大嘴军事博客

译自：美国信号杂志2008年第2期
作者：亨利.S.肯扬
编译：全球防务（知远/若水）
仿真工具使得政府机构能够更加真实地演练如何保护天空的安全

美国空军的建模与仿真训练工具包（AFMSTT）能为军种培养各种任务的专业人员。该工具包最近已经被修改，以便用来支持美国空天联合和一体化作战。
美国空军正在为抵御诸如劫机和导弹攻击之类的空中恐怖威胁，保护国家空天安全而积极准备。为达成这个目标，空军修改了其训练和仿真软件工具包来模拟美国上空拥挤的天空。这个新的能力也要求空军联合联邦和州法律执行机构、民航机构的指挥和训练，并在网络中心通信和传感器环境中模拟作战。
空军建模与仿真训练工具包（AFMSTT）由一组应用程序软件组成，旨在为使命训练提供一系列的作战环境。该软件起源于20年前，作为训练空中作战中心专业人员执行对抗苏联地空导弹阵地而实施电子战攻击的一种途径，美国空军戴维.伍蒂普卡中校（退役）解释说。多年来，空军建模与仿真训练工具包（AFMSTT）被修改用于为所有的空中作战中心活动提供训练。该工具包建立在空军的空中战争仿真（AWSM）模型之上。因为工具的扩展，它作为一个大型仿真环境被用于更多的联合训练中。
在马塞诸塞州汉思康姆空军基地的电子系统中心检查了空军建模与仿真训练工具包，格式塔是该程序的反应。指挥部使用该软件来提供作战的连续性及空军训练的能力。空军建模与仿真训练工具包也纳入许多工具，使之能整合其它的系统，并满足空中作战中心的要求。空军建模与仿真训练工具包在不同的指挥与控制系统中通信提供了一个对外部世界的反应。该软件为空中作战中心系统生成所需的数据和图像，并具有计划任务的能力。例如，如果空中作战中心正在使用一个带数据显示的指挥与控制工具，空军建模与仿真训练工具包将提供信息。该软件还模拟雷达回波和其它传感器数据流输入空中作战中心。
当空军建模与仿真训练工具包成长为能涵盖空中作战中心所有的系统时，它就被修改来提高作战人员使用和复制真实的现代世界。这些改进包括一个后勤模型和技术来减少空中实施训练的必需的人员数量。虽然该工具包已经演变成系统中的系统而不再是一个简单的模型，但它的一些核心算法，如飞机战斗性能模型，却还是没有改变。“模型的核心仍然有效并且一直在使用。我们随着时间的推移，在最近改变最多的是人机界面，” 格式塔空军建模与仿真训练工具包项目管理人任沙.扎塔维斯基说。
为达成最大限度的操作灵活性，空军建模与仿真训练工具包项目组已经建立一个植入指挥与控制系统的钩子，以便它能与工具包连接。“我们正打算现代化不同的用户界面和多年前过时的专有协议的数据接口。我们正努力改进更多的基于服务的体系结构，并利用XML[可扩展标记语言]和一些新的技术。” 扎塔维斯基补充说。
项目小组建立的其它新功能是本土防卫的情况。该工具包能模拟商业和军事航空交通，并且还可以创建禁飞区，该禁飞区在国家遭遇大灾难时美国联邦航空管理局（FAA）可以利用它。“我们还打算增加其模仿新的真实世界的功能和能力，”她说。在过去的两年里，空军建模与仿真训练工具包项目一直在美国北方司令部（NORTHCOM）运作，而且北美空天司令部（NORAD）支持超越天空的训练。扎塔维斯基强调，在过去，北方司令部和北美空天司令部各起炉灶。在科罗拉多州夏延山北美空天司令部的一些主要指挥与控制系统还与训练演习系统独立开来，这主要是因为他们的关键、敏感的特性所决定的。
训练在为每个系统而设计的应用程序中执行。这些功能从来没有整合进全国的指挥和控制网络中。“他们害怕将训练系统与真实运用的系统挂钩后，万一有人将仿真数据当成了真实数据。他们现在正努力事例大量的训练系统到许可的训练中，”她解释说。为满足北方司令部的要求，空军建模与仿真训练工具包项目建立以软件为基石的各种能力。扎塔维斯基说，在美国上空设立和强制执行禁飞区的能力已经不再模仿从前。
格式塔团队研发了一种程序，该程序允许用户在某一地区宣布禁飞区，并且执行所有的美国联邦航空管理局委托命令来迫降或限制民用航空器。该新工具还与美国联邦航空管理局一体化训练显示系统相连接。一个重要的因素是模拟美国上空商业空中交通的流量的能力。依据扎塔维斯基所述，空中交通数据不得不被加入到模型，因为该项目团队没有任何工具能模拟出三万架商业飞机在一天之内通过美国上空。目前正在研发的工具将只能模拟六千架飞机，但是它将产生商业空中交通，模拟其性能及其与军事交通的相互影响。这种交互作用很重要，这是因为它能使用户区别有序交通中的无序飞行器。例如，区别出一架被恐怖分子劫持定期航班。
