一、產品概述
某司旗下的“賽道”是一款全自主可控,圍繞高精度軍事仿真及人工智能訓練業務應用需求開發的集成化科研軟件。
全套軟件均為正向自主研發,擁有“戰役級仿真規模、功能級仿真精度”的穿透式仿真能力,打通了戰役、戰術、單機、分系統四個仿真層級,解決了現有戰略兵棋類仿真軟件精細度不足,而高精度仿真系統難以進行大規模復雜場景推演的痛點問題。
二、軟件構成
“賽道”軟件包含九大模塊,既能夠基于專業仿真底座,開展陸、海、空、天、電全域高精度作戰仿真和AI訓練,也可結合半實物仿真計算機、飛行座艙等硬件開展LVC仿真。
“賽道”包含了完善的裝備參數數據庫,數據庫內參數均由相關領域專家分析計算得到,配合內置的作戰智能體系統,能夠有效模擬藍方先進裝備的關鍵作戰能力。
該軟件擁有豐富的二次開發模式和接口,能夠以“賽道推演平臺”、“賽道引擎”、“賽道子模組”三種形態與客戶系統進行靈活的集成和二次開發,且能夠與AFSIM等仿真系統進行信息互聯和融合集成,兼容性好、可擴展性強,能夠有效滿足各類復。
三、產品架構
(一)推演平臺
“賽道推演平臺”是最常見的交付形態,包含“賽道”軟件的全部模塊,擁有完整的U界面和數字地球系統,操作直觀、上手速度快,客戶能夠基于軟件已有功能完成大多數常見作戰推演、性能評估等科研工作。
可進行定制化開發,通過UDP/TCP/串口通信協議交互、客戶DLL庫內嵌、文件數據讀寫等方式集成客戶定制化模塊或功能,也可開放二次開發接口由客戶自行開發相關功能。
(二)專業化AI引擎
“賽道引擎”包含人工智能模塊、分布式交互模塊、專業仿真底座、裝備參數數據庫,此形態下整個軟件封裝為無界面的內核引擎包,可整體嵌入客戶系統中,并使用內置的各型AI驅動客戶前端的飛機、導彈、艦船、衛星、車輛等元素,使其以符合專業動力學的方式運行,同時提供雷達、紅外、電子戰、通信、聲吶等關鍵載荷的實時專業仿真數據和計算結果。
該模式能為客戶提供專業化的AI和裝備模型系統,顯著降低客戶仿真推演系統的開發難度,有效提升客戶系統的仿真廣度和精度,目前在生成數字化藍軍方面應用廣泛。
(三)多模態子模組
“賽道子模組”主要包含飛機動力學、導彈/炮彈動力學、衛星軌道動力學、水動力學、車輛動力學、雷達仿真、地/海雜波仿真、電子戰仿真、通信仿真、SAR成像仿真、紅外仿真、可見光仿真、聲吶仿真、激光仿真、飛機毀傷仿真、艦船毀傷仿真、車輛毀傷仿真17個主要仿真子模組,以及飛機、導彈、軍艦、車輛、衛星(軌道數據)、雷達、多頻段RCS、紅外、衛星傳感器9個裝備參數數據庫主要分庫,此外還有配合各個平臺的AI模組(狀態機/行為樹/強化學習),以上各個模組均可拆解為子模塊集成至客戶的仿真系統中(目前主流交付方式為集成至AFSIM系統)。
四、產品模塊
(一)戰場想定模塊
戰場想定模塊具備基本信息、作戰編成、戰斗序列、任務活動、紅藍軍標等實體、行動和任務編輯功能,能夠為軍事作戰推演提供復雜的系統初始想定數據。想定模塊內置了藍軍數千處軍事基地及最新的裝備部署等數據,客戶可以通過簡潔的拖拽或點擊操作,將真實的作戰想定快速配置在系統中。想定文件支持多人編輯想定文件合并,能夠顯著提升想定制定效率。
(二)推演導調模塊
