摘 要： 大数据和训练仿真技术的发展，使演练复盘系统能够多种途径采集、汇总、分析和处理实训数据，通过仿真模型的构建，把真实世界中的训练映射到虚拟世界，再通过虚拟现实和大数据可视化技术呈现出来。基于大数据的演练复盘系统能使课堂无缝对接战场，有效推进实战化能力的形成。
关键词： 大数据复盘; 实战化;
1、 引言
复盘,围棋术语,也称“复局”,指对局完毕后,复演该盘棋的记录,以检查对局中招法的优劣与得失关键。复盘能够对已经发生的行为和结果进行描述、分析和归纳,从头到尾审视过程中的行动、关键点和里程碑。复盘除了能总结所包含的过程外,它还对未发生的行为进行虚拟探究,探索其他行为的可能性和可行性,以找到新的方法和出路。通过复盘,可以加强对要素、过程和全局的认知,也能排除错误的认识和路径,找到更有效、更符合本质规律的做法,探索最优方案。
把复盘引入实战对抗训练中,是指实训结束后,按阶段、按步骤,将各种情况的态势呈现出来,对实训过程进行总结讲评或复演研究。通过复盘,可查找演训人员在组织筹划、流程规范、协同配合等方面的问题,分析对抗双方在兵力配置、行动控制方面的优劣,使肤浅、表面的感性认识上升为全面、系统的理性认识。
2、 传统演练复盘技术
传统演练复盘由于技术条件的限制,通常采用沙盘、兵棋、多媒体剪辑等形式来复现,复现的内容取决于总结评估的需求,一旦制作完成,其复现的时段、兵力、场景等就固定下来。即使随着计算机和多媒体技术的发展,丰富了复盘的表现形式,但本质上还是对演练过程的快照或线性录制,是一帧一帧的演练场景叠加,类似于动画制作或视频剪辑。记录的内容固定,只能来回观看,无法根据自身兴趣选择观看的场景和角度,也无法利用记录内容开展科学全面的评估分析,演练中大量的信息被舍弃和浪费。
随着实战系统和训练系统信息化水平的提高,对数据的收集、模型的构建、效能的评估、态势的可视化等都提出了新的要求,急需把真实世界中的训练映射到虚拟世界,呈现出更为直观和丰富的战场对抗态势。而面对这种跨越时空的复盘需求时,传统复盘方式就显得力不从心。
2.1、 数据采集传输困难,难以复现演练全貌
演练复现系统的数据采集通常有自动采集和人工采集两种方式。自动采集一般通过专用采集设备和接口自动获取轨迹位置、目标信息、控制命令等数据,但对于工作状态、视音频等大批量数据,则受限于采集速率和通信条件,无法实时采集和传输,影响了对装备和系统的整体复现。人工采集一般通过填写采集表进行,由于人员的素质和责任心差异,很难保证数据的完整性和真实性,影响了对演练过程的准确复现。这种数据采集模式已难以满足大数据条件下的演练数据获取需求。
2.2、 数据可视化能力弱,难以展现多维空间
传统复盘主要通过态势显示、虚拟动画、现场录像、统计图表等方式来展现演练情况,虽具有了一定的可视化能力,但各个功能之间信息不能共享,缺乏有机的关联,需要通过大量的后期剪辑和编辑工作,才能把整个演练过程有条理地复现出来。另外,对电磁空间、网络空间中的演练进程和对抗效果,缺乏表现手段,难以展现由物理空间、电磁空间、网络空间组成的立体多维战场。
2.3、 缺乏数据模型支撑,难以深化数据应用
传统复盘中的数据,只能用于场景展示和事后统计,采集的数据存储于各类数据库中,缺乏对数据的组织和建模,大量的非结构化数据无法利用,无法将数据转化为知识,只能进行线性、功能单一的复盘,难以与仿真模型结合,构建动态评估和推演等更深层次的应用。
3、 大数据复盘的技术优势和特点
