摘要：训练是部队作战能力形成的关键驱动因素，美陆军在进行其训练体系现代化改革时充分利用了虚拟现实和人工智能等新兴技术。本文将对美陆军“综合训练环境”这一训练改革计划进行详细梳理和分析，以获悉其未来训练模式的变化可能对战力带来的影响，并为我方训练方式变革提供借鉴。

关键词：作战训练，人工智能，虚拟现实，合成环境，仿真模拟

（图片来源于美国陆军网站，如有侵权请联系删除）

“综合训练环境”（Synthetic Training Environment，STE）是美国陆军建设下一代联合兵种集体训练能力的一项计划，其愿景是通过将真实、虚拟和构造（LVC）技术和游戏化训练平台融合到一个可互操作的训练系统，彻底革新陆军训练模式，为战斗训练提供逼真的沉浸式体验。“综合训练环境”系统整合了虚拟现实和增强现实技术，可在陆、海、空、太空和网络等多个领域创建沉浸式的训练场景。

美国陆军于2017年开始研发“综合训练环境”系统，最初目标是在2021年实现初始作战能力，2023年实现全面作战能力，即提供一个高度逼真和沉浸式的训练环境。目前，该系统的部分功能已用于训练，但整个系统的开发和部署尚未全部完成。

“综合训练环境”包含五个重点子系统，分别是信息系统（STE IS）、班组沉浸式虚拟训练器（SIVT）、士兵虚拟训练器（SVT）、可重构虚拟集体训练器（RVCT）、实战训练系统（STE LTS）。下文将针对这5个子系统分别展开分析。

图1.“综合训练环境”架构组成（图片来源于网络，如有侵权请联系删除）

信息系统

“综合训练环境”信息系统由训练模拟软件（TSS）、训练管理工具（TMT）和一个世界地形（OWT）等三个部分组成。其中，训练模拟软件提供集中式建模；训练管理工具作为规划、准备、执行和评估军事训练的主要用户界面；一个世界地形则提供底层地形的三维可视化展示。信息系统作为“综合训练环境”的软件核心和基础架构，其架构可扩展性、服务可复用性、产品可重组性有助于构建更广泛的“综合训练环境”生态体系，包括士兵虚拟训练器、可重构虚拟集体训练器和实战训练系统等。

值得注意的是，“一个世界地形”提供全球三维地形相关能力和服务，可供所有模拟训练器使用，这些训练器能够模拟多域作战环境的复杂性，支持“综合训练环境”。“一个世界地形”重点关注数据而非工具，其数据存储在一个名为3D地形包的数据集中，包括三个级别的地形数据，分别是3D插入数据（提供局部和具体站点覆盖能力）、3D基础数据（提供区域覆盖能力）和全球基础数据（覆盖全球）。

图2.“一个世界地形”数据分层（图片来源于网络，如有侵权请联系删除）

据悉，“综合训练环境”信息系统由VT MAK公司负责原型开发。该公司利用其MAK ONE仿真软件套件作为技术支撑以开发信息系统原型，套件中的具体组件对应的作用如下：

VR-Forces为人工智能控制实体（计算机生成的部队）和操作员控制实体提供统一的仿真引擎。VR-Forces图形用户界面（GUI）是训练管理工具的基础，用于支持场景创建、控制和评估。VR-Engage提供虚拟操作员和受训人员的仿真界面，并将作为士兵虚拟训练器和可重构虚拟集体训练器的基础。所有组件均使用通用的VR-Vantage可视化引擎进行3D渲染以及2D战术地图渲染，确保整个系统显示效果的一致性。所有组件还使用通用的MAK Earth地形引擎，从VR-TheWorld服务器导入、加载或传输全球地形数据。VR-TheWorld服务器作为“综合训练环境”的“一个世界地形”数据集的接口。

