Навигационные сигналы в вашем смартфоне, Wi-Fi в вашем доме, спутники на орбите, корабли в море и самолёты в небе — все они функционируют в одной невидимой среде: электромагнитном пространстве. Тот, кто способен «видеть» его чётче, «вычислять» быстрее и «настраивать» точнее, тот и обладает ключом к будущей информационной среде.
Электромагнитное пространство стало ключевым связующим звеном между всеми доменами, обеспечивая информационную поддержку многосредовых совместных операций. По мере ускоренного перехода характера военных действий к интеллектуализации электромагнитное противоборство приобретает такие черты, как высокая плотность и изменчивость сигналов, сложная и запутанная обстановка, а также доминирование системного соперничества; поэтому крайне актуально создание и укрепление системы поддержки операций в электромагнитном пространстве.
В условиях интеллектуальной трансформации борьба в электромагнитном пространстве уже вышла за рамки противостояния отдельных образцов техники и перешла к системному и виртуально-реальному противоборству. В статье «Цифровое параллельное поле боя: переформатирование парадигмы поддержки операций в электромагнитном пространстве», опубликованной газетой «Цзэньцзюнь жибао» (автор: Ли Сюхэ), чётко проанализированы архитектурная логика, практическая ценность и пути построения цифрового параллельного поля боя, а также обозначена ключевая проблема современного электромагнитного противоборства: традиционные методы страдают от запаздывания в осознании обстановки, задержек в принятии решений и неэффективного распределения ресурсов, что делает их неспособными адаптироваться к современной электромагнитной среде, характеризующейся высокой интенсивностью и динамичным темпом.
01 Почему необходимо создавать цифровое параллельное поле боя? — Три фундаментальных ограничения традиционных подходов
Рассмотрим три конкретных сценария.
Ограничение №1: Запаздывание в осознании обстановки
В современной электромагнитной среде плотность сигналов высока, их типы разнообразны, а переключение происходит быстро. Традиционная цепочка «перехват — распознавание — определение местоположения — анализ» строго последовательна, но полностью зависит от человеческого участия. Часто характеристики сигнала уже изменились, а аналитический вывод ещё не готов — возникает ситуация «не видно, не различимо, не поспеваем».
Ограничение №2: Задержки в принятии решений
Темп борьбы за частотный спектр исчисляется секундами. Окно времени от обнаружения аномального сигнала до формирования ответной стратегии становится всё уже. Полагаться лишь на опыт и ручные расчёты невозможно — в ограниченные сроки трудно предложить количественно сравнимые и логически обоснованные решения.
Ограничение №3: Грубое распределение ресурсов
Оборудование, частотный спектр, позиции и другие ресурсы традиционно планируются вручную. При изменении обстановки планы сразу устаревают; эффективность использования ресурсов и координация взаимодействия остаются на уровне, очевидном «невооружённым глазом».
Все три ограничения указывают на один вывод: электромагнитное пространство требует новой системы поддержки, способной «чётко видеть, быстро вычислять и гибко управлять» — переход от «опирающейся на опыт» к «опирающейся на данные». Именно это и является логической отправной точкой для создания цифрового параллельного поля боя.
02 Что такое цифровое параллельное поле боя? — Цифровое зеркало, функционирующее параллельно с физическим пространством
Понятие цифрового двойника уже не ново: в промышленности его давно применяют для создания «цифровых близнецов» оборудования. Когда этот подход был перенесён в электромагнитное пространство, родился «цифровой параллельный поле боя» — высокоточное и постоянно эволюционирующее цифровое зеркало реального электромагнитного пространства.
Цифровой параллельный поле боя — это, по сути, цифровое зеркало реального физического электромагнитного пространства, построенное на основе технологий цифрового двойника, больших данных и искусственного интеллекта. Оно обеспечивает высокоточное многодоменное отображение, распределённые параллельные вычисления и двустороннюю замкнутую эволюцию «виртуального» и «реального», реализуя принципы «отражения реальности в виртуальном мире», «прогнозирования реальности в виртуальном мире», «управления реальностью из виртуального мира» и «итеративного совершенствования в реальных условиях».
