军事教育训练的演变，对引入综合训练环境的建议

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关键词：军事教育训练、综合训练环境

这是蓝军开源情报的第 407 期分享

编译 l 所长007

来源 l 蓝军开源情报（ID：Lanjunqingbao）

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一、综合训练环境（STE）系统的组成

能够实施海外合成训练环境(STE)系统的代表性平台包括VR Forces 和VBS4，其中VR Forces在美国陆军合成训练环境(STE)系统开发初期就已投入使用。构建STE平台需要应用软件、视频（VR）和地形技术。而应用软件技术则需要用于模拟引擎和内容开发的建模和数据库构建技术。模拟引擎的基本组件包括物理引擎、图形引擎、音频引擎、人工智能和网络功能。其中，物理引擎和图形引擎是明确定义特定引擎身份的关键要素。 

图形引擎在计算机屏幕上显示二维和三维渲染，三维图形表现越多，对计算性能的要求就越高。视频（VR）技术是在仿真模型完成后，使模型操作的空间、环境和对象具有行为的技术。通过设计和视频建模技术（即计算机图形（CG）技术）为用户提供一个能够感知到与现实相似的虚拟空间非常重要。STE（VBS、VR Forces）的实施平台需要包含HLA/RTI等中间件软件，以便于VR仿真系统中基于场景编辑器（TMT）、事后评估（AAR）和训练模拟模型（TSS）的人工智能技术实现互操作。

合成训练环境（STE）是通过使用诸如One World Terrain（OWT）、训练管理工具（TMT）、训练模拟软件（TSS）等软件来模拟战斗、管理朝鲜半岛地形等，以及诸如士兵虚拟教练机（SVT）、可重构虚拟集体训练机（RVCT）和PC等硬件来帮助受训人员掌握合成兵种部队的电子战术和作战装备操作，根据军队的需求定制系统而开发的。

二、国内外综合训练环境发展现状

2.1国内综合训练环境

目前，韩国陆军正在引入合成训练环境(STE)系统，旨在构建一套即使在城市、私人土地和朝鲜等无法进行野外训练演习(FTX)的地区也能利用3D虚拟空间进行战时任务导向训练的系统。该系统正在开发小部队科学战术训练系统、陆军合成战场训练系统和连级合成训练环境试点系统。每个系统都使用步兵教练机（SVT）、可变结构计算模拟器(RVCT)和虚拟现实(VR)头戴式显示器(HMD)构建虚拟作战环境。RVCT是作为合成兵种训练部队的装备而开发的，目前已投入使用；合成训练环境(STE)平台则提供基于训练管理（TMT）、训练模拟(TSS)和全球地形(OWT)的各种训练环境，并正以各种方式用于构建基于STE的训练系统。 

类似于合成训练环境(STE)系统的训练系统正在各个领域得到开发和应用。其中一些基于国内技术构建，另一些则基于国外产品。目前，军队正在运行RVCT和SVT等虚拟训练系统。这些系统的例子包括元宇宙合成训练环境演示系统（VBS）、预备役部队科学训练中心（Unity）、韩国军事学院小型部队科学训练中心(Unity)和海军陆战队空降伞兵训练中心（Unity），它们都展现出卓越的耐用性和性能。例如，TMT、TSS和OWT等此前完全依赖国外产品，现在也开始引入一些基于国内技术的商业产品。 

国内防务系统企业和中小企业的训练系统开发能力如果达到技术成熟度（TRL）7级以上，满足合成训练环境（STE）系统的军事要求，则判定其技术和产品水平已达到具备全球市场竞争力的水平，有助于提高我军军事训练效率，增强军事实力。

2.2海外综合训练环境

在美国，陆军自2017年以来一直通过其PEO STRI组织逐步开发合成训练环境（STE）。他们正在开发STE并将其与各种虚拟训练器连接起来，并计划到2030年将其部署到所有部队。美国海军陆战队也计划通过海军陆战队合成训练环境（MCSTE）整合实战、虚拟和模拟实战领域。英国陆军正在通过集体训练转型计划（CTTP）部署未来指挥训练系统（FCTS），目标是到2025年建成合成作战环境（SOE）。加拿大和澳大利亚也分别通过未来综合训练环境（FITE）和陆地模拟核心能力（LSCC）开发类似于STE的系统。目前，代表性的合成训练环境（STE）平台是VR Forces和VBS4，它们支持各种虚拟训练和模拟。 

