【聚焦】军队测绘人代表王明孝建言强军——加快数字孪生技术的军事应用

加快数字孪生技术的军事应用

——访全国人大代表、陆军研究院正高级工程师王明孝

人物档案

王明孝，男，中共党员，全国人大代表，专业技术少将，技术二级，现为陆军研究院科技创新研究中心科技委主任、正高级工程师。入伍近40年来，他带领测绘导航创新团队成员长年奋战在高原高寒、沙漠戈壁科研生产一线，完成了青藏铁路数字化建设等30多项国家和军队重大测绘导航和大数据工程的科研生产任务。

“数字孪生，按字面意思，就是为真实的物理世界搭建一个高度镜像化的数字世界。一个系统、一台机器，运转状况如何，可以通过数字世界清晰感知，就像照镜子一样。”
谈起自己的调研课题，全国人大代表、陆军研究院高级工程师王明孝一下打开了话匣子：“对于装备而言，这意味着设备维护的透明性大大增加，全寿命周期管理将成为可能；对于训练来说，建设数字化的虚拟训练场，可助力实战化训练水平大幅提升。”数字孪生是一种前沿技术。近年来，世界各国出现的飞机事故，引发人们对这一技术的高度关注：如果能为物理世界找到一个数字映射，让飞机故障能被及时察觉，甚至被预测到，让维修变得更精准，将有效避免事故的发生。“实际上，这一技术的原理并不复杂，和建筑行业做‘模子’有点类似，只不过，这个‘模子’是数字化。”王明孝代表笑着告诉记者，数字孪生的发展，得益于近些年来大数据、云计算、人工智能等一系列技术的广泛应用和综合集成，这才使得这种数字“镜像”复制具有了运行层面的实际意义。
王明孝代表介绍说：“这项技术可以绕过现实实物，直接通过操控数字孪生体进行模拟、仿真和预测，具有非常广泛的应用前景。”近年来，国内一些城市已把数字孪生运用到城市管理之中，由智能机器接管路口信号灯和各条道路的交通视频。把路况信息传入“城市数据大脑”，就可模拟出整个城市的交通变化情况，借助人工智能算法，实现交通信号灯的智能配置，从而有效减少市民的通行时间，也使得救护、应急、消防等车辆的出勤时间大大缩短。王明孝代表在调研中发现，数字孪生可以推动军事装备向智能化方向发展，是当前军事装备领域应用研究的一项关键技术。“我们可以建立装备运行数据库，用数字孪生模型记录实体装备整个寿命周期的所有数据和参数。有了这些数据的支持，再通过既定算法的人工智能分析，便能掌握装备在实际过程中的使用和管理情况，指导部队科学管装、合理用装，避免不规范使用带来的问题，提高装备配置的合理性。”王明孝代表说。

“数字孪生还可用于军事训练场的建设，让‘虚景实训’成为可能。”作为地理信息研究领域的知名专家，王明孝对于数字孪生在作战仿真实验、沉浸式模拟训练等课题研究中的应用前景尤为关注。

“数字孪生与实景三维战场环境，是对真实战场环境的映射，是现代战争的新型实验场，是战场环境数字化的高级阶段，有助于实现战场态势感知与筹划能力的战略转型。”王明孝代表在调研中发现，利用信息技术提升训练效益大有可为。

在王明孝的构想中，加快构建战场环境数字孪生平台，将现实和虚拟空间中的人、装备、环境有机结合，综合运用大数据技术、3R技术、实景三维建模技术等，构建动态虚拟的战场环境，可为部队训练提供环境支撑。同时，依据平台所采集的武器装备射击数据，通过数据映射，在虚拟战场环境中模拟显示战斗景况，从而实现室内或小场地全流程、全要素战斗训练。

王明孝告诉记者，建造基于数字孪生的实景三维模拟训练场，能够“把大的战场缩小来训、把远的战场拉近来训、让少数人训变成大多数人训、把境外战场放到境内来训”，让每名指战员尽早熟悉和适应作战任务区的环境，为打赢创造条件。

“数字孪生以其巨大的科技优势、广阔的应用前景、深厚的发展潜力，在未来大有用武之地。”王明孝代表说。
本文刊于2021年2月19日 《解放军报》 01版

作为全国人大代表，近年来的“两会”上，王明孝曾多次为地理信息导航领域的发展建言献策，而他本人从军30余载走南闯北，也积累了大量的测绘经验，让我们一起来看看王明孝的测绘人生。

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一个人能走多远？

32次奔赴青藏高原测绘；翻越海拔5000米以上的高山200多座；涉过冰河1000余条；

行走路程相当于绕地球12圈半。

一个人会经历多少生死考验？怒江流域的原始森林中，雪崩、泥石流、雷电、洪水频发，棕熊、毒蛇出没，他几次险些掉进万丈悬崖；昆仑山腹地的喀拉喀什河，车陷河滩，下车去推，严重的高原反应让他两眼一黑、一头栽倒在泥沙里；藏北高原的索县江达乡，山坡上碎石突然滚落，他差一点儿被砸下万丈深渊；