空军建模与仿真训练工具包项目团队还与位于佛罗里达州廷德尔空军基地的第一航空联队合作。扎塔维斯基解释说，第一航空联队对诸如在华盛顿特区的里根国家机场飞机设计之类的商业航空器性能的建模非常感兴趣，仿真在紧急情况下的真实的空天状况。她补充说，当为大级别威胁训练建模时，研发人员通常不制作像空中战争仿真那样的模型来模拟独立的飞机性能。然而，模拟单架商业飞机起飞和降落的方式及飞机花费在跑道上以及攀升到飞行高度的时间所需的额外间隔尺度是必须的。伍蒂普卡中校认为第一航空联队几乎没有与不同机构进行广泛训练的能力，但是他补充说，组织现在正大力扩大其联合和一体化训练能力。在实际的紧急情况中，他解释说，当上千人在空中时遇险时，管理员和指挥官将不得不做出重要决策。因为这项工作的重要性，训练仿真不得不真实的反映整个国家空中态势，以便训练参与者能进行近实战的训练。“那是一个了不起的进步。有些东西在十年前根本连见都没有见过。他们不得不学会如何掌握需要从美国总统到F-16战斗机飞行员密切协作的紧急情况。这儿没有别的方法可以复制这种情况，只有仿真可以解决这个问题，”他说。
空军建模与仿真训练工具包在14个主要的年度训练中使用过，他们中绝大多数作为联合军种的一部分。伍蒂普卡中校解释说，该软件没有一个分离的模型，来增加一个虚拟的训练环境。新的空天建模能力体现在2007年Ardent Sentry演习中。在此次演习中首次使用新的民用飞机设计能力。扎塔维斯基说，那样的工作一直在进行，以支持和增强这个新的应用程序，并补充说，一些额外的功能正在被研发，以交付给明年的Ardent Sentry演习使用。据扎塔维斯基讲，空军建模与仿真训练工具包研发团队已经得到了很好的回报。她解释说，在Ardent Sentry演习中的多机构后行动的观点是积极的，并且这个演习是这些组织得到的第一个大规模一体化训练。她继续说，然而，还有太多的工作要做，包括为什么格式塔将目光集中在发展新的功能以交付使用。
先于空军建模与仿真训练工具包使用的是，本土防卫演习被面对面的执行。但是在仿真环境下的运行允许参与者做出实时的决定。伍蒂普卡中校认为，诸如Ardent Sentry之类复杂演习的目的在于理解实际情况下的程序和进程。“这里没有什么比展示一架飞向华盛顿的飞机更能吸引你的注意力了。现在，你有一个实时的工作来进行对抗。你感受到的不只是神奇地说一句，我能做一些事了。”他说。根据演习反馈的情况，空军建模与仿真训练项目团队在模型中增加一些导弹参数，它可使参与者模拟一些飞行中的导弹。这个应用程序正在美国科罗拉多州彼德森空军基地进行测试，并将于2008年春的某个时候交付使用。扎塔维斯基解释说，它可能会更长时间来大量装备，因为这还需要与夏延山的一些系统进行集成。
该工具包正在网络环境下的企业服务器基础设施下进行现代化改造，这是一系列的有关如何管理网络中心应用程序的指南。扎塔维斯基说，许多系统界面是专有的。为了克服这类各自为战的系统，在下一年，项目将增加更多的面向服务的结构元素和数据服务。她解释说，这种修改允许系统可以进行更好的商业实践和界面。该项目也试图改进利用普通数据模式。在过去，该军种运行的是一种混合模式。扎塔维斯基补充说，该项目一直努力移动诸如“目标指针”之类的系统，这是空军建设普遍运用的核心。“我们正打算制定一些数据标准化，使界面面向一些商业开放式标准体系结构。我们正通过我们的经验，与国防部一道联合商业界，以确保我们在不打破现有模型的基础上，我们能连接所有在未来能升级的指挥和控制系统。”她说。在这种发展模式下，如果系统优先数据元素中的一个被替换，一个更现代的技术就将代替它的位置。伍蒂普卡中校认为NESI指南被设计来修改如在空军建模与仿真训练工具包中的系统，并带给他们网络中心标准。“许多人认为：‘我们得到的是一个过时的系统。我们需要从草图和重写每一个步骤开始。’这儿有20多年企业知识嵌入这个系统的核心。当它还在使用的时候，事情的本质是如何使之现代化，而且NESI给了我们这样做的能力，”他说。

空军建模与仿真训练工具包软件允许用户仿真一个大灾难区上空的禁飞区。