飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)合成技術(shù)研究

王文豪，胡盛華

（中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所，上海 200233）

飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)合成技術(shù)研究

王文豪，胡盛華

（中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所，上海 200233）

針對(duì)復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜任務(wù)以及復(fù)雜作戰(zhàn)過(guò)程的現(xiàn)狀，首次提出了任務(wù)合成的概念、任務(wù)合成的運(yùn)行架構(gòu)并建立了驗(yàn)證環(huán)境，為提升未來(lái)飛機(jī)作戰(zhàn)能力提供了理論基礎(chǔ)和參考。任務(wù)合成技術(shù)分為任務(wù)態(tài)勢(shì)感知模式合成、任務(wù)計(jì)劃評(píng)估決策模式合成、任務(wù)執(zhí)行與管理模式合成，通過(guò)構(gòu)建任務(wù)模式和活動(dòng)組織，依據(jù)任務(wù)目標(biāo)和任務(wù)架構(gòu)，確定系統(tǒng)任務(wù)能力、目標(biāo)和狀態(tài)組織結(jié)構(gòu)，形成系統(tǒng)任務(wù)合成模式，從而達(dá)到提升任務(wù)系統(tǒng)響應(yīng)、任務(wù)優(yōu)化、任務(wù)執(zhí)行的能力和品質(zhì)的目的。

任務(wù)合成，運(yùn)行架構(gòu)，任務(wù)系統(tǒng)，驗(yàn)證環(huán)境

引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的空戰(zhàn)設(shè)想、規(guī)劃、組織和管理都是在戰(zhàn)機(jī)任務(wù)能力的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。對(duì)戰(zhàn)機(jī)來(lái)說(shuō)，不同的任務(wù)能力滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)作戰(zhàn)的對(duì)應(yīng)需求是戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)最為關(guān)注的方面［1］。

針對(duì)不同的作戰(zhàn)需求和環(huán)境，戰(zhàn)機(jī)需要具備不同對(duì)應(yīng)模式，任務(wù)是基于對(duì)應(yīng)模式的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，而基于不同對(duì)應(yīng)模式的組織過(guò)程就形成了作戰(zhàn)任務(wù)。戰(zhàn)機(jī)任務(wù)系統(tǒng)是面向復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境的多種模式任務(wù)組織；任務(wù)組織過(guò)程是系統(tǒng)能力需求的多種專業(yè)功能組織；功能過(guò)程是基于系統(tǒng)操作多種類型資源組織。這種多種模式任務(wù)、多種專業(yè)功能和多種類型資源必須在有效綜合的組織管理下，迫切需要進(jìn)行任務(wù)合成的研究。

任務(wù)合成技術(shù)通過(guò)構(gòu)建任務(wù)模式和活動(dòng)組織，依據(jù)任務(wù)目標(biāo)和任務(wù)構(gòu)架，確定系統(tǒng)任務(wù)能力、目標(biāo)和狀態(tài)組織結(jié)構(gòu)，形成系統(tǒng)任務(wù)合成模式，是先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)任務(wù)系統(tǒng)綜合技術(shù)的重要組成部分［2］。

1 任務(wù)合成技術(shù)概念

1.1 基本概念

任務(wù)合成技術(shù)針對(duì)應(yīng)用任務(wù)模式構(gòu)架和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組織構(gòu)架，通過(guò)態(tài)勢(shì)感知合成技術(shù)，提升系統(tǒng)任務(wù)感知能力；通過(guò)任務(wù)組織合成技術(shù)，提升任務(wù)優(yōu)選能力；通過(guò)任務(wù)管理合成技術(shù)，提升任務(wù)執(zhí)行能力。

1.2 研究目標(biāo)

面向飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)感知、任務(wù)組織和相應(yīng)決策，研究任務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用能力的效能和有效性綜合的技術(shù)和方法，即系統(tǒng)的感知、優(yōu)化和決策合成技術(shù)；研究提升系統(tǒng)感知、任務(wù)優(yōu)化和決策響應(yīng)能力和有效性的方法；研究任務(wù)合成對(duì)系統(tǒng)感知、態(tài)勢(shì)、優(yōu)化和決策能力提升的原理和方法；為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用任務(wù)的合成奠定基礎(chǔ)［3］。

