Módulo 15 - Comando de Operações Terrestres (COTER) - Sistema de Simulação da Força Terrestre

saudações eu sou o coronel da nova e vou ministrar uma palestra sobre simulação distribuída e integração de simuladores atualmente eu estou servindo na gerência do sistema de simulação da Força Terrestre que é subordinada à chefia do preparo da Força Terrestre do Comando de Operações terrestres em Brasília aqui na chefia do preparo Existem duas estruturas que tratam da simulação de combate a primeira é a divisão de simulação de combate que tem por missão realizar a orientação técnica e metodológica para o emprego de simuladores em proveito da Força Terrestre a segunda é o sistema de simulação da

Força Terrestre que realiza a governança e gestão e da direção geral relativa aos simuladores no âmbito da Força Terrestre cooperando com o sistema de simulação do exército brasileiro que hoje está sobre responsabilidade do estado maior do exército esta palestra tem por finalidade apresentar uma visão geral da simulação distribuída e da Integração de simuladores para fornecer ferramentas que apoiem a seleção das sol técnicas para atender o objetivo de Treinamento ou seja apresentar uma solução técnica de emprego da simulação de combate para atender demandas de Treinamento necessárias à prontidão operacional da Tropa as informações que eu vou

apresentar aqui são fruto da minha experiência no centro de adestramento Sul no Comando de Operações terrestres e nos cursos de simulação que realizei a palestra está dividida em duas partes na primeira parte serão abordados os principais aspectos técnicos da simulação distribuída e na segunda parte serão abordados os aspectos metodológicos da Integração de simuladores como introdução vou falar sobre a situação da Integração de simuladores no exército brasileiro o exército realizou e participa de diversos exercícios de integração de simuladores anteriormente nós tivemos a realização do exercício de Integração no ano de 2014/25 que foi realizado em saic

Rosário do Sul ele foi adestramento de nível talhão que empregou os três Ramos da simulação tendo uma subunidade na simulação virtual uma subunidade na simulação viva e uma subunidade na simulação construtiva esse exercício contou com a participação do centro de adestramento leste do Centro de Instrução de blindados e da sexta Brigada de Infantaria blindada além do apoio da empresa Saab que cedeu os equipamentos de simulação viva para que fosse realizado esse exercício Outro exemplo é o exercício Viking tanto na edição de 2018 quanto na edição de 2022 trata-se de um exercício de posto comando conjunto

combinado de operações de PIS com a participação da otan e da ONU a sede do exercício fica na Suécia e o mesmo é distribuído para diversos locais ao redor do mundo onde foram entregado integrados diversos sistemas de simulação construtiva e também sistemas de comando e controle também é importante ressaltar os exercícios de adestramento do comando de Aviação do Exército onde é realizada uma integração manual ou seja com auxílio de operadores que integram o combater e as cabinas de helicópteros que utilizam o explain o combater Nesse contexto vis adestrar os estados maiores de Batalhão de Brigada

e um pelotão de helicópteros fica nas cabinas de simulação virtual em 2023 o Comando Militar do Norte realizou um exercício de experimentação doutrinária que integrou o sistema de simulação construtiva a combater e a mesa tática do virtual do sistema de simulação do Astro 2020 ainda como introdução é necessário entender que os sistemas de simulação utilizam a mesma abordagem dos demais sistemas de rede da internet que é a arquitetura cliente servidor a comunicação entre os clientes e o servidor utiliza Protocolos de comunicação específicos esta comunicação é caracterizada por troca de mensagens entre o cliente e o

servidor onde o cliente envia uma requisição e o servidor envia uma resposta sistema de simulação usa essa mesma abordagem para se comunicar entre as suas instâncias e na maioria das vezes o servidor opera em proveito de diversos clientes como está mostrado na figura da direita cada cada desenvolvedor ou fabricante de sistema de simulação estabelece a forma como essas instâncias irão se comunicar Então essa comunicação interna dentro de cada sistema de simulação é o fabricante quem faz bem quando falamos da comunicação entre sistemas de simulação é aí que entram os padrões de simulação distribuída para padronizar

essa comunicação entre os diversos fabricantes se não houver um padrão estabelecido de comunicações entre simuladores e fabricantes diferentes Eles não conseguem se comunicar a simulação distribuída é um termo técnico que é utilizado para a integração de simuladores de diferentes fabricantes ou desenvolvedores e a integração de simuladores é o emprego dessa solução técnica quanto os aspectos metodológicos do emprego da simulação os servidores de cada sistema se comunicam entre si usando padrões estabelecidos dis ou hla e cada servidor com seus clientes é chamado de federação como vocês podem ver na figura da direita nós temos ali quatro