推演導調模塊以數字地球模塊為支撐,集成專業仿真底座的科研級裝備仿真模型,提供實體、行為等模型基類庫、仿真計算、決策分析、日志服務、實時-超實時-欠實時控制、數據管理等功能,通過態勢可視化模塊展現作戰態勢和效果。客戶可通過人在環操控、宏觀調控智能體決策等多種控制方式干預作戰推演,推演過程支持對裝備模型配置參數反復迭代和再仿真,滿足客戶作戰體系驗證、裝備效能評估等不同需求。
(三)態勢可視化模塊
態勢可視化模塊以數字地球模塊為基礎,通過對態勢信息進行解析,輔以實時渲染引擎光影技術,提供逼真的戰場態勢、大氣、海洋、植被、地形場景展示效果,具備全球任意位置高精度戰場環境可視化能力。內置國內外主要的飛機、艦船、車輛、衛星型號高精度模型,配合雷達波束搜索、紅外感知、飛行軌跡、兵卡等專業化顯示系統,能夠充分展示陸、海、空、天域各類裝備實體狀態和交戰效果等信息,為戰場想定、推演導調、評估分析等應用提供支撐。
(四)評估分析模塊
評估分析模塊基于推演導調模塊的數據結果,結合層次分析法、因子分析法、熵權法等效能評估計算模型,或客戶自定義公式,實現對數據的分析挖掘、統計關聯,并可結合內置的多功能圖表系統,將復雜的仿真數據進行圖形化、表格化展示,智能輔助客戶快速分析數據并生成試驗報告文檔,充分發掘推演仿真過程數據的價值。
(五)復盤回放模塊
復盤回放模塊能夠通過讀取推演過程中記錄的仿真數據,為客戶呈現整個戰場的細節過程,并將仿真過程中位置、速度、過載、雷達探測距離/方位等詳細數據以波形圖方式進行展示,并對發現目標、攻擊目標、目標被摧毀等重點戰場事件進行自動化識別和記錄,數據結果支持ACMI等多種輸入輸出格式,方便客戶從其他軟件導入數據查看或將仿真數據導出到相關專業軟件中供進一步分析。
態勢可視化模塊以數字地球模塊為基礎,通過對態勢信息進行解析,輔以實時渲染引擎光影技術,提供逼真的戰場態勢、大氣、海洋、植被、地形場景展示效果,具備全球任意位置高精度戰場環境可視化能力。內置國內外主要的飛機、艦船、車輛、衛星型號高精度模型,配合雷達波束搜索、紅外感知、飛行軌跡、兵卡等專業化顯示系統,能夠充分展示陸、海、空、天域各類裝備實體狀態和交戰效果等信息,為戰場想定、推演導調、評估分析等應用提供支撐。
(六)數字地球模塊
數字地球模塊構建了1:1尺寸的高精度孿生地球,包含全球19級地圖數據包、全球高程數據包(含海底高程)、全球大氣數據、全球洋流數據、全球路網信息、全球建筑物信息,能夠對測繪導航、氣象水文、海洋環境、電磁環境、精細場景等海量環境數據進行裝載、處理、管理和應用保障,且全套數字地球模塊可通過高速磁盤陣列系統離線部署,為推演仿真模塊提供完善的地理信息等計算支撐。此外,數字地球模塊開放了數據接入框架,能夠脫離“賽道”軟件單獨部署,應用場景和模式靈活。
1.氣象水文 :能夠獲取并模擬各種氣象條件和海況數據,高仿真度的氣候和水文信息,可以幫助客戶更好地貼近現實模擬各種自然環境。
2.路網信息 :包含了詳細、全面的路網信息,包括道路的類型、等級、可通過性以及連接情況等,滿足客戶軍事行動規劃和實施、戰略決策等要求。
3.地物信息 :提供了詳實的荒漠、林地、湖泊、建筑等地物背景信息,包括類別、位置、范圍、坡度、用途等,可為雜波模擬等專業底座提供高精度驅動數據。
