孫　鑫　陳曉東　嚴(yán)江江

“任務(wù)規(guī)劃”已經(jīng)有很多年的歷史,大家對(duì)于任務(wù)規(guī)劃的內(nèi)涵、來(lái)歷、應(yīng)用場(chǎng)景、規(guī)劃對(duì)象,以及什么是“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”,認(rèn)識(shí)并不一樣.主要有如下幾方面原因:首先,“任務(wù)規(guī)劃”是舶來(lái)詞,來(lái)自于英文“mission planning”,在引進(jìn)以前并沒(méi)有與之相對(duì)應(yīng)的詞語(yǔ);其次,“任務(wù)規(guī)劃”的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛多樣,造成不同領(lǐng)域的理解不一樣;最后,“任務(wù)規(guī)劃”本身一直都沒(méi)有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn).

“任務(wù)規(guī)劃”就是針對(duì)“任務(wù)”的“規(guī)劃”.這個(gè)“任務(wù)”是什么,在不同領(lǐng)域有不同的解釋.在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域,一般指的是武器裝備的偵察、監(jiān)視、飛行、攻擊等“任務(wù)”,即軍事領(lǐng)域中的“任務(wù)規(guī)劃”來(lái)自于飛機(jī)、導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)等武器裝備的作戰(zhàn)使用過(guò)程[1].

而“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”,是指使用計(jì)算機(jī)開(kāi)展任務(wù)規(guī)劃工作的信息系統(tǒng)[1].按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有使用計(jì)算機(jī)的古代軍事謀略,使用手工在紙質(zhì)地圖上繪制航線的規(guī)劃都不能算作“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”的范疇,在外文文獻(xiàn)中關(guān)于任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的介紹,“computerbased”都是必然要出現(xiàn)的詞語(yǔ).

當(dāng)前,“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”無(wú)論在國(guó)外還是國(guó)內(nèi),都處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期.本文對(duì)國(guó)外“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”的發(fā)展情況進(jìn)行總結(jié),主要內(nèi)容包括任務(wù)規(guī)劃的含義,任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展歷程,未來(lái)展望等.

1　“任務(wù)規(guī)劃”的含義

“mission planning”中文翻譯成“任務(wù)規(guī)劃”.“規(guī)劃”在日常生活中用的很多,例如城市規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃、職業(yè)規(guī)劃等.漢語(yǔ)中還有一個(gè)詞“計(jì)劃”,“規(guī)劃”比“計(jì)劃”范圍、規(guī)模要大,更加宏觀、全面、長(zhǎng)遠(yuǎn),用的場(chǎng)合也更加正式.“規(guī)劃”一般不作具體安排,主要是定目標(biāo)、定規(guī)模、定項(xiàng)目、定前景,時(shí)間期限也比較長(zhǎng),一般是3年,5年,10年,20年.而“計(jì)劃”規(guī)模沒(méi)有“規(guī)劃”大,“涉及面”沒(méi)有“規(guī)劃”廣.相對(duì)于“規(guī)劃”來(lái)說(shuō),“計(jì)劃”時(shí)間性要求更強(qiáng)一些,期限更短,內(nèi)容上也更單一、具體,有強(qiáng)烈的約束性.

而從國(guó)外“mission planning”的具體內(nèi)容來(lái)說(shuō),是對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行認(rèn)識(shí)和分析,根據(jù)預(yù)定實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),對(duì)若干可供選擇的動(dòng)作及所提供的資源限制實(shí)施推理,綜合制定出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的動(dòng)作序列.從這個(gè)含義上說(shuō),更準(zhǔn)確的翻譯應(yīng)該是“任務(wù)計(jì)劃”,“mission planning system”應(yīng)該是“任務(wù)計(jì)劃系統(tǒng)”.只是在英文中,“規(guī)劃”、“計(jì)劃”對(duì)應(yīng)的都是“planning”這個(gè)詞;另外,翻譯成“任務(wù)規(guī)劃”已經(jīng)多年,成為約定俗稱(chēng)的詞語(yǔ).

“planning”作為“計(jì)劃”,在維基百科定義中[2],要求滿足如下步驟:

1)選擇需要達(dá)成的一個(gè)目標(biāo)(或意圖,或目的);

2)制定和評(píng)估多個(gè)可供選擇的方案;

3)在供選擇的方案中選定最終執(zhí)行的方案.

這有幾個(gè)含義.首先,必須要有目標(biāo)(目的),沒(méi)有目標(biāo)就沒(méi)有“planning”.其次,沒(méi)有可供選擇的方案,只有一個(gè)執(zhí)行方案也不是“planning”.很多工作只需執(zhí)行,不需要用到“planning”.最后,它給出了一個(gè)判斷是否屬于“planning”的重要標(biāo)準(zhǔn).不滿足上述3條要求,就不是“planning”.

因此,“任務(wù)規(guī)劃”,本質(zhì)是“任務(wù)計(jì)劃”,其計(jì)劃過(guò)程需要3個(gè)步驟,即明確達(dá)成的目標(biāo),制定和評(píng)估多個(gè)可供選擇的方案,確定最終執(zhí)行的方案.