1.3 預(yù)期收益

通過(guò)任務(wù)合成技術(shù)可以提升任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行效率，加快OODA循環(huán)，恰當(dāng)探測(cè)，及時(shí)決策，快速識(shí)別，果斷行動(dòng)；可以提升任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行品質(zhì)，提升探測(cè)、識(shí)別、打擊能力與進(jìn)度；形成多任務(wù)處理能力，同時(shí)應(yīng)對(duì)復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下多任務(wù)；提高資源優(yōu)化管理能力，對(duì)功能能力、物理資源進(jìn)行合理調(diào)度管理［4-6］。

2 任務(wù)合成運(yùn)行架構(gòu)

任務(wù)合成技術(shù)分為任務(wù)態(tài)勢(shì)感知模式合成、任務(wù)計(jì)劃評(píng)估決策模式合成、任務(wù)執(zhí)行與管理模式合成3部分，如圖1所示。

任務(wù)態(tài)勢(shì)感知模式合成是任務(wù)目標(biāo)的態(tài)勢(shì)組織能力，通過(guò)典型任務(wù)目標(biāo)、環(huán)境和功能組成的感知合成，提升系統(tǒng)任務(wù)感知能力；通過(guò)典型任務(wù)目標(biāo)、環(huán)境和功能關(guān)系的識(shí)別合成，提升系統(tǒng)任務(wù)的組織能力；通過(guò)典型任務(wù)目標(biāo)、環(huán)境和功能結(jié)果的推測(cè)合成，提升系統(tǒng)任務(wù)的結(jié)果能力［7］。

圖1 任務(wù)合成概念架構(gòu)圖

任務(wù)計(jì)劃評(píng)估決策模式合成是系統(tǒng)典型任務(wù)的決策和計(jì)劃組織能力，通過(guò)典型任務(wù)目標(biāo)、處理方式和組織模式的態(tài)勢(shì)能力合成，提升系統(tǒng)典型任務(wù)計(jì)劃能力；通過(guò)系統(tǒng)典型任務(wù)綜合能力、應(yīng)用領(lǐng)域和重要程度能力合成，提升系統(tǒng)典型任務(wù)組織能力；通過(guò)典型任務(wù)目標(biāo)結(jié)果、組織能力和操作過(guò)程決策合成，提升系統(tǒng)典型任務(wù)效果能力。

任務(wù)執(zhí)行與管理模式合成是系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行的響應(yīng)和管理能力，通過(guò)典型任務(wù)的系統(tǒng)任務(wù)組織、安全防御和任務(wù)狀態(tài)顯示合成，提升系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行感知能力；通過(guò)典型任務(wù)的飛行員任務(wù)飛行操作指令、任務(wù)操作指令和輔助操作指令合成，提升系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行管理能力；通過(guò)系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行過(guò)程目標(biāo)和狀態(tài)、系統(tǒng)管理過(guò)程與狀態(tài)和任務(wù)反饋與狀態(tài)的合成，提升系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行控制能力［8］。

圖2 任務(wù)合成運(yùn)行框架原理圖

任務(wù)合成技術(shù)運(yùn)行框架模型如圖2所示，由任務(wù)態(tài)勢(shì)感知模型、任務(wù)態(tài)勢(shì)識(shí)別模型、任務(wù)態(tài)勢(shì)推測(cè)模型、任務(wù)組織計(jì)劃模型、任務(wù)結(jié)果評(píng)估模型、任務(wù)模式?jīng)Q策模型、執(zhí)行任務(wù)監(jiān)控模型、系統(tǒng)組織管理模型、任務(wù)組織管理模型、任務(wù)計(jì)劃、態(tài)勢(shì)庫(kù)、經(jīng)驗(yàn)庫(kù)、任務(wù)定勢(shì)庫(kù)等組成，任務(wù)合成與功能能力組織模型、傳感器模型交聯(lián)，從功能能力組織模型獲取功能能力組織狀態(tài)和結(jié)果，從傳感器模型獲取傳感器感知數(shù)據(jù)，為功能能力組織模型、傳感器模型提供任務(wù)合成結(jié)果。

