任务规划系统发展现状与启示
2016-05-13吕耀平
赵 田, 张 炜, 吕耀平
(1. 装备学院 研究生管理大队, 北京 101416; 2. 装备学院 装备指挥系, 北京 101416; 3. 93708部队)
任务规划系统发展现状与启示
赵田1,3,张炜2,吕耀平1
(1. 装备学院 研究生管理大队, 北京 101416;2. 装备学院 装备指挥系, 北京 101416;3. 93708部队)
摘要近年来,任务规划系统逐步成为军事领域关注的焦点,特别是以美国为首的西方军事强国,在任务规划系统的建设和应用方面取得了显著成效,积累了丰富经验。为把握现状、启发思路,在广泛搜集国内外相关资料基础上,运用对比分析的方法,针对任务规划系统的建设发展历程,界定了基本概念和类型划分,综述了任务规划系统的发展现状,在总结外军系统发展的有益经验和我军现存问题基础上,提出了我军任务规划系统建设的几点思考。
关键词任务规划;任务规划系统;联合作战;指挥控制
信息化条件下的现代战争日趋多样化、激烈化、广域化,指挥员及其指挥机关面临的高压力、高风险指挥活动,客观上对作战计划的科学编制、作战资源的优化调度、作战进程的精确控制提出更为强烈的军事需求。在此背景下,以任务规划系统为代表的新型指挥控制技术应运而生。研究国内外任务规划系统的发展现状,分析系统建设的经验教训,对于指导我军任务规划系统的研究、建设、发展具有重要的现实意义。
1任务规划系统的概念与分类
1.1基本概念
任务规划系统(MPS)是基于现代信息技术,以使命任务实现为目标,深度融合军事理论思想,全面分析作战要素信息,标准化指挥决策过程,合理协调多任务单元行动,有效控制任务执行进程,精确预演作战进程,科学评估作战效果,动态调整决策方案计划,排除资源冲突,最大化行动效益,以最优或近似最优的方法达成作战目的,有效支持作战行动组织、准备、实施、评估全过程的一种新型的信息化网络系统[1]。
1.2主要分类
任务规划系统是为满足现代复杂军事系统需求,根据作战任务和资源约束对作战行动进行优化调度和有效控制的新型军事技术产物。其规划对象覆盖军事系统全领域,规划资源包括各类武装力量和武器系统,规划活动聚焦军事力量的指挥决策及控制运用问题。根据规划对象领域、资源特征、活动类别的不同,任务规划系统有多种区分方式。综合国内外研究工作,特别是以美军和我军的任务规划系统研究、建设情况为参考,具体分类如表1所示。
表1 任务规划系统分类表
2美军任务规划系统现状及经验
以美军为代表的西方国家最早开展任务规划系统的研究、研制和应用,在世界处于领先地位,具有重要参考借鉴意义。
2.1发展现状
美军任务规划系统主要按照陆军、海军、空军联合的区分方式发展,涵盖战术级和战区/战役级的多型任务规划系统,其中某些战区级任务规划系统一定程度上具备战略级的功能特征。
2.1.1战术级任务规划系统
从20世纪80年代起,美军开始着手战术/武器级任务规划系统的研制,按照从简单到复杂、从平台到联合的发展思路,先后经历了简单辅助计算、自动规划支持、联合任务规划3个发展历程。
1980年,美军研制开发了计算机辅助任务规划系统(Computer-aided Mission Planning System, CAMPS)[2],其主要型号有任务支持系统I型、Ⅱ型(MSS I、MSS Ⅱ),并装备于F-15、F-16战斗机。海湾战争中,由于使用了MSSⅡ型系统,使得精确制导武器的首战命中率倍增。作为美军战术级任务规划系统的开端,第一代任务规划系统仅支持特定型号装备,且自动化程度低、操作复杂,仅具备相对简单的辅助计算功能。
20世纪80年代末,在MSS I、MSS Ⅱ成功经验的基础上,美军根据作战需求和系统应用经验,开发了MSS IIA、MSS II+、MSS II Block等后续型号。在巡航导弹任务规划系统方面,战斧Block IV型[3]及其后续型号通过GPS修正制导、更新数据链传输等技术,使导弹在保有预先任务规划的基础上,增加了任务重规划、空中巡逻、毁伤评估、状态监控等能力,作战成本和作战效能大幅跃升。同期,美军开始注重系统的标准化问题,并初步实现了军种内部任务规划系统的统一,主要有空军任务支持系统(AFMSS),海军战术飞机任务规划系统(NTAMPS),海军任务规划系统(NMPS),海军陆战队地图、操作、维修站系统,陆军任务规划系统等一系列任务规划系统[4]。在沙漠风暴行动中,美军运用NMPS制订了作战飞机与巡航导弹协同的精确作战计划,为空地一体战的成功实施提供重要技术支持。第二代任务规划系统着重于提供更好的数据集成技术,主要解决系统通用性差、自动化程度低等问题,具备较强的自动规划支持能力。
美军经过1995年的波黑战争,暴露出各型任务规划系统不能互联、互通、互操作等问题,使其充分认识到联合任务规划的重要作用。根据《2020联合构想》,美军开始联合任务规划系统(JMPS)的研制。JMPS集成了陆、海、空多型任务规划系统,采用模块化结构设计,在以网络为中心的框架下,将任务规划的相关要素有机整合,功能可扩展、可裁剪,适应不同作战飞机、不同任务、不同规模任务规划需求,具备航线规划、传感器运用规划、精确弹药规划、电子战规划等多重能力,实现了多军种联合战术任务规划目标。目前,美军已将JMPS装备于各军兵种的多型战斗机、无人机、轰炸机、预警机、加油机、直升机,并在JMPS基础上拓展研发了航母编队任务规划系统(JMPS-CVIC)、海军陆战队任务规划系统(JMPS-E)等多型任务规划系统。