根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)的分析,“任務(wù)規(guī)劃”起源于軍用飛行器,主要針對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)等,盡管其近年來(lái)有所擴(kuò)張到艦船、車(chē)輛等,但仍是針對(duì)武器裝備.因此,在外軍中,“任務(wù)規(guī)劃”的定位是戰(zhàn)術(shù)級(jí)、武器單元級(jí),例如“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng).在更高層級(jí),一般不使用“mission planning”,而直接用“planning”,例如美軍戰(zhàn)役層級(jí)的戰(zhàn)區(qū)自動(dòng)化規(guī)劃系統(tǒng)(Contingency Theatre Automated Planning System,CTAPS),戰(zhàn)役和戰(zhàn)略層級(jí)的聯(lián)合作戰(zhàn)規(guī)劃與執(zhí)行系統(tǒng)(Joint Operation Planning and Execution System,JOPES) 等[3?4].

另外,在戰(zhàn)役級(jí)及戰(zhàn)術(shù)級(jí),“規(guī)劃系統(tǒng)”或者“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”本質(zhì)上就是使用計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng).但是在戰(zhàn)略層級(jí),“規(guī)劃系統(tǒng)”并不完全是通常理解的“信息系統(tǒng)”.英文“system”翻譯成“系統(tǒng)”,但還有“體系”、“制度”的含義.因此,戰(zhàn)略層級(jí)的“規(guī)劃系統(tǒng)”可能是一種制度、一種機(jī)制、一種規(guī)程,而不是通常認(rèn)為的“信息系統(tǒng)”.例如,聯(lián)合戰(zhàn)略規(guī)劃系統(tǒng)(Joint Strategic Planning System,JSPS),其輸出產(chǎn)物有4個(gè):國(guó)家軍事戰(zhàn)略文檔、聯(lián)合計(jì)劃文檔、聯(lián)合戰(zhàn)略能力計(jì)劃、參聯(lián)會(huì)主席項(xiàng)目評(píng)估文檔,這4個(gè)都是國(guó)家戰(zhàn)略性指導(dǎo)文件,顯然不是一個(gè)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)能完成的[5].

2　任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展歷程

從大量外文文獻(xiàn)上看,“任務(wù)規(guī)劃”在軍事領(lǐng)域的起源來(lái)自于“軍用飛行器”[1,6?8],而軍用飛行器出現(xiàn)在20世紀(jì)初,也就是說(shuō),針對(duì)“任務(wù)規(guī)劃”,其歷史并不長(zhǎng).

由于美軍的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展最早、最全面,遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家,因此,國(guó)外任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展主要介紹美軍的情況.國(guó)外任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的發(fā)展可以大致劃分為4個(gè)階段:原始階段、起步階段、集約階段、擴(kuò)展階段.

2.1　原始階段

這一階段是1900年到1970年.嚴(yán)格意義上講,這個(gè)階段并不是“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”的發(fā)展階段,而屬于“原始任務(wù)規(guī)劃”的階段.因?yàn)檫@個(gè)階段的“任務(wù)規(guī)劃”并沒(méi)有使用“計(jì)算機(jī)”.

自1903年飛機(jī)被發(fā)明以來(lái),就出現(xiàn)了“任務(wù)規(guī)劃”這一概念,但早期任務(wù)規(guī)劃能做的工作非常有限.直到第一次世界大戰(zhàn)、第二次世界大戰(zhàn)期間,開(kāi)始有了基于紙質(zhì)地圖的手工規(guī)劃工作,包括重要城市、目標(biāo)位置、威脅位置、威脅范圍、友軍飛機(jī)活動(dòng)區(qū)域、目標(biāo)打擊時(shí)間、飛行航跡等規(guī)劃要素.手工規(guī)劃能使用的工具也非常簡(jiǎn)陋,包括計(jì)算尺(Slide rules)、紙質(zhì)地圖(Paper maps)、膠水(Glue)等.那是一個(gè)“鉛筆和橡皮”的年代,也被稱(chēng)為“鉛筆頭式規(guī)劃”[9].圖1所示為二戰(zhàn)期間英國(guó)空軍的規(guī)劃室.

圖1　二戰(zhàn)期間英國(guó)空軍的規(guī)劃室(planning room)

這個(gè)階段持續(xù)的時(shí)間并不短.雖然1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC就已發(fā)明,但在隨后的幾十年里,由于體型龐大、價(jià)格昂貴、機(jī)器性能等因素,計(jì)算機(jī)并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用,在軍事領(lǐng)域僅限于核武器研制和國(guó)土防空指揮等核心領(lǐng)域.1954年,IBM開(kāi)始為美國(guó)空軍研制SAGE計(jì)算機(jī),在1958年用于整個(gè)北美地區(qū)的防空指揮,占地1英畝(約4046m2),配備了1000人.整個(gè)SAGE項(xiàng)目耗資100億美元,相當(dāng)于現(xiàn)在的600億美元以上[2].圖2為1958年用于北美防空指揮的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)SAGE.

