野戰程控交換機維修訓練平臺需求與研究

郝央紀+龍珊+劉相如

一、立項背景

通信裝備維修工作是提高通信裝備保障能力，保證通信暢通的重要手段。特別是在戰時，裝備故障率高，要求搶修時間短，要在野戰條件下，迅速完成裝備故障的診斷和修理，必須研制出技術先進、功能齊全、能夠自動檢測、并顯示出故障部位的故障診斷設備。隨著現在軍事通信技術的日益發展，通指裝備種類、裝備數量越來越多，設備復雜程度、集成化水平越來越高，給維修技術人員的技術保障提出了更高的要求。現在的電路檢測需要通過人工測量電路中關鍵點、線的電壓、電流、阻抗及元器件等必要參數，結合故障現象和電路原理進行仔細分析、推敲，才能診斷出電路板的故障部位或故障元器件。這種常規的電路板故障檢測方法已很難滿足現代通信裝備的保障需求；同時故障性維修向預防性維修的轉變的維修趨勢，也要求我們探索新的保障方法和思路。因此急切需要研制一套實用的故障判斷分析以及可進行預防性維修的操作平臺。

野戰程控電話交換機是一種新型便攜式程控用戶交換機，是野戰條件下使用的主要電話交換設備，隨著野戰程控交換機的批量生產并裝備使用，使野戰電話通信由原來的人工交換一躍成為程控交換，為部隊的軍事演習、搶險救災和高技術條件下的局部戰爭提供了更高更快的通信保障手段。同時也給我們提出了新的問題，由于該機擁有量大，技術先進，集成化程度高，加之維修人員少，這就對維修人員的技術水平和維修手段提出了更高的要求。依據基層級和中繼級維修人員的編制和技術水平，根本不可能按照“技術保障要求”的規定，在較短的時間內完成故障的診斷和排除。對于基地級維修人員而言，即使把故障壓縮到了單板上，由于各電路板的功能較多，出、入信號繁雜，加上時序電路，要用常用的儀表查找出故障元器件，速度很慢。特別是在脫機的情況下，由于電源無法供給，無激勵信號，給維修工作帶來了很大麻煩，影響了交換機的保障效力。為了適應現代戰爭的需求，提高通信裝備的維修效率，保證在任何情況下都能夠快速、準確、高質量地完成野戰程控交換機的維修任務，確保野戰程控交換機最大程度發揮有線通信效益，急需研制開發《野戰程控交換機維修訓練平臺》。

二、設計思路與功能簡介

該項目在研究野戰程控交換機的電路原理、工作過程的基礎上，綜合運用計算機測控、通信、數據庫、微處理器仿真等技術；采用模塊化、組合化的設計思想。創新研制了電路板故障自動測試與定位系統；專家診斷系統；野戰程控交換機仿真訓練系統；電路圖、實物圖和故障診斷流程圖查詢系統。它不僅可以自動檢查野戰程控交換機各種電路板的好壞，而且能夠判斷出產生故障的部位和故障點，解決了人工判斷故障慢、故障點定位難、時序電路和大規模集成電路脫離交換機無法判斷故障的難題；減輕了維修人員的勞動強度，提高了維修速度，解決了基層單位因維修人員缺乏，裝備完好率低的問題；在維修中減少了對設備元器件的誤拆焊操作，延長設備使用壽命，使機線故障事先發現率較以前提高50%以上，提前處置率達80%以上；平臺具有野戰程控交換機的仿真訓練功能，可仿真野戰程控交換機的開通、設置與操作，極大地方便了教練員教學，使初學人員能夠在短時間內掌握野戰程控交換機的操作方法、工作原理、維修方法，可縮短訓練周期2-3個月，省時省力，解決了基層教員和訓練樣機嚴重缺乏的問題。平臺配套的專家智能診斷系統和原理圖、印制板電路圖查詢系統，根據需要可以快速調用、查詢并在專家診斷系統指導下進行故障定位，極大地方便了維修人員，提高了野戰程控交換機的維修效率，為保證通信暢通創造了良好條件。