servidores que estão representando quatro federações ou seja quatro sistemas diferentes de simulação e como já mencionei anteriormente internamente as federações mantém os seus próprios Protocolos de comunicação é importante ressaltar que a simulation interoperability standards organization siso é uma organização internacional que se dedica à promoção da modelagem e Simulação com vistos à interoperabilidade e reuso em uma ampla Gama de de comunidades de modelagem em simulação ela é responsável pela manutenção desses padrões e pela documentação técnica entre os diversos padrões de interoperabilidade estão o dies e H que são mantidos por essa organização internacional convém ressaltar que

a interoperabilidade permite a cooperação entre diversos países e as suas forças armadas O que é um aspecto importante quando se fala da Integração de simuladores nesse slide podemos observar os padrões em uso mundo a fora merece destaque as duas Colunas da esquerda do gráfico onde é possível verificar que tanto dis quanto H são os mais utilizados e também merece destaque o padrão chamado Tina que é mantido pelo Departamento de Defesa americano e que também funciona como um meio de interoperabilidade entre sistemas de simulação Também merece destaque a portaria normativa 1873 do Ministério da Defesa de

20 de junho de 2003 que padronizou a utilização do hla no sistema de simulação que venam a ser obtidos desenvolvidos ou adquiridos pelas Forças Armadas dessa forma esse requisito deve constar dos requisitos técnicos que forem elaborados para obtenção de sistemas de simulação pelo exército brasileiro passaremos agora a falar sobre o distributed interactive simulation diz que é um dos padrões que nós vamos verificar aqui na nossa apresentação ele é regulado pela Norma i3e 1278 a i3e é uma organização internacional de normas técnicas de engenharia ele também é regulado pela Ciso ref 020 que é uma Norma

referencial da siso ele se baseia no pdu protocol data units que é o padrão da mensagem que vai ser trocada entre as federações de simuladores e a principal característica dele é que ele utiliza a abordagem peer topeer multicast em que todas as instâncias enviam mensagens e todas as instâncias recebem mensagens o que gera maior uso de banda pois sobrecar sobrecarrega a rede com mensagens dessa forma recomendável utilizar esse processo quando houver um número reduzido de federações simuladores e principalmente de entidades simuladas passaremos agora a analisar com mais detalhe a estrutura do pdu ou seja da

mensagem padronizada a gente pode observar que existem vários tipos de pdu né tem o pdu de criação de entidade pdu de detonação pdu de emissão eletromagnética pdu de estado identidade pdu de fogos pd de ressuprimento completo e o pdu de início e pausa da simulação Estes são alguns exemplos mais abaixo nós temos o link para a lista completa este site é mantido pela NPS naval postgraduate School que é uma escola de simulação da Marinha americana do lado direito podemos observar a anatomia doty State de pdu ou seja do pdu de estado da entidade que é

o principal pdu que trafega pela rede Podemos verificar uma série de Campos que são preenchidos nessa mensagem no detalhamento Podemos verificar por exemplo em relação ao força ID Ou seja a identificação da Tropa podemos ver no quadrinho à direita se a entidade pertence à força amiga inimiga neutra ou outros no quadrinho à direita Podemos verificar no caso o tipo de entidade a natureza o domínio o país a a categoria e etc aqui nós podemos observar o campo entity Type ou tipo de entidade que já foi mostrado no slide anterior para o M1 A2 que é

um carro de combate do exército americano podemos observar o tipo de entidade o domínio da entidade número um significa terrestres o país de entidade número 255 significa Estados Unidos o número a categoria da entidade número um significa que é um carro de combate Além disso também verificamos a subcategoria e outros Campos que categorizam uma entidade cada equipamento categorizado no dis utiliza uma enumeração característica que o descreve Aqui nós temos um outro exemplo do entity Type ou seja tipo de entidade dessa vez é uma munição iluminativa de artilharia de calibre 155 MM observem os campos com

como são diferentes do M1 A2 quando a gente fala sobre qual tipo de entidade Verifica o número dois que significa que é uma munição quanto ao domínio verificamos o número nove que se refere a apoio de fogo quanto ao país vemos o número 255 que significa Estados Unidos quanto a categoria verificamos o número dois que é identifica como munição balística no caso da subcategoria temos o número 14 Que significa o calibre do 155 MM E quanto a categoria específica vemos o número quro que indica que é uma munição iluminativa esse exemplo reforça que foi falado