圖2　1958年用于北美防空指揮的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)SAGE

2.2　起步階段

這一階段跨越時(shí)期主要是1977～1990年.

2.2.1　導(dǎo)彈、飛機(jī)的百花齊放

根據(jù)資料,現(xiàn)代意義上的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)最早誕生于20世紀(jì)70年代美國(guó)海軍的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈,隨著70年代計(jì)算機(jī)的性能提升、以及體積和價(jià)格下降到可以接受的程度,具備了工程研制條件,1977年‘戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)研制成功[6].

隨后的1980年,美國(guó)空軍的F-16也開(kāi)始研制任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)[10].緊接著在80年代,B-52轟炸機(jī)、A-10攻擊機(jī)等也都有了自己的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),原先支持F-16的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)也幾經(jīng)升級(jí)能夠支持F-15、F-111等其他型號(hào)的戰(zhàn)斗機(jī)[11?13].在1990年,美國(guó)空軍還研制了戰(zhàn)斗武器投放軟件(Combat Weapons Delivery Software CWDS),能夠?yàn)榭哲娭饕w機(jī)的機(jī)載武器提供統(tǒng)一的武器投放規(guī)劃方案.80年代的美國(guó)海軍也針對(duì)F/A-18、A-6等航母艦載機(jī)及其機(jī)載導(dǎo)彈,開(kāi)展了任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)研制[14?16].

2.2.2　集中于單飛行器的飛行規(guī)劃

在20世紀(jì)80年代,任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)能干的事主要是在較原始的GIS上繪制飛行航線[10],并能將表格數(shù)據(jù)自動(dòng)加載到數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備上,然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備加載規(guī)劃數(shù)據(jù)到飛機(jī)或?qū)椛?那時(shí)的GIS雖已出現(xiàn),但功能很弱;GIS在70年代已經(jīng)在大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)中作為研究項(xiàng)目出現(xiàn),直到1982年,ESRI公司開(kāi)發(fā)出ArcInfo 1.0,這是世界上第一個(gè)商業(yè)化的GIS,但仍然較為原始[2].

同時(shí),當(dāng)時(shí)的大型計(jì)算機(jī)如售價(jià)高達(dá)100萬(wàn)美元的IBM 360大型機(jī),性能還不如現(xiàn)在的一部普通手機(jī).因此,起步階段的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)主要是支持一些飛機(jī)、導(dǎo)彈飛行航跡的規(guī)劃,即使是“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈,其采用的地形輪廓匹配、地形跟蹤等技術(shù),本質(zhì)上也是圍繞飛行航跡服務(wù).還有一部分功能是飛行數(shù)據(jù)的自動(dòng)化加載、下載.起步階段的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)受制于計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)、支撐軟件等各種限制,功能非常有限.

2.2.3　各軍種系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展

美軍海軍雖然在“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈上率先研制了任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),但在飛機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)上,美國(guó)空軍領(lǐng)先一步,除了早期的計(jì)算機(jī)輔助任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(Computer-Aided Mission Planning System,CAMPS)等預(yù)研性質(zhì)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)外,正式裝備的系統(tǒng)有可部署飛行器規(guī)劃系統(tǒng)(Deployable Aircraft Planning System,DAPS),任務(wù)支持系統(tǒng)(Mission Support System,MSS)系列,以及飛行規(guī)劃器(Flight Planner,FPLAN)等.DAPS主要針對(duì)B-52轟炸機(jī);MSS在80年代發(fā)展有2代系統(tǒng),分別為MSS I和MSS II,先后支持F-16(1983)、F-15(1986)、F-111(1988)的任務(wù)規(guī)劃;FPLAN則主要支持A-10(1984)的任務(wù)規(guī)劃[10?13].

而在同一時(shí)間,1985年美國(guó)海軍開(kāi)始研制戰(zhàn)術(shù)飛行器任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(Tactical Aircraft Mission Planning System TAMPS),用于支持F/A-18和A-6的任務(wù)規(guī)劃,1986年12月TAMPS在卡爾·文森號(hào)航母的戰(zhàn)情中心部署了2臺(tái)工作站,號(hào)稱(chēng)獲得初始作戰(zhàn)能力[14?16].

客觀上講,美軍從一開(kāi)始就非常注重任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的集約化發(fā)展,例如F-16、F-15、F-111就都統(tǒng)一在MSS系統(tǒng)中,而美國(guó)海軍除了“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)在獨(dú)立發(fā)展,其所有飛機(jī)和機(jī)載導(dǎo)彈的任務(wù)規(guī)劃在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都統(tǒng)一在TAMPS系統(tǒng)中,而且TAMPS還一直用于海軍陸戰(zhàn)隊(duì).但是在“摸著石頭過(guò)河”以及技術(shù)探索的起步階段,出現(xiàn)各軍種獨(dú)立發(fā)展眾多系統(tǒng)的現(xiàn)象也是歷史發(fā)展的必然.圖3為美國(guó)空軍80年代任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展歷程.