2.1.2战区/战役级任务规划系统
美军战区级任务规划系统主要以联合作战规划与执行系统、美国空军先进任务规划系统、战区战斗管理核心系统为代表。
20世纪60年代,美军开始战区级任务规划系统的研制,起初作为计算机辅助系统开发了联合作战规划系统(Joint Operation Planning,JOPS)和联合部署系统(Joint Deployment System,JDS)。20世纪80年代起,美军面向信息化联合作战需求,在JOPS和JDS基础上整合开发了联合作战规划与执行系统(JOPES)。JOPES将多军兵种的作战过程和标准规范进行有机融合,具备一体化的战区级联合作战计划制订与实施功能,在战区层由战区司令部门负责,用以解决诸如态势评估、任务分配、兵力规划、行动协调、后装保障等一系列具体问题,制订和下达联合作战预案和作战指令,进行任务过程中的监控和调整,以满足信息化联合作战的需求,并在海湾战争等几场高技术局部战争中得到了实战的检验,有效支撑了诸如“沙漠盾牌”等行动的筹划与实施[5]。
APS是包括战术专家任务规划系统、军级任务规划系统在内的上层任务规划系统的代表。作为战区级任务规划系统,APS具有态势分析、威胁预计、航线规划、方案评估等多种功能模块,具备规划效率高、工作成本低、时间周期短等显著优势,为空军任务规划部门进行战区规划、指挥决策提供有力的技术支撑。
20世纪90年代,为满足空中联合作战需求,美军研制了应急战区自动规划系统。该系统的主要功能是空中任务指令的拟制和分配。随后,在该基础上,美军又发展了战区战斗管理核心系统,并于2000年形成初始作战能力。在2003年的伊拉克战争中,战区战斗管理核心系统得到了实战化检验,为某一阶段性作战行动安排了4万余次空中出击任务,达到了良好的实战效果。从2004年起,为满足网络中心战需求,美军对该系统的底层框架进行了改进,在其基础上面向空地联合作战、海上联合作战和两栖作战需求,进一步拓展研发了陆军作战指挥系统[6]和联合海上指挥信息系统。
2.2经验
回顾美军任务规划系统的发展历程,可归纳为5条有益经验。
1) 坚持持续发展。美军从20世纪60年代起着手开发任务规划系统,如今已成为网络中心战等新型作战思想的关键支持技术,虽然历经多次调整和检验,但始终坚持持续发展目标,确保了系统建设的长远持续。
2) 遵循渐进拓展。美军任务规划系统建设从简单计算向自主规划发展,从单一功能向复合集成发展,从武器平台向联合战役发展,始终遵循循序渐进的原则,确保了系统建设的质量效益。目前,美军任务规划系统已能支持《2020联合构想》中的所有类型作战任务。
3) 着力联合统型。在以网络为中心的框架下,美军着力破解系统“烟囱式”的发展格局,打通系统间横向壁垒,提升联合作战任务规划能力,对现有任务规划系统进行联合统型,满足现代联合作战的应用需求。
4) 战技融合推动。任务规划系统是军事理论和现代技术高度融合的产物,以信息技术为基础,将作战思想、标准依据、决策流程、规划技术等物化为计划方案,并在实施过程中不断调整完善。
5) 注重基础建设。美军高度重视任务规划系统的基础性建设工作,特别是以数据、模型、标准为焦点,坚持与系统建设同步发展,并实时更新数据库、标准库、模型库,以保证任务规划系统建设的科学性、有效性。
3我军任务规划系统现状与问题
3.1发展现状
我军任务规划系统建设,相较美军而言虽然起步较晚,但是经过10余年的建设发展,在战术任务规划和军兵种战役任务规划层面具备了一定基础。战术级任务规划方面,重点突出新研装备和高技术主战装备,以任务规划系统促进装备整体作战效能的提升。目前,我军面向多型作战飞机和多类导弹开发的任务规划系统已完成研制工作并应用于部队实践,此外,在通信规划、电子对抗规划、防空反导战术任务规划等方面均开展了相关研究工作。在军兵种战役级任务规划方面,某型作战任务规划系统具备方案生成和行动推演评估能力[7],某型作战任务规划系统具备多单元协同和战役辅助决策能力,某型作战任务规划系统具备火力计划和方案评估能力,并在此基础上向联合任务规划拓展。此外,在作战任务规划系统建设发展的基础上,汲取有益经验、拓展应用范围,开始向保障任务规划系统拓展。
3.2存在的问题
近年来,在加快军事斗争准备的强力牵引下,我军各单位竞相开展了作战任务规划的研究和建设,主要集中于战术级领域,同时向战役级拓展。但是总的来说我军任务规划发展存在4个方面的不足。
1) 缺乏均衡发展。我军任务规划系统的发展现状可以总结为“三多三少”。即,战术任务规划较多,战役任务规划较少;武器平台任务规划较多,上层网络任务规划较少;作战任务规划较多,保障任务规划较少。
2) 缺乏整体规划。我军任务规划系统发展缺乏整体规划,系统建设无序性、重复性导致任务规划系统整体呈现“烟囱式”状态,系统横向之间互联、互通、互操作差,无法有效应对信息化战争下联合作战任务规划的需求。究其原因是发展缺乏顶层设计,基础性、综合性工作不够完善。
3) 缺乏统一标准。不同的专业标准,导致任务规划前提条件和系统功能的根本区别,使得功能上无法相互衔接,使用上无法相互配合。不同的数据标准,导致多型任务规划系统之间无法实现数据共享、信息互通。不同的系统标准,导致系统的通用性、灵活性、易用性的降低。
4) 缺乏理论支撑。目前国内的任务规划理论成果有限,缺乏对系统建设的有力支撑,难以从作战指导、交战规则、战法运用、规划流程与作业方式等方面提供全方位的指导和规范,特别是任务规划基础理论和方法的研究存在较大短板。
