試驗數據應用體系架構設計

文/李進

1 試驗數據相關概念及特點

1.1 試驗數據概念

試驗數據是指通過試驗獲得的經過解釋或賦予定義后可得到量化信息的資料，包括數字、圖表、符號、曲線等。武器裝備試驗與鑒定的過程就是一個獲取和處理試驗數據，并對技術裝備的性能作出評定的、復雜的數據運動過程。

1.2 試驗數據的特點

裝備試驗是一項嚴密組織的系統工程，對試驗環境、試驗設備、試驗人員都有一定的要求。與其它數據相比，試驗數據在來源、數據模式、數據時效性方面有很大的不同，具有以下特點：

1.2.1 數據來源廣泛、數據量大

試驗數據既包括試驗文書和試驗資料等試驗資料檔案數據，也包括測試數據、觀測數據、目標特性數據、環境物理場數據、模型與仿真數據和計量標校數據等。此外，與試驗相關的圖片、媒體信息、原始時域文件等也屬于試驗數據的范疇。隨著測試技術的進步，試驗項目越來越多，所采集的試驗數據也在不斷增加，每次試驗產生的數據量都可能達到幾千兆，需要管理的試驗數據量是非常龐大的。

1.2.2 數據價值相對穩定

一般的商業數據，隨著時間的推移，歷史試驗數據的細節不再重要，只有簡單的數據匯總值對以后的數據分析有利用價值。但武器裝備試驗數據對于裝備全壽命管理周期的有效期很長，可以達到十幾年。試驗進行的早晚和試驗數據的價值沒有必然的聯系；很多年前的試驗數據，也可能有很高的利用價值，需要一直保存，不能被隨意的刪除。

1.2.3 數據類型多樣

裝備試驗數據有多個維度，可以按不同的方法進行分類。比如，根據領域不同，試驗可分為多種不同的項目。不同項目的試驗信息資源數據在采集方式、數據模式上有很大的區別。隨著測試技術的進步，試驗項目處于一個動態變化的過程中。

圖1：試驗數據應用體系架構示意圖

1.2.4 數據模式不確定

試驗具有易變性特點。根據試驗目的的不同，在具體的數據采集過程中，試驗對象的運行情況和使用通道數目是變化的，對應的試驗數據在模式上會各不相同。另外，試驗裝備的更新換代、試驗方法的改進、試驗環境的變化、具體試驗對象的特點也會影響數據模式。

1.2.5 數據與數據處理程序緊密耦合

不同的試驗項目會用到不同的采集分析軟件，數據分析方法由對應軟件提供；試驗目的不同，則對數據的分析處理方法不同，生成的文件格式也不一樣，即數據與處理程序是緊密耦合的。不同軟件對同一個物理量的描述可能會使用不同的數據量綱，當對這些數據進行對比時，需要進行數值換算，正確體現數據間的關系。

1.3 試驗數據應用概念

試驗數據應用是指針對特定數據應用需求，依托各級試驗數據管理部門，基于規范、可用、有效的數據實體，所進行的數據支撐環境建設以及數據生成、查詢、分析、挖掘、展現、驗證等一系列活動。

2 試驗數據應用體系架構設計與分析

2.1 試驗數據應用體系架構設計

試驗數據應用體系主要由試驗數據應用服務平臺、試驗數據應用基礎條件和試驗數據業務應用3部分組成，如圖1所示。

2.2 試驗數據應用服務平臺分析

試驗數據應用服務平臺主要由試驗數據服務系統、試驗數據規劃與設計系統以及試驗數據采集系統等組成，包含整個數據應用運行流程。試驗數據服務系統為試驗數據應用提供基本運行保障，包括為試驗數據應用提供了技術保障和方式方法等；試驗數據規劃與設計系統輸出試驗數據應用的總體思路，包括確定各系統及各數據產品之間的關系；試驗數據采集系統按照總體思路，在基本運行和基礎條件的保障下對試驗數據進行采集、處理形成可用數據產品，是試驗數據應用的基礎和核心系統。