圖3　美國(guó)空軍80年代任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展歷程

當(dāng)時(shí)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)大多是基于UNIX的大型專(zhuān)用機(jī),少量系統(tǒng)和軟件采用了普通的PC機(jī).

2.3　集約階段

這一階段跨越時(shí)期主要是從1990～2004年.

2.3.1　PFPS的快速崛起

1990年,佐治亞技術(shù)研究所為美國(guó)空中警衛(wèi)隊(duì)的F-16機(jī)組人員開(kāi)發(fā)了一套基于PC(Personal Computer)的地圖產(chǎn)品:FalconView.同期,美國(guó)埃格林空軍基地空軍作戰(zhàn)測(cè)試與評(píng)估中心的第46測(cè)試中隊(duì)也開(kāi)發(fā)了一套基于windows操作系統(tǒng)的戰(zhàn)斗飛行規(guī)劃軟件(Combat Flight Planning Software,CFPS).CFPS最初只提供一些表格式的路徑規(guī)劃功能,類(lèi)似于現(xiàn)在的Excel[17?18].

1993年,第46測(cè)試中隊(duì)在臺(tái)布林公司的支持下,將 CFPS集成到 FalconView中,變成了一個(gè)新的軟件,即著名的便攜式飛行規(guī)劃軟件(Portable Flight Planning Software,PFPS).此后,PFPS不斷將各種基于PC的軟件納入,除了CFPS、FalconView,還有戰(zhàn)斗武器投放軟件(Combat Weapon Delivery Software,CWDS)、作戰(zhàn)空投規(guī)劃軟件(Combat Airdrop Planning Software,CAPS)、作戰(zhàn)目標(biāo)規(guī)劃軟件(Combat Target Planning Software)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備加載軟件(DTC load software)等紛紛被集成進(jìn)PFPS[17?18].

從可用性上來(lái)講,PFPS的設(shè)計(jì)主旨是:“像Office一樣使用”,而Microsoft Office是美國(guó)軍方辦公系統(tǒng)和PC機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)軟件,所有用戶(hù)都對(duì)Microsoft Office非常熟悉.因此,PFPS因其簡(jiǎn)單易用、速度快的特點(diǎn),發(fā)展非常迅速.

PFPS最初在空軍發(fā)展,不到一年的時(shí)間內(nèi)就被海軍采納,由海軍改版成N-PFPS[8].同期,PFPS也被陸軍所采用,稱(chēng)為Army-PFPS,后發(fā)展成陸軍航空任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(Aviation Mission Planning System,AMPS).

2.3.2　實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)要求集約發(fā)展

1991年,爆發(fā)了舉世矚目的“海灣戰(zhàn)爭(zhēng)”.美國(guó)海軍的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈在任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的支持下,一鳴驚人,震撼世界.除此之外,在戰(zhàn)爭(zhēng)期間,空軍的各種任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)包括MSS II、FPLAN、DAPS、CWDS,以及海軍的TAMPS都在實(shí)戰(zhàn)中進(jìn)行了應(yīng)用,接受了考驗(yàn).

美軍雖然在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中取得了壓倒性的勝利,但也暴露出不同機(jī)型多套任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),多種操作環(huán)境下的眾多弊端,有了統(tǒng)一任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)框架的強(qiáng)烈需求.于是在1992年,美軍開(kāi)始醞釀任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域的軍事變革.這次變革主要分為2個(gè)階段,第一階段是90年代各軍種內(nèi)部的集約化發(fā)展;第二階段是本世紀(jì)延續(xù)至今的多軍種集約化發(fā)展[9].

在第一階段時(shí)期的美國(guó)空軍,于1992年設(shè)立了一個(gè)新項(xiàng)目“空軍任務(wù)支持系統(tǒng)”(Air Force Mission Support System,AFMSS),意圖通過(guò)該項(xiàng)目為空軍所有的固定翼和旋翼飛機(jī)(主要是直升機(jī))以及機(jī)載武器提供統(tǒng)一的任務(wù)規(guī)劃.AFMSS最初基于MSS II,后改為“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”(Mission Planning System,MPS).1997年,美國(guó)空軍將PFPS也納入到AFMSS的范疇.雖然MPS與PFPS都納入了AFMSS,但貌合神離.而且AFMSS理念過(guò)于超前,很多技術(shù)基礎(chǔ)和管理體制都沒(méi)有跟上,導(dǎo)致在實(shí)際使用中,暴露出了很多嚴(yán)重問(wèn)題.如設(shè)備故障時(shí)間遠(yuǎn)低于指標(biāo)要求、交互操作非常繁瑣、規(guī)劃時(shí)間大大超出預(yù)期等.圖4為AFMSS的演進(jìn).

同期,美國(guó)海軍也將TAMPS和N-PFPS合并成一個(gè)項(xiàng)目,稱(chēng)為海軍任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(Naval Mission Planning Systems,NavMPS),海軍的NavMPS與空軍的AFMSS存在同樣的問(wèn)題.

