為9A工位打造“超級大腦”——我國首個智慧發射場系統誕生記

科技日報記者 張 強? 通訊員 任應平 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。

(資料圖)

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

2022年3月29日，長征六號改運載火箭搭載“浦江二號”和“天鯤二號”衛星從這里飛天。這是該型火箭首飛，也是9A工位首次亮相。

“一年多來，智慧發射場已圓滿完成兩次航天發射保障任務。”太原衛星發射中心智慧發射場系統技術攻關團隊負責人黃文韜日前告訴科技日報記者，“構建智慧發射場，軟件系統是核心。智慧發射場系統是9A工位實現數字化、自動化、智能化的重要平臺，是發射場的‘超級大腦’。”

從零開始構建系統自運行體系

作為研發團隊負責人，太原衛星發射中心技術部主任唐立已經在航天發射領域耕耘了30多年。大多數時候，他都在幕后默默地為發射場的技術設備提供保障。

傳統發射場為確保設施設備狀態具備發射條件，需要大量操作人員進行現場確認。直到發射前15分鐘，塔架上最后一組回轉平臺打開，所有人員才能從發射區撤離。

每每這時，唐立總是想：“什么時候航天發射也能實現‘遠程操控、無人值守’就好了。”

2021年年初，系統開發項目組召開第一次碰頭會。

“那是一次真正激烈的思想‘碰撞’，問題都擺在了桌面上，有些人甚至紅了眼。”回想起那次會議，黃文韜很是感慨。

“小到某項功能開發，大到完整的設計系統，都是在設計架構時必須要考慮的。”負責設計架構的工程師趙文想舉例說，“不同種類的系統融合起來會產生什么問題？哪種技術能實現數據實時性、對接便捷性和可擴展性？……這些問題也需要提前考慮。”

經歷這次“碰撞”，大家達成共識：要構建起系統自運行體系，實現運維、指揮、決策鏈路的無縫融合，沒有任何捷徑，只能從零開始，一項一項突破。

隊伍前所未有地團結起來——

為尋求最優方案，研究人員白天奔赴一線實地考察，晚上就在辦公室針對軟件需求、方案設計等開展“頭腦風暴”。最終，他們設計出了物聯網系統層、大數據平臺層和智慧應用層三層架構的全系統、全流程總體方案。

方案匯報當天，模擬發射流程在大屏幕上全維呈現，發射全程各項結果報告準確，指揮口令自動執行，智慧發射場系統在推演層面變成現實！

讓技術人員在開發中“身臨其境”

航天發射場是一個復雜的系統融合體——需要地面多個設施設備的協同配合，也需要統一的調度指揮操作。

以往，這些設施設備要靠人工統一調度才能協同配合。正因如此，之前有人感嘆，在數字技術快速發展的今天，這個行業卻還在“刀耕火種”，設施設備好比一座座島嶼孤獨地分散在信息大海上。

“這正是智慧發射場系統要打破的。”唐立告訴記者。

然而，打破信息孤島的突破口在哪里？如何讓開發工作更有效率？這些問題并沒有現成答案。

一次攻關會上，在建模與仿真技術領域有著多年經驗的工程師李斌發言道：“虛擬現實能讓人產生身臨其境的感覺，借助虛擬現實，工作人員就可以直觀了解9A工位運行的各個環節，有助于掌握現場工作情況，也利于后期系統的運行維護。”

唐立肯定了他的想法，智慧應用場景的開發也被提到前所未有的高度。

“當時受疫情影響，各個環節工作都有所滯后，但工位建設必須在規定時間節點完成。”談及往事，李斌記憶猶新。

為保證工作進度，李斌帶著大家吃住在工作現場。萬籟俱寂的深夜里，伴著機柜發出的嗡嗡聲，他們一邊忍受蚊蟲叮咬，一邊在鍵盤上敲擊一段段代碼。困了就站起來走一走，再堅持不住就喝一杯速溶咖啡……最終，他們突破了多項關鍵技術，利用虛擬現實技術成功還原了發射場內外環境。

“現在，智慧應用場景已經成為整個系統的‘門面’。”唐立介紹說，“地面設備動作邏輯實現可視化，平臺、擺桿、發射臺等設備的動作乃至整個加注過程都可以通過三維動態呈現，做到與發射現場完全一致。”

“遠程操控、無人值守”終成現實

2021年9月初，在太原衛星發射中心召開的9A工位建設推進會上，該中心主任李宗利下達命令：“所有系統要在10月中旬前具備參加合練的條件，必須按時上線！”

“想要按時上線，就得將原有5個月的工作量壓縮到1個月內完成。”有人問，“合練可以推遲嗎？”

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

“將系統的功能開發順序重新排序，把寶貴時間花在關鍵功能的實現上……”黃文韜回憶，“當時，一天要安排兩天的工作量，早上8點進入辦公室，半夜2點才能出來。”

經過1個月的緊張攻關，系統終于成功上線，任務合練按計劃順利進行——

“發射”前約4個小時，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程控制室內，空調、平臺、擺桿等崗位的操作人員緊盯屏幕，密切監視著“火箭”狀態。不需要人的參與，僅僅依靠系統的自動操作，“火箭”順利完成液氧加注、連接器脫落、電纜擺桿打開等一系列動作，進入發射狀態……

“遠程操控、無人值守”終于成為現實！

“如今的智慧發射場系統，更加穩定，更加便捷！”系統投入使用一周年之際，黃文韜興奮地告訴記者，“現在我們已經具備保障多種型號火箭的能力，發射場日常運維也逐步納入系統管轄。”

“這套系統的研發為我國智慧發射場建設探索了一條新路，為后續的發射場現代化建設奠定了堅實基礎。”唐立表示，“黨的二十大報告指出，要加快實施創新驅動發展戰略，加快實現高水平科技自立自強。我們將立足新階段，勇擔新使命，為航天強國建設書寫新篇章！”

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