为9A工位打造“超级大脑” 我国首个智慧发射场系统诞生记
【创新故事】
◎本报记者 张 强 通 讯 员 任应平 毋殿翔
夏日的余晖洒向晋西北高原静谧的山谷，晕染了墨色的山峦。
从山腰向下望，一座高耸的发射架矗立在山坳，足有几十层楼房高，直插云天。这就是太原卫星发射中心9A工位——我国首个智慧发射场。
2022年3月29日，长征六号改运载火箭搭载“浦江二号”和“天鲲二号”卫星从这里飞天。这是该型火箭首飞，也是9A工位首次亮相。
“一年多来，智慧发射场已圆满完成两次航天发射保障任务。”太原卫星发射中心智慧发射场系统技术攻关团队负责人黄文韬日前告诉科技日报记者，“构建智慧发射场，软件系统是核心。智慧发射场系统是9A工位实现数字化、自动化、智能化的重要平台，是发射场的‘超级大脑’。”
从零开始构建系统自运行体系
作为研发团队负责人，太原卫星发射中心技术部主任唐立已经在航天发射领域耕耘了30多年。大多数时候，他都在幕后默默地为发射场的技术设备提供保障。
传统发射场为确保设施设备状态具备发射条件，需要大量操作人员进行现场确认。直到发射前15分钟，塔架上最后一组回转平台打开，所有人员才能从发射区撤离。
每每这时，唐立总是想：“什么时候航天发射也能实现‘远程操控、无人值守’就好了。”
2021年年初，系统开发项目组召开第一次碰头会。
“那是一次真正激烈的思想‘碰撞’，问题都摆在了桌面上，有些人甚至红了眼。”回想起那次会议，黄文韬很是感慨。
“小到某项功能开发，大到完整的设计系统，都是在设计架构时必须要考虑的。”负责设计架构的工程师赵文想举例说，“不同种类的系统融合起来会产生什么问题？哪种技术能实现数据实时性、对接便捷性和可扩展性？……这些问题也需要提前考虑。”
经历这次“碰撞”，大家达成共识：要构建起系统自运行体系，实现运维、指挥、决策链路的无缝融合，没有任何捷径，只能从零开始，一项一项突破。
队伍前所未有地团结起来——
为寻求最优方案，研究人员白天奔赴一线实地考察，晚上就在办公室针对软件需求、方案设计等开展“头脑风暴”。最终，他们设计出了物联网系统层、大数据平台层和智慧应用层三层架构的全系统、全流程总体方案。
方案汇报当天，模拟发射流程在大屏幕上全维呈现，发射全程各项结果报告准确，指挥口令自动执行，智慧发射场系统在推演层面变成现实！
让技术人员在开发中“身临其境”
航天发射场是一个复杂的系统融合体——需要地面多个设施设备的协同配合，也需要统一的调度指挥操作。
以往，这些设施设备要靠人工统一调度才能协同配合。正因如此，之前有人感叹，在数字技术快速发展的今天，这个行业却还在“刀耕火种”，设施设备好比一座座岛屿孤独地分散在信息大海上。
“这正是智慧发射场系统要打破的。”唐立告诉记者。
然而，打破信息孤岛的突破口在哪里？如何让开发工作更有效率？这些问题并没有现成答案。
一次攻关会上，在建模与仿真技术领域有着多年经验的工程师李斌发言道：“虚拟现实能让人产生身临其境的感觉，借助虚拟现实，工作人员就可以直观了解9A工位运行的各个环节，有助于掌握现场工作情况，也利于后期系统的运行维护。”
唐立肯定了他的想法，智慧应用场景的开发也被提到前所未有的高度。
“当时受疫情影响，各个环节工作都有所滞后，但工位建设必须在规定时间节点完成。”谈及往事，李斌记忆犹新。
为保证工作进度，李斌带着大家吃住在工作现场。万籁俱寂的深夜里，伴着机柜发出的嗡嗡声，他们一边忍受蚊虫叮咬，一边在键盘上敲击一段段代码。困了就站起来走一走，再坚持不住就喝一杯速溶咖啡……最终，他们突破了多项关键技术，利用虚拟现实技术成功还原了发射场内外环境。
“现在，智慧应用场景已经成为整个系统的‘门面’。”唐立介绍说，“地面设备动作逻辑实现可视化，平台、摆杆、发射台等设备的动作乃至整个加注过程都可以通过三维动态呈现，做到与发射现场完全一致。”
“远程操控、无人值守”终成现实
2021年9月初，在太原卫星发射中心召开的9A工位建设推进会上，该中心主任李宗利下达命令：“所有系统要在10月中旬前具备参加合练的条件，必须按时上线！”
“想要按时上线，就得将原有5个月的工作量压缩到1个月内完成。”有人问，“合练可以推迟吗？”
“推迟合练将直接影响9A工位的火箭首飞计划，后果非常严重，我们绝不能拖后腿！”黄文韬回答得斩钉截铁。
“将系统的功能开发顺序重新排序，把宝贵时间花在关键功能的实现上……”黄文韬回忆，“当时，一天要安排两天的工作量，早上8点进入办公室，半夜2点才能出来。”
经过1个月的紧张攻关，系统终于成功上线，任务合练按计划顺利进行——
“发射”前约4个小时，地面人员就完成了从9A工位塔架下撤离。在距塔架约两公里的远程控制室内，空调、平台、摆杆等岗位的操作人员紧盯屏幕，密切监视着“火箭”状态。不需要人的参与，仅仅依靠系统的自动操作，“火箭”顺利完成液氧加注、连接器脱落、电缆摆杆打开等一系列动作，进入发射状态……
“远程操控、无人值守”终于成为现实！
“如今的智慧发射场系统，更加稳定，更加便捷！”系统投入使用一周年之际，黄文韬兴奋地告诉记者，“现在我们已经具备保障多种型号火箭的能力，发射场日常运维也逐步纳入系统管辖。”
“这套系统的研发为我国智慧发射场建设探索了一条新路，为后续的发射场现代化建设奠定了坚实基础。”唐立表示，“党的二十大报告指出，要加快实施创新驱动发展战略，加快实现高水平科技自立自强。我们将立足新阶段，勇担新使命，为航天强国建设书写新篇章！”