4启示
一是加强顶层设计。以一体化联合作战需求为牵引,以技术创新驱动系统实现。从军事需求上理清指挥系统的控制流、信息流,明确系统功能,梳理相互关系;从技术体系上建立统一的标准框架,使其贯通各指挥层级、各军兵种和各专业领域,实现任务规划系统的整体联动。从而保障从顶层设计角度实现对任务规划系统的统揽建设。
二是兼顾借鉴创新。借鉴美军先进做法,剖析其标准化文件和规划软件,理解消化其作战思想和组织流程,深度挖掘其基本原理和建模方法,消化主流信息技术。同时,总结我军已有经验,结合我军实际,理清任务规划的实现途径,设计规划作业流程,做到兼收并蓄、借鉴创新。
三是注重基础工作。坚持把基础性建设作为重中之重,加强任务规划理论研究,尤其要关注任务规划模型、数据、标准的研究建设。理论是依据、数据是基础、模型是核心、标准是准则,以扎实的基础工作推动任务规划系统的健康发展。
四是坚持建用结合。任务规划系统研发应坚持建用并举、以用促建的原则,以典型系统为突破口,注重发挥示范作用,以点带面,引领系统建设的全面发展。将用户的主导作用和研发人员的主体作用相结合,形成用研一体的建设模式,确保系统实用、管用、好用。着力抓好系统的推广运用,在实践中暴露问题、积累经验,为任务规划系统后续建设发展提供参考借鉴。
5结 束 语
任务规划系统是现代信息技术发展的产物,在未来信息化战争中具有重要的军事价值和广阔的应用前景。在分析研究我军军事任务规划需求的基础上,拓展研究思路,以理论研究为指导,完善配套的模型、数据、标准等,重点开展联合任务规划的体系框架、功能使用、运行机理等系统研究与应用。
参考文献(References)
[1]谭跃进.军用任务规划与管控技术[J].军事运筹与系统工程,2010,24(4):24-25.
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[4]毛红保.无人机任务规划[M].北京:国防工业出版社,2015:4-5.
[5]沈成林,陈璟,王楠.飞行器任务规划技术综述[J].航空学报,2014,35(3):598-600.
[6]缪旭东,王永春.舰艇编队协同防空任务规划理论及应用[M].北京:国防工业出版社,2013:6-7.
[7]王记丰.航空兵任务规划系统功能设计[J].舰船论证参考,2011 (4):20-21.
(编辑:田丽韫)
Development and Enlightenment of Mission Planning System
ZHAO Tian1,3,ZHANG Wei2,LV Yaoping1
(1. Department of Graduate Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China;2. Department of Equipment Command, Equipment Academy, Beijing 101416, China;3. 93708 Troops, China )
AbstractRecently, the mission planning system (MPS) has gradually become a focus in military field which highlights by U.S. who has made great achievements in development and application of this system and accumulated rich experience in this area. This paper, based on the extensive collection of relevant materials home and abroad, with the method of contrast analysis, aiming at the development course of the mission planning system, defines the categorization of basic concepts and types, summarizes the status quo of the system and proposes several ponders on the development of the mission planning system for the PLA based on the beneficial experience of system development of foreign countries and existent problems in the PLA.
Keywordsmission planning; mission planning system (MPS); joint operation; command and control
文献标志码A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.007
文章编号2095-3828(2016)02-0030-04
中图分类号E92
作者简介赵田(1985-),男,博士研究生, 主要研究方向为装备保障。ianworkmail@sina.com
收稿日期2015-03-06
张炜,男,教授,博士生导师。