anteriormente sobre a categorização ou enumeração de todos os materiais equipamentos e armamentos para serem utilizados em sistema de simulação distribuída aqui nós podemos verificar os principais sistema de simulação e uso pelo exército brasileiro que suportam o protocolo dis são eles combater vbs3 o Steel Beast e o excom que é o software de gerenciamento da simulação viva para aqueles que são desenvolvedores podem acessar esses links de implementações aí do github que é possível ter acesso aos códigos de implementação nas linguagem de programação c+ + Java Python CSP e JavaScript Há também um pequeno exemplo de uma

implementação usando o node JS para a implementação tanto do Servidor quanto do cliente Onde você consegue verificar a comunicação usando o protocolo Di é uma implementação bem fácil e não precisa ter muito conhecimento de programação para fazer passaremos agora a abordar o High level architect hla ela é regulada pela Norma i3e 1516 e por normas da organização siso o hla precisa de dois elementos para poder funcionar o rpr PH e o rti o rpr PH é especificação que define a informação a ser trocada entre as federações de simuladores que inclui as classes de objetos atributos

parâmetros de interação e outras informações relevantes as informações constantes do rpr Font se assemelham àquelas utilizadas no protocolo dis o rti é uma camada de software que serve para gerenciar as mensagens trocadas entre as federações numa integração a galá cada servidor se inscreve em um tipo de mensagem que deseja enviar e as mensagens que quer receber dessa forma a Federação envia as mensagens ao rti e só recebe aquelas mensagens que tem interesse ou seja o rti gerencia essa subscrição e repassa as mensagens para as demais federações assim cada Federação só recebe as mensagens que foram

seu interesse e assim ela alivia também o tráfico de rede pelo menor uso da da banda da rede aqui nós vamos conhecer os principais desenvolvedores de rti ou seja do software que faz gerenciamento das mensagens do hla temos a Pit que é uma empresa sueca a VT maac que é uma empresa Americana e a Kai que é uma empresa canadense com vs especial para simuladores de aviação e também a ptic que é uma Fundação que desenvolve um rti open source livre para utilização gratuita em termos de implementações Eu recomendo esse tutorial hla que é o

tutorial da Pit a empresa sueca já mencionada ele permite que você faça integração usando o rti de forma gratuita para no máximo duas federações de simuladores você pode fazer essa integração sem custos e usando a galá tutorial Ele explica passo a passo como fazer essa integração dessas duas federações sendo uma forma de conhecer mais a fundo A Gal e a integração de simuladores nesse slide nós podemos observar os principais sistemas de simulação utilizados pelo exército brasileiro que suporta o h temos o combater o sistema de simulação do as 2020 o vbs3 o excon e o

simaf que são todos compatíveis com hla aqui nós podemos observar uma comparação entre o diesel e o hla podemos afirmar que o dies tem um custo mais reduzido enquanto o h tem um custo mais elevado por conta de necessitar da aquisição do software rti o diz é mais recomendável para simulações que exijam um menor número de federações e de simuladores por conta do grande uso de banda o agalar pode ser utilizado em exercícios grandes por conta de ser mais otimizado e exigir menor uso da largura de banda nesse slide eu gostaria de apresentar o discip

distributed simulation Engineering and execution process ou processo de engenharia de execução ou de simulação distribuída ele é regulado pela Norma i3e 1730 trata--se de um documento que contém as melhores práticas para o desenvolvimento execução de simulação distribuída abordando tanto aspectos técnicos como operacionais o documento apresenta diretrizes para verificação validação e acreditação de uma simulação distribuída também apresenta os principais aspectos técnicos associados ao desenvolvimento multi arquitetural característico da simulação distribuída alinhado alinhando atividade com o processo de desenvolvimento descreve uma sequência de atividades de desenvolvimento e execução e prevê maneiras de resolver problemas baseados nas práticas da

comunidade passaremos agora à parte metodológica da palestra onde nós vamos abordar a parte de integração de simuladores no que se refere a quando empregar a integração de simuladores nesse sentido duas ideias vem à mente primeiro os objetivos de treinamento porque eles norteam a forma como os simuladores e sistemas de simulação serão empregados segundo Quais são os benefícios da simulação que são o outro aspecto que orienta a forma de emprego da Integração de simuladores por exemplo a otimização do tempo favorece o treinamento quando se faz muita coisa pouco tempo ou não se perde tempo com atividades

