淺析虛擬訓練技術在構設訓練環境中的運用

■ 馬小永

所謂虛擬訓練就是利用虛擬技術來創造與現實無限接近的虛擬世界感官環境，創建提供模擬實兵、實裝、實彈的虛擬環境，通過設置急、難、險、危等各種對抗局面，培訓和提高受訓官兵作戰能力的訓練活動。

一、虛擬訓練的基本特點

虛擬訓練是利用虛擬技術模戰場上不同任務場景，使受訓官兵在可進入、可理解、可交互的“數據空間”了解并掌握現實中應遵循的流程、采取的技戰術，為應對真實戰爭做準備。其特點主要有：

(一)訓練環境接近現實。虛擬技術能夠克服許多傳統訓練因氣候或場地限制無法設置環境的不足，且能夠較好地克服一般意義上模擬或仿真訓練的內在“缺陷”，可以設計從戰術、戰役甚至到戰爭全景的各種逼真訓練場景，受訓官兵置身其中，在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等方面都能更真實地感知戰場環境，忘我地投入訓練，使得訓練水準更為貼近實戰，訓練效果也更為明顯。

(二)訓練過程精確可控。虛擬訓練中，受訓官兵通過身體感知與虛擬世界進行自然交互，可以在一個逼真的三維虛擬世界中，與模擬系統自主地進行各種身份、形式和內容的交互，參與完成軍事對抗活動的演化，由此而獲得大量的感知體驗信息，可以較為真實地體現現實的軍事訓練對應的情形。訓練進程的可控性主要體現在虛擬現實集成系統外的設計者和監控者方面。對于系統管理人員來說，利用系統管理機制對訓練前、訓中、訓后實施精確監控管理。

(三)訓練效果突出明顯。在虛擬訓練中，受訓人員與計算機系統通過信息數據的交換、加工和再造，來實時跟蹤處理在主體感官通道的輸入和輸出信息，從而直接操縱主體的感受體驗轉換，達到和實現訓練效果。受訓官兵進行作戰體驗不需要動用真實的裝備器具，就能在復雜的作戰背景下進行反復多次的訓練，這樣既能提高對武器、裝備、器材的操作使用能力，又可以加深對戰術意圖、交戰規則、對抗策略等的理解，逼真的“實戰”氛圍能夠使受訓官兵通過強烈的對抗意識，獲得處理各種戰場情況的切身體驗，為應對真實戰爭做準備。

二、虛擬訓練是實戰化軍事訓練的重要形式

虛擬訓練，具有成本低、安全性高、不受時空限制的優勢，能很好地滿足軍事訓練要求，已逐步成為部隊練兵備戰的重要手段。虛擬訓練通過以技術支撐實戰化訓練升級，是軍事訓練的有效補充，通過與現實性訓練緊密結合，實現“虛實融合”，可有效提高實戰水平，鍛造實戰能力。

(一)虛擬訓練能夠滿足實戰化訓練需求。新的時代條件下，伴隨著電腦成長起來的官兵，對虛擬訓練有著極大的興趣。虛擬訓練展現的訓練環境是完全意義上的電子表征物，在這樣的場景中，官兵能真切地感受虛擬對象的多模態性，自主地實現與模擬仿真對手，或其他參訓人員之間的交互。虛擬訓練中的“人—機”訓練環境，可以有效地解決了戰場環境模擬的逼真性和可信度問題，使受訓人員體驗虛擬實戰訓練中的緊張感與激烈感，實現提升受訓人員對戰場環境的的感知和認知能力。官兵通過虛擬戰場營造的現實性訓練活動無法設置的環境，與聯合作戰背景無限逼近的環境條件，能極大地激發官兵真正全身心地融入其中，不斷磨煉提升適應戰場、駕馭戰場的能力。

(二)虛擬訓練能夠突破實戰化訓練瓶頸。實戰化訓練本質特性就是具有對抗性。開展實戰化訓練，參訓人員必須在硬碰硬、實打實的對抗中磨礪出真正的實戰狀態。但日常的訓練活動中，由于受訓練場地、訓練器材、訓練的準備工作以及人員情緒等多種因素制約，在短時期內實現對訓練的真正突破一般相對困難。但是，虛擬訓練環境的對抗自由度較大，往往不受主客觀條件限制，訓練思路和程序可以根據現實作戰構想隨機設計，能夠有效打破以往的教材化的訓練套路，克服念腳本的劇本式演練，真正有效的突破訓練中的瓶頸。尤其是在虛擬對抗演練過程中，通過導調出“情況”、設“考題”，變化出更多變局、危局，促使官兵在訓練中多打依據大綱又高于大綱的仗，多打敵我都意想不到令人豁然開朗的仗，從而通過虛擬訓練真正提高分析判斷能力、指揮打仗能力和靈活反應水平。

