作戰模擬基本情況介紹

作戰模擬是軍事研究的重要手段，在軍隊以及與軍事相關的很多領域中有著十分廣泛的應用。我老家的親戚曾跟我聊過：知道有作戰模擬這麼一回事兒，但它究竟是什麼？為什麼這麼重要？有什麼玄乎的東西你讀完大學、研究生、博士不夠，還要研究研究研究？今天，我就以盡量通俗的語言把我的理解分享出來。

1. 什麼是模擬？

根據百度百科[1]，模擬是指「利用模型復現實際系統中發生的本質過程，並通過對系統模型的實驗來研究存在的或設計中的系統，又稱模擬」。

我認為，模擬就是對現實存在或想像中事物的模擬。比如：

（1）如圖1所示，小朋友畫畫，畫了一隻兔子。這幅圖充滿了童真童趣和抽象主義色彩，儘管它與現實中的兔子還存在很大的差別，但從動機上，從本質上，它是對兔子這一客觀事物在外觀方面的模擬（模仿）。因此，這幅畫就是一個模擬模型，而小朋友畫畫的行為過程，就叫做模擬。

（2）下雪天，人們堆的雪人（如圖2），實際上就是以雪為工具構建模型，對人類外形的模擬。

（3）伽利略斜面實驗（如圖3所示）[2]。伽利略通過科學推理，認為：如果一切接觸面都是光滑的，一個鋼珠從斜面的某一高度A處靜止滾下，由於只受重力，沒有阻力產生能量損耗，那麼它必定到達另一斜面的同一高度C，如果把斜面放平緩一些，也會出現同樣的情況，如D、E的高度，如果斜面變成水平面，則鋼珠找不到同樣的高度而會一直保持一種運動狀態，永遠運動下去。

現實中，完全光滑的斜面是不可能存在的。人們只能使用打磨過、上過漆的桌面，或玻璃面等等來近似模擬理想的光滑斜面。因此，這些桌面、玻璃面就是對理想光滑斜面的一個模擬模型。人們利用利用這個模擬模型來研究推測理想光滑斜面的性質。

（4）《墨子·公輸》（如圖4）中寫到「子墨子解帶為城，以牒為械，公輸盤九設攻城之機變，子墨子九距之。公輸盤之攻械盡，子墨子之守圉有餘」。墨子用腰帶和木片來模擬城牆和攻城器具，實際上就是城牆和攻城器具的模擬模型。他和公輸班之間的攻守較量，實際上就是2500年前的樸素作戰模擬。

相信舉了這幾個例子，大家已經對模擬有了個初步的印象：這是一個十分寬泛的概念，凡是對某一（無論是現實存在還是想像中的）事物的模擬，都稱作模擬。

2. 計算機模擬

信息時代，在計算機強大的計算、存儲能力的支撐下，人們的工作效率得到了空前提高。計算機模擬是計算機眾多應用中的一種。百度百科[3]對計算機模擬做出如下定義：計算機模擬是應用電子計算機對系統的結構、功能和行為以及參與系統控制的人的思維過程和行為進行動態性比較逼真的模仿。我認為，計算機模擬就是使用計算機工具做的模擬。目前，可以說計算機模擬是所有模擬形式中應用最為廣泛的一種，因此大家一般默認模擬就是特指計算機模擬。

舉幾個例子：

（1）電力檢修模擬：利用計算機畫面模擬顯示工人對電力系統的檢修過程。

（2）航天模擬：利用計算機畫面模擬顯示火箭發射、衛星軌道運行等過程

（3）通信信道模擬：利用曲線顯示所模擬的通信信道特性

（4）太陽系模擬：利用計算機畫面模擬顯示太陽系行星的運動過程

（以上圖片來自於互聯網，侵刪。）

由以上舉例可以看出：

（1）圖形界面是計算機模擬的重要因素，甚至是基本因素。

（2）這些圖形界面主要分為兩大類：一是像圖3、4、6一樣，類似於真實事物照片的效果圖，二是像圖5一樣，以線、點為主要元素的數學圖。前者我們可以很直觀地理解，就是對真實事物的模擬；而後者，實際上是對真實事物某種數學特徵的模擬。兩者都屬於計算機模擬的範疇。

（3）也許有人會說圖3、4、6跟遊戲有點像，實際上，計算機遊戲也可看做是一種計算機模擬。

除了以上特性，還需要說明的是：

（1）雖然不直接體現在圖形界面上，數學計算和數據實際上是計算機模擬的兩大核心支撐。

（2）模擬是一個巨大的產業，它在當今社會的各行各業中都有著十分廣泛的應用，和無比廣闊的前景商機。模擬的典型應用有：概念演示，方案論證，設計優化等等。spaceX在發射獵鷹導彈之前，一定是做了很豐富很詳細的模擬。我覺得模擬與繪畫、音樂等等藝術有一定程度的共同之處：它們都是作者創新思考的結晶。可以說，想像有多寬廣，模擬空間就能有多寬廣。而經過設計、論證之後，模擬可以直接高效地對現實工程進行指導。