2.3 試驗數據應用基礎條件分析

試驗數據應用基礎條件是試驗數據應用的前提和保障，主要由標準規范、體制機制、數據基礎和技術基礎等4部分組成。

標準規范是指為保障試驗數據應用運行而發布的具有指導性、強制性的執行、應用標準和規范性文件，通常包括通信協議、集成標準、安全保密規定、相關國家軍隊標準等，具有約束和指導試驗數據應用運行的作用。

體制機制是指為保障試驗數據應用工作運行而制定的制度，是指試驗數據應用內部工作關系和方式，體現了試驗數據應用工作中各系統及數據的運行流程和方式。主要包含結構組成、層級關系和權限界面等。試驗數據應用機制是保障試驗數據應用工作順利、效率開展的前提與基礎。

數據基礎是指為保障試驗數據應用工作而準備的相關數據資源。數據基礎主要包括實驗過程中的實物、半實物和虛擬試驗資源組件及相關的對象模型等，它的主要形式是一個分布式存儲和可統一管理的邏輯數據庫。其建設內容主要是建立分布式資源倉庫框架，并創建能夠存儲對象模型、組件模型、資源屬性等信息與文件的數據庫結構。支持具有按區域、功能進行資源檢索的能力，支持跨區域大系統集成應用，具有多種資源使用授權模式。

技術基礎是指為保障試驗數據應用工作而提供基礎軟硬件環境和相應的技術手段和方法。主要由硬件設施、基礎軟件和共用軟件組成，為基地數據中心數據采集、處理、應用和展現提供運行穩定、安全可靠的基礎支撐環境。其中，硬件設施包括計算、存儲和網絡設備；基礎軟件包括服務器操作系統、桌面操作系統、數據庫管理系統、中間件和辦公軟件等；共用軟件包括資源管理、調度管理、運行監控、虛擬化、用戶管理和安全管理軟件等。

2.4 試驗數據應用業務系統分析

試驗數據應用業務系統是試驗數據用戶應用的具體實現，也是試驗數據發揮效能的有效途徑。試驗數據業務應用是在試驗數據應用基礎條件和服務平臺的保障下，直接為用戶提供的數據應用服務。典型數據應用系統主要用于對來自不同數據庫的各種數據進行關聯、重組、綜合分析，主要包括試驗數據管理系統、項目建設輔助管理系統、裝備管理系統和科研管理系統等。

2.4.1 試驗數據管理系統

試驗數據管理系統主要用于對試驗數據進行全壽命周期管理。通過定義試驗數據模板，實現對試驗計劃、試驗大綱、試驗方案、試驗結果等信息的采集和綜合管理，從多個維度對試驗進行展示，通過對試驗數據的綜合分析，利用多樣化的數據可視化手段，為試驗航區、站點、測控系統建設規劃論證、試驗方案輔助設計、試驗綜合效益評定等提供支持。

2.4.2 項目建設輔助管理系統

項目建設輔助管理系統主要實現對試驗相關項目建設全過程管理，包括專項建設計劃、方案、人才庫等信息的綜合管理，通過多樣化的數據可視化手段，全面地展現專項建設項目的開展情況，通過對數據的挖掘分析，為首長機關進行管理決策提供支撐，并提供預警、提示等功能。

2.4.3 裝備信息管理系統

裝備信息管理系統主要輔助用戶進行試驗專用裝備日常管理，跟蹤、了解現有裝備實力情況、技術狀態、維修保養、參試保障情況等，為裝備維修、退役報廢等業務工作提供技術支撐。

2.4.4 科研管理系統

科研管理系統主要實現對靶場科研工作的全過程和相關信息的全要素管理，通過多樣化的通過多樣化的數據可視化手段，全面地展現科研工作情況，并通過對數據的挖掘分析，為首長機關進行科研管理決策提供支撐。

3 結束語

信息和數據作為現代科技戰場的“制高點”，其效能的發揮在戰爭勝負中的權重越來越大。怎樣科學劃分試驗數據應用層次，使數據變成可用信息、讓信息流在參試單位之間高效的、受控的流轉、應用，最大限度發揮試驗數據應用效益，是現階段數據工程所要完成的最重要工作，具有現實的軍事、經濟意義。