在第二階段時(shí)期,從1998年開(kāi)始,聯(lián)合任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(Joint Mission Planning System JMPS)概念被提出,美國(guó)海軍的TAMPS、N-PFPS和美國(guó)空軍的AFMSS等都計(jì)劃被JMPS替代.JMPS從1999年開(kāi)始研制,原計(jì)劃在2004年完成研制,用5年時(shí)間替代各軍種現(xiàn)有的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),但是,JMPS的研制困難程度超出想象,研制過(guò)程一再延期.后又提出在2009年全面實(shí)現(xiàn)海軍、空軍、陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)4個(gè)軍種所有戰(zhàn)術(shù)武器裝備均采用JMPS框架的目標(biāo)[19?21].

截止2016年,美國(guó)海軍的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈仍然在獨(dú)立發(fā)展,美國(guó)陸軍的AMPS也仍在獨(dú)立使用.除此之外,所有的飛機(jī)、導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)基本都統(tǒng)一到了JMPS框架下.

2.3.3　規(guī)劃能力不斷拓展提升

在80年代起步階段的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)中,核心功能就是飛行器的飛行航跡規(guī)劃,功能比較單一、簡(jiǎn)單.隨著90年代計(jì)算機(jī)硬件和各種軟件系統(tǒng)的飛速發(fā)展,為任務(wù)規(guī)劃功能的拓展和提升奠定了良好基礎(chǔ).

首先,傳統(tǒng)的飛行航跡規(guī)劃功能不斷增強(qiáng).例如PFPS能夠提供電子數(shù)據(jù)表格和GIS地圖上交互這2種交互方式進(jìn)行路徑編輯功能,提升了易用性和靈活性.

圖4　AFMSS的演進(jìn)

其次,一大批與“精確打擊”相關(guān)的規(guī)劃能力日益發(fā)展.例如目標(biāo)區(qū)規(guī)劃、武器投放規(guī)劃等,JMPS中的CWDS組件就支持編隊(duì)攻擊規(guī)劃、目標(biāo)區(qū)機(jī)動(dòng)規(guī)劃、發(fā)射區(qū)可用性計(jì)算、安全逃離/安全脫離輔助計(jì)算、附帶毀傷和突防計(jì)算等功能.

再次,與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境相關(guān)的雷達(dá)預(yù)測(cè)、威脅分析、地形遮蔽、氣象分析等功能也在不斷加入和增強(qiáng).例如空軍的MPS、海軍的TAMPS以及PFPS中基本都帶有這些功能.

最后,與戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、3D計(jì)劃預(yù)演等相關(guān)的各種可視化功能得到了不斷拓展和提升,這在每個(gè)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)中基本上已成為了標(biāo)準(zhǔn)化配置.

2.4　擴(kuò)張階段

這一階段跨越時(shí)期主要是2005年至今.

2.4.1　彌補(bǔ)“戰(zhàn)術(shù)層面”與“戰(zhàn)役層面”缺口

在美軍的概念中,“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”的定位是戰(zhàn)術(shù)級(jí)及以下級(jí)別,不論是TAMPS、AFMSS還是PFPS以及JMPS框架,都局限于戰(zhàn)術(shù)級(jí)或單元級(jí).在更高層次的戰(zhàn)役級(jí)別,一般都不稱(chēng)為“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”,而一般稱(chēng)為“××規(guī)劃系統(tǒng)”,例如戰(zhàn)略級(jí)的JOPES、JSPS,戰(zhàn)役級(jí)的CTAPS等.與戰(zhàn)術(shù)級(jí)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)不同,戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃系統(tǒng)除了進(jìn)行作戰(zhàn)規(guī)劃外,還需要進(jìn)行各戰(zhàn)術(shù)飛行器的任務(wù)分配、空域分配和沖突控制管理、以及作戰(zhàn)兵力的部署和調(diào)度規(guī)劃等.

對(duì)于空軍的戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃系統(tǒng),20世紀(jì)90年代就在戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)管理核心系統(tǒng)(Theater Battle Management Core System,TBMCS)中研制了戰(zhàn)區(qū)自動(dòng)化規(guī)劃系統(tǒng)(Contingency Theatre Automated Planning System CTAPS).CTAPS后來(lái)不斷擴(kuò)張,包含了作戰(zhàn)規(guī)劃系統(tǒng)、空域管理和沖突消解系統(tǒng)、兵力管理系統(tǒng)、兵力執(zhí)行系統(tǒng)、戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢(shì)集成顯示系統(tǒng)等等子系統(tǒng).