3 任務(wù)合成開(kāi)發(fā)驗(yàn)證環(huán)境構(gòu)想

任務(wù)合成開(kāi)發(fā)驗(yàn)證環(huán)境實(shí)現(xiàn)任務(wù)合成技術(shù)的開(kāi)發(fā)、演示、驗(yàn)證。

任務(wù)合成演示開(kāi)發(fā)環(huán)境由一套2行4列60寸等離子大屏拼接系統(tǒng)、高清信號(hào)處理機(jī)、主控計(jì)算機(jī)、戰(zhàn)場(chǎng)想定單元、任務(wù)態(tài)勢(shì)能力單元、任務(wù)決策單元、任務(wù)執(zhí)行管理單元、功能能力監(jiān)控單元、綜合仿真單元以及交換機(jī)組成，見(jiàn)圖3。

圖3 任務(wù)合成開(kāi)發(fā)驗(yàn)證環(huán)境框圖

其中，各個(gè)單元的主要功能如下所示：

1）作戰(zhàn)想定單元實(shí)現(xiàn)典型作戰(zhàn)場(chǎng)景想定的執(zhí)行過(guò)程；

2）綜合仿真單元主要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)、光電、電子戰(zhàn)、武器、通信、導(dǎo)航和座艙顯示的仿真功能；

3）任務(wù)態(tài)勢(shì)能力單元用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)態(tài)勢(shì)感知模式合成的功能；

4）任務(wù)執(zhí)行管理單元實(shí)現(xiàn)任務(wù)計(jì)劃評(píng)估決策模式合成；

5）任務(wù)執(zhí)行管理單元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行與管理合成；

6）功能能力監(jiān)控實(shí)現(xiàn)任務(wù)合成過(guò)程中各項(xiàng)功能的性能參數(shù)曲線的監(jiān)控。

開(kāi)發(fā)驗(yàn)證環(huán)境的顯示界面設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 顯示界面設(shè)計(jì)圖

4 總 結(jié)

首次提出了任務(wù)合成技術(shù)概念、內(nèi)容、研究方法的初步探討，并進(jìn)行了開(kāi)發(fā)驗(yàn)證環(huán)境的初步研制，畫(huà)面示意如圖5所示。

圖5 開(kāi)發(fā)驗(yàn)證環(huán)境畫(huà)面示意圖

任務(wù)合成技術(shù)對(duì)先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)任務(wù)系統(tǒng)有著重要意義，是未來(lái)任務(wù)系統(tǒng)深度綜合化的一部分，從任務(wù)應(yīng)用的角度提升作戰(zhàn)品質(zhì)，減輕飛行員負(fù)擔(dān)。

任務(wù)合成技術(shù)還有很多關(guān)鍵技術(shù)有待攻克，如運(yùn)行框架、任務(wù)態(tài)勢(shì)能力合成、任務(wù)合成技術(shù)指標(biāo)體系、任務(wù)合成的有效性評(píng)估、一致性評(píng)估等，具體到任務(wù)合成技術(shù)的每個(gè)模型，都有待進(jìn)一步探討。

［1］王 琳，寇英信，付雅芳，等.航空火力系統(tǒng)任務(wù)分析與任務(wù)管理關(guān)鍵技術(shù)［J］.火力與指揮控制，2011，36（8）：41-43.

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［3］周 銳，成曉靜，陳宗基.戰(zhàn)術(shù)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)研究［J］.控制與決策，2004，19（4）：25-27.

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Research on Mission Synthesis Technology of Aircraft Mission System

WANG Wen-hao，HU Sheng-hua
（Aeronautical Radio Electronics Research Institute，Aviation Industry Corporation of China，Shanghai 200233，China）

The conception，running architecture and validation environment of mission synthesis is firstly applied to elevate the capability of future combat aircraft for complex environment，complex mission and complex combat process.The mission synthesis technology contains situation awareness model，assessment and decision-making model and implementation and management model.In order to elevating the capability and the quality of the response，optimization and implement，the synthetic model of mission system based on mission target and mission architecture are established to confirm the capacity，target and organization structure of mission system.

mission synthesis，running architecture，mission system，validation environment

TJ630

A

1002-0640（2014）10-0005-03

2013-08-08

2013-10-17

王文豪（1985- ），男，山東聊城人，碩士。研究方向：航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。