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美军训练仿真发展:CATTS早期系统影响持续至今
2010年4月8日    评论:    分享:

  译自:美国国防部网站

  编译:知远/一唐

 

    本文首先介绍了20世纪70年代训练仿真起步时的状况,最后介绍了国家模拟中心在开发指挥控制训练仿真并对其提供支持的过程中发挥的作用。

 

  1 对训练仿真发展历程的总体回顾

 

  在20世纪70年代初,陆军的第一代训练仿真手段还处在人工模拟水平。这种模拟需要签订商业合同以生产大量的“作战板”,这些“作战板”可以反映实际的地形。当时,最常用的地形是联邦德国的富尔达缺口,还有中东的西奈地区,在人工模拟中也使用德国小城镇的复制品。其它模拟器材包括BLOCKBUSTERDUNN-KEMPH,以及指挥官与一般参谋学院的两名学员制作的班排连级模型。DUNN-KEMPH使用地形“作战板”或112,500地图。用于师旅训练的人工模拟器材是PEAGASUS,它使用125,000150,000地图作为地形板。此外,还开发了称为FIRST BATTLE的师/军人工模拟器材,它使用1250,0001500000地图,在经过调整具备旅营级训练仿真功能后,它最终成为全陆军的“标准”模拟器材。

 

  在同一时期(19721973),陆军开始使用计算机模型计算部队损失、机动速度、弹药和油料消耗。陆军最初推广使用的计算机辅助训练仿真器材是计算机辅助图上机动模拟系统(CAMMS),它仍然需要使用125,000150,000标准陆军地图地形板。而军师级FIRST BATTLE也正经历从完全人工向计算机辅助方向的转变。到20世纪70年代末,最终推出了CAMMS,而计算机辅助型军师级FIRST BATTLE成为了保障指挥所演习的“标准模拟系统”。到20世纪80年代中期,多数部队已经完全实现从人工模拟向计算机辅助转变。

 

  还是在这一时期,一项由装甲步兵学校和陆军军需司令部(AMC)训练器材项目管理人员(PMTRADE)牵头的试验,推出了完全“自动化”的模拟支持系统。这一被称为合成军战术训练者模拟(CATTS)系统的项目最先在本宁堡开发,后来移到了利文沃思堡。CATTS是第一种将电视监控器地形图和指挥所中常见的作战板图表结合起来的训练模拟系统,它是陆军训练作战模拟系统(ARTBASS)的原型,于1986年作为第一种全自动保密型模拟系统配发给陆军部队。这些早期模拟系统的影响一直持续至今。

 

  现有的计算机化训练模拟系统是在过去人工模拟和部分自动化模拟系统的升级成果。例如,现在的标准军师级计算机模拟支持系统CBS就是从陆军战争学院和美国驻欧洲陆军(USAREUR)最先使用的“计算机辅助”模式MTM模型开发而成的。MTM是美国驻欧洲陆军用于在联邦德国因斯德勒霍夫武士准备中心(WPC)建立地面战争模拟(GRWSIM)的基准。其后继型联合演习支持系统(JESS)是佛罗里达州赫尔伯特训练场联合作战中心为战略司令部(REDCOM)开发的。1988年,陆军将JESS作为支持军师级指挥所演习的标准模拟系统,并将其重命名为军作战模拟系统(CBS)。通过作战司令部训练项目(BCTP)的广泛应用,CBS系统已经得到了重要的改进,尤其是其模拟战场操作系统(BOS)的功能。

 

  利用正在配发以支持军作战模拟系统的数字化装备公司的VAX计算机,可以开发使用同一硬件的旅/营作战模拟系统。CAMMS模型的后续开发工作,在华盛顿州路易斯堡开发的旅营自动化模拟系统(BABAS),以及与澳大利亚陆军合作开发的作战模拟系统(COMABAT SIM),都为旅/营作战模拟系统打下了基础。 /营作战模拟系统目前配发到整个陆军,并应用与CBS系统相同的设备。

 

