接,成为军事电子信息系统中的一个综合的仿真体系,从而满足系统的研发、测试与评估、模拟演习等过程的更高需求。

建模仿真体系与系统具有更好的兼容性,仿真体系的结构在设计环节要考虑到与系统的兼容,并且仿真体系具有较高的可扩展性,使军事信息系统与仿真体系得到更优化的集成。

仿真体系的组件化和平台化水平得到提升。仿真开发平台是仿真系统开发与集成的重要基础,该平台具有很高的通用性,可以有效配置仿真资源,使仿真系统的开发更加高效。

4 结束语

军事的信息化水平的提升带动了仿真建模技术的成型与应用,军事领域中应用仿真建模技术具有提高武器性能、缩短研发周期、降低成本支出等诸多裨益。随着相关技术研究的进行,作为一门综合科学的仿真建模技术,必将得到更深入的研究,真正融入作战系统中,在军事领域中发挥更加显著的作用。

参考文献

[1] 安娜,贾连兴,毕飞飙.建模与仿真技术在军事领域中的研究现状及发展趋向[C].2009年系统仿真技术及其应用学术会议(CCSSTA"2009).2009年系统仿真技术及其应用学术会议(CCSSTA"2009)论文集.合肥:中国自动化学会,2010:222-224.

[2] 胡勇,李文元,林旺. 仿真建模技术及其军事应用[C].中国电子学会电子系统工程分会第十五届信息化理论学术研讨会.中国电子学会电子系统工程分会第十五届信息化理论学术研讨会论文集.南京:全军信息化工作办公室,2009:289-291.

[3] 张巍.群体协同行为建模与仿真技术研究[D].北京:国防科学技术大学,2012.