随着信息和通信技术的发展,特别是大数据和云计算的蓬勃兴起,提升了数据的采集、传输和处理能力,为全要素记录演练进程、全方位展现演练场景提供了技术支撑。大数据复盘基于战场大数据的实时采集、传输和处理,通过演练实际数据驱动实体仿真模型的运行,综合多种可视化手段,立体多维呈现战场空间,全息展示和复现演练。大数据演练复盘是大数据条件下的一种新型演练复盘方式,其实现方法结合了大数据、可视化、物联网、仿真建模等技术,与传统复盘系统有本质区别。
3.1、 能够呈现多粒度的演练场景
大数据复盘系统基于大数据技术,使演练数据的获取能力得到极大提升,既可从总体上呈现演练的综合情况,也可显示演练中的具体细节。
在情报获取过程的复现中,既可从总体上动态地显示演练中的真实战场感知,也可从各兵力、装备或指挥所的角度显示实际态势感知;在指挥决策过程的复现中,可从整体上按指挥层次和指挥关系直观显示指挥命今下达的流程,也可从各级指挥员的角度动态地显示演练过程中的指挥员接受命令,处置情况、下达指令的具体过程;在兵力行动过程的复现中,可从全局的角度完整地显示所有参演兵力在完成兵力展开、侦察、火力击等行动时的情况,也可从各兵力、装备自身的角度显示其在执行具体动作或操作时的过程;在武器使用过程的复现中,既可再现兵力使用武器的整体效果,也可显示各兵力使用武器的具体过程和毁伤效果;在信息对抗过程的复现中,可再现整个战场对抗双方的电磁压制和反压制情况,也可显示各电磁装备具体的对抗和反对抗过程。
3.2 、构建跨越实体和虚拟空间的演练场景
随着信息对抗在无形战场上深入展开,敌对双方的电子对抗和各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波等共同作用将给战场空间状态、时间分布、频谱范围和能量密度带来巨大影响,相对于机械战争的“物理战场”,“电磁战场”对作战成败更具有影响。现代战争在“空域”上纵横交错,“时域”上持续不断、“频域”上密集重叠,具有覆盖空间、时间和频谱的多域特性,与其它自然环境相比,电磁环境看不见、摸不着,但通过采集环境监测数据和电子装备的状态数据,依托数据驱动的复盘系统,能够把无形的战场对抗过程和效果直观呈现,用户可以从多个维度去观察实体空间和网络电磁空间的对抗态势。
3.3、 提供深入的演练复现应用
传统复现系统的功能局限于对场景和过程的回放,主要用于熟悉流程、规范标准、查找原因、结果点评等,难以开展更为深入的定量分析和效能评估。大数据复盘因为在复现技术、复现内容、复现形式等方面与传统复现系统都有了质的区别,所能拓展的复现应用也更为丰富。比如:评估的样式更加多样,不仅能支持事后评估,也能支持实时评估。基于实时数据传输和仿真模型的运行,实时计算出兵力和装备的效能结果,并与演练态势叠加显示,能直观地反映演练效果和出现的偏差,有利于演练的导调和过程性评估;大数据复现系统也为实战案例走入课堂,提供了技术途径和应用场景。由于有充足的数据和模型支撑,大数据复盘能够全面记录演练的方案、导调、部署、指挥、控制、情报、行动、效能等,承载的不仅仅是演练场景信息,而是立体、动态的演练全息信息,能够支撑课堂上进行案例剖析和深入研讨。
4、 大数据复盘的实战化训练应用价值
在教学实践中,时常出现讲授的知识与实际情况脱节的情况,具体表现为教师的战法研究落后于实战部门,教师对装备的了解落后于部队,导致学生学习热情减退,教学效果大打折扣。如何把最新的演训成果融入教学,是实战化教学急需解决的问题,最常用的办法是:到机关和基层调研、参加部队演练等,但光靠文字的总结和音像的采集,难以复现演练的全貌,难以把部队鲜活的演练案例无偏地传授给学生。而大数据演练复盘使部队演练案例的保存和保鲜,成为了可能,拓展了课堂引入实战的途径。