三、主要科技創新

項目采用計算機控制、通信和測量等技術，研制了電路板自動測試與故障自動定位系統，實現了野戰程控交換機故障診斷與定位的自動化。平臺根據野戰程控交換機的電路原理、工作過程，采用計算機控制、通信和測量等技術設計而成，實現了測試激勵信號自動接入，測試電路自動轉換，電路工作狀態分析、故障電路板的自動判斷；操作人員只需把被測電路板插入測試插座，按下測試鍵，維修訓練平臺將在幾分鐘內自動測試出電路板的好壞，并以漢字的形式報告出故障部位。提高了野戰程控交換機的維修速度。減輕了維修人員的勞動強度，解決了基層單位因維修人員缺乏，裝備完好率低的問題，為保證通信暢通創造了良好的條件。

創新實現了電路板故障自動定位與專家智能診斷系統指導故障定位方法的一體化設計，解決了人工判斷故障慢、故障點定位難、時序電路和大規模集成電路脫離交換機無法判斷故障的難題，提高了維修效率。它不僅可以自動檢查交換機各種電路板的好壞，而且能夠判斷出產生故障的部位和故障點，對于個別不易提取測試信號的電路，由維修訓練平臺提供測試激勵信號，在專家智能診斷系統的指導下，快速進行故障定位，減少對設備元器件的誤拆焊操作，延長設備使用壽命；使機線故障事先發現率較以前提高50%以上，提前處置率達80%以上，系統級預檢處置能力顯著增強。

采用多CPU、多線程和分散控制技術，研制了野戰程控交換機仿真訓練模塊。具有野戰程控交換機的仿真訓練功能，可仿真野戰程控交換機的開通、設置與操作，極大地方便了教練員教學，使初學人員能夠在短時間內掌握野戰程控交換機的操作方法、工作原理、維修方法。可縮短訓練周期2—3個月，省時省力；解決了基層教員和訓練樣機嚴重缺乏的問題。

采用Delhi與ACCESS數據庫技術，設計了維修訓練平臺配套的軟件系統，具有電路原理圖、印制板電路圖、器件位置圖、電路板實物圖、故障診斷流程圖查詢功能；電原理圖查詢導航、計算機輔助教學、故障診斷定位、數據庫添加等功能。維修人員可以根據需要隨時調用，并在專家診斷系統的指導下進行故障定位；也可以通過電原理圖、印制板電路圖等查詢系統，快速查閱所需的電路圖幫助維修。通過在線檢測數據和維修知識輔助支持，野戰條件下機線設備修復時間平均能縮短1小時以上，裝備維修技術保障能力顯著提升。

維修訓練平臺采用了優化設計技術，減少了器件，降低了成本，縮小了體積，減輕了重量，耗電量小。在鈴流電路的設計上，改變了傳統的設計思路，采用DC-AC鈴流產生模塊設計，平時不需要產生鈴流時，CPU控制線無控制信號，鈴流無輸出；在需要產生鈴流信號時，由CPU發出控制信號，鈴流產生模塊工作，輸出25Hz、90V的鈴流信號，使電路體積更小，性能更穩定，操作更靈活；譯碼電路采用了可編程邏輯陣列器件設計，減少了器件用量，降低了成本，提高了工作可靠性。

采用了模塊化設計，檢測功能獨特，系統抗干擾能力強，適合野戰條件下應用。系統采用了我軍首創專用的DCP收發模塊、鈴流檢測模塊、撥號音檢測模塊和A/D差分電路設計，實現了DCP信令電路、鈴流產生電路、撥號音電路和電源板輸出電路故障的自動診斷。控制電路采用了菲利普公司的工業級單片計算機，外加看門狗電路，使系統抗干擾能力更強，適合野戰條件下使用。