[图1]美国PEO STRI组织结构图

① 美国陆军 

如【图1】所示，美国陆军通过执行模拟训练项目的组织PEO STRI制定了构建陆军现代化综合训练环境（STE）的计划（2017年10月），并于2018年开始开发STE。STE正在分阶段开发，以陆军未来司令部和PEO STRI为中心。 

美国陆军合成训练环境（STE）是一套用于掌握营级合成兵种训练任务执行程序的系统。它通过整合作战模拟系统、个人及装备虚拟训练系统，掌握连级双边作战训练和营级单边训练的指挥控制和战术态势响应能力。纵观美国陆军合成训练环境的进展，美国陆军战略与技术研究所（PEO STRI）于2017年7月开始STE的开发。如图2所示，在开发初期，VT-MAK公司被选定为战术支援系统（TSS）和战术系统（TMT）的主承包商，Vricon公司被选定为作战任务指挥系统（OWT）的主承包商，负责开发通用合成环境（CSE）。 

[图2]非合成训练环境的初步开发概念

TSS使用VR-Forces（模拟）和MAK Earth（地形）开发，用于可视化对象模块，并由VR-Engage（界面）、VR-Vantage（渲染）和VR-The World组成，用于提供与培训师的界面。TMT使用VR-Engage、VR-Vantage和MAK Earth开发，用于训练周期（规划－准备－执行－评估）和角色扮演。OWT使用VR-The World开发，用于将地形数据输入TSS。

美国陆军最初的合成训练环境（STE）与通用合成环境（CSE）、S/SVT和RVCT等虚拟教练机相连接。合成训练环境（STE）框架的开发架构如图3所示。 

[图3]美国STE通用合成环境（CSE）开发架构

由于陆军最初基于连队平台开发的CSE在陆军的通用性有限，因此陆军（PEO STRI）将开发理念改为STE-IS（STE信息系统），这是一种军方独立的研发理念，目前正按STE组件逐步进行开发，如[表1]所示。 

[表1]美国陆军合成训练环境发展战略

现阶段美国陆军使用的STE框架如[图4]所示。

[图4]美国陆军STE框架

② 英国陆军  

英国的目标是到2025年建立基于开放式架构的合成作战环境（SOE），该环境应用通用数据、通用地形和通用标准，具体方法是通过部队训练转型计划(CTTP)将未来指挥训练系统(FCTS)投入使用。为此，英国陆军自2019年以来一直在开展虚拟现实陆地训练(VRLT)试点项目，以评估虚拟训练系统的大规模运行和有效性。该项目目前正在根据与全球领先的模拟公司Bohemia Interactive Simulation (BISim)签订的价值800亿英镑的合同，使用虚拟现实、机器学习和云计算技术进行开发。BISim使用了一个原型全球桌面VBS STE，它结合了VBS3和一个名为VBS Blue IG的高性能全球IG（图像生成器）。此后，BISim与Framestore（英国伦敦）和Niantic（美国旧金山）合作开发自己的系统。

[图5]英国陆军VRLT计划

③ 其他国家

加拿大国防军计划在2025年前建成一个类似于合成训练环境（STE）的未来综合训练环境（FITE）。澳大利亚军方正在实施一个分三阶段实施的项目，旨在在2027年前建成地面模拟核心能力（LSCC），其中第二阶段的目标是建成一个具有与STE类似能力的平台。图6总结了先进军事国家在建立基于合成训练环境（STE）的训练体系方面取得的进展。

[图6]基于合成训练环境的训练系统细节

三、构建综合训练环境(STE)系统的规划

合成训练环境（STE）如图7所示，是一套旨在掌握营级单位合成兵种训练任务程序的训练系统。其实施的核心是将作战演习仿真系统与个人和装备虚拟训练系统集成。STE实施所需的核心软件（TSS、TMT、OWT）和硬件（SVT和RVCT）的性能和核心技术如下。 

[图7]合成训练环境（STE）作战概念

训练模拟软件(TSS)应反映韩国军队用于营级部队联合兵种训练的武器系统，添加陆军“虎”式坦克部队的作战装备，并允许修改武器系统属性。该系统应能够通过军事行动、战斗模拟、环境描述、虚拟敌方力量和人工智能功能模拟真实行为，并且能够由少数操作员操作，无需持续的技术支持。

训练管理工具(TMT)是一个基于网络的系统，可为个人和部队提供个性化反馈。它能够在地形上制定机动计划，并在模拟引擎中模拟部队和战线。它提供用户界面（UI），允许指挥官制定训练计划，并重复使用、复制和修改现有训练场景以创建新的训练场景。它必须能够与RVCT和SVT等训练系统连接和断开连接，允许在执行期间输入和编辑场景和MSEL，收集和存储TSS数据以供执行后审查，回顾过去的训练结果，并提供以二维和三维形式回放、分析和可视化训练的能力。