  “两面神”系统由劳伦斯•利沃摩尔实验室开发,用于模拟核武器的效果。20世纪90年代对其进行改进后,陆军将其作为小型分队(班、排、连)战术教学的标准模型。进一步的改进使“两面神”系统可以用于营旅级作战参谋训练。现在,“两面神”既有技术工作站版本也有个人电脑版本,在所有美国现役陆国和陆军后备队的模拟中心(包括驻韩国美军、驻欧洲美国陆军、国家试验中心、驻日美军补充兵员训练中心)使用,也配发给了陆军国民警卫队的所有独立旅和作战营。

 

  虽然并非完全从建立人工程序一步一步发展而来,未来模拟系统的发展确实从早期的实践中受益匪浅。例如,作战人员模拟系统(WARSIM)2000(将所有模拟系统融入一个无缝隙的联合、合成演习战场训练环境的未来模拟系统),就充分运用了在过去人工模拟和计算机辅助模拟中得到验证的运算法则和软件。此外,使作战训练中心获得成功的训练方法也确定能够进行自动化改进。加入国防部高级研究计划署(DARPA)在过去几年中开发的数据输入监控器、集成模拟协议(ALSP)等现代计算机技术后,运用模拟手段的WARSIM 2000将成为提升战备水平的途径。

 

  2 训练仿真的进一步开发、运用和制度化

 

  运用训练仿真的优长已经得到了用户广泛认识和宣扬。随着模拟手段在部队训练规划中的运用,这种认识导致了更多的试验。尽管陆军中还存在对“依赖计算机”的抵触,持续的开发、更新和运用推动了各种模拟系统的配发和训练仿真的制度化。由于20世纪80年代中期陆军训练作战模拟系统的广泛应用和巨大成功,整个训练领域的新的兴趣和注意力被投向了“可能性”。随着模拟系统开始根据特殊部队和特殊环境量身定做,一些主要司令部开始打造其专有的模拟系统。

 

  3 、指挥控制训练仿真标准化的必要性

 

  如上所述,从20世纪70年代末开始,模拟手段就用于领导者指挥控制流程的训练。到20世纪80年代末,几乎所有肩负大规模训练任务指挥官都积极参与到模拟系统的开发之中,以便将模拟系统用于其所属司令部。然而由于一些因素的缘故,这种模型泛滥的现象并没有在今天出现。

 

  首先,不标准的和专用的模型通常需要在同样不标准的和专用的硬件上运行。很多模型在联接和操作方面都互不兼容,使得这此模型无法为规模更大、部署更分散的用户所应用。

 

  其次,不标准的模型版本与20世纪80年代上前期陆军所倡导的标准化观念和规章发生了直接冲突。尽管直到20世纪90年代初不标准版本仍然在使用,训练仿真标准化工作已经对这些版本提出了挑战。

 

  第三,训练资源持续削减,这就使得先前指挥官们的开发自由受到了全面限制。尽管在削减预算之初没有产生太大影响,但到20世纪80年代末时,在训练领域中不标准模型的开发就已经大为减少了。

 

  最后,陆军指挥控制训练仿真的发展方向并不明确。技术正在以指数速度发展,陆军领导层意识到可以通过平衡资源、汇聚技术信息、对模拟系统开发进行集中管理来实现效益的最大化。

 

  4、国家模拟中心在训练模拟中的角色

 

  197510月,美国陆军训练与条令司令部(TRADOC)的指挥官责成大陆陆军司令部(CAC)指挥官提出关于各院校、中心模拟系统开发的建议。通过将作战模拟系统集中于利文沃思堡,大陆陆军司令部提出了指挥控制训练仿真构想、设计、开发、部署、维护和升级的有关建议。而训练与条令司令部的分析司令部(TRAC)对模拟系统模型的确认正好与大陆陆军司令部的行动相吻合。

 

  陆军训练与条令司令部对指挥控制模拟系统开发的卓越的一元化管理,由于20世纪90年代初国家模拟中心(NSC)的建立而正式定型。作为陆军训练与条令司令部的训练模拟执行机构,国家模拟中心(当时还使用CAC进行训练仿真)19902月建立时的职责包括两个方面:

 

  *为所有军以上指挥机构开发和部署指挥控制训练仿真系统家族,目的是将所有模拟系统合为一个分布式情报系统。

 

