
任務規劃是一門伴隨現代信息技術而發展起來的高新技術,已被廣泛應用于飛機、水面艦艇、地面車輛的導航系統中。目前國內關于任務規劃的研究主要集中在作戰指揮方面,而裝備保障指揮方面的研究則十分欠缺。為提高和確保裝備保障力量的保障效能和生存能力,故對裝備保障任務規劃系統體系結構進行研究,以適應未來戰爭的信息化、智能化和無人化發展趨勢。
裝備保障任務規劃系統,指在從保障任務目標確定到保障任務完成的整個過程中,安排裝備保障力量執行何種保障任務以及如何實施保障,使裝備保障力量生存概率和整體保障效能達到最佳。整個規劃系統由威脅建模、威脅評估、任務分配、路徑規劃、戰術決策以及指控中心等子系統組成,并在指控中心系統的指揮控制下,實現對裝備保障任務的規劃與實時重新規劃。規劃系統最后所給出的具體規劃結果包括裝備保障力量分配、保障任務分配和保障路徑。
1 系統需求分析
裝備保障是為滿足部隊遂行各項任務的需要,對裝備保障采取的一系列保證性措施以及進行的相應活動的統稱。裝備保障力量是實施裝備保障的主體,裝備保障的對象是裝備保障任務,裝備保障的過程即裝備保障力量完成裝備保障任務的過程。裝備保障力量與裝備保障任務,在正常情況下,二者是一一對應關系,即有多少的保障任務就有多少對應的裝備保障力量。但實際上,通常情況下實際的裝備保障力量是少于裝備保障任務所需的裝備保障力量的,戰時這種差距更大。信息化戰爭條件下,戰場環境復雜、作戰樣式多變,首先直接導致了裝備保障任務的多樣、多變及不確定性,難以準確預測裝備保障任務類型、數量、發生地點等;其次也導致裝備保障力量的戰損、補充的動態變化。二者關系如圖1所示。二者的這種不確定性與動態性,最終導致裝備保障復雜性、不確定性甚至是低下的裝備保障效率。這就需要對裝備保障任務與裝備保障力量進行規劃,減少二者之間對應的不確定性,增強裝備保障效益。
由于戰時裝備保障任務主要是由敵方攻擊導致裝備的戰損而產生裝備保障任務,這導致裝備保障任務的不確定性遠遠高于裝備保障力量,因此上述規劃應以裝備保障力量為基礎。未來裝備保障力量模塊化編組是裝備保障力量發展的趨勢,加之戰時裝備保障力量是按照群—隊—組的形式區分編組裝備保障力量的, 因此,該規劃系統中將裝備保障力量劃分為裝備保障力量單元,并以裝備保障力量單元為基本研究對象。
2 系統基本功能
對裝備保障而言,裝備保障任務規劃系統的基本功能是根據裝備保障能力和裝備保障任務地域地理環境、威脅環境等因素,為裝備保障任務目標規劃出滿足要求的保障力量與保障路徑,并可以根據需要進行局部重新規劃。為確保裝備保障過程中裝備保障力量的有效利用和任務的完成,一般需要多種裝備保障力量單元進行協同,因此對于裝備保障任務規劃系統而言,協同功能尤為重要。其主要功能包括:
2.1 系統內的多裝備保障力量單元保障任務規劃與分配
將保障任務按重要性、緊迫性進行區分,按照保障任裝備保 障力量單元在保障地域的分布,調配相應的裝備保障力量單元。例如:有M個裝備保障力量單元要對N個保障任務目標進行保障,如何對這些裝備保障任務進行分配要根據保障效能以及目標的重要程度進行合理分配。首先任務規劃系統按照重要性與緊迫性選取任務目標進行保障,并確定任務目標的保障順序及任務路徑。
2.2 裝備保障力量單元間共享資源的協調
為完成所分配的任務,合理地將系統中的共享資源(如通用工具子系統、技術人員、通信、控制系統以及各種信息等)分配給各個裝備保障力量單元。這要求裝備保障力量單元具有較強的數據通信能力以及數據融合的能力,以便裝備保障力量單元之間要進行最低限度的通信,既能實現相互協同,又能保證隱蔽性,不容易被敵方偵察和干擾。
2.3 多裝備保障力量單元之間的協同任務路徑規劃
在裝備保障過程中,當某個裝備保障力量單元被指派去完成某個確定的裝備保障任務,二者之間的能力與需求關系是確定的,那么裝備保障力量單元如何到達裝備保障任務地點即選擇機動路徑就十分重要。規劃系統根據保障任務地域環境,綜合評估戰場威脅、通行條件、任務時間、通信條件等,規劃裝備保障任務路徑。同時,在任務路徑規劃過程中,需要做好裝備保障力量單元之間的協同,避免多個裝備保障力量單元進行同一個保障任務等造成的保障力量局部過剩、重要保障任務目標裝備保障力量稀缺的現象。
2.4 多裝備保障力量單元之間的協同控制
主要指多裝備保障力量單元在機動途中的協調控制,避免裝備保障局部過度集中造成目標過大,及共同完成某項任務時力量單元之間的協調操縱及其控制。
3 多保障力量單元協同任務規劃系統的體系結構
在復雜多變的戰場環境中,裝備保障任務規劃系統的體系結構在很大程度上決定著系統作戰的效率和靈活性,體系結構的選擇應能使系統滿足良好的伸縮性、高魯棒性、高可靠性、快速反應能力、動態重構能力以及容錯能力等要求。
多裝備保障協同任務規劃系統的體系結構主要分為集中式控制和分布式控制兩類系統。
如圖2所示,集中式控制系統的特點是由唯一的任務指控中心對整個系統進行控制。在集中式控制系統中,任務規劃功能集中在任務指控中心,裝備保障力量單元僅具有底層控制功能。但集中式控制可靠性低、通信延遲、計算量大、消耗時間長、缺乏魯棒性。