Разберём подробнее четыре компонента «виртуального»:
- Отражение реальности в виртуальном мире: полное перенесение в цифровое пространство характеристик сигналов, состояния оборудования и условий окружающей среды, что делает нематериальные электромагнитные явления визуализируемыми и измеримыми;
- Прогнозирование реальности в виртуальном мире: моделирование различных возможных сценариев в цифровом пространстве, прогнозирование развития обстановки, заблаговременное выявление рисков и возможностей;
- Управление реальностью из виртуального мира: стратегии и параметры, проверенные в ходе имитационного моделирования, могут быть переданы в реальное оборудование; «оптимальные решения», найденные в цифровом мире, направляют действия в физическом мире;
- Итеративное совершенствование в реальных условиях: реальные измеренные данные, полученные в физической среде, используются для обратной связи и корректировки цифровых моделей, повышая точность «зеркала» с каждым использованием.
Эта концепция больше не ориентирована исключительно на повышение характеристик отдельных образцов техники, а направлена на полную перестройку всей парадигмы поддержки электромагнитных задач, устранение разрыва между имитационным моделированием и реальной средой, переход от управления, основанного на опыте, к управлению, основанному на данных, и от анализа после завершения операций к полноцикловой замкнутой модели, охватывающей планирование до начала боевых действий, регулирование в ходе боевых действий и итеративное совершенствование после их завершения.
03 Как воплотить идею в жизнь? — Три ключевые архитектуры и единая отечественная технологическая база
Для практической реализации концепции необходима автономная и контролируемая программно-аппаратная технологическая база. Как высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на программно-определяемых радиосистемах (SDR) и отечественных средствах электромагнитного моделирования, Dayao Technology имеет собственный практический опыт и глубокие размышления по вопросу инженерной реализации цифрового параллельного поля боя. Три ключевые архитектуры, предложенные в статье, точно соответствуют технологическому пути продуктовой линейки Dayao Technology «Tianwen — Tiangang — Tianyu».
Высокоточное многодоменное отображение: сделать нематериальные электромагнитные явления «видимыми»
Цифровой параллельный поле боя требует полной реконструкции характеристик сигналов, тактико-технических параметров оборудования и условий окружающей среды, воспроизведения типичных сценариев использования частотного спектра — таких как группировка РЛС и радиосвязь, — преобразования нематериальных и неосязаемых электромагнитных сигналов в визуализированную обстановку и выявления уязвимых звеньев и возможностей оптимизации в рамках всей системы.
Ключевая сложность высокоточного отображения заключается в двух аспектах: «точности» и «полноте». Во-первых, сигналы в цифровом пространстве должны быть «похожими» — сохранять идентичные модуляционные формы, детальные параметры и временные характеристики. Во-вторых, охватываемые сценарии должны быть «полными» — от одного образца оборудования до взаимодействия нескольких систем, от распространения радиоволн до учёта влияния рельефа и метеоусловий — ни один элемент не должен быть упущен.
Электромагнитная система имитационного моделирования и разработки «Tianwen» компании Dayao Technology обеспечивает трёхуровневые возможности моделирования и имитации: алгоритмы, оборудование и сценарии. Встроенный каталог содержит более 700 собственных компонентов радиочастотных форм сигналов, позволяя выполнять многомерное моделирование электромагнитных сигналов, моделей оборудования и сложных сценариев. От одного радарного импульса до процесса сетевой обнаружения и далее — до целой сложной электромагнитной среды — трёхуровневое моделирование обеспечивает «отображение» с глубиной от отдельной точки до комплексной картины.
Серия электромагнитных генераторов сигналов «Tiangang» благодаря возможности сетевого управления несколькими устройствами может генерировать многомерную сложную электромагнитную среду по пространственным, временным и частотным параметрам, преобразуя модели имитационного моделирования в реальные принимаемые радиочастотные сигналы и обеспечивая отображение виртуальных сценариев в виде физических сигналов, предоставляя программно-аппаратную основу для высокоточного электромагнитного зеркала.
