战争中用超级计算机进行的“沙盘推演”是什么?

战争沙盘模拟推演通过红军和蓝军在战场上的对抗和较量,找出双方的战略战术问题,提高指挥员的作战能力。战争沙盘模拟推演跨越了经过实兵演习检验的巨大成本障碍和时空限制,在重大战争战役中,尤其是“二战”中得到了广泛应用。

新概念“沙盘”演绎现代战争

兵者圣人孙子曰:“地势富,兵者助之。”自古以来,军事家总是希望居高临下,勘察整个战区或战场的地形特征和变化态势,取得战争的胜利。“沙盘”的出现,无疑将两军对峙的场景生动地搬进了“中国军事帐”。如今,随着高新技术的广泛应用,军用沙盘家族焕然一新,更具先进性和时代性。

传统沙盘形象直观

人们通常把根据地形图、航拍照片或实地地形,用沙、棋等材料按一定比例制成的沙盘称为“传统沙盘”。而且根据其制作材料和使用寿命,又可细分为简易沙盘、活动沙盘、固定沙盘、永久沙盘和电动沙盘。“传统沙盘”具有形象直观、制作简单、经济实用的特点,能形象地展示实际地形、敌方阵地的形成、兵力的部署和武器的配置,因此在军事上常被用来研究地形、敌情、制定作战计划、组织协同作战、实施战术演练、研究战例和总结作战经验。

常用的传统沙盘有简易沙盘和永久沙盘。简易沙盘是训练、组织和指挥战斗的常用工具,取材方便,制作简单快捷,经济实用。根据使用目的和条件,选用的器材一般有:沙盘架(如果没有沙盘架,可以直接在现场堆放)、细沙、粘土、地面实物模型、染色锯末、颜料、战棋、队标和队号、扑克牌、标签、细绳、米尺、钉子、铲子、钳子、刷子、脸盆,然后将景观拉起来按整架堆放。永久沙盘具有精度高、重量轻、耐用、长期不变形的特点。适合在高校和高级指挥机关长期使用。不仅更细更准,而且观看方便。

在现代战争中,传统的沙盘仍然被充分利用。比如印巴战争中,印度在巴基斯坦全境组建了大型沙盘集团;两伊战争期间,伊拉克在边境冲突地区制作了几个大型沙盘,精度很高。然而,由于传统沙盘建造速度慢,运输不便,难以满足现代和未来信息化战场的需要,于是由现代高科技创造的新型沙盘应运而生。

电子沙盘三维

电子时代,计算机三维绘图开始出现,军事科学家将目光转向屏幕。

然而,电脑屏幕虽然显示的是三维画面,但显示的是二维平面,与人的视觉和生理习惯有很大差异,使用起来并不方便,于是军事科学家又想到了三维直观的传统军事沙盘。他们将现代电子技术与老式沙盘相结合,使老式军用沙盘获得了新生,新一代军用沙盘——“军用电子沙盘”诞生了。

电子沙盘由四个主要部分组成:图形扫描仪、中央计算机、电子驱动器和沙盘。图形扫描仪将接收到的照片或视频信息输入计算机,计算机可以对图像信息进行解释和处理,并在屏幕上显示三维图形;然后,计算机将转换后的信息数据发送给电子驱动器,安装在“沙盘”上,就像打印机的打印头一样,可以在“沙盘”下快速往复运动。由于精度的需要,几个电子沙盘可以组合成一个大的沙盘组。例如,一台中央计算机可以同时控制9个小型沙盘,使沙盘的线性精度提高2倍、3倍甚至更多,以满足不同的军事需要,甚至可以制作大量的“单兵电子沙盘”。

电子沙盘的电脑可以准确解读卫星、航天飞机发回的航拍照片和视频,以及侦察机、气球发回的航拍照片和视频。最有新意的是电视炮弹发回的战场视频。一枚电视炮弹射程几十公里,滞空时间只有几十秒。它能迅速通过敌人的阵地,而且是无声无息的。敌人根本无法拦截,但能及时拍摄小范围内的战场情况,准确率很高。用如此精准的电子沙盘辅助指挥战斗,会让指挥员“头脑清醒”。

现在的电子沙盘不仅有彩色显示,还能清晰区分海洋、河流、沼泽、绿地、森林、沙漠等地形特征,非常生动逼真。科技日新月异,新工艺新材料不断出现,电子沙盘还在不断更新,会更加先进完善。

激光沙盘虚拟现实

随着激光技术的应用和信息时代的到来,科学家们在一定范围内制造了人造海市蜃楼群。据国外期刊报道,美国科学家已经能够重现战场上的人造海市蜃楼场景。战场上的地形地貌、双方的战斗态势及其变化,都可以同时真实地展现在人造海市蜃楼中,“战场”被移到了指挥员面前。这种虚拟现实技术被视为高度机密,受到严格保护。因为谁拥有这种虚拟技术,谁就能对战场了如指掌,甚至能打一场完全单向透明的战争。

这个系统是一个全新概念的信息“激光沙盘”。计算机将转换成数据的信息传输给激光发射器,激光发射器向沙盘发射一定频率的激光。“沙盘”是一个长1m,高0.5 m的空玻璃盒子,里面密封着各种惰性气体。箱内的压力传感器、温度传感器、湿度传感器、空气悬浮粒子传感器与电脑联动,制造出一个海市蜃楼。当几个激光发射器按数学信号连续快速地向盒内空气射击时,眼前就会显示出一幅清晰的彩色三维画面,并配以输入图像。

和电子沙盘一样,为了精确,可以将几个激光沙盘组装成一个大型的激光沙盘。这样沙盘的线精度会放大2倍、3倍甚至更多,以满足不同的军事需求。

据悉,激光沙盘计算机可以对卫星、航天飞机、侦察机和气球发回的航拍照片和视频进行判读和转换,还可以对普通军用地图进行判读和转换,将平面地图转换成三维地图。

特别是在小规模的局部战场,激光沙盘精度高,可以显示高层建筑、高架桥、大坝、电站甚至火车、轮船、汽车、战车等。激光沙盘不仅可以静态显示,还可以动态显示,让整个作战情况随时可见。相信随着高科技的飞速发展,激光沙盘会进一步完善,一定会在未来战场上大显身手。