對(duì)于海軍的戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃系統(tǒng),早期主要使用遠(yuǎn)征作戰(zhàn)參謀規(guī)劃工具(Expeditionary StuffPlanning Folder,ESPF)、遠(yuǎn)征作戰(zhàn)決策支持系統(tǒng)(Expeditionary Decision Support System,EDSS)開(kāi)展戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃工作.2007年,為提升基于JMPS框架的各種飛行器任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)與戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃系統(tǒng)的接口協(xié)調(diào)性,啟動(dòng)了新的戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃系統(tǒng)研制,重點(diǎn)將ESPF和EDSS進(jìn)行了改造,也集成到JMPS框架,形成了遠(yuǎn)征部隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(Joint Mission Planning SystemExpeditionary,JMPS-E).JMPS-E雖然帶有“任務(wù)規(guī)劃”,但屬于戰(zhàn)役級(jí)規(guī)劃系統(tǒng).JMPS-E由于也使用了JMPS框架,能夠無(wú)縫鏈接來(lái)自各個(gè)戰(zhàn)術(shù)級(jí)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(F/A-18、EA-18G、F-35等飛行器任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng))的各種規(guī)劃信息,從而高效實(shí)現(xiàn)多武器、多平臺(tái)的協(xié)同規(guī)劃和行動(dòng)協(xié)調(diào).

2.4.2　“計(jì)劃階段”向“執(zhí)行階段”擴(kuò)張

在早期的規(guī)劃系統(tǒng)中,只能在計(jì)劃階段執(zhí)行規(guī)劃工作,規(guī)劃成果加載到武器裝備后,在執(zhí)行階段規(guī)劃系統(tǒng)就無(wú)能為力.21世紀(jì)以來(lái),美國(guó)海軍“戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)具備了在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中,進(jìn)行在線航跡規(guī)劃和打擊目標(biāo)更改的能力,使得規(guī)劃系統(tǒng)能夠在執(zhí)行階段發(fā)揮作用.2011年的利比亞戰(zhàn)爭(zhēng),“戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斧”首次進(jìn)行了“在線任務(wù)規(guī)劃”的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn).此外,美軍陸軍預(yù)研階段的“網(wǎng)火”導(dǎo)彈,在2010年的幾次試驗(yàn)中,其任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)也具備在線管控能力,能夠選擇已經(jīng)在飛行中的導(dǎo)彈,根據(jù)其狀態(tài)和是否成功發(fā)現(xiàn)目標(biāo),使其轉(zhuǎn)入新的航線,執(zhí)行新的任務(wù).

2007年啟動(dòng)研制的JMPS-E,也增加了執(zhí)行階段的應(yīng)急方案規(guī)劃(Crisis Action Planning CAP)能力,能夠通過(guò)艦載保密網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)各作戰(zhàn)單元的狀態(tài)等信息,以及能夠與全球指揮控制系統(tǒng)海軍版(Global Command and Control System-Marine,GCCS-M)等指揮控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫連接,獲取最新的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)和任務(wù)執(zhí)行信息.

2010年,美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室提出了作戰(zhàn)執(zhí)行階段的決策支持概念動(dòng)態(tài)態(tài)勢(shì)評(píng)估與預(yù)測(cè)(Dynamic Situation Assessment and Prediction,DSAP),并將DSAP融入到CTAPS中,在與指揮控制系統(tǒng)和情報(bào)保障系統(tǒng)無(wú)縫接駁的基礎(chǔ)上,基于最新態(tài)勢(shì)和目標(biāo)進(jìn)行超實(shí)時(shí)仿真分析與評(píng)估,“預(yù)測(cè)”戰(zhàn)爭(zhēng)走勢(shì),“透視”戰(zhàn)場(chǎng)未來(lái)變化,CTAPS據(jù)此不斷調(diào)整后續(xù)軍事行動(dòng)方案.同期,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局也啟動(dòng)了類(lèi)似的“深綠”計(jì)劃[24].

2.4.3　集中于飛行器規(guī)劃向車(chē)輛、艦船擴(kuò)張

目前所有的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)基本都是針對(duì)戰(zhàn)術(shù)飛行器的,JMPS也不例外.JMPS的目標(biāo)是為陸、海、空、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的所有飛行器提供統(tǒng)一的任務(wù)規(guī)劃框架,并不包括其他裝備(艦船、車(chē)輛).即使20世紀(jì)90年代后半期美國(guó)陸軍開(kāi)始發(fā)展AMPS,也都是針對(duì)陸軍的直升機(jī)等飛行器.

直到近些年來(lái),美國(guó)海軍、陸軍等才開(kāi)始陸續(xù)發(fā)展艦船、潛艇、車(chē)輛等的獨(dú)立任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng).2005年,美國(guó)海軍舊金山號(hào)核潛艇撞上水下海山,艇體受損,98名艇員受傷.這讓美國(guó)海軍開(kāi)始意識(shí)到潛艇等艦船開(kāi)展獨(dú)立任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)研制的必要性,相關(guān)項(xiàng)目開(kāi)始提上議事日程.2012年,由美國(guó)海軍研究辦公室(Office of Naval Research,ONR)支持的用于潛艇任務(wù)規(guī)劃的獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)完成.但為了進(jìn)一步擴(kuò)展到支持水面艦船,直到2014年12月,還在美國(guó)莫比爾灣基地進(jìn)行相關(guān)的升級(jí)和測(cè)試工作.美國(guó)陸軍到2014年秋季,開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)陸軍任務(wù)規(guī)劃工具(Army Mission Planning Tool,AMPT),用于裝甲營(yíng)、運(yùn)輸營(yíng)等的行動(dòng)規(guī)劃[24].