“综合训练环境”信息系统与“下一代构造”（NGC）统称为“综合训练环境－软件”（STE SW）。“下一代构造”旨在使美陆军军种组成司令部各个层级的单位，能够在多域作战环境下进行训练，从而弥补指挥人员在应对势均力敌的威胁方面的训练不足。其基于“综合训练环境”的软件架构，能够为指挥官和参谋人员提供一个合成环境，以数字化方式呈现动态作战环境，并提供军事能力，支持从旅级到美陆军军种组成司令部各个层级的任务演练和集体训练。

2025年8月11日至15日，在美陆军举行的“猩红龙25-3”演习期间，美陆军相关机构首次利用云技术开展了“下一代构造”实验，以便在正式授予合同前评估拟议的“下一代构造”架构可行性。此次实验验证了Palantir公司的Foundry平台作为“下一代构造”数据架构的有效性。实验显示，Battle Road Digital公司的Atom Engine平台与基于Foundry平台构建的Maven智能系统（可通过非机密互联网协议路由器访问）之间可快速构建接口。此外，该实验还意外成功地利用Foundry接口，将来自Atom Engine平台的数据传输至指挥控制信息系统，从而加强了团队的态势感知能力。

班组沉浸式虚拟训练器

班组沉浸式虚拟训练器提供一个基于混合现实的合成训练环境，使士兵能够快速开展和重复进行班组级训练。其支持常见战斗演练，方便作战人员快速开发和修改训练方案以满足特定的训练需求，并能够收集训练数据进行“行动后回顾（AAR）”。

班组沉浸式虚拟训练器通过内置于集成视觉增强系统（IVAS）发挥作用。集成视觉增强系统配备适用于全天候作战的护目镜和混合现实抬头显示器，可为士兵提供高分辨率模拟和态势感知工具，提升其在昼夜战场上的规划、决策和瞄准能力。

2023年3月，在美国布拉格堡举行的一次演示中，美陆军测试了配备班组沉浸式虚拟训练器的集成视觉增强系统的能力。但由于微软公司主导的集成视觉增强系统存在性能缺陷，测试士兵甚至出现生理损伤，因此该项目将更名为士兵便携式任务指挥系统（SBMC），并转由安杜里尔（Anduril）公司和Rivet工业公司接手研发。

图3. 美陆军士兵在布拉格堡使用班组沉浸式虚拟训练器进行演练（图片来源于美国陆军网站，如有侵权请联系删除）

鉴于班组沉浸式虚拟训练器是基于信息系统的能力构建，因此其关键交付成果包括3个方面：

一是训练模拟软件，包含人工智能控制的半自动化部队的有机小队，可在排级层面实现包抄；可与美陆军态势感知系统——Nett Warrior兼容；向半自动化部队的虚拟形象发送/接收交互式语音指令。

二是一个世界地形，提供可扩展地形，支持观察1000米范围内的战术效果影响。

三是训练管理工具，可扩展的情景编辑器/行动后回顾（AAR）工具，带本地存储库和AAR分析工具，以及个别训练任务（如个人技能或任务）开发工具包。

班组沉浸式虚拟训练器的未来改进可能包括利用人工智能/机器学习及性能分析工具进行思考和学习红方部队作战能力。

士兵虚拟训练器

士兵虚拟训练器是一个单一的互联虚拟系统，具备以下功能：武器技能发展、联合火力训练、武力使用和近战班组训练。其中武器技能发展是一款模拟训练器，旨在帮助士兵在压力环境下锻炼快速决策能力、认知能力和快速目标捕获能力，是士兵在实际射击前掌握关键射击技能的有效训练平台。其第一阶段的研发使士兵可以使用配发的武器和光学设备，针对以下武器系统执行单兵训练和集体训练任务：M4、M249、M17/18、M320、M240B&L、M2A1和MK19。

士兵虚拟训练器将取代部分美陆军现有的训练系统，包括用武器技能发展取代交战技能训练系统Ⅱ；联合火力训练取代火力呼叫训练系统Ⅲ。

1.能力需求

士兵虚拟训练器将利用“综合训练环境－软件”的相关能力，如利用训练管理工具进行场景创建、训练执行和性能分析；利用训练模拟软件和一个世界地形复制全球地形，构建通用合成环境。具体而言，士兵虚拟训练器的能力需求可细分为系统、射击、机动、通信、保障、防护、地形等方面。