que fogem dos objetivos de Treinamento no caso da Integração de simuladores podem ocorrer situações em que os simuladores integrados vão gastar mais tempo do que necessário prejudicando treinamento por conta do tempo de espera de uma determinada força adestrada em detrimento da atividade realizada por outra força adestrada outro aspecto é a viabilidade da realização da Integração devem ser avaliados aspectos como segurança cibernética performance da rede escalabilidade complexidade timing e outros frequentemente se observa que a simulação viva a simulação virtual e a simulação construtiva ocorrem em tempos diferentes durante tempo que servia no centro de adestramento Sul

observei que tropas se adestrando num determinado no mesmo terreno virtual e no mesmo terreno Vivo tem diferentes velocidades de deslocamento da hem de três a cinco vezes mais rápida para a simulação virtual a agregação de tropas é uma simplificação utilizada na simulação construtiva onde todos os homens equipamentos e armamentos de uma determinada unidade ficam no mesmo lugar no mesmo ponto quando se integra a simulação construtiva com a viv e a virtual a desagregação daquela unidade em elementos menores é Um Desafio que deve passar pelo escrutínio dos planejadores sobre Quais as soluções ou processos para realizar

essa desagregação outro aspecto importante é a modelagem do terreno em especial a correlação entre os terrenos sistemas de simulação diferentes devem possuir uma base de dados geográficos única para favorecer a boa correlação dos terrenos gerados para um sistema de simulação por exemplo terreno de simulação construtiva tem uma resolução terreno em torno de 200 m por pel enquanto o terreno da simulação virtual tem a resolução de 2 a 4 m por Pixel essas diferenças agravam muito se os terrenos não forem gerados a partir de uma base de dados geográficos único a escalabilidade se refere ao tamanho

do exercício e à quantidade de meio de simulação e de comando e controle necessários maior voto de exercício acrescenta complexidade no planejamento e na execução afetando o aspecto com a infraestrutura de ti e o fluxo de informações do exercício nesse slide temos alguns exemplos do que foi falado no slide anterior na figura da esquerda na parte de cima temos um simulador B que tem maior detalhamento de vegetação do que o da parte de baixo do simulador a isso gera um problema porque as entidades simulador a terão vantagem para detectar as entidades simulador B gerando O

que é chamado de injustiça da simulação e prejudicando o adestramento na figura da direita Na parte de cima temos um simulador B que tem um terreno mais detalhado do que o da parte de baixo do simulador a nesse caso as entidades do simulador B terão vantagem quanto ao desfiamento de sua viatura em relação às entidades simuladora a prejudicando treinamento Aqui nós temos um outro exemplo também relativo à modelagem do terreno e as diferenças entre os simuladores na figura da esquerda nós temos o simulador virtual crw Station onde podemos observar ao longe duas viaturas se projetando

no horizonte na figura da direita nós temos o simulador virtual bbs3 usando o mesmo terreno do anterior em uma simulação distribuída podemos observar olhando atentamente para o centro da figura que aparecem duas viaturas no horizonte bem ao longo da dobra do terreno isso tem a ver tanto com a resolução do terreno quanto como a maneira como Cada sistema de simulação processa esse terreno e pode ter sido causado pela não utilização de uma mesma base de dados geográfic aqui verificamos mais um exemplo de falta de correlação entre três sistemas de simulação diferentes um construtivo Tec map

e dois virtuais Crew Station vbs3 podemos observar o rio modelado de forma diferente nos três simuladores passaremos agora aos estudos de caso a primeira situação é a do simulador virtual tático do astos 2020 integrado com o combater esse simulador também conhecido como mesa tática foi um projeto desenvolvido pela Universidade Federal de Santa Maria para adestramento comando estado maior do grupo de mes e foguetes e para o comandante de bateria dos grupos de misses e foguetes tendo foco no reconhecimento escolha e ocupação da posição ele permite uma integração via hla tendo sido testado diversas vezes durante

seu desenvolvimento com a galá a mesa tática do sis asos pode ser utilizada em conjunto com qualquer dos demais sistemas de uso pelo exército brasileiro atualmente incluindo o simaf assim Pode permitir Num futuro próximo a execução de exercício de coordenação de fogo nos níveis de visão de exército e corpo de exército facilitando o treinamento e adestramento de busca de alvos e a coordenação dos fogos nos mais altos níveis segundo caso é a integração entre o vbs3 e o combater nesse caso a integração é realizada por meio da galá permitindo que as movimentações de Tropa no