中蒙边境的老爷庙，烈日让戈壁滩地表温度高达60多摄氏度，他们迷失方向，导航设备失灵，汽车轮胎被晒爆……

一个人本该有很多种选择！但王明孝说：“既然在党旗下宣了誓，就要坚守到底。”

资料图

首测友谊峰：中国军人，有自己的测绘实力

1983年，王明孝以优异的成绩考入解放军测绘学院。毕业后，他走入了祖国的大西北。

走上工作岗位后的第2年，王明孝执行了我国首测友谊峰海拔高度的任务，奉命进入新疆阿勒泰山脉进行测绘作业。

攀登友谊峰的路又窄又险。一匹马失足滑倒从前面滚下来，正好撞在王明孝身上。他连栽了几个跟头，朝山下滚去，幸亏被一块大石挡住，才没有掉入悬崖。

测绘队走到第7天，给养没了，9匹马也摔死了2匹。翻译和向导说什么也不肯再往前走。

面对险恶的无人区，是进是退？

党小组会上，王明孝第一个站起来说：“后退就是逃兵！党交给的任务，再苦再难也要坚决完成！”

此后的14天，他们靠着森林中的野果、野菜果腹，鞋帮和鞋底脱开了就用铁丝进行缝补……

无人区用铁丝修补鞋

走出那片茫茫大山时，他们衣衫褴褛，成了“野人”，还被警惕的边民当作间谍关了起来。

“友谊峰！你身高4374米！中国军人，有自己的测绘实力！”

最终，王明孝和战友们成功完成了测量任务。他们以准确的测量数据，为我国在外交谈判中争取主权归属提供了有力支持。

资料图

中国的第一条高原数字化铁路，必须由中国人来测量!

2003年10月，我国决定修建高原数字化铁路——青藏铁路。

按照设计要求，铁路的动态测绘绝对精度误差必须小于１米，而我国的动态测绘最高绝对精度误差却远远大于这个数值。

如果请西方发达国家测绘人员进入青藏线实地测绘，不仅费用高，青藏高原地理信息机密也将泄露。

“国家地理信息安全，事关国家核心利益！”王明孝坚定地说，“中国的第一条高原数字化铁路，必须由中国人来测量！”

背着氧气瓶，裹着皮大衣，2005年春节前夕，王明孝带着测绘分队踏进了冰封雪裹的青藏高原。

测绘现场海拔四五千米，气温零下三四十摄氏度，测量仪器反复出现黑屏，一上午竟然没有测出一组完整的数据……

王明孝不服输。经过上百次反复试验，王明孝带领技术攻关小组研究出保温避风的卫星测绘轨道车，实现了青藏铁路沿线经度、纬度、海拔高度的实时动态测量，测量精度绝对误差仅有0.3米，相对误差仅有5厘米。

一个又一个测绘奇迹，被中国军人刻在了“世界屋脊”上：攻克50多个技术难题，创新12种作业方法，完成高精度数据近百万组，提高工效20倍，以低于1米的动态测量精度改写了世界纪录。

而这一切，仅仅用了150天。

资料图

150多天攻关探索，为新型制导武器安上“眼睛”

那一年，我军某新型制导武器装备研制期间，命中精度成为急需突破的“瓶颈”问题。王明孝临危受命，开展攻关。

时值盛夏，王明孝和战友们背着沉重的器材，在气温高达40多摄氏度的数十万平方公里沙漠戈壁展开测量。

烈日当头，王明孝天天流鼻血，两个月瘦了30多斤。

测绘途中，卫星定位仪被晒坏了，他迷失了方向。所带的干粮也吃完了,他只能靠吃草根维系生命。

最终，他用刀片把卫星定位仪修好才走出了沙漠，使宝贵的试验数据派上用场。

经过150多天的攻关探索，晒得黑瘦的王明孝圆满完成高精度数字高程模型研制，成功为这一新型武器装上“眼睛”。　　

国家权威部门对该型武器进行不同距离、不同环境、不同气象条件下的试验，结果全部命中目标，精度达到100%。

为了使地图“像电视一样”形象逼真地显示出来，王明孝还将卫星遥感技术、地理信息数据、三维仿真技术和多媒体等技术相融合，实现了二维平面图与三维立体图的有机联动。

近年来，王明孝的军事测绘信息科研成果在部队训练、演习、执勤等工作中也得到了广泛的应用。

资料图

“他的足迹总和奇迹相伴，与第一相连”

这是“科学中国人第七届年度人物”

评委会给予王明孝的颁奖辞

也是他漫漫测绘人生路的真实写照

从藏北高原到昆仑山下

从友谊峰顶到怒江流域

……

作为陆研人的代表

王明孝

一直行进在强军兴军的征程中

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来源：陆军研究院

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