基于航電系統(tǒng)ICD分析的ICD管理系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

陳斌

[摘? ? 要 ]隨著我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航電技術(shù)也有了飛速提升，近幾年航電系統(tǒng)越來越完善，作為現(xiàn)代化戰(zhàn)斗機(jī)的重要組成部分，航電系統(tǒng)的發(fā)展能夠大幅提升我國(guó)航天系統(tǒng)發(fā)展水平，另外還能促進(jìn)我國(guó)軍事領(lǐng)域的進(jìn)步。基于此，我國(guó)相關(guān)部門加強(qiáng)了對(duì)航電系統(tǒng)的管理與維護(hù)，航空電子系統(tǒng)的通用接口文檔（ICD）管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，提升了我國(guó)航天系統(tǒng)的安全性，不僅促進(jìn)了ICD信息的升級(jí)與管理，還對(duì)ICD信息進(jìn)行了分析，更有利于這一領(lǐng)域工作人員對(duì)航電系統(tǒng)的維護(hù)與管理。在這一背景下，本文對(duì)航電系統(tǒng)ICD進(jìn)行了研究，分析了ICD管理系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，并對(duì)ICD管理系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)做出了論斷，提出了相對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施。

[關(guān)鍵詞]ICD管理系統(tǒng);現(xiàn)狀分析;策略

[中圖分類號(hào)]TN967.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）04–00–03

[Abstract]With the continuous development of science and technology in China， avionics technology has also been rapidly improved.In recent years， avionics system has become more and more perfect.As an important part of modern fighter， the development of avionics system can greatly improve the development level of China's aerospace system， and also promote the progress of China's military field.Based on this， China's relevant departments have strengthened the management and maintenance of avionics system.The emergence of general interface document （ICD） management system of avionics system has improved the security of China's aerospace system， not only promoting the upgrading and management of ICD information， but also analyzing the ICD information， which is more conducive to the maintenance and management of avionics system for staff in this field.In this context， this paper studies the ICD of avionics system， analyzes the operation status of ICD management system， and makes a judgment on the design of ICD management system platform， and puts forward corresponding improvement measures.

[Keywords]ICD management system; status analysis; strategy

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，航電系統(tǒng)在我國(guó)航空領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但對(duì)這一系統(tǒng)的管理與維護(hù)技術(shù)還存在部分問題，為解決這些問題，相關(guān)人員研發(fā)出了ICD系統(tǒng)，加強(qiáng)了對(duì)航電系統(tǒng)的管理，雖然ICD的出現(xiàn)提升了航電系統(tǒng)運(yùn)行效率，但同時(shí)也帶來了新的問題，對(duì)ICD系統(tǒng)的維護(hù)，以及ICD管理系統(tǒng)本身存在的問題等，都需要相關(guān)人員不斷加強(qiáng)對(duì)這一系統(tǒng)的管理與完善，使這項(xiàng)技術(shù)更進(jìn)一步，從而推動(dòng)我國(guó)科技水平的進(jìn)一步提升。

1 航電系統(tǒng)ICD概述

ICD系統(tǒng)在航空電子系統(tǒng)中連接各分系統(tǒng)與各設(shè)備間的信號(hào)，在航空電子系統(tǒng)中處于重中之重。傳統(tǒng)航電系統(tǒng)管理方法為手工編制檔案管理，這一傳統(tǒng)手段運(yùn)行效率比較低，也極其容易出現(xiàn)計(jì)算失誤等問題，降低了航空管理工作運(yùn)行效率。另外，由于航空技術(shù)的不斷進(jìn)步，需要管理的數(shù)據(jù)也在不斷增多，這就增加了航電管理系統(tǒng)的工作量。因此，完善ICD管理系統(tǒng)，提升管理質(zhì)量便尤為重要。

隨著ICD系統(tǒng)的不斷完善，ICD系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)功能也在不斷提升，能夠更高效地對(duì)航天設(shè)備各數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、查詢、分析等。還能夠?qū)Ω鲾?shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，使管理記錄更加趨于規(guī)范化。同時(shí)還增加了多種查詢方式，完善了查詢手段。

ICD信號(hào)中會(huì)包含多重信息，這些信息存在著一定的邏輯性，這些存在著邏輯性的信息被稱為域，域與信號(hào)之間存在著緊密聯(lián)系，一個(gè)信號(hào)可以包含多個(gè)域，但是域只存在于一個(gè)信號(hào)中，并且與所存在信號(hào)的周期保持一致，根據(jù)不同邏輯不同作用可以將域進(jìn)行進(jìn)一步劃分，比如布爾域、固定值域、整型域、枚舉域、BCD域等12種域，這些域有其特定作用與屬性，適用于所有航電系統(tǒng)。接下來將對(duì)不同類型的域進(jìn)行具體分析。ICD域組成部分如圖1所示。

1.1 標(biāo)簽域

標(biāo)簽域是由多個(gè)比特位表示數(shù)值的固定值域，主要用來表現(xiàn)ARING-249總線的標(biāo)簽信息。這一總線的標(biāo)簽信息使用的是8進(jìn)制數(shù)據(jù)來表達(dá)的，編碼方式采用從高到低進(jìn)行，使得數(shù)據(jù)看起來更加整潔規(guī)范，更便于管理。

