飛行器作戰(zhàn)效能的倍增器——飛行器任務(wù)規(guī)劃技術(shù)／劉丙杰張克

任務(wù)規(guī)劃技術(shù)

任務(wù)規(guī)劃(Mjssjon Planning)：Mission是解決某一問(wèn)題或完成某一任務(wù)所進(jìn)行的求解過(guò)程或行動(dòng)進(jìn)程，如(軍隊(duì)的)特別任務(wù)、(太空船的)飛行任務(wù)；Planning是計(jì)劃方案的編制、擬定計(jì)劃。

任務(wù)規(guī)劃技術(shù)是一門多學(xué)科交叉綜合應(yīng)用新興技術(shù)，一般采用科學(xué)高效規(guī)劃算法、人工智能和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，依據(jù)任務(wù)要求對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解細(xì)化，并依據(jù)應(yīng)用對(duì)象的使用約束對(duì)獲取的信息進(jìn)行綜合處理及資源優(yōu)化配置，以獲取應(yīng)用對(duì)象的最佳受益或最佳使用效能。

飛行器任務(wù)規(guī)劃技術(shù)是依據(jù)戰(zhàn)術(shù)或戰(zhàn)略任務(wù)要求和飛行器的使用約束，完成對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確打擊的攻擊計(jì)劃和協(xié)同方案以及飛行器的飛行航跡，以確保飛行器的突防概率和整體作戰(zhàn)效能。飛行器任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)已成為飛行器重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)飛行器運(yùn)籌帷幄，決勝千里的利器。對(duì)于無(wú)人飛行器，被稱為無(wú)人飛行器的“大腦和靈魂”，不僅直接支撐飛行器的使用，更決定著飛行器的整體使用性能。

任務(wù)規(guī)劃技術(shù)典型應(yīng)用有支撐飛機(jī)航線規(guī)劃、編隊(duì)飛行等作戰(zhàn)使用的飛機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，支撐遠(yuǎn)程精確打擊武器的無(wú)人飛行器任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、支撐體系對(duì)抗的聯(lián)合任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)等。

在國(guó)外，美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等都投入大量人力、財(cái)力開(kāi)展任務(wù)規(guī)劃技術(shù)研究和工程研制，有著近三十年的研究時(shí)間。美國(guó)在任務(wù)規(guī)劃技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先水平，美國(guó)海軍研究生院、PRB公司、波音公司、洛馬公司、Hopki ns大學(xué)等幾十家科研單位和公司從事任務(wù)規(guī)劃各方面技術(shù)研究，已經(jīng)研究出成熟的戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、先進(jìn)海軍力量規(guī)劃系統(tǒng)、特殊海軍力量作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)以及巡航導(dǎo)彈戰(zhàn)場(chǎng)任務(wù)規(guī)劃中心和海上任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，在自二十世紀(jì)九十年代以來(lái)的歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)，包括海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)和阿富汗反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中均得到了充分的應(yīng)用。

任務(wù)規(guī)劃技術(shù)除了在導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)、有人機(jī)等傳統(tǒng)的軍事領(lǐng)域外，已拓展到眾多民用領(lǐng)域如衛(wèi)星資源任務(wù)調(diào)度、深空探測(cè)、機(jī)器人應(yīng)用等，如美國(guó)發(fā)射的用于火星探測(cè)的登陸車系統(tǒng)運(yùn)用了大量的任務(wù)規(guī)劃技術(shù)。

我國(guó)的任務(wù)規(guī)劃技術(shù)研究起步較晚。從20世紀(jì)90年代起，國(guó)內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展了有人和無(wú)人飛行器任務(wù)規(guī)劃、機(jī)器人路徑規(guī)劃、衛(wèi)星資源調(diào)度、深空探測(cè)等方面的任務(wù)規(guī)劃技術(shù)研究。

美國(guó)任務(wù)規(guī)劃技術(shù)的應(yīng)用

美國(guó)空軍，上世紀(jì)80年代末以來(lái)重點(diǎn)發(fā)展了上層任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)級(jí)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。上層任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)是空軍早先使用的戰(zhàn)術(shù)專家任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、軍級(jí)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)和后來(lái)裝備部隊(duì)的先進(jìn)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(巡航導(dǎo)彈任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng))。這類系統(tǒng)為聯(lián)合軍兵種級(jí)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，裝備于戰(zhàn)術(shù)及戰(zhàn)略空軍司令部的任務(wù)規(guī)劃部，并已應(yīng)用于2000年新組建的遠(yuǎn)征航空航天部隊(duì)的任務(wù)規(guī)劃部。

美國(guó)海軍，裝備了用于航空兵作戰(zhàn)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，有戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。在1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中投入使用。戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)置于航母編隊(duì)指揮中心或陸上基地，可支援各種固定翼飛機(jī)、各種旋翼機(jī)以及防區(qū)外發(fā)射導(dǎo)彈。海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)稱為“地圖、操作、維修站系統(tǒng)”，該系統(tǒng)主要用于支援AV-28B攻擊機(jī)。

