一、數字孿生國防的概念與體系

數字孿生國防是基于數字孿生基礎設施的戰場環境和裝備工程體系，包括數字孿生戰場、數字孿生裝備和數字孿生訓練等應用場景，它具有低成本和靈活性兩大核心優勢。

二、“數字孿生+" 驅動的軍事革命

隨著軍事格局的轉變，大國之間的競爭已經成為各個大國考慮的首要問題。為了延續軍事上的優勢，美國最近10年開始推崇分布式模式，例如，美國提出了分布式海上(DMO， Distributed Marine Operations)，美國高級研究計劃局（DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency）于2017年提出了馬賽克(Mosaic Warfare)，亦即分布式的一種提法。

在“馬賽克"模式中，數字孿生技術可應用于指揮控制的觀察、判斷和決策。數字孿生是虛擬資產，可實現真實戰場與數字模型之間的雙向實時映射和交互，輸入數據后可以提供決策信息。當前戰爭樣式已經由網絡中心戰逐漸向決策中心戰轉變，增加己方選擇，干擾敵人決策，在“認知域"這個新的維度實現對敵性優勢，是智能化戰爭形態的制勝機理。數字孿生技術通過在數字空間創建平臺、系統、戰場環境等戰爭實體的副本，集成所有副本模型，為指揮員展示面、時的戰場真實情況，從而使指揮員形成對戰場情況最直觀的認識，為其設計方案、作出決策奠定認知基礎。

在軍事領域方面，隨著“馬賽克戰"概念的提出以及聯合全域指揮控制等系統的逐步推進，未來戰爭模式將從固定殺傷鏈向彈性殺傷鏈轉變，多型單元集群、區域自主保障和跨域聯合等運用模式將越來越成為常態。但我軍面向新模式運用的體系缺少強對抗條件下的研究支撐條件，具體表現在:

• 實裝演練成本高、無法反復試驗；

• 純虛擬的仿真未考慮體系支撐條件下活動，可信度不高，缺少能夠支撐模擬體系對抗的試驗研究和輔助支持環境；

• 人工智能技術逐漸在指揮控制領域落地，亟需面向任務場景的智能化演進環境支撐。

三、數字孿生戰場平臺介紹

北京和遠科技通過多個項目的探索和積累，規劃出一套數字孿生戰場解決方案。數字孿生戰場基于三維可視化的特點，實現從戰場全局態勢到實體的宏觀及微觀展示，呈現天、空、地、海的立體化戰場動態，清晰展示偵測、通信、戰術部署、行動、打擊、毀傷、回饋的完整鏈路，提供立體的戰場感知，網絡態勢感知能力。支持整合海量數據資源，支持戰場態勢的可視化顯示、分析、監測、指揮研判。系統具備優秀的大數據顯示性能，結合的人機交互方式，可良好支持大屏、多屏、超大分辨率等顯示情境。

系統面向航天領域指揮監控中心大屏環境，可廣泛應用于指揮顯示、推演/論證、模擬訓練教學、裝備論證、匯報觀摩、戰例分析、任務規劃、戰場視景仿真等領域。

兼容地理信息系統數據,支持山峰/峽谷、海面、植被、道路、建筑等戰場地形地貌顯示，依托GIS地圖服務，模擬高精度戰場環境。實現了超大范圍、超精細的戰場環境可視化仿真。

通過接收服務器轉換或通過文件播發的實時驅動數據，在三維地形場景中，通過經度、緯度、高程等數據，定位實體對象位置，并以軍標標號、圖標等形式進行顯示。當攝像機距離實體對象較遠時，顯示為軍標標號、圖標；當距離實體對象視角比較近時通過三維模型顯示，并支持不同距離上不同模型精度的LOD模型加載與顯示方式。

3.2.2網絡態勢感知

系統針對數字孿生網絡空間內網絡威脅/攻擊態勢進行監測，支持對網絡設備、網絡輿情、網絡威脅/攻擊、運維數據等信息進行可視化監測，使物理世界直觀映射網絡態勢，深度分析挖掘網絡威脅與攻擊的鏈路關系；支持對網絡運維環境實時監測，包括大范圍的主干網絡通信狀態、各級數據中心運維情況、具體的單臺服務器的網絡流量、資源內存、設備狀態等，輔助用戶感知網絡安全態勢。

3.2.3戰場數據接入

支持高精度、超精細的裝備可視化加載；支持裝備精密細節、復雜結構、復雜動作的全數據驅動顯示，真實再現裝備的運轉過程及工作原理；支持接入實時/歷史數據、真實/模擬數據，動態驅動模型姿態及動作；支持對裝備的健康狀況、運行狀態、告警信息等進行監測和可視化分析，可高質量快速構建戰場三維可視化場景。

3.2.4態勢輔助決策

通過在三維戰場態勢實時演示中繪制殺傷鏈，展現從目標感知、火力到達的全過程，顯示整體殺傷網絡形成過程，并支持顯示殺傷網絡的邏輯拓撲圖，分析其中的脆弱性節點。支持將海量業務數據的特定指標，按業務需求進行多維度并行分析。支持對兵力部署、動向等戰場態勢信息進行可視化分析研判，助力用戶挖掘數據價值，提高人員指揮決策的能力和效率。

3.2.5復盤推演評估

支持加載仿真推演/數字孿生戰場回放數據，或定義實時回放數據接口配置文件，形成仿真推演回放項目；支持疊加多種不同類型數據進行融合態勢展示；針對復雜戰場，可以對指定時段的實體與事件進行重點關注，以突出顯示關鍵戰略、戰術及任務執行態勢。

四、應用價值

數字孿生戰場平臺的構建將為未來智能化、無人化力量提供充分的信息支撐，構建的數字孿生戰場將充當智能化戰爭實驗的可靠依托，開展大量沉浸式模擬訓練、智能化地理環境保障、智能化戰場地理決策；構建的戰場地理環境感知終端、網絡和云平臺將作為智能體系的空間信息支撐骨干。

數字孿生戰場本質上是基于復雜系統思想構建起來的戰場信息保障與決策平臺,是在指揮信息系統、偵察預警情報系統、機關業務管理系統等信息化系統基礎上的系統集成與創新。它搭建了一個溝通裝備、人員、戰場設施、戰場環境等信息節點的傳統網絡,比傳統數字化、信息化戰場建設更加強調體系融合。

數字孿生戰場平臺實現了多源融合空間信息管理，打通了戰場環境保障全流程管理鏈路，實現了在虛擬空間中開展通道分析、要地勘察、方案推演、地域單元影響效能評估等能力。通過提供一個開放式虛擬地理環境，建立與實兵、實裝、實操和下一場戰爭環境結合緊密的、虛擬和現實多維空間平行運轉的、近似實戰的數字孿生戰場環境和全流程保障模式。