3　任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展展望

3.1　規(guī)劃框架平臺(tái)化

從國(guó)外發(fā)展情況來(lái)看,各種武器裝備的任務(wù)規(guī)劃框架平臺(tái)化是大勢(shì)所趨,早在90年代初美國(guó)空軍AFMSS提出時(shí),其構(gòu)想就非常宏偉龐大,一個(gè)系統(tǒng)包打天下,涵蓋空軍所有飛機(jī)、機(jī)載武器的任務(wù)規(guī)劃,而JMPS的構(gòu)想是與AFMSS一脈相承的,只不過(guò)目標(biāo)更加宏偉龐大,是涵蓋所有軍種的飛機(jī)、機(jī)載武器.而AFMSS提出的“統(tǒng)一平臺(tái)+各型組件”的系統(tǒng)架構(gòu)理念,在現(xiàn)在看來(lái)也是非常先進(jìn)的,更是被JMPS直接借鑒使用.雖然從過(guò)程上看,JMPS的發(fā)展并不順利,但發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)形成.任務(wù)規(guī)劃框架平臺(tái)化主要基于如下2個(gè)核心原因.

1)聯(lián)合作戰(zhàn)的內(nèi)在需要.各個(gè)武器裝備要協(xié)同作戰(zhàn),采用統(tǒng)一的任務(wù)規(guī)劃框架是必然選擇;沒(méi)有統(tǒng)一的基礎(chǔ)框架,各個(gè)武器裝備的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)被動(dòng)式聯(lián)接、捆綁式集成,無(wú)法直接互聯(lián)互通互操作,必將造成運(yùn)轉(zhuǎn)效率低,體系運(yùn)維困難,嚴(yán)重影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力的生成.

2)集約資源的需要,各種武器裝備的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)采用統(tǒng)一的平臺(tái)框架,顯然比各自獨(dú)立研制具有更高的資源效益.各種武器裝備任務(wù)規(guī)劃所需的目標(biāo)、測(cè)繪、氣象、敵情等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)資源直接共享,無(wú)論是數(shù)據(jù)交換格式、數(shù)據(jù)內(nèi)容等,甚至模型體系,都可以統(tǒng)一設(shè)計(jì),統(tǒng)一保障,大大提升資源使用效益.

3.2　規(guī)劃內(nèi)容外延化

任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里,都集中在飛機(jī)、導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)等飛行器的任務(wù)規(guī)劃上.但近些年來(lái),任務(wù)規(guī)劃的內(nèi)容有不斷擴(kuò)張的趨勢(shì).

首先,是規(guī)劃對(duì)象從傳統(tǒng)的飛機(jī)、導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)等飛行器擴(kuò)張到艦船、車(chē)輛等武器平臺(tái),這在近年來(lái)美國(guó)海軍研制艦船和潛艇任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),美國(guó)陸軍研制裝甲車(chē)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)可以看出一些端倪.

其次,是規(guī)劃層級(jí)從戰(zhàn)術(shù)層級(jí)向戰(zhàn)役層級(jí)擴(kuò)張,美軍近些年來(lái)在戰(zhàn)役層面已形成了較完備的規(guī)劃系統(tǒng).從戰(zhàn)術(shù)層級(jí)擴(kuò)張到戰(zhàn)役層級(jí),除了考慮基本的武器型號(hào)任務(wù)規(guī)劃外,更重要的是需要考慮多種武器裝備的協(xié)同偵察、協(xié)同打擊等,以及兵力的任務(wù)分配,兵力的行動(dòng)規(guī)劃,空域的協(xié)調(diào)管理等.

最后,是規(guī)劃內(nèi)容從純粹圍繞“作戰(zhàn)”本身,向圍繞“作戰(zhàn)周邊要素”擴(kuò)張,包括火力支援、防空支援、裝備保障、后勤供應(yīng)、政治工作等.從美軍目前的情況來(lái)看,除了空投、兵力部署等少量?jī)?nèi)容形成了任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)外,其他的內(nèi)容都沒(méi)有形成完整的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),都是人工規(guī)劃和計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算相結(jié)合的方式.但是,規(guī)劃內(nèi)容從“作戰(zhàn)本身”向“作戰(zhàn)周邊”擴(kuò)張是目前的重要發(fā)展趨勢(shì).

3.3　規(guī)劃對(duì)象聯(lián)合化

傳統(tǒng)上的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)都是針對(duì)單一武器裝備,例如早期美軍的戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈、F-16飛機(jī)、A-10飛機(jī)等.這種規(guī)劃對(duì)象單一的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)顯然不能滿足一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的需要.未來(lái)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),將是在統(tǒng)一平臺(tái)的規(guī)劃框架下,將各軍兵種、各武器裝備進(jìn)行統(tǒng)籌融合,滿足一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),規(guī)劃對(duì)象必然是跨軍種、跨域、跨武器裝備的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)要素.

