為9A工位打造“超級(jí)大腦”

張強(qiáng)　任應(yīng)平　毋殿翔

夏日的余暉灑向晉西北高原靜謐的山谷，暈染了墨色的山巒。

從山腰向下望，一座高聳的發(fā)射架矗立在山坳，足有幾十層樓房高，直插云天。這就是太原衛(wèi)星發(fā)射中心9A工位——我國(guó)首個(gè)智慧發(fā)射場(chǎng)。

2022年3月29日，長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭搭載“浦江二號(hào)”和“天鯤二號(hào)”衛(wèi)星從這里飛天。這是該型火箭首飛，也是9A工位首次亮相。

“一年多來(lái)，智慧發(fā)射場(chǎng)已圓滿完成兩次航天發(fā)射保障任務(wù)。”太原衛(wèi)星發(fā)射中心智慧發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人黃文韜日前告訴科技日?qǐng)?bào)記者，“構(gòu)建智慧發(fā)射場(chǎng)，軟件系統(tǒng)是核心。智慧發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)是9A工位實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的重要平臺(tái)，是發(fā)射場(chǎng)的‘超級(jí)大腦?！?/p>

作為研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，太原衛(wèi)星發(fā)射中心技術(shù)部主任唐立已經(jīng)在航天發(fā)射領(lǐng)域耕耘了30多年。大多數(shù)時(shí)候，他都在幕后默默地為發(fā)射場(chǎng)的技術(shù)設(shè)備提供保障。

傳統(tǒng)發(fā)射場(chǎng)為確保設(shè)施設(shè)備狀態(tài)具備發(fā)射條件，需要大量操作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。直到發(fā)射前15分鐘，塔架上最后一組回轉(zhuǎn)平臺(tái)打開(kāi)，所有人員才能從發(fā)射區(qū)撤離。

每每這時(shí)，唐立總是想：“什么時(shí)候航天發(fā)射也能實(shí)現(xiàn)‘遠(yuǎn)程操控、無(wú)人值守就好了?！?/p>

2021年年初，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組召開(kāi)第一次碰頭會(huì)。

“那是一次真正激烈的思想‘碰撞，問(wèn)題都擺在了桌面上，有些人甚至紅了眼?！被叵肫鹉谴螘?huì)議，黃文韜很是感慨。

“小到某項(xiàng)功能開(kāi)發(fā)，大到完整的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，都是在設(shè)計(jì)架構(gòu)時(shí)必須考慮的?！必?fù)責(zé)設(shè)計(jì)架構(gòu)的工程師趙文想舉例說(shuō)，“不同種類(lèi)的系統(tǒng)融合起來(lái)會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題？哪種技術(shù)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、對(duì)接便捷性和可擴(kuò)展性？……這些問(wèn)題也需要提前考慮。”

經(jīng)歷這次“碰撞”，大家達(dá)成共識(shí)：要構(gòu)建起系統(tǒng)自運(yùn)行體系，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維、指揮、決策鏈路的無(wú)縫融合，沒(méi)有任何捷徑，只能從零開(kāi)始，一項(xiàng)一項(xiàng)突破。

隊(duì)伍前所未有地團(tuán)結(jié)起來(lái)——

為尋求最優(yōu)方案，研究人員白天奔赴一線實(shí)地考察，晚上就在辦公室針對(duì)軟件需求、方案設(shè)計(jì)等開(kāi)展“頭腦風(fēng)暴”。最終，他們?cè)O(shè)計(jì)出了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)層、大數(shù)據(jù)平臺(tái)層和智慧應(yīng)用層三層架構(gòu)的全系統(tǒng)、全流程總體方案。

方案匯報(bào)當(dāng)天，模擬發(fā)射流程在大屏幕上全維呈現(xiàn)，發(fā)射全程各項(xiàng)結(jié)果報(bào)告準(zhǔn)確，指揮口令自動(dòng)執(zhí)行，智慧發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)在推演層面變成現(xiàn)實(shí)！

航天發(fā)射場(chǎng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)融合體——需要地面多個(gè)設(shè)施設(shè)備的協(xié)同配合，也需要統(tǒng)一的調(diào)度指揮操作。

以往，這些設(shè)施設(shè)備要靠人工統(tǒng)一調(diào)度才能協(xié)同配合。正因如此，之前有人感嘆，在數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的今天，這個(gè)行業(yè)卻還在“刀耕火種”，設(shè)施設(shè)備好比一座座島嶼孤獨(dú)地分散在信息大海上。

