包括海洋、濒海区域、港口、关键水下基础设施（CUI）以及内陆水道在内的海上环境，对国家的安全与稳定具有战略重要性。一次单独的袭击就可能在国家和国际层面产生巨大影响。简易爆炸装置（IED），特别是海上简易爆炸装置，已被证明具有成本效益、易于获取和适应性强的特点，正如近期乌克兰冲突等真实案例所表明的那样，在恐怖主义和非对称战争背景下构成了切实的威胁。多种异构信息来源（来自各种系统和传感器）的使用，以及快速发展的后处理能力（如跟踪、数据关联、聚类或人工智能），正在增加决策者在反简易爆炸装置行动中短时间内必须评估的信息量，因此需要创新技术来为爆炸物处理（EOD）潜水员和自主水下航行器（AUV）操作员提供关于所有可用数据和信息的全面作战图景。本文介绍了海事研究与实验中心（CMRE）的工作，其建模与仿真团队开发了一种基于虚拟现实（VR）的多层、数据驱动、沉浸式环境能力，旨在提升EOD潜水员和AUV操作员的海上态势和空间感知能力，以做出更明智、更快速的决策。该沉浸式环境可在任务规划和执行阶段使用，以协助监控和保护港口及关键水下基础设施。

海上和水下简易爆炸装置（M-IEDs和UW-IEDs）对北约及北约成员国而言并非新威胁。2012年，北约认识到简易爆炸装置构成的威胁，特别是在港口、锚地及其接近水域；并建立了一个利益共同体（CoI），以发展知识和制定可行方案来应对海上环境中的简易爆炸装置。过去和当前的案例已证明简易爆炸装置袭击在多种情境下的有效性，其有可能挑战北约及成员国的韧性和生活方式。虽然过去简易爆炸装置主要用于袭击军事目标，但近期的案例显示了对手以破坏经济为目标袭击关键基础设施的意图和能力。这些事件凸显了海底能源管道和通信电缆的脆弱性。2022年9月对“北溪”管道的破坏行为，暴露了欧洲和北约国家在威慑和防御海底领域混合攻击方面的能力有限。更近的是，即使尚未正式归因，2023年10月芬兰与爱沙尼亚之间的“波罗的海连接器”天然气管道和数据电缆受损事件，也表明了经济和生活所依赖的基础设施面临的暴露风险和脆弱性。在这些事件之后，北约于2023年设立了关键水下基础设施协调小组，致力于识别关键水下基础设施的脆弱性，并加强合作与信息共享，以威慑和防御针对关键水下基础设施的攻击。

本文介绍的工作是在港口和关键水下基础设施防护以应对简易爆炸装置领域进行四年研究开发的成果。此项工作聚焦于研究利用数据驱动的虚拟现实（VR）技术，旨在提升爆炸物处理（EOD）潜水员和AUV操作员在规划和执行监控与保护港口及关键水下基础设施任务时的态势和空间感知能力。这项工作始于2019年，经历了研究和调查阶段，在此期间作者们识别了该领域的差距与不足，以及北约需要制定作战概念（CONOPS）或战术、技术与程序（TTPs），以利用技术创新及使用无人系统和人机协同能力所带来的机遇。基于首次调查的结果，并与法国海军、冰岛海岸警卫队以及反简易爆炸装置卓越中心（C-IED COE）密切合作，项目团队开始开发一个虚拟现实环境，其功能包括虚拟探索水下任务区域以及整合收集到的任务数据，以支持海上和水下反简易爆炸装置行动的规划与协调。

此项工作由北约总部“防御恐怖主义工作计划”（DAT PoW）资助。该计划通过开发防御恐怖主义和非对称威胁的技术解决方案，应对关键的反恐能力缺陷，其成果有助于增强北约及成员国的能力。

本文其余部分结构如下：第2节描述项目执行和原型解决方案开发所采用的方法论；第3节介绍正在开发中的沉浸式环境原型解决方案；第4节介绍用于评估所提方案可用性和作战价值的方法论；第5节通过总结结论和展望未来发展来结束本文。

用于水下行动的沉浸式环境

开发本文提出的原型是基于以下假设：水下反简易爆炸装置潜水行动中的决策过程需要足够水平的态势和空间感知。提升态势和空间感知的挑战，与识别需要何种信息、何时需要以及如何呈现这些信息相关。更具体地说，空间感知需要对执行活动的环境有高度的理解，而态势感知涉及感知要素、理解其含义并能够预测其近期状态的可能性。在此背景下，作者们提议开发一种基于虚拟现实的工具，旨在提供对任务环境的完整作战图景，并对现有数据具有洞察力。采用虚拟现实技术是图2所示结构化流程的最终成果。

图2：所提解决方案概览。