  *作为陆军训练与条令司令部自动化训练仿真的执行机构,监督指挥控制模拟系统的开发。

 

  国家模拟中心在陆军训练与条令司令部一名负责合成军的将军级副司令的指导下,负责陆军作战指挥训练仿真工作。其职责包括对作战指挥训练方案(BCTP)和主要训练演习提供支持,管理陆军模拟器家族(FAMSIM),作为陆军训练与条令司令部分布式情报系统的管理者。国家模拟中心后来又在堪萨斯州利文沃思堡被扩大,以履行新的职责,并运用其新的模拟设备,这时它被称为“蜂巢”。

 

  于199341重组后,它成为大陆陆军司令部的主要下属机构,在高级执行部门的罗伯特•拉罗克博士的领导下,国家模拟中心的任务聚焦于开发、操作和保障用于战术、战役和战区级联合、合成作战的模拟系统家族。这些模拟系统必须能够模拟作战行动的机动、部署和重新部署,以及非战争军事行动。它的主要职责包括:

 

  * 运行“蜂巢”,这是大陆陆军司令部的主要模拟设备,其中有作战司令部训练项目中的一部分世界级假想敌部队计划(WCOPFOR);提供所有的一般性专业技术支援,以及合同制支援人员;提供作战司令部作战实验室的部分人员;提供硬件。

 

  * 履行陆军训练模拟系统家族执行机构的职能。

 

  * 履行陆军训练与条令司令部分布式情报系统的职能支持者和实际管理者的职能。

 

  * 开发未来的虚拟式和结构式模拟系统。

 

  * 为陆军提供指挥控制演习保障。

 

  5 国家模拟中心的活动和能力

 

  * 模拟系统家族

 

  作为陆军模拟系统家族的执行机构,国家模拟中心以特定司令部(CD)和训练部(TD0的身份开展活动。这些活动包括监控下列指挥控制模拟系统的生命周期流程:“两面神”、强度可变计算机化训练系统(VICTORS)、“频谱”、旅/营作战模拟系统(BBS)、军师级计算机模拟系统(CBS)、战术模拟系统(TACSIM)、战斗勤务支援训练模拟系统(CSSTSS)和作战人员模拟系统2000(WARSIM 2000)。这一生命周期流程包括确定需求;开发;测试;确认、生效、合格鉴定(VV&A);软硬件部署;试用;维护。为扮演好其模拟系统家族的角色,国家模拟中心与模拟系统家族器材开发人员以及训练仿真应用司令部(STRICOM)密切合作。国家模拟中心利用每年用户集中的时机进行野战部队和院校进行正式的互动。

 

  需求确定是模拟系统家族成员生命周期的开端。模拟系统家族的任务需求综述(MNS)1993年经负责作战的陆军副参谋长批准。作战人员模拟系统2000的作战需求文件于1994年经陆军训练与条令司令部和陆军器材司令部(AMC)批准。1996年,陆军训练与条令司令部批准了一系列融入战术勤务支援功能的作战人员模拟系统作战需求文件(ORD)1994年,国家模拟中心开始为作战聚焦训练者拟制作战需求文件。

 

  虽然训练仿真应用司令部负责开发工作的管理,国家模拟中心在整个国防部5000.2程序中都扮演了用户的角色。除了准备作战开发人员文件,国家模拟中心也参与了准备采购支持计划的工作,它还参与到资料筛选流程之中。在开发过程中,国家模拟中心与开发团队一道工作,并对开发流程进行审查。目前主要的开发项目是作战人员模拟系统2000

 

  测试和确认、生效、合格鉴定是模拟系统生命周期的关键组成部分。它们相互联系,而不是孤立的工作。国家模拟中心一直参与确认、生效、合格鉴定的计划与实施,包括功能测试和技术测试。1994年进行的测试包括“两面神”系统试验、在喷气推进实验室(JPL)进行的军师级计算机模拟系统1.5.X版本图形透明度测试、在联邦德国进行的高级后勤系统计划联邦测试。为准备即将到来的训练活动,已经将更多的测试列入计划。除了通过提供人员和装备来参与这些测试外,国家模拟中心正准备详细的试验计划以支持高级后勤系统计划的功能测试。目前,训练与条令司令部的分析司令部正在通过对模拟系统家族特定部分进行细致的技术试验来对国家模拟中心提供支援。一旦国家模拟中心完全建成,所有测试工作都能在室内进行。