“這正是智慧發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)要打破的?！碧屏⒏嬖V記者。

然而，打破信息孤島的突破口在哪里？如何讓開(kāi)發(fā)工作更有效率？這些問(wèn)題并沒(méi)有現(xiàn)成答案。

一次攻關(guān)會(huì)上，在建模與仿真技術(shù)領(lǐng)域有著多年經(jīng)驗(yàn)的工程師李斌發(fā)言道：“虛擬現(xiàn)實(shí)能讓人產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)，工作人員就可以直觀了解9A工位運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，有助于掌握現(xiàn)場(chǎng)工作情況，也利于后期系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)?！?/p>

唐立肯定了他的想法，智慧應(yīng)用場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)也被提到前所未有的高度?！爱?dāng)時(shí)受疫情影響，各個(gè)環(huán)節(jié)工作都有所滯后，但工位建設(shè)必須在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成?！闭劶巴拢畋笥洃洩q新。

為保證工作進(jìn)度，李斌帶著大家吃住在工作現(xiàn)場(chǎng)。萬(wàn)籟俱寂的深夜里，伴著機(jī)柜發(fā)出的嗡嗡聲，他們一邊忍受蚊蟲(chóng)叮咬，一邊在鍵盤(pán)上敲擊一段段代碼。困了就站起來(lái)走一走，再堅(jiān)持不住就喝一杯速溶咖啡……最終，他們突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成功還原了發(fā)射場(chǎng)內(nèi)外環(huán)境。

“現(xiàn)在，智慧應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)成為整個(gè)系統(tǒng)的‘門(mén)面?！碧屏⒔榻B說(shuō)，“地面設(shè)備動(dòng)作邏輯實(shí)現(xiàn)可視化，平臺(tái)、擺桿、發(fā)射臺(tái)等設(shè)備的動(dòng)作乃至整個(gè)加注過(guò)程都可以通過(guò)三維動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，做到與發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)完全一致?！?/p>

2021年9月初，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心召開(kāi)的9A工位建設(shè)推進(jìn)會(huì)上，該中心主任李宗利下達(dá)命令：“所有系統(tǒng)要在10月中旬前具備參加合練的條件，必須按時(shí)上線！”

“想要按時(shí)上線，就得將原有5個(gè)月的工作量壓縮到一個(gè)月內(nèi)完成?！庇腥藛?wèn)，“合練可以推遲嗎？”

“推遲合練將直接影響9A工位的火箭首飛計(jì)劃，后果非常嚴(yán)重，我們絕不能拖后腿！”黃文韜回答得斬釘截鐵。

“將系統(tǒng)的功能開(kāi)發(fā)順序重新排序，把寶貴時(shí)間花在關(guān)鍵功能的實(shí)現(xiàn)上……”黃文韜回憶，“當(dāng)時(shí)，一天要安排兩天的工作量，早上8點(diǎn)進(jìn)入辦公室，半夜2點(diǎn)才能出來(lái)?！?/p>

經(jīng)過(guò)一個(gè)月的緊張攻關(guān)，系統(tǒng)終于成功上線，任務(wù)合練按計(jì)劃順利進(jìn)行——

“發(fā)射”前約4個(gè)小時(shí)，地面人員就完成了從9A工位塔架下撤離。在距塔架約兩公里的遠(yuǎn)程控制室內(nèi)，空調(diào)、平臺(tái)、擺桿等崗位的操作人員緊盯屏幕，密切監(jiān)視著“火箭”狀態(tài)。不需要人的參與，僅僅依靠系統(tǒng)的自動(dòng)操作，“火箭”順利完成液氧加注、連接器脫落、電纜擺桿打開(kāi)等一系列動(dòng)作，進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)……

“遠(yuǎn)程操控、無(wú)人值守”終于成為現(xiàn)實(shí)！

“如今的智慧發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)，更加穩(wěn)定，更加便捷！”系統(tǒng)投入使用一周年之際，黃文韜興奮地告訴記者，“現(xiàn)在我們已經(jīng)具備保障多種型號(hào)火箭的能力，發(fā)射場(chǎng)日常運(yùn)維也逐步納入系統(tǒng)管轄?！?/p>

“這套系統(tǒng)的研發(fā)為我國(guó)智慧發(fā)射場(chǎng)建設(shè)探索了一條新路，為后續(xù)的發(fā)射場(chǎng)現(xiàn)代化建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”唐立表示，“黨的二十大報(bào)告指出，要加快實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。我們將立足新階段，勇?lián)率姑瑸楹教鞆?qiáng)國(guó)建設(shè)書(shū)寫(xiě)新篇章！”

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