①系统方面，美陆军要求士兵虚拟训练器必须便于单兵运输/部署，采用基于虚拟沉浸式用户界面和硬件标准的“综合训练环境”开放式架构进行操作；并需使用混合现实和自然用户界面技术实现以下功能：

与陆军当前或未来训练设备互操作；支持集体训练和单兵训练；按需快速设计/构建训练场景；作战环境可模拟近战时士兵的生理和心理需求；支持多次训练迭代；提供“行动后回顾”功能，可记录、添加书签、回放、暂停、快进、倒退并显示敌方视角；

②射击方面，美陆军要求士兵虚拟训练器能够使士兵使用所有单兵武器和班组武器准确打击敌军，具体能力需求包括：

需提供射击辅助算法以及用于战术行动规划与决策支持的算法；提供单兵和班组武器，并配备相应的附件（激光瞄准器）；提供武力使用训练能力；符合真实武器的外形、尺寸和功能要求；提供/复制联合火力观察员（JFO）瞄准设备，特别是联合效应瞄准系统（JETS）和轻型激光指示器/测距仪3（LLDR 3）；快速集成陆军未来计划部署的任何新型武器系统；复制由人声、战场噪声、车辆移动和武器火力特征（包括飞机）产生的音频/闪光提示；

③机动方面，美陆军要求士兵虚拟训练器能够使士兵在徒步或乘车情况下执行多方面的战术机动，具体包括：

模拟步行士兵真实的机动行为，包括站立、坐下、蹲下、卧倒、行走、奔跑、攀爬、匍匐前进、转身、跳跃和翻滚等；模拟士兵在进行上述行动时因体力消耗而产生的反应，如疲劳等；在士兵中弹/受伤时提供触觉反馈；使士兵能够机动并直接进行火力打击；

④通信方面，使士兵能够进行战术思考、做出决策并传达必要的行动，具体包括：

视觉信号（手势、手臂动作和面部表情）需足够精细，使士兵能够不依赖语言进行沟通，并在机动过程中保持噪音和光线控制；允许使用士兵自带的通信设备或复制班组通信系统（如Nett Warrior、无人系统输入）的功能；连接并模拟真实火力数据通信系统，如先进野战炮兵战术数据系统（AFATDS）；模拟士兵与在战场上可能遇到的友军、敌军和平民之间的面对面（虚拟）沟通（如战术询问、情报收集）；模拟无人机系统的功能；

⑤保障方面，主要根据“战术战斗救护”指南，模拟伤员救治和后送行动。

⑥防护方面，主要需实现以下能力：

运用安全技术，避免误伤；必须提供国防部单兵武力使用装备；提供国防部执法部门武力使用训练场景；执行化生放核相关任务；提供爆炸物处置和防护支持；

⑦地形方面，需具备全球地形模拟能力，包括沙漠、雪地、山地、丛林、城市、地下作战环境。

可重构虚拟集体训练器

可重构虚拟集体训练器是一种移动式、可运输的系统，可将航空平台、地面车辆和步兵整合到一个虚拟环境中，训练士兵执行联合兵种空地作战任务。该训练器将同样利用“综合训练环境－软件”的相关能力。

目前美陆军计划将一系列地面资产和空中资产纳入重构虚拟集体训练器，其中地面资产包括：

“艾布拉姆斯”M1A2 SEPv2“布拉德利”M2A3/M2A2 ODS SAM915干线牵引车（LHT）M1075托盘式装载系统（PLS）M1078轻型中型战术车辆（LMTV）M1120负载处理系统（LHS）M1126“斯特瑞克”步兵战车（IVC）M1278联合轻型战术车辆（JLTV）重型火炮运载车（HGC）M1151高机动性多用途轮式车辆（HMMWV）步兵班步兵排