1.2 布爾域

布爾域與枚舉域相差不大，相當(dāng)于一個(gè)枚舉域的比特位，但布爾域的取值較小，只取0或1，用來表示邏輯信號(hào)的增減。

1.3 定點(diǎn)域

定點(diǎn)域包含的內(nèi)容較多，借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，主要包含比例尺、最小/大值、符號(hào)位、單位、LSB等屬性的域。不同ICD系統(tǒng)對(duì)定點(diǎn)域分析及定義方式不同，相關(guān)人員便在定義域內(nèi)增加了節(jié)序?qū)傩裕沟迷谶M(jìn)行數(shù)據(jù)分析與記錄時(shí)按照高低位方式進(jìn)行傳輸，使得數(shù)據(jù)看起來更加具有條理性。

1.4 枚舉域

顧名思義，枚舉域類似列舉法，借助多個(gè)表示2的比特域進(jìn)行枚舉，其計(jì)算方式為2n，用來計(jì)算系統(tǒng)中存在的域值。

1.5 ASCⅡ域

ASCⅡ域借助數(shù)字8來進(jìn)行其中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)區(qū)間為0～255內(nèi)的8的倍數(shù)，用來表示5ASCⅡ內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。

1.6 BCD域

BCD域與5ASCⅡ域計(jì)算方式基本相似，BCD以4的整倍數(shù)來表示表格內(nèi)的信息數(shù)據(jù)，但這一數(shù)據(jù)不是用比特域來計(jì)算，而是采用定點(diǎn)域的方式來記錄，其屬性主要包括比例尺、單位、最大/小值等屬性，多用來統(tǒng)計(jì)時(shí)間、維度等信息。

1.7 DOUBLE域

DOUBLE域是用來表示雙精度浮點(diǎn)值的域，采用比特域計(jì)算方式，由64為比特位組成。

1.8 SINGLE域

與DOUBLE域相反，SINGLE域使用來表示單精度浮點(diǎn)值的域。

1.9 UNICODE域

UNICODE域也是借助比特域來進(jìn)行計(jì)算的域，由32的整倍數(shù)組成，來表示UNICODE的編碼數(shù)據(jù)。

2 ICD信息管理

ICD信息管理主要對(duì)域、系統(tǒng)、產(chǎn)品、信號(hào)等進(jìn)行多方面的管理。

2.1 項(xiàng)目管理

項(xiàng)目管理主要是指對(duì)機(jī)器型號(hào)、架次、運(yùn)行時(shí)間等信息的管理。對(duì)項(xiàng)目的管理分為多種機(jī)型，同一機(jī)型又分為多種系統(tǒng)，比如，飛行系統(tǒng)、航電系統(tǒng)等，這就使得ICD需要管理的內(nèi)容有所增加。

2.2 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要指對(duì)不同機(jī)型的子系統(tǒng)的維護(hù)，主要指對(duì)系統(tǒng)的功能、產(chǎn)品、描述等信息的管理。對(duì)系統(tǒng)的管理主要指某種機(jī)型內(nèi)的分系統(tǒng)，分系統(tǒng)又包含更小的設(shè)備組織，比如，航電系統(tǒng)又包括大氣系統(tǒng)、慣導(dǎo)系統(tǒng)等。慣導(dǎo)系統(tǒng)又包括慣導(dǎo)計(jì)算機(jī)等設(shè)備，使得ICD在進(jìn)行管理時(shí)要做好分類，具體問題具體分析，使檢測(cè)結(jié)果更加精確。

2.3 信號(hào)管理

信號(hào)管理主要指對(duì)產(chǎn)品的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)進(jìn)行管理與維護(hù)，并且要將信號(hào)進(jìn)行分類，以邏輯順序或物理順序進(jìn)行管理，劃分為數(shù)據(jù)塊與邏輯域，信號(hào)管理是在可制定化基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫的，能夠滿足不同用戶對(duì)信號(hào)的關(guān)注度，便于制定個(gè)性化方案。對(duì)信號(hào)的管理實(shí)際是對(duì)產(chǎn)品的通訊內(nèi)容進(jìn)行管理，信號(hào)分為總線與非總線兩部分，總線又包括MIL-STD-1553B、ARING-429、AFDX等分系統(tǒng)，非總線又包括離散量、電阻量、模擬量等。ICD系統(tǒng)信號(hào)管理結(jié)構(gòu)如圖2所示

3 ICD安全性分析

ICD系統(tǒng)對(duì)航電系統(tǒng)的管理具有極大的優(yōu)越性，經(jīng)過相關(guān)人員的不斷研究，安全性能有了極大提升，以下將對(duì)ICD系統(tǒng)在航電系統(tǒng)管理中的安全性做出全面分析。

3.1 數(shù)據(jù)安全

ICD系統(tǒng)有著專門記錄數(shù)據(jù)用的數(shù)據(jù)庫(kù)，用來記錄、修改、查詢、導(dǎo)出用戶操作功能權(quán)限，還可以根據(jù)用戶的不同需求做出針對(duì)性方案，用戶在進(jìn)行系統(tǒng)操作時(shí)有特定權(quán)限，并且只能在自己的權(quán)限內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。另外，ICD數(shù)據(jù)庫(kù)可以記錄下用戶對(duì)數(shù)據(jù)