 

  模拟系统的部署是国家模拟中心的一项主要工作。国家模拟中心在全世界范围内派遣新设备训练小组,以保障部队接收“两面神”系统、旅/营作战模拟系统、军师计算机模拟系统和“频谱”系统 。包括现役部队司令部(AC)、后备队司令部(RC)以及训练与条令司令部所属的部分院校。

 

  模拟系统维护主要是指软件维护,因为硬件维护由提供后勤支援的承包商负责。每个模拟系统都需要修正误差,同时根据操作系统和硬件的变化而进行更新。国家模拟中心每年至少两次对更新的优先顺序进行排列,训练仿真应用司令部则召开配置控制会议以确定实施的进度表。

 

  * 演习保障

 

  国家模拟中心在全世界范围内通过提供设备、网络、通信、性能/地形数据库、演习设计专家来保障训练演习。作战司令部训练项目则向作战人员演习(WFXs)提供持续的保障。演习设计、联网、通信、数据库支援已经提供给全国的现役陆军部队和陆军后备队,以后还要提供给世界范围内的主要演习:乙支焦点透镜(UFL)演习(韩国)、山樱(美国陆军和日本自卫队)、欧洲的主要演习(如“大西洋决心”(AR)演习)、常规司令部(GHQ)演习和草原勇士演习。

 

  国家模拟中心通过维护三类设备来保障演习。第一类包括“蜂巢”的大型计算机和相关网络设备,第二类包括“峰巢”的计算机工作站,国家模拟中心一直在建立能使人员(包括作战司令部训练项目的世纪级假想敌部队计划)参与参与分散训练和检验性演习的领域。最后,国家模拟中心运用一系列工作站和微软公司的vax系统来对作战司令部训练项目以及其它组织在利文沃思堡之外的场所进行的演习提供保障。

 

  国家模拟中心的设备可以参与到全球模拟网络之中。“蜂巢”拥有国家模拟网络(DSI)的永久节点,也具有利用商用网络的能力。通过这些网络节点,国家模拟中心可以运用其大型运算能力来对世界其它地区的演习(如大西洋决心、乙支焦点透镜)和测试活动提供保障。

 

  演习设计对于确保指挥官运用模拟系统实现其训练目标非常关键。国家模拟中心参加主要演习(如“大西洋决心”)设计会议,以确保模拟系统的功能得以充分理解和运用。国家模拟中心还对全世界范围内的模拟中心和部队提供咨询。

 

  * 分布式情报系统

 

  国家模拟中心在分布式情报系统开发理念和开发标准方面扮演着主要角色,国家模拟中心不但在陆军也在联合机构中发挥作用,以推动和实现陆军分布式情报系统的理念。.

 

  作为陆军模拟系统家族的支持者,国家模拟中心代表着结构模拟用户的重要部分。国家模拟中心搜集分布式情报系统需求,这也是其模拟系统家族需求生成流程的一部分内容。为满足现有需求,国家模拟中心必须为constructive simulationlive simulationvirtual simulation的融合拟定计划。国家模拟中心必须将其模拟系统与数字代码系统(MCS)等陆军作战指挥系统(ABCS)相融合,国家模拟中心还要每半年一次地参与分布式情报系统协议的设计工作。

 

  国家模拟中心在大量国防部活动、多军种活动和联合活动中代表陆军进行分布式情报系统改进的计划和实施工作。国家模拟中心与国防部高级研究计划署就分布式情报系统相关项目展开合作,如合成战区(STOW)和陆军战备训练模拟系统(SIMITAR)等。国家模拟中心还要参与组织关于未来模拟系统体系结构和设计工作的多种军会议,包括管理会议和技术会议,以评估和聚焦于研究开发工作。

 

 

标签:美军CATTS训练仿真
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