空中资产包括：

AH-64E“阿帕奇”直升机UH-60M“黑鹰”直升机CH-47“支奴干”直升机RQ-7B“影子”无人机系统

每个可重构虚拟集体训练器都设有独立的训练站，士兵可以在虚拟环境中练习操作平台，然后再进入实际靶场。例如，一套用于训练M1“艾布拉姆斯”坦克乘员的可重构虚拟集体训练器地面系统将设有四个训练站，分别适合驾驶员、炮手、坦克指挥员和弹药装填手使用。而一套用于训练未来UH-60“黑鹰”直升机飞行员的可重构虚拟集体训练器空中系统，则设有两个飞行员训练站和其他机组人员训练站。据悉，可重构虚拟集体训练器地面系统可在大约一小时内配置成上述任何一种地面资产。

美陆军计划在未来改进中将人工智能和自动化工具整合到可重构虚拟集体训练器中，目前该训练器的训练场景是通过训练管理工具手动设置，对敌军的模拟亦由用户在笔记本电脑上操作。未来人工智能技术的引入将能够使这些功能通过机器自动化运行。

实战训练系统

“综合训练环境”实战训练系统致力于开发下一代实战训练架构，以解决陆军现有实战训练系统——仪器化多集成激光交战系统（I-MILES）存在的问题，即无法实现对旅级战斗队武器类型和效果的模拟。“综合训练环境”实战训练系统包含12种交战模式：直接射击、反掩体射击、间接射击、投放、放置或投掷物体、制导武器和自主武器、定向能武器和辐射能武器、化生放核烟雾、通信（例如信息战）；和5种训练仪器辅助设备，分别是计算系统、网络、传感器、地形模拟系统和数据传输系统。

“综合训练环境”实战训练系统分三个阶段实施，目前已完成第一阶段的任务。第一阶段实现的相关能力将于2026财年第三季度开始在联合战备训练中心（JRTC）和国家训练中心（NTC）部署。第二阶段作战演示将于2026财年第二季度进行。

1.训练设备

“综合训练环境”实战训练系统第一阶段包含5种训练设备，以便模拟实战训练中武器系统的使用和战场效果。这5种训练设备分别是：手榴弹、阔剑地雷、60毫米迫击炮、81毫米迫击炮和“毒刺”防空导弹。

其中现有的“毒刺”防空导弹训练设备已达到生命周期终点，新的“毒刺”导弹训练系统（又名曲射火力引导系统）将由美国陆军模拟、训练和仪器项目执行办公室（PEO STRI）开发，计划于2025财年开始生产，并于2027财年投入使用。据悉，2025年7月，美国陆军模拟、训练和仪器项目执行办公室授予科尔工程服务公司（Cole Engineering Services）一份价值6200万美元的合同，用于在未来五年内交付100多套“毒刺”防空导弹训练设备。

“毒刺”导弹训练系统使陆军人员能够在各种作战场景中有效操作和维护“毒刺”导弹系统，并模拟真实交战的复杂性，要求操作人员执行关于“毒刺”导弹操作和目标交战的所有任务。该训练系统按照“毒刺”导弹的真实尺寸制作模拟导弹，并能够与靶场上的其他训练设备连接，在不发射实际导弹的情况下提供真实的训练体验。该训练系统有助于培养士兵准确探测、跟踪和打击敌机所需的技能，并降低实弹训练的风险和成本。

2.演示活动

2024年2月，美陆军在路易斯安那州约翰逊堡联合战备训练中心举行了“综合训练环境”实战训练系统第一阶段作战演示。此次演示将支持该系统2025财年第一季度中期采购，即从快速原型到快速部署的过渡。演示中，士兵们使用仿真阔剑地雷、迫击炮、手榴弹和“毒刺”防空导弹进行训练，以确定这些武器系统是否能准确模拟实弹武器。

演示结果显示，通过在实战对抗训练环境中增加五种武器类型，增强了训练的真实性，有望提高部队杀伤力和生存能力，以及单兵训练和集体训练水平。但在武器使用和效果模拟方面存在一些问题，影响了训练的真实性。除了训练设备的可靠性，该训练系统与联合战备训练中心和国家训练中心网络的集成亦是目前存在的一大挑战。

