美军综合训练环境的底层数据逻辑与网络降级环境挑战

现代战争形态正加速向智能化多域博弈演进，大国竞争背景下的美国陆军部综合训练环境(STE)已逐步改变以往高级模拟器的单一功能定位。历经近年发展，该系统正演化为一套植根于云原生架构、结合边缘计算底座、融合多源传感器的战术数据与指挥控制支撑平台。这一架构的建设目标，在于以快速生成的单一世界地形(OWT)为基础，向各级指挥所与前沿兵力提供持续更新的战术数字地形。然而，高强度多域作战的电磁环境十分复杂。面对潜在对手的电子干扰与网络防御能力，美国国防部及陆军部认识到，维持绝对畅通的通信链路具有极高难度，战术网络在战时可能陷入断连、间歇与受限(DIL)的状态。在此条件下，战术地形体系能否具备实战效能，主要取决于两个底层逻辑：数据管线能否在较短周期内汇聚多源数据并生成高保真地形底图;以及战术数据流如何降低对后方中心云的依赖，在网络受限的前沿节点维持系统运转。

为建立这一技术链路，美国陆军部于2025年底启动了深度的采办体制改革，优化组织层级，新设六大高度集权的组合采办执行官(PAEs)。2026年2月6日，美国陆军部将原负责STE系统的模拟、训练与仪器项目执行办公室(PEO STRI)更名为模拟、训练、测试与威胁能力项目执行官(CPE ST3)，并将其连同情报电子战部门一并划归新设立的“指挥控制与反指挥控制”(PAE C2/CC2)组合麾下。此次采办机制的深层重组表明，数字孪生技术正逐步从训练辅助工具转变为美军作战指挥架构的基础支撑层。

关键词：综合训练环境、边缘计算、战术网络

从“静态地图”到“实时数字孪生”——基于OWT的数据杀伤链

传统建模方法耗费周期较长，其实战适用性存在局限。美国陆军部目前正寻求通过自动化的数据管线压缩地形生成周期。商业空间情报企业Vantor公司(原Maxar Intelligence，2025年10月重组)为美国国防部定制的Tensorglobe平台提供了新的底层支持方案。该平台内部的Forge算法组件能够摄取多轨合成孔径雷达影像、低轨光学数据以及无人机传回的全动态视频与激光雷达点云，通过底层算法将其自动对齐并融合为完整的三维地理网格。数据显示，由Forge驱动的OWT数据管线表现出了极高的战术适用性，其生成的二维镶嵌图分辨率可达15厘米，三维模型分辨率约50厘米，三轴绝对地理定位误差被控制在3米以内。2025年底，Vantor宣布将Google Earth人工智能图像模型集成至该平台，并在美国政府物理隔离的机密网络数据中心内部署。在降低对外部云计算资源依赖的情况下，系统可在15分钟左右完成部分图像序列的特征提取与情报生成。依托此类高精度底图与配套套件，一线部队在卫星导航信号受限的环境中，具备依靠地形比对实施自主机动与目标引导的潜力。

图 1 Tensorglobe平台示意图

除了提供高分辨率的三维可视化效果，底层数据结构中物理属性的语义化绑定，为美军在复杂战术环境下的计算推演提供了必要条件。美国陆军部与开源技术社区合作，对网页端三维地理数据规范实施底层调整，开发出面向地面作战建模的“良构格式”(WFF 1.8)。通过与美国国家地理空间情报局的地面战士地理空间数据模型(GGDM)进行数据字典对齐，三维世界中的环境网格被赋予了材质编码与物理阻尼参数。Forge内部的AI引擎在完成空间堆叠的同时，利用多光谱成像对地表实施自动化分类，泥泞地带、水体深度、植被密度及土壤实时含水量能够被系统识别并标记。当这些具备物理属性标识的地理数据接入综合训练环境的仿真引擎时，能够显著提升战术演算的逼真度与参考价值。例如，装甲单位在数字空间进行机动推演时，车辆模型的履带滑转率会参照卫星回传的实地土壤湿度进行计算;航空兵的甚高频无线电通信也会依据环境标记的特定林区进行物理衰减模拟。

图2 OWT归因数据模型方法

高频更新的数字地形数据，正逐步改变美国陆军部传统的作战筹划与推演模式。在第3步兵师参与的“严峻挑战24”及多场军团级作战演习中，各级指挥所依托现役指挥所计算环境(CPCE)，在机密网络飞地内加载了事发地的实时数字地形。演练部队采用渐进式的训练法则开展数字预演。参演人员初期在无敌情干扰的纯净底图中实施低速机动，验证空间占位与时间协同;随后情报部门在系统中引入模拟的战场摩擦，如设置桥梁损毁或核生化污染区，促使参演分队在三维空间内临场重新规划路线;最终红蓝双方在系统中取消既定脚本，展开全要素对抗。炮兵弹道、航空兵航线与装甲突击轨迹在同一坐标系内进行冲突消解。情报分析人员能够在实体部队展开行动前，于数字空间评估无人机与地面雷达的观察阵位，排查数据处理与分发链路的盲区，并指导基层人员在数字环境中辨识高风险区域。这种引入真实地理数据的预演模式，将战术试错与验证环节进行了前置。