combater sejam observadas no bbs3 primeiramente é feito um esforço de modelagem do terreno para os dois sistemas para que haja correlação Entre esses terrenos na fase de execução essa abordagem pode ser usada para as fases iniciais dos exercícios de poste de comando apoiado por simulação construtiva para a realização de reconhecimentos aéreos e ocupação de post de observação usando ó realidade virtual também é utilizado para a busca de alvos e inteligência por meio do emprego de sarp lançado no combater para observar as entidades em 3D no vbs3 são utilizados os drones existentes na base de dados

do combate do vbs3 sendo que esse último são simuladas câmaras com comportamento semelhante à aquelas encontradas no Drone real o terceiro caso é o exercício Viking cuja última edição foi em 2022 que é um exercício conjunto combinado multinacional de posto de comando com o foco em operações de paz ele é considerado o maior exercício multifuncional de operações de paz do mundo o exercício contou com a participação de aproximad 1750 pessoas em mais de 40 países tendo sido abrangido por países da otan e também contou com a participação das Nações Unidas quanto a simulação ele foi

distribuído em cinco sítios remotos ao redor do mundo sendo o Brasil um deles a Suécia a Bulgária Finlândia e o Qatar os outros demais devido a escala e complexidade desse exercício o Brasil teve de realizar um grande esforço técnico para implementar uma infraestrutura de ti de gerenciamento da formação e também de simulação que fosse aderente ao desenho do exercício proposto proposto pelos suecos foram utilizados no Exercício oito federações de simuladores ao redor do mundo sendo uma a do Brasil inicialmente foi modelado mar de operações na Suécia e essa foi disponibilizada para o exercício também o

rpr f ou seja todo o mapeamento de entidades para a utilização do hla foram acordadas com os suecos utilizando a base de dados comum para todas as federações a Suécia também utilizou o Sword que é uma versão do combater não customizada desenvolvida pela também pela empresa masa houve integração entre sistema de simulação e sistema de comando e controle que são os elementos em azul na figura Podemos verificar ali o CW que era utilizado para C2 pelo exército E também o ICC que é um comando e controle C2 para forças aéreas visto que hav hava unidades

aéreas operando na simulação outro membro dessa Federação foi o sensors que era uma espécie de simulador utilizado para fazer o filtro entre o sistema de simulação e o C2 utilizado tinha por finalidade evitar que o sistema de C2 vse Exatamente tudo que tava acontecendo na simulação o sensor foi utilizado fazendo esse filtro e proporcionando a audiência de Treinamento eh que ela só visse aquilo que realmente uma tropa estaria vendo no terreno e lançando no seu sistema de comando e controle foi utilizado o sistema chamado exon que é um sistema de gerenciamento de problemas militares simulados

que também estava integrado na no hla outro destaque foi o actors que é um produto da Pit que foi empregado como um computed generated forces um cgf para automatizar movimentos de forças destaca--se que o controle do cenário foi realizado de forma centralizada pelo suex restr ind os comandos que eram emanados pelas demais federações que estava usando a hla em resumo foi um exercício de grande complexidade grande exigência técnica que demonstrou a capacidade das Forças Armadas em particular do exército brasileiro de participar um exercício de um exercício de simulação como conclusão nós podemos verificar aí durante

a apresentação da palestra a grande Gama de possibilidades que a simulação distribui da Integração de simuladores proporciona para o treinamento adestramento de tropas seja ela de armas combinadas ou seja ela de entre as forças armadas os as forças singulares e seja entre os países então nós entendemos que eh esse potencial deve ser mais explorado em particular entre as três forças armadas do Brasil eh com uma gama maior aí de exercícios que possam eh atingir objetivo de Treinamento comuns aí para essas para para as forças singulares e fortalecer aí a a preparação né a condição de

prontidão das Forças Armadas do Brasil por fim Esses são os meus dados de contato né me coloco à disposição aí do do da assistência para eh tirar alguma dúvida né a respeito aí da Integração de simuladores simulação distribuída ou qualquer assunto aí relativo à simulação Na Força Terrestre me coloco mais uma vez à disposição aqui em Brasília no quartel general de Exército no Comando de Operações terrestres para que for necessário