4.衛星地圖 :集成了高分辨率的遙感地圖離線數據,支持地形碰撞計算,內置藍方目標情報信息,提供典型的GIS量算工具,客戶可進行更精確的地理環境分析和目標研究。
(七)人工智能模塊
人工智能模塊采用狀態機、行為樹、強化學習等多種算法,構建了陸海空天域裝備的通用單機智能體、多智能體協同和指揮智能體,提供態勢感知、情報融合、威脅評估、指揮決策、任務分配等決策類能力。
包含戰術機動庫、基于規則的編隊作戰決策模型、基于行為樹的作戰任務模型、基于強化學習的博弈對抗模型、基于大模型和矢量數據庫的指揮智能體模型,在模擬藍軍作戰行為方面具有獨特的技術優勢。包含強化學習信息輸出接口、訓練數據管理系統、內置強化學習框架,可以用于客戶開展強化學習AI方面的研究工作。
(八)模擬訓練模塊
模擬訓練模塊是一種以多軍兵種聯合作戰、全域作戰為背景,以“賽道”各模塊為依托,進行作戰力量模擬、作戰流程訓練的綜合性作戰模擬訓練系統,支持第一人稱的沉浸式操作模擬,可結合硬件座艙、VR/AR頭盔、多功能觸控屏、手勢/語音識別等先進人機交互手段,構建多層級、多粒度的作戰模擬訓練平臺,解決現實對抗訓練成本高、持續時間長、難以反復訓練等問題。
(九)分布式交互模塊
分布式交互模塊是“賽道”軟件與外部溝通的“大門”,支持UDP、TCP、DIS、DDS等通用標準協議,提供二次開發接口,能夠實現與指控系統、模擬器、各類數字仿真軟件如AFSIM、STK等的互聯、互通、互操作。
(十)專業仿真底座
經過多年相關項目開發的積累,“賽道”構建了完善的專業仿真底座,包含飛機動力學、導彈/炮彈動力學、衛星軌道動力學、水動力學、車輛動力學、雷達仿真、地/海雜波仿真、電子戰仿真(ESM、ECM、ECCM)、通信仿真、SAR成像仿真、紅外仿真、可見光仿真、聲吶仿真、激光仿真、飛機毀傷仿真、艦船毀傷仿真、車輛毀傷仿真17個主要仿真子模組,從最基礎的物理原理出發,模擬各型裝備的關鍵仿真特性,在仿真引擎的最底層為作戰提供了可信的仿真基礎。
(十一)裝備參數數據庫
“賽道”軟件擁有完備的裝備參數數據庫,數據庫主要參數均由相關領域專家分析計算得到,主要包含飛機(有人戰斗機/無人機/轟炸機/加油機/預警機)、導彈(空空/地空/艦空/反艦)、軍艦(驅逐艦/航母/潛艇/輔助類艦船)、車輛(坦克/步戰車/反坦克導彈車/防空車)、衛星(軌道數據)、雷達(機載火控/機載預警/面空火控/面空警戒/導引頭)、多頻段RCS(VHF~Ka波段)、紅外(瞄準系統/告警系統)、衛星傳感器(可見光/紅外/SAR)9個裝備參數數據庫。尤其是通過大量分析和逆向設計工作,對B-21隱身轟炸機、NGAD下一代戰斗機、CCA無人作戰飛機、AIM-260空空導彈、NGJ干擾吊艙、GPI攔截彈等藍軍在研先進裝備均進行了細致的逆向分析,形成了其關鍵裝備的參數數據,對于進行未來體系化對抗作戰能力分析具有重要意義。
(十二)配套仿真硬件
“賽道”軟件無需高端的硬件配置,可以在普通游戲級筆記本、電腦主機上使用,支持多終端設備聯動,如空戰艙、陸戰艙、MR頭盔、球幕、環幕、伺服模擬平臺、第三方推演平臺等。客戶可在不同終端進行三維大規模作戰仿真推演,并通過多終端外設進行實時交互,能夠最大程度上提升客戶操作體驗感、視覺沉浸感和模擬真實感。