美軍為其“戰(zhàn)斧”通用巡航導(dǎo)彈提供了海E規(guī)劃系統(tǒng)(APS)，又稱戰(zhàn)區(qū)任務(wù)規(guī)劃中心(TM PC)，專用于“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈的作戰(zhàn)規(guī)劃。APS主要包括戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)(TPS)、數(shù)字圖像工作站(DIWC)、任務(wù)分配系統(tǒng)(MDS)和武器控制系統(tǒng)(A TWCS)四個(gè)部分。波音公司對(duì)用于“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，于2003年11月向美國(guó)海軍提交了一種新的任務(wù)規(guī)劃軟件，利用該軟件可以實(shí)施“時(shí)敏打擊”策略，規(guī)劃人員能夠利用來(lái)自導(dǎo)彈的數(shù)據(jù)鏈信息，實(shí)時(shí)修改導(dǎo)彈的飛行航跡，改變預(yù)先設(shè)定的攻擊目標(biāo)以及進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)及目標(biāo)毀傷評(píng)估。

美國(guó)基于數(shù)字地球任務(wù)規(guī)劃系

美國(guó)軍方也在利用國(guó)家實(shí)施的重大基礎(chǔ)項(xiàng)目來(lái)推動(dòng)任務(wù)規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展，典型的是他們正在考慮研制基于數(shù)字地球的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)?；跀?shù)字地球的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于：能夠在已建立的C⁴KISR作戰(zhàn)體系下，利用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，與分布在廣大區(qū)域內(nèi)的通信系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、探測(cè)裝置和各種武器系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)共享，融合來(lái)自偵察衛(wèi)星、偵察飛機(jī)、預(yù)警機(jī)和其他飛機(jī)、水面艦艇、潛艇和地面?zhèn)刹觳筷?duì)提供全球范圍內(nèi)的各種高精度目標(biāo)信息，并實(shí)時(shí)提供給規(guī)劃人員，在數(shù)字地球?yàn)榛A(chǔ)的規(guī)劃平臺(tái)上，進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃以及應(yīng)急任務(wù)修改，從而滿足美國(guó)的“全球投送，遠(yuǎn)程精確打擊”的戰(zhàn)略構(gòu)想。

其他國(guó)家任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)

英國(guó)空軍裝備Pathfinder 2000任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)和先進(jìn)任務(wù)裝置(AM PA)，能在夜間和惡劣天氣條件下支持鷂式Gr17、狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)及歐洲戰(zhàn)斗機(jī)(EFA)等進(jìn)行隱蔽攻擊。

法國(guó)空軍裝備有MIPSY、CINNA和CIRCE 2000三個(gè)系列的飛機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，用于制作任務(wù)規(guī)劃和攻擊規(guī)劃。在1 991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中用于為科威特作戰(zhàn)飛機(jī)制作攻擊任務(wù)規(guī)劃。

意大利馬可尼公司根據(jù)軍方要求，開(kāi)發(fā)具有任務(wù)規(guī)劃能力的任務(wù)支持系統(tǒng)，既可用于地面對(duì)空指揮，也可在稍加改裝后，加裝在作戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái)上，成為戰(zhàn)術(shù)飛行管理系統(tǒng)的組成部分。

俄羅斯“花崗巖”、“Club”等巡航導(dǎo)彈也裝備有任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，用于導(dǎo)彈編隊(duì)攻擊和航跡規(guī)劃。

應(yīng)用前景

任務(wù)規(guī)劃作為一項(xiàng)新興多學(xué)科交叉的綜合應(yīng)用技術(shù)，涉及眾多重要基礎(chǔ)學(xué)科，是一項(xiàng)非常有生命力的技術(shù)，更有著出色的帶動(dòng)性。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，任務(wù)規(guī)劃技術(shù)在不斷前進(jìn)和發(fā)展，不僅催生了攻擊計(jì)劃、航跡規(guī)劃、數(shù)據(jù)預(yù)處理、航跡檢驗(yàn)等新興專業(yè)技術(shù)，更帶動(dòng)和推進(jìn)了運(yùn)籌優(yōu)化、人工智能、導(dǎo)航制導(dǎo)控制、圖像處理、資源保障、測(cè)繪遙感等相關(guān)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

我國(guó)在無(wú)人機(jī)、無(wú)人自主戰(zhàn)車、機(jī)器人、水下機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域，部研制了任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，并得到一定程度上的應(yīng)用。

隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，任務(wù)規(guī)劃技術(shù)應(yīng)用價(jià)值日益顯現(xiàn)。國(guó)內(nèi)眾多科研單位、工業(yè)部門成立單獨(dú)的組織機(jī)構(gòu)紛紛開(kāi)展任務(wù)規(guī)劃技術(shù)研究和工程研制工作。國(guó)內(nèi)部分高校紛紛開(kāi)設(shè)任務(wù)規(guī)劃專業(yè)研究方向，探索和研究任務(wù)規(guī)劃理論和技術(shù)基礎(chǔ)及工程應(yīng)用難題，培養(yǎng)任務(wù)規(guī)劃專業(yè)技術(shù)人才。

任務(wù)規(guī)劃技術(shù)的快速發(fā)展將有力推動(dòng)著我國(guó)飛行器技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。