4.1、 使教师获得鲜活素材,拉近教师与战场的距离。
大数据演练复盘信息记录的是实际的装备、实际的战法运用、实际的战场环境,教师可以据此对过时的知识进行修正,可以参考演练成果深入研究战法,及时把最新训练成果写入讲义或教材中,摒弃传统的割裂式,教条化的教学方法。比如:在信息作战案例教学中,所用案例素材大都取自西方国家过去二三十年中的战争,素材提供的只是战争粗线条的脉络和描述,仅能用来讲解信息作战的基本原理和一般规律,若想案例逼真,必然要加入推测和想象,或依靠计算机模拟系统推演出数据。上述做法都难以保证案例的科学性和准确性,而基于大数据的演练复盘系统,教师可以把刚举行的信息对抗演练作为案例素材,既保证了问题本身的实战化,又保证了分析问题所需要素数据的齐备性和新鲜度。
4.2、 使学生感知实际演训,拉近学生与战场的距离。
大数据演练复盘将贴近实战的实训置于虚拟的战场情景中,将作战要素、保障要素、影响因素等融为一体,并通过状态空间技术,将作战行动过程抽象成状态空间的节点和空间连线,科学地描述作战行动逻辑、战场态势的变化和未来可能的事件,为学生提供了生动、形象、逼真、连续的的教学环境。学生可以操作复盘系统,从自己感兴趣的角度去复现演练,了解作战区域环境、熟悉对方的装备和兵力部署,分析对抗双方的谋略得失。比如:在“信息作战装备和技术运用”的教学中,如何讲好信息作战装备的战技性能是比较头疼的事,因为电子装备的性能参数专业性强,类型众多,学生容易感到枯燥和乏味,若借助大数据演练复盘信息,学生可以在战场中看到现役装备的对抗过程和对抗效果,便于建立起装备战技性能的直观印象,加深感性认识,提高学习效果。
5、 大数据演练复盘在实战化训练应用中应注意的问题
5.1、 不能单纯的“拿来主义”
大数据演练复盘系统可以用于教学,但要清醒地认识到,院校与部队对复现的需求是不完全一样的,部队在录取复盘信息时强调对真实情况的准确和全面的记录,复盘系统主要用于过程回放、总结评估;而院校是要把复盘信息用于教学,侧重于展示和解释具体的战法和原理,强调可视化分析展示和人机交互效果。所以,教学前,需要基于演练复盘信息进行教学改造,对于需要重点阐述的地方,要多维多粒度显示,必要时要与其他教学手段相结合,提高教学效果。
5.2、 不能一味“贪大求全”
部队的演练复盘系统会把演练过程中的所有阶段都进行录取,涉及面广,数据量非常大,教学中不能“贪大求全”,一股脑把部队的复盘信息全搬过来,一来存在极大的泄密风险,二来也没必要。教师需要根据教学目的,有针对性地选择演练时段和参演兵力,重点关注最能反映实际作战情况的情节和数据,做好回放路径编辑和案例研讨设计,充分挖掘和利用好演练案例,做“精”做“深”。
5.3、 不能指望“一劳永逸”
大数据系统本身不是教学系统,复现内容也不等于教学内容。大数据演练复盘系统虽然给教师提供了丰富、鲜活的案例信息源泉,为教学提供了展现和交互的技术手段,但不代表教学设计和讲授内容就可“以不变应万变”。实战化教学过程中,教师必须根据不同的教学对象,紧紧围绕教学目的,贴近教学内容,对需要讲解和阐述的战法精心准备不同的演练复盘脚本,真正把复盘环节融入教学环节。不能把所有战法和原理放在复盘系统这一个锅里乱炖,以免出现重点不明、逻辑混乱的情况,使实战化教学效果适得其反。
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