美國(guó)海軍在2007年開(kāi)始研制JMPS-E,將海軍的所有飛行器進(jìn)行聯(lián)合作戰(zhàn)規(guī)劃,雖然只是針對(duì)單一軍種的所有類(lèi)型飛行器,尚不是跨軍種、跨多種類(lèi)型武器裝備,但已是一體化聯(lián)合作戰(zhàn)規(guī)劃的重大突破.隨著空海一體、分布式殺傷、作戰(zhàn)云等新作戰(zhàn)概念的提出[25],美軍越來(lái)越強(qiáng)調(diào)聯(lián)合作戰(zhàn),適應(yīng)一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)必將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì).

3.4　規(guī)劃形式智能化

近些年來(lái),一直都基于“最優(yōu)化理論”的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展遇到了瓶頸,在理論和技術(shù)上都沒(méi)有太多的突破和創(chuàng)新.近幾年,人工智能技術(shù)突飛猛進(jìn).作為信息技術(shù)綜合集成的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),借助于人工智能技術(shù),在人機(jī)交互方式、輔助指揮決策、智能優(yōu)化等方面將進(jìn)入一個(gè)全新的階段.

一是“語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)”提升交互操作效率.任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的傳統(tǒng)操作是手動(dòng)操作鼠標(biāo)、鍵盤(pán),可以通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù),對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)瀏覽、目標(biāo)定位、區(qū)域縮放、業(yè)務(wù)功能等進(jìn)行控制操作,提升交互效率和交互體驗(yàn).

二是“智能推薦技術(shù)”實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案推薦.可以將平時(shí)大量研討商定保存下來(lái)的火力打擊方案、兵力行動(dòng)方案等作戰(zhàn)方案,根據(jù)戰(zhàn)時(shí)特征屬性,自動(dòng)進(jìn)行相似度計(jì)算,推薦最優(yōu)方案并給出匹配度,大大加快決策效率,提升決策質(zhì)量.

三是“自然語(yǔ)言處理技術(shù)”處理非標(biāo)準(zhǔn)化文本.任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)中有大量的信息是非結(jié)構(gòu)化、非標(biāo)準(zhǔn)化的,例如作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)意圖、作戰(zhàn)想定、目標(biāo)描述、情報(bào)描述等,可以通過(guò)自然語(yǔ)言處理技術(shù)轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化文件,提升系統(tǒng)自動(dòng)化效率和智能化水平.

四是“深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)”開(kāi)展對(duì)抗型作戰(zhàn)推演.戰(zhàn)爭(zhēng)尤其是聯(lián)合作戰(zhàn)越來(lái)越復(fù)雜,需要貼近實(shí)戰(zhàn)的對(duì)抗型訓(xùn)練,可以通過(guò)深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù),基于模擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和模擬對(duì)抗對(duì)手進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,用于對(duì)抗型作戰(zhàn)訓(xùn)練和推演,從而提升作戰(zhàn)指揮員的指揮決策水平.

3.5　規(guī)劃過(guò)程預(yù)測(cè)化

當(dāng)前的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程主要是單向的,是基于當(dāng)前態(tài)勢(shì)進(jìn)行的下一步行動(dòng)的規(guī)劃.而未來(lái)的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)需要加入敵方動(dòng)態(tài)元素,形成雙向規(guī)劃,將敵方未來(lái)的決策行動(dòng)預(yù)測(cè)加入到任務(wù)規(guī)劃過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)“透視戰(zhàn)場(chǎng)、先敵決策”.

未來(lái)可以將體系仿真、兵棋推演、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)深度融合到任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)中,構(gòu)建基于體系仿真的作戰(zhàn)規(guī)劃體系架構(gòu)和使用模式.通過(guò)作戰(zhàn)規(guī)劃技術(shù)構(gòu)建合理可行的仿真想定,支撐兵棋行動(dòng)規(guī)則客觀正確;通過(guò)兵棋推演技術(shù)進(jìn)行作戰(zhàn)流程設(shè)計(jì)、確定規(guī)劃原則和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法,通過(guò)體系仿真技術(shù)細(xì)化裁決規(guī)劃和推演粒度,進(jìn)行作戰(zhàn)計(jì)劃科學(xué)定量評(píng)估;通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行作戰(zhàn)樣本學(xué)習(xí),訓(xùn)練決策模型,或者進(jìn)行對(duì)抗博弈.

4　結(jié)論

要實(shí)現(xiàn)信息化作戰(zhàn),就要大力發(fā)展各種任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),讓任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)代替人在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和海量的數(shù)據(jù)中進(jìn)行作戰(zhàn)任務(wù)的計(jì)劃、管理、控制和決策,這樣才能有效地將信息優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為決策優(yōu)勢(shì)、作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì).任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)對(duì)未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)的意義則更加重大,需要不斷深入研究,多方向、多角度、更全面地開(kāi)發(fā)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的潛在價(jià)值.

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