图4. “综合训练环境”实战训练系统第一阶段作战演示（图片来源于美国陆军网站，如有侵权请联系删除）

3.技术应用

触觉技术与沉浸式虚拟现实/增强现实技术和人工智能相结合，构成了美国陆军新兴训练系统的关键架构要素。

据悉，“综合训练环境”实战训练系统利用虚拟技术模拟作战环境，通过“环境强化”（即提高抗压或抗胁能力）推进触觉技术，增强训练的韧性和成本效益，并持续监测和投资触觉技术的创新发展。触觉技术是指利用可穿戴设备（例如手套、背心、手表等）向用户施加压力、震动，从而模拟触觉。

美陆军测试了两种触觉设备，一款是触觉手表，能够显示战斗损伤评估，执行医疗任务；另一款是类似防弹衣之类的防护设备，能够在被子弹击中时提供触觉模仿，使穿戴者能够感知到被击中。这些设备还将与混合现实设备集成。

此外，在“综合训练环境”的实战对抗训练中，人工智能和机器学习的融合将成为各层面实战原型设计的重点领域。实战对抗训练是指，真实的士兵使用真实装备，在物理环境中与其他参与者进行模拟作战，与此同时，加入计算机生成的合成元素，以增强完整性和复杂性。例如，人工智能创建移动目标和逼真的作战环境，机器学习则根据个人技能水平调整训练内容，分析受训人员的表现。

美国陆军模拟、训练和仪器项目执行办公室通过与“Linchpin项目”建立合作关系，获取相应人工智能和机器学习能力，从而加速决策。此外，该办公室还联合发布了一份信息征询书，以了解陆军训练对人工智能的需求，从而加速人工智能在整个训练体系，尤其是“综合训练环境”中的应用。

4.未来升级

“综合训练环境”实战训练系统未来升级计划包括3个方面：一是替换现有仪器化多集成激光交战系统的直射火力武器模拟功能；二是增加其他武器类型，例如反掩体和制导武器系统；三是增加下一代武器系统，例如定向能武器和网络武器。第一个方面和第二个方面为“综合训练环境”实战训练系统第二阶段的计划内容；第三个方面为第三阶段的计划内容。

其中，针对第一个方面，美陆军目前正在开发一种直射火力系统，该系统由触觉模拟技术和人工智能技术赋能：一方面利用触觉提供物理反馈，例如后坐力、震动和阻力，从而模拟真实武器操作的感觉；另一方面，利用人工智能为训练或作战环境引入了自适应元素，如智能化目标行为调整、实时性能分析和场景调整。目前该系统处于原型开发阶段，计划于2027财年开始生产，2028-2029财年投入使用。

总结

“综合训练环境”是美陆军在战备训练方面进行现代化改革的重要举措，其体系庞大，涉及要素较多，总而言之，可分为五个方面：一是训练设备，包括弹药（迫击炮、手榴弹、毒刺、阔剑地雷）、地面资产（步兵战车、牵引车、运输车、坦克）、空中资产（直升机、无人机）和射击武器；二是训练环境，基于一个世界地形构建通用合成环境；三是技术应用，主要涉及虚拟现实、增强现实、触觉技术和人工智能；四是显示装备，如集成视觉增强系统；五是软件系统，包括模拟训练软件和训练管理工具等。

综上所述，“综合训练环境”较倾向于通过虚拟技术实现低成本和低风险的仿真训练，同时实现训练模式、场景和任务的多样化和灵活性，有利于提升部队作战能力、各类资产之间的协调性，以及对各类任务的适应能力。但虚拟训练的效果可能难以匹敌实战训练，且尤其依赖于对训练环境、设备和生理体验的仿真程度。这也是“综合训练环境”重点关注的挑战之一，另一个挑战在于该计划建设的系统与各部署机构网络的互操作性。

此外，值得注意的是，随着“综合训练环境”能力的逐步完善，其可能与真实的训练场所（可能包含真实的训练环境和设备）相连，构建虚实结合的训练体系。如可重构虚拟集体训练器就提供了与实际靶场的互联。