Распределённые параллельные вычисления: обеспечить масштабируемость имитационного моделирования
Масштабное моделирование сценариев, количественная оценка эффективности множества альтернативных решений и итеративная оптимизация замкнутых стратегий предъявляют чрезвычайно высокие требования к вычислительным мощностям. Традиционная архитектура имитационного моделирования на базе одного центрального процессора (CPU) легко сталкивается с вычислительными ограничениями при масштабном системном моделировании.
Суть этого ограничения понятна: одна системная имитация часто подразумевает одновременное протекание тысяч и десятков тысяч сигналов и параллельное сравнение сотен и тысяч вариантов решений. Последовательные вычисления по принципу «единственного узкого места» просто не выдерживают такой нагрузки.
Эффективное решение — гетерогенные параллельные вычисления: CPU отлично справляется с логическим управлением, выступая в роли «командира»; FPGA — с обработкой сигналов в реальном времени, как «штурмовик»; GPU — с массовыми параллельными вычислениями, как «колонна солдат». Привлечение специализированных вычислительных блоков к выполнению соответствующих задач естественным образом значительно повышает общую эффективность.
Платформа «Tianwen» реализует одну из немногих в Китае гетерогенных параллельных имитационных движков CPU/FPGA/GPU, распределяя сложные задачи моделирования между различными вычислительными блоками. Это существенно повышает вычислительную эффективность при масштабном моделировании сценариев, позволяет количественно оценивать показатели эффективности различных стратегий, сравнивать и отбирать оптимальные ответные меры, поддерживая быструю генерацию решений и замкнутую итеративную оптимизацию — что полностью соответствует потребностям цифрового параллельного поля боя в распределённых параллельных вычислениях. Кроме того, весь программный комплекс изначально совместим с отечественной экосистемой информационных технологий и коммуникаций (ИКТ): процессоры Phytium и Kunpeng, операционные системы Kylin и UnionTech, обеспечивая автономность, безопасность и контролируемость базовой среды, а также надёжную основу для долгосрочной стабильной эксплуатации и постоянного развития.
Двусторонняя замкнутая эволюция «виртуального» и «реального»: оживить имитационное моделирование
Наиболее важным элементом является двусторонняя замкнутая эволюция «виртуального» и «реального», обеспечивающая связь между виртуальным моделированием и реальным миром. Ключевая особенность цифрового параллельного поля боя — не просто имитационное моделирование, а обеспечение обратной передачи реальных данных для корректировки моделей, передачи стратегий, сгенерированных в ходе моделирования, в реальное оборудование и последующего использования результатов реальных измерений для оптимизации имитационной системы — то есть полной двусторонней итеративной модернизации.
Именно это и составляет основу концепции Dayao Technology: интеграция программного и аппаратного обеспечения и замкнутый цикл «моделирование — измерение». Программное обеспечение выполняет имитационное моделирование сценариев и генерирует стратегии; аппаратные устройства серии «Tiangang» преобразуют виртуальные формы сигналов в реальные радиочастотные сигналы; данные реальных измерений собираются и возвращаются в имитационную платформу для постоянной калибровки параметров модели, формируя замкнутый цикл «моделирование — вывод — сбор — коррекция». Это обеспечивает двустороннее взаимодействие между виртуальным моделированием и физическим миром, превращая имитационное моделирование из абстрактных теоретических рассуждений в инструмент, напрямую взаимодействующий с реальной электромагнитной средой — именно это и является ключевым технологическим условием практической реализации цифрового параллельного поля боя.
Ценность замкнутого цикла заключается в принципе «чем чаще используется — тем точнее становится»: каждый новый поток реальных измеренных данных — это очередная калибровка цифрового зеркала; каждая калибровка делает следующее моделирование ближе к реальности. Таким образом, цифровой параллельный поле боя — это не статичная модельная база, а живая, постоянно развивающаяся система.
04 Более глубокие изменения — от отдельного оборудования к системе, от инструмента к парадигме
Статья также отмечает, что цифровой параллельный поле боя вызовет глубокие изменения в логике применения: оценка электромагнитного противоборства переходит от анализа после завершения операций к полноцикловой оценке; использование оборудования — от эмпирической эксплуатации к точной адаптации; координация сил — от разрозненного размещения к вседоменному взаимодействию.