地面地形(OWT)系统应该能够轻松编辑虚拟地形，包括韩国和朝鲜地区，而无需用户具备GIS知识。它应该能够从低分辨率数据源生成高分辨率数据，自动创建复杂的地形和障碍物，并访问实时地形数据库进行修改、扩展和替换。

构建综合训练环境（STE）系统的关键技术包括软件方面基于人工智能的训练管理技术、超大规模对象仿真技术、数据库管理技术、虚拟现实实现技术、地形信息处理技术，硬件方面RVCT和SVT制作技术。基于人工智能的训练管理技术必须应用人工智能技术管理整个训练过程中产生的数据，并支持受训人员/训练管控人员的训练计划、准备和评估活动。超大规模对象仿真技术必须支持敌方/敌方武器系统（陆军、海军和空军）的模拟，并且必须支持模拟对象之间的战斗模拟等交互，以及天气、植被和河流等环境模拟。D/B管理技术必须应用分布式网络/计算、实时数据分析和云游戏技术来管理敌方/敌方武器系统数据库和组件之间的网络信息，以支持信息的传输/接收和时间同步。 

虚拟现实实现技术（VR/AR、MR、XR）应通过触觉技术等手段，为训练参与者提供超现实的虚拟空间。地理信息处理技术应支持朝鲜半岛三维地形数据处理及可视化、实时训练数据流以及地形创建/编辑。

[图8]固定RVCT（示例）

SVT和RVCT生产技术必须支持合成兵种训练中各部队作战装备的虚拟仿真、按装备组员位置模拟作战装备操作以及实时同步。RVCT生产技术必须支持联网的个人和团队训练，通过运动椅反馈反映特定装备的机动和打击效果，并支持包含各种装备（例如装甲车、直升机、坦克和自行火炮）所需作战装备的训练，如图8和图9所示。此外，考虑到使用RVCT和SVT以外的PC进行训练的环境，还需要硬件系统配置/设计技术、硬件安装/测试技术以及系统扩展技术。

[图9]移动式RVCT（示例）

SVT生产技术必须识别训练参与者的动作，并使用Wi-Fi等双重通信协议将其与虚拟模拟实时同步，以提供学员可以沉浸其中的训练环境，以及具有与真实枪支相似的零件、重量和后坐力的模拟枪支。

此外，SVT必须能够在同一训练空间内对30人进行个人和联合训练，并且必须能够相互对抗以及与自动化对手交战。

在开发军方自己的合成训练环境(STE)软件时，可以考虑Unity和Unreal，这两个商业开发引擎主要用于虚拟训练系统开发。这些引擎不仅应用于游戏行业，还应用于教育、公共部门和国防等各个行业。Unity主要用于小型到中型的移动游戏，而Unreal主要用于中大型项目。这两个引擎都支持跨多种平台的开发，并提供高分辨率的图形和物理特性。 

四、结论

元宇宙、VR等技术正在全球范围内发展，美军、北约等国家正基于相关技术，推动部署融入元宇宙技术的基于虚拟环境的科学训练系统。韩国正在开发小部队科学战术训练系统、连级合成训练环境演示系统和陆军合成战场训练系统。各系统均采用步兵教练机（SVT）、可变结构模拟器（RVCT）和VR头显构建虚拟作战环境。可变结构模拟器（RVCT）正作为合成兵种训练部队的装备进行开发，而基于训练管理（TMT）、训练模拟（TSS）和全地形（OWT）的合成训练环境（STE）软件也正在开发中。 

合成训练环境（STE）系统通过虚拟训练系统的进化方法，提出了一种替代方案，可以克服训练环境的局限性，例如实弹训练设施的有限性和服役期缩短导致的熟练程度下降。

部署基于此类虚拟环境、可进行沉浸式训练的“合成训练环境（STE）”系统，有望为提升军队的联合兵种作战能力做出贡献。此外，如果能够实现基于数据的科学训练管理和专业人才的确保，就能最大限度地发挥积极引进面向未来的新技术和部署“合成训练环境（STE）”系统的效果，有望为提升战斗人员/作战部队的作战能力和维持我军的战备态势做出巨大贡献。

目录

一、综合训练环境（STE）系统的组成4

二、国内外综合训练环境发展现状5

2.1国内综合训练环境5

2.2海外综合训练环境6

① 美国陆军 7

② 英国陆军  10

③ 其他国家12

三、构建综合训练环境(STE)系统的规划13

四、结论19

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