3. 什麼是模型？

相信大家都聽說過「模型」這個詞，也有人跟我說：知道模擬跟模型有著很密切的關係。但究竟什麼是模型，模擬跟模型到底是什麼關係呢？

我認為：模擬是模擬某個事物的動作、過程或結果，而模型是實現該動作、過程或結果的工具。比如，小朋友畫的小兔子圖畫，既是對真實兔子外形的一個模擬，也是該兔子外形的模擬模型。

這樣的解釋可能還有些拗口，不易理解。實際上，這兩個概念本身就存在很多重疊，在日常語境下，很多時候，將它們混用並不會給理解帶來障礙。需要說明的是，與模擬類似，模型的種類和內涵也是十分豐富，不僅僅是具有實物形狀的航模、車模等叫做模型，抽象的數學公式（如牛頓第二定律）、計算機代碼，甚至是對模擬對象的語言描述都屬於模型的範疇。

在計算機模擬領域，模擬對象的語言描述、數學公式和計算機代碼分別被稱為概念模型、數學模型和程序模型。

4. 作戰模擬

繞了半天，終於能回答我親戚的問題了。

4.1 什麼是作戰模擬？

《作戰模擬理論與實踐》[4]對作戰模擬給出了以下定義：作戰模擬是以軍事需求為牽引，以模擬為技術手段的軍事問題特殊研究方法。我認為，作戰模擬就是對作戰過程、作戰結果乃至對任何與作戰直接相關事物的模擬。需要說明的是：由於計算機技術的廣泛應用，現如今的作戰模擬一般特指計算機作戰模擬。

下面給出一組作戰模擬的簡單小例子：

（1）想定一：導彈防空

如圖7所示，我們設定了以下模擬場景：

在T時刻，紅方一架【戰鬥機】從【紅方機場】出發，沿著【突擊進入航路】接近【藍方重要地面目標】，並在預定陣位向該目標投射一枚空地導彈，接著沿【突擊退出航路】返航，向出發機場機動，最終停靠回【紅方機場】。

藍方的防空系統由一架【預警機】和一部【地空導彈發射車】組成。T時刻，【藍方預警機】從【藍方機場】起飛，沿著【藍方預警機巡航區域】巡航飛行，並開啟預警雷達進行預警探測。【藍方預警機】通過【數據鏈電台】向【地空導彈發射車】發送實時的預警探測情報。如果【地空發射車】發現敵方飛機進入到【藍方防空區域】，則立即向其發射一枚【地空導彈】進行攔截。該【地空導彈】為雷達末制導導彈，其工作過程如下：發射時，【地空導彈發射車】根據當時所掌握的情報，向【地空導彈】裝填目標位置；發射後，【地空導彈】沿直線路徑向原裝訂位置飛行，當其到達與原裝訂位置150km時，末制導雷達開機搜索目標；末制導雷達的掃描波束寬度為30°，如果掃描到目標，則立即更新導彈的目標方位，轉向該目標飛行，直至命中、毀傷目標；如果未掃描到目標，則導彈飛行到原裝訂位置後，自行爆毀。

（說明：以上想定的實體、數據、位置等均為配合展示模型而隨機設置，不帶有任何實際軍事背景。）

其模擬效果如下所示：（視頻1）

https://www.zhihu.com/video/964439430040371200

由視頻可以看出：紅方戰鬥機成功摧毀了預定目標，藍方地空導彈發射車先後向該戰鬥機發射了兩枚地空導彈，其中，紅方戰鬥機躲開了第一枚導彈的跟蹤，但被第二枚鎖定並擊毀。

（2）想定二：雷達干擾掩護飛機突防

在想定一的基礎上，我們為紅方增加了一個地對空雷達干擾站，如圖11所示，觀察雷達干擾站對掩護飛機突防的效果。

其模擬效果如下所示：（視頻2）

https://www.zhihu.com/video/964439580724948992

由視頻可以看出：藍方地空導彈發射車同樣是發射了兩枚地空導彈，但由於在發射第二枚彈時，預警機已經受到了電子干擾，目標情報不準確，導致了第二枚彈也脫靶了。

（3）想定三：地空導彈無線電制導

在想定二的基礎上，我們對藍方地空導彈的制導方式做了一些更改：在之前雷達末制導的基礎上，增加了無線電制導，即導彈發射後，地空導彈發射車通過數據鏈電台對導彈的目標諸元進行實時更新。相比這種無線電制導，之前只有雷達末制導的制導方式可看作是一種「發射後不管」。其模擬效果如下所示：（視頻3）