(三)虛擬訓練可以實現實戰化訓練效果。與傳統仿真訓練相比，虛擬訓練通過突出對系統與參訓官兵的人機接口的科學研判，提高對實際環境的相似設置，使受訓官兵在近似實戰的逼真環境下得到接近真實的感知與體驗，并在這樣多次反復的過程中逐步積累經驗，不斷地獲得關于各種可能情況下正確采取行動的感受和認知，這種體驗可使指揮員和士兵在實戰中，經歷類似于虛擬訓練中的危機或緊急情況時，就能夠在腦海里“復現”訓練時的處理過程，通過已經形成的感受和認知來正確而有效地應對，從而達到實戰化訓練效果。

三、運用虛擬訓練提高實戰化軍事訓練效果的基本途徑

隨著官兵信息化水平的逐步提高，虛擬訓練將改變以前單一的訓練模式，不斷激發官兵參與訓練的積極性、主動性，全面提高部隊的實戰能力，為實現強軍目標，建設世界一流軍隊發揮應有的作用。

(一)建立虛擬訓練系統。要設計能夠滿足部隊實戰化訓練需要、能夠切實提高部隊戰斗力的虛擬訓練系統，其通常應當包括計算機、輸入輸出設備、應用軟件系統和數據庫等組成。建立虛擬訓練系統，計算機是創建虛擬訓練環境的重要載體，它實現的是人與虛擬系統的交互功能。輸入輸出設備則是用來實現用戶與軟件之間的交互，用來識別用戶各種形式的輸入，并生成實時反饋信息。應用軟件是實現建立三維虛擬場景，響應用戶的輸入，更新虛擬場景，管理虛擬訓練數據庫，對訓練進行評價等功能。數據庫主要是存放三維虛擬場景模型信息、訓練人員的個人信息、訓練過程中產生的數據信息以及訓練人員的訓練成績等信息數據。通過構建開發適應實戰化軍事訓練需要的虛擬訓練系統，讓虛擬訓練系統真正發揮其應有的作用。

(二)開發虛擬訓練軟件。要設計出符合部隊實戰需要的虛擬訓練軟件，調動和發揮官兵參與訓練的積極性。真正把虛擬訓練作為實戰訓練的一個重要組成部分，用好虛擬訓練系統，扎實開展好訓練，全面提高作戰能力。各級要加大對虛擬訓練軟件系統的開發力度，研制出更逼真、更方便、更情節化的系統和類似手機APP的隨身小軟件，供無人機等遙控裝備操作人員隨時隨地訓練。同時，在組織訓練過程中，應在充分尊重參訓官兵的基礎上，引導他們既把精力和熱情集中到訓練上來，又不沉迷于游戲中，克服訓練中容易產生的大意和松懈心理，以獲得更好的訓練效果。

(三)用好虛擬訓練方法。積極探索虛擬訓練方法將能有效地提高實際訓練效果。可以走開推演式研討的路子，針對訓練內容設計開發虛擬訓練平臺，進行典型戰例的推演和研討，以加深官兵對軍事基礎理論知識的理解和把握。運用科目式訓練方式，將訓練內容融入到單個訓練科目，利用虛擬訓練平臺進行實戰化訓練。通過建立“大型全模擬綜合戰術訓練中心”來模擬復雜多維空間戰場環境，比如電磁、太空等看不見的戰場干擾因素，以減少士兵在真實非常規環境中對身體的損害，減少戰場傷亡率。運用對抗式演練方式，以某一帶有實戰背景的想定為依據，根據訓練要求，把參訓人員分成不同的對抗小組，在近似實戰的虛擬環境中錘煉官兵的戰斗素養和軍人血性。通過開展紅藍對抗，利用訓練平臺提供的交互功能和通信功能，實現指揮員與參訓官兵之間通信指揮，協同各要素之間的行動，從而加深官兵對聯合作戰的理解。

(四)構建虛擬訓練評價體系。對虛擬訓練進行評價是檢驗訓練效果的重要環節，不僅能更好地使訓練系統得到完善，而且能促進訓練方法手段的改善。對虛擬訓練的評價應當包括對訓練系統的評價、對使用過程的評價以及對使用效能的評價三個部分。訓練系統的評價主要是訓練系統能否滿足訓練的需要，能否解決實際訓練中出現的問題。在訓練過程中，官兵能否得到切身的實戰化訓練體驗，并能在訓練中實現能力素質的提高。要做好對虛擬訓練的評價，就要建立訓練指標體系，選擇好評價點，確定各評價點的權重系數。選擇好客觀公正、科學的評價方式，切實檢驗出虛擬訓練水平，對適合的加以運用，對不適合的加以改進，從而進一步提高訓練水平。