Введение

SIMNET представляла собой широкомасштабную сеть с использованием тренажеров техники и дисплеев для распределенного боевого моделирования в реальном времени: танков, вертолетов и самолетов на виртуальном поле боя. SIMNET была разработана и использовалась вооруженными силами Соединенных Штатов. Разработка SIMNET началась в середине 1980-х годов, система была развернута начиная с 1987 года и использовалась для обучения до появления более современных программ в 1990-х годах. SIMNET, возможно, была первой в мире полностью функционирующей системой виртуальной реальности и первым сетевым симулятором, работающим в реальном времени. Она была во многом похожа на современные массовые многопользовательские игры. SIMNET поддерживала различные типы воздушной и наземной техники, некоторые из которых управлялись операторами, а другие действовали автономно.

Истоки и цель

Джек Торп из Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) осознал необходимость в сетевом многопользовательском моделировании. Интерактивное симуляционное оборудование стоило очень дорого, а воссоздание учебных центров было также затратным и требовало много времени. В начале 1980-х годов DARPA приняла решение разработать прототип исследовательской системы для изучения возможности создания распределенного симулятора реального времени для боевого моделирования. SIMNET, ставшая результатом этой работы, должна была доказать как реализуемость, так и эффективность подобного проекта. Обучение на реальном оборудовании было чрезвычайно дорогим и опасным. Возможность моделировать определенные боевые сценарии и размещать участников удаленно, а не в одном месте, значительно снижала стоимость обучения и риск получения травм. Для SIMNET первоначально использовались несколько 56-килобитных линий связи, а параллельные процессоры применялись для сжатия пакетов данных. Этот трафик содержал не только данные об управляемой технике, но и сжатую голосовую связь.

Разработчики

SIMNET был разработан тремя компаниями: Delta Graphics, Inc.; Perceptronics, Inc.; и Bolt, Beranek and Newman (BBN), Inc. Основного подрядчика по проекту SIMNET не было; независимые контракты заключались напрямую с каждой из этих трех компаний. BBN разработала программное обеспечение для моделирования техники и сетевое обеспечение, а также другое программное обеспечение, такое как артиллерия, обеспечение снабжением и полуавтоматизированные силы, часто использовавшиеся в роли противника. Компания Delta Graphics, расположенная в Беллвью, штат Вашингтон, разработала графическую систему и базы данных рельефа местности. Впоследствии Delta Graphics была приобретена BBN. Perceptronics, базирующаяся в Лос-Анджелесе, отвечала за создание самих симуляторов SIMNET; инженеры, специалисты по человеческому фактору и производственная команда компании спроектировали, разработали и построили более 300 полномасштабных симуляторов экипажа, интегрировав органы управления, звуковые и визуальные системы в специальные корпуса симуляторов; они также установили симуляторы на ряде объектов в США и Германии, обучили операторов и осуществляли поддержку системы на протяжении нескольких лет. BBN отвечала за разработку программного обеспечения динамического моделирования для каждого симулятора, а также распределенного программного обеспечения для сетевой связи, которое обеспечивало информирование каждого симулятора о положении (и другой информации о состоянии) других симуляторов, находящихся в пределах потенциальной прямой видимости в общей виртуальной среде. Каждый симулятор поддерживал собственную копию этой виртуальной среды и передавал информацию о своем состоянии другим симуляторам.

Улучшение сети

Поскольку это была сетевая симуляция, каждой станции моделирования требовалось собственное отображение общей виртуальной среды. Сами станции отображения были макетами некоторых симуляторов управления танками и самолетами и были сконфигурированы для имитации условий внутри реальной боевой техники. Например, в танковых тренажерах мог разместиться полный экипаж из четырех человек для повышения эффективности обучения. Сеть была разработана для поддержки до нескольких сотен пользователей одновременно. Степень реалистичности симуляции позволяла использовать ее для подготовки к сценариям выполнения задач и тактическим учениям, имитирующим операции, проводившиеся американскими войсками во время операции «Буря в пустыне» в 1992 году. SIMNET использовала концепцию «счетного хода» для сопоставления позиций объектов и участников в симулированной среде. Дункан (Дюк) Миллер, менеджер программы SIMNET в BBN, впервые использовал этот термин, восходящий к истокам морской навигации, чтобы объяснить, как симуляторы могли обмениваться информацией об изменении состояния, минимизируя при этом сетевой трафик. По сути, подход заключается в вычислении текущего положения объекта на основе его предыдущего положения и скорости (которая включает вектор и величину скорости). Протоколы SIMNET предусматривали, что если реальное состояние симулятора отклонялось более чем на определенный порог от состояния, вычисленного по счетному ходу, симулятор должен был отправить новое сообщение об обновлении состояния. Использование протоколов SIMNET и учебно-тренировочных систем на базе SIMNET в войне в Персидском заливе продемонстрировало успех SIMNET, а его наследие рассматривалось как доказательство возможности реализации интерактивной сетевой кооперативной виртуальной симуляции в реальном времени для большого числа пользователей. Впоследствии для передачи данных использовалась Сеть наземной широкополосной связи (высокоскоростной потомок ARPANET, работавший на скорости T1). Эта сеть оставалась под управлением DARPA после объединения основной части ARPANET с NSFNet и вывода ARPANET из эксплуатации.

Использование для военной подготовки

SIMNET активно использовался армией США для обучения, главным образом, в Форт-Беннинге, Форт-Ракере и Форт-Ноксе. Дополнительные временные и стационарные пункты базирования располагались в Форт-Ливенворте и Графенвёре, Германия. Он также применялся для испытаний машин, находившихся в стадии разработки.

Последующие программы

Протоколы, последовавшие за SIMNET, назывались распределённым интерактивным моделированием; основной программой армии США, пришедшей на смену SIMNET, был тактический тренажёр ближнего боя (CCTT). Программа SIMNET D (Developmental) использовала модельные системы, разработанные в рамках программы SIMNET, для проведения экспериментов с вооружением, концепциями и тактикой. Она стала программой демонстрации передовых технологий моделирования (ADST). Она способствовала созданию боевых лабораторий по всей армии США, включая испытательный полигон Mounted Warfare TestBed в Форт-Ноксе, штат Кентукки, боевую лабораторию пехоты в Форт-Беннинг, штат Джорджия, боевую лабораторию воздушных манёвров в Форт-Ракер, штат Алабама, и боевую лабораторию артиллерии в Форт-Силл, штат Оклахома. После завершения программы SIMNET проводились дополнительные исследовательские работы в области изменения погодных условий и рельефа местности в реальном времени.