STE在网络降级环境下的生存与边缘计算

数据管线的吞吐量客观上受制于物理传输带宽。过去美军在一定程度上依赖后方数据中心的云端算力，但在高强度对抗环境中，电子干扰与物理打击可能导致战术网络进入断连、间歇与受限状态。若前沿计算完全依赖云端直连，整个指挥控制体系将面临系统失效的风险。美国国防部作战测试与评估局于2024财年对搭载于战术服务器基础设施(TSI)的CPCE增量2系统实施了漏洞评估与红蓝对抗测试。评估表明，在编配专业网络防御人员及专用工具包的前提下，该系统面对模拟内部威胁与外部网络攻击时，具备一定的网络生存能力。然而，网络防护仅是系统生存的一部分，面对物理链路中断与电磁隔离，硬件架构与数据调度逻辑的适应性调整是维持系统运转的基础。

为缓解对后方中心云节点的依赖风险，美国陆军部正调整架构重心，通过部署边缘计算节点将数据处理能力向战术终端下沉。这一架构调整的硬件基础是以戴尔PowerEdge XR4000系列为代表的战术加固型服务器。与早期的战斗指挥公共服务堆叠机架不同，作为核心载体的XR4000系列进行了结构紧凑化设计，缩减了物理体积，并按照相关军标接受了温差、震动与高湿环境测试。每个机箱内部配置多个通过高速总线连接的计算节点，能够在战术节点建立局域虚拟集群。为提升硬件算力利用率，美国陆军部引入了云原生模块化基础设施(CEMI)。该架构采用开放行业标准，将部分战术应用服务解耦并封装为软件容器，部署至边缘设备中。在网络畅通的准备期，边缘节点从后方云端下载并缓存目标区域的高清地形包与敌情数据。当广域网连接受限时，系统可切换至局域运行模式。此时边缘服务器作为独立的微型数据中心，接管本地计算需求，维持实装、虚拟与构造兵力的基础演算协同。

在网络受限环境中，系统面临的复杂挑战不仅包括应对物理链路中断，还涉及在间歇性连通窗口期，如何分配有限的带宽资源以保障高优先级数据的同步。若采用常规的先入先出排队机制，大容量的三维地形切片或视频流可能迅速占用信道，导致通信管道拥堵。为解决数据分发问题，美国陆军部依托边缘计算硬件，自2025财年首季度起部署战术数据平台(TDP)。该平台引入了基于任务优先级的排序算法。在窄带条件下，系统会限制高分辨率地形细节与视频流的传输，将可用带宽优先分配给状态报文等结构化战术数据。在链路间歇连通的短暂窗口内，系统优先提取占用字节较小的友军位置、装备状态及目标授权指令，在主数据节点与前沿节点间进行跨层级同步。由于静态的地形底图已预先缓存于前沿存储节点内，网络中传输的主要为代表坐标及状态变动的文本数据。边缘节点接收这些增量指令后，调用本地算力将其映射至预存的高清地形中进行更新显示。这种本地预存背景、窄带传输核心增量数据的调度机制，为战术网络在电磁对抗环境下维持态势图一致性提供了技术途径。

总结

观察近年的技术演进脉络，美国陆军部正依托综合训练环境逐步构建从数据生成到边缘分发的完整链路。以Tensorglobe平台与良构格式规范为核心的数据管线，尝试解决战场环境快速数字化的效率问题;以云原生模块化架构与优先级调度算法为基础的边缘计算方案，则为复杂数据流在网络降级环境中的流转提供了应对策略。伴随美国陆军部“下一代指挥控制”(NGC2)最小可行性产品计划于2026年开展师级规模测试，该系统正向实战化应用过渡。基于地形数据的战术孪生底图及边缘数据生存逻辑，正作为统一的数据协议，逐步向车辆火控面板与单兵显示设备中集成。虚拟训练、战术预演与实际作战行动之间的数据壁垒正在降低。这种底层技术架构的融合，反映了美国国防部试图在大规模作战行动中确立信息与决策优势的长期意图。(北京蓝德信息科技有限公司)

https://www.army.mil/article/290080/the_armys_2025_acquisition_reforms_revolutionize_processes_to_expedite_cutting_edge_capabilities

https://vantor.com/blog/vantor-rebrands-from-maxar-intelligence-unveils-ai-powered-platform/

https://vantor.com/product/platform/

https://www.militaryexpos.com/wp-content/uploads/2021/09/U_0900_Tilton_OWT.pdf

https://vantor.com/industries/defense/operational-terrain/

https://apps.dtic.mil/sti/trecms/pdf/AD1107976.pdf

https://mattermost.com/blog/mission-readiness-in-ddil-environments/

https://www.executivebiz.com/articles/ddil-dod-cyber-cloud-cjadc2-low-bandwidth

https://www.wwt.com/case-study/tactical-edge-computing-transforms-mission-capability-for-defense-organization

https://peoc3n.army.mil/Organizations/PM-Mission-Command/Tactical-Mission-Command/