На уровне инженерной практики эти три трансформации означают следующее:
- Перенос оценки на более ранний этап: имитационное моделирование проводится до начала операций; сценарии сначала «проходят тест» в цифровом пространстве, чтобы риски и слабые места были выявлены и устранены заранее;
- Точная адаптация: каждый сценарий и каждый набор параметров проходят количественную оценку, а эксплуатация оборудования переходит от принципа «примерно подходит» к принципу «идеально подходит»;
- Вседоменное взаимодействие: несколько подразделений и силы разных доменов координируются и распределяются в едином цифровом пространстве, обеспечивая взаимодополняющую и усиленную эффективность нескольких образцов оборудования.
Это означает, что система имитационного моделирования должна поддерживать не только моделирование отдельных образцов оборудования, но и системное моделирование с участием нескольких подразделений и сил разных доменов. С помощью системного имитационного моделирования осуществляется координация сил, оптимизация временных параметров и декомпозиция задач, достигается взаимодополняющая и усиленная эффективность нескольких образцов оборудования и реализуется общий синергетический эффект системного взаимодействия. А фундаментом всего этого служат единые стандарты данных, безопасные каналы передачи данных и подготовка квалифицированных специалистов широкого профиля.
Продуктовая линейка Dayao Technology — от программного обеспечения для моделирования и аппаратных радиочастотных устройств до учебно-тренировочных платформ для научных исследований и образования — направлена на достижение двух целей: во-первых, укрепление отечественной технологической базы в области электромагнитного моделирования, а во-вторых, подготовку квалифицированных специалистов широкого профиля в области электромагнитных технологий, что полностью соответствует требованиям, изложенным в статье. Стоит отметить, что подготовка кадров — это не только «понимание теории», но и «практическое владение»: учебно-тренировочные платформы переносят реальное оборудование в классы, позволяя обучающимся и инженерам изучать принципы моделирования, проверять алгоритмы и накапливать опыт в условиях реальных сигналов — именно это и является ключевым звеном в замкнутом цикле «концепция — технологии — кадры».
05 Заключение: концепция задаёт направление, технологии обеспечивают реализацию
Глядя в будущее, цифровой параллельный поле боя в электромагнитном пространстве стремительно развивается от тактического уровня к стратегическому, стимулируя глубокую интеллектуальную интеграцию электромагнитного, киберпространства и космического доменов и обеспечивая технологическое лидерство. Эта новая парадигма предъявляет повышенные требования к отечественной индустрии электромагнитного моделирования: нам нужны не только передовые концепции, но и автономная, контролируемая, программно-аппаратная отечественная технологическая база, которая их поддерживает.
Концепция задаёт направление, технологии обеспечивают реализацию. Инновации в передовых концепциях в конечном итоге требуют поддержки отечественных программных и аппаратных продуктов. Постоянные прорывы в таких отечественных технологиях, как цифровой двойник, гетерогенные параллельные имитационные вычисления и программно-определяемые радиосистемы (SDR), обеспечат прочную производственную основу для построения цифрового параллельного поля боя и помогут нам удержать инициативу в технологическом развитии. История отечественной индустрии электромагнитного моделирования и программно-определяемых радиосистем (SDR) для таких применений, как защита воздушного пространства малой высоты, беспроводная связь и научно-учебные исследования, только начинает свою первую главу.
Источник цитирования
Газета «Цзэньцзюнь жибао»: «Цифровой параллельный поле боя: переформатирование парадигмы поддержки операций в электромагнитном пространстве», автор: Ли Сюхэ
Оригинальная ссылка: https://jf-h5.81.cn/article/sync2096393053659992064
Данный материал является оригинальным контентом. При цитировании необходимо указывать автора, название официального канала и официальный веб-сайт (https://www.dyaotech.com). Любое несанкционированное изменение или коммерческое использование запрещено и будет преследоваться в соответствии с законом!