https://www.zhihu.com/video/964439699205603328

由視頻可見：藍方地空導彈發射車僅發射了一枚彈即命中目標，而該彈在數據鏈情報的引導下，能夠實時改變自己的飛行方向，最終牢牢地鎖定了目標模擬。

相信通過這一組小例子，大家對作戰模擬也有了一個直觀的印象了吧！這三個小模擬，包括所有的圖形顯示、坐標計算、過程模型等等，是我花了兩個月時間製作的。利用這樣的模型，可以進一步做很多研究，比如突防航路的優化（戰術問題）、導彈性能的設計（技術問題）等等，這裡不做展開討論。

4.2 作戰模擬基本現狀

舉上面這組例子就是對作戰模擬做一個直觀的展示。實際上，作戰模擬的樣式和效果也是多種多樣的。但由於眾所周知的原因，我接觸過的作戰模擬實際上也很有限，而能夠在這裡介紹的也僅僅是一些基本原理的皮毛。

根據公開的報道，目前美國比較有名的作戰模擬系統有[5]：【擴展型防空系統EADSIM】、【聯合戰區級模擬系統JTLS】、【聯合作戰系統JWARS】、【聯合模擬系統JSIMS】、【聯合建模與模擬系統JMASS】、【戰士模擬系統WARSIM2000】等。

隨著軍民融合的深入發展，目前我國市場上也出現了一批優秀的作戰模擬軟體公司，如[6]：【華如科技公司】、【未爾科技公司】、【航天科工系統模擬科技（北京）有限公司】、【北京智之科技公司】、【UNISOL Technologies友擎（上海）軟體科技有限公司】、【南京睿辰欣創網路科技股份有限公司】、【西安恆歌數碼科技有限責任公司】、【北京大風天利科技有限公司】等。

值得一提的是，隨著虛擬現實（VR）技術的發展，我相信，在不久的將來，VR在作戰模擬領域必將有廣闊的應用前景。

4.3 重要性

至於為什麼作戰模擬這麼重要的問題，《孫子兵法》開宗明義就提到，「兵者，國之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也」。我想，當戰爭真的來臨時，我們只有一條路，就是不惜一切代價也要打贏！為了保證能打贏，在平時必須投入足夠的研究、準備。而目前看來，作戰模擬是和平年代定量研究作戰問題最主要和最有效的一種方法。美軍在海灣戰爭、伊拉克戰爭等現代幾場局部戰爭之前都開展了充分的作戰模擬，利用作戰模擬來設計並優化作戰方案，模擬實驗的結果直接用於指導實戰，取得了巨大的成效。由此可見作戰模擬的重要性。

4.4 前景

至於作戰模擬還有多少需要研究的問題，我想目前我們已經做了的工作與我們能夠想到的目標相比，可能連萬分之一都還不到。比如：在前面列舉的一組模擬中，所有飛機、導彈的機動模型，使用的都是簡單的直線機動模型，而受飛行器外形、發動機性能、空氣阻力等等因素影響，現實中飛行器的機動過程實際上是十分複雜的。以畫畫做類比，達芬奇畫雞蛋，都很難畫到絕對逼真，可以想像，對包羅天文地理、軟殺傷硬摧毀的現代戰爭進行模擬，想達到哪怕萬分之一的逼真，也絕非易事啊！

實際上，模擬除了用於對現實事物的模擬，還有一個重要的用途，就是模擬想像事物，也就是用於輔助設計。有位將軍曾說過：一流的軍隊設計戰爭，二流的軍隊應對戰爭，三流的軍隊尾隨戰爭。可以說，想像力有多遠，作戰模擬的路就有多遠。因此，除了在提高模擬逼真度上我們有九千九百九十九步要走，在設計戰爭、制勝未來戰場的道路上，作戰模擬的前景永無止境！

參考文獻：

[1] 百度百科.模擬[JB/OL]. https://baike.baidu.com/item/模擬.

[2] 百度百科.伽利略斜面實驗[JB/OL].

https://baike.baidu.com/item/伽利略斜面實驗.

[3] 百度百科.計算機模擬[JB/OL].

https://baike.baidu.com/item/計算機模擬/2056561.

[4] 鄧紅艷，鄧桂龍，趙倩，等.作戰模擬理論與實踐[M].國防工業出版社，2013.

[5] 唐忠，薛永奎，劉麗.美軍作戰模擬系統綜述[J].航天電子對抗，2014,30（4）：45-48.

[6]

wxfight.目前市面上能夠使用的作戰模擬系統有哪些？[EB/OL]. www.zhihu.com/question/35719002/answer/313304380.

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