智能仿真-雷神公司的“RCADE”加速“战场互联”模拟验证

一、背景介绍

雷神公司(RTX )设计了一款复杂建模和仿真程序,被称为“快速战役分析与演示环境”(RCADE)。作为战役级的模拟器系统,能够在联合多域作战背景下有效评估当前或正在开发的系统架构,实现战役目标在灵活性、规模、反应时间等方面呈现先进的能力。此前,美空军也有类似的项目,如“合成战区作战研究模型”(STORM)和“联合仿真环境”(JSE),但是与 RCADE相比,其优势是可以在更大的范围内进行仿真,并以更快的速度得出结分析果。本文以RCADE为主题,梳理了该套程序的基本概况、能力特点、测试进展及未来发展等。

二、具体分析

1 RCADE的基本概况

“快速战役分析和演示环境”(Rapid Campaign Analysis and Demonstration Environment, RCADE)是雷神公司(RTX)设计的一款复杂建模和仿真程序,于2016年开始研发,目前正在逐渐步入正轨。据RTX 首席技术研究员乔治·布拉哈(George Blaha)介绍,RCADE 是因其游戏般的特质而得名,具有可定制化特点,能够覆盖从海底到太空所有作战领域,其运行模拟和生成结果的报告速度也相比同类竞争对手的产品快一个数量级。

2 RCADE的特点

2.1作为“非卖品”,支持客户满足能力差距和作战需求

RTX公司表示,RCADE并不向军事客户进行出售或出租,相反,而是利用其生成的模拟结果来帮助客户,或通过其他产品,补齐能力差距,满足作战需求。目前,RTX公司已与美陆军未来司令部和美海军战争学院等机构签订合作开发协议,旨在提高相关软件功能。

2.2 作为大规模地战役级模拟器程序,具有为数千个仿真实体提供小时级的模拟结果显示的能力

图1 RTX展示的模拟报告

图1是RTX公司显示的是一份模拟报告。图上展示了同一超视距攻击场景下 300 次运行的结果,内容涉及ACE 基地、A-A 负载加成、A-A 效应器射程、A-A 效应器速度、1 地平线以上雷达、2 地平线上空雷达、4 地平线以上雷达、IAMD、C2 架构,呈现的是速度、射程和防空资产数量在变量发生后呈现的数量变化。

2.3 采用集成军种条令和概念的红蓝对抗方式,模拟作战并对其结果进行分析

图2呈现军种条令概念下的红蓝对抗方式

从图2中可以看出,这套战役级模拟器程序采用的是军种条令概念下的红蓝对抗方式,能够模拟全局作战计划和战斗模式,并对结果进行分析。

2.4 具有行动层面分析和战区规模的衡量标准

图3 RCADE在行动层面分析和战区规模上的

一些标准

图3呈现的是RCADE在行动层面分析和战区规模上的一些标准,其中包括任务目标、最高标准、衍生指标、系统指标等。

2.5 基于先进的建模架构,具备快速的分析能力且数据准确性较高

RCADE 基于先进的建模架构和 Python软件语言,具备快速分析能力。与美空军的STORM相比,RCADE可以在2个月或更短的时间内完成相同工作,也可以完成数百万次虚拟场景演练,并迅速将数据结果转化成分析报告。

RCADE 采用的数据多来自政府参考文件、报告、战术手册等,其建模结果与可重复的真实场景(如飞行测试)之间的比较,证明了 RCADE 源数据是准确性是较高的。

2.6在各层级中采用建模与仿真,是一套综合性的解决方案

RCADE在各层级中采用了运行分析建模与仿真的方法,如图4所示。在敏捷灵活、1000倍执行速度、杀伤链验证、分析结果支撑等方面显示出了一定的优势,支持对有关概念进行快速作战级蒙特卡洛评估。作为一套综合解决方案,其目标是帮助军方、工业界评估各平台、武器和网络在火力下协同工作。

图4 RCADE在各层级中采用了运行分析建模与仿真的方法

3测试情况

3.1 假定场景

从公开的材料来看,RCADE 测试了对敌方轰炸机和巡航导弹向南飞越北极上空的反应。假定北约雷达在北极附近的北美防空识别区(ADIZ)探测到了一波携带巡航导弹的俄罗斯重型轰炸机,图5是RCADE 概念情景可视化呈现。

在第1次测试中,美国和加拿大的防御战斗机只从军用机场起飞,限制了在作战区域时间,使威胁到达美国本土。

在第2次测试中,战斗机在附近的民用机场加油,符合美空军提出的“敏捷作战部署概念”,即增加了军用战斗机的时间,结果现实的是多消灭了25%的威胁。

图5 RCADE 概念情景可视化

3.2 当前测试

目前,雷神公司已经使用 RCADE 测试了可以支持 JADC2 的系统。据公开报道,美陆军通过 RCADE 对一个数据采集地面站进行为期一年的测试,随后将再进行为期3个月的实地测试。

三、小结

雷神公司的RCADE是基于先进的建模架构和 Python软件语言,具备快速分析能力,能够为军事决策和行动大幅提高效率,降低时间成本和决策风险,优化资源配置,提高军事人员实战演练,以应对复杂战场环境的能力。未来,RCADE也考虑利用人工智能、机器学习、数字孪生等技术,将模型放入更大的仿真环境中;同时,在应对未来不断发生的威胁变化,RCADE将成为一种工具,为客观分析各种架构、各种不断变化的任务集等提供解决方法。

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页面更新:2024-03-04

标签:军种   战区   作战   建模   战役   架构   战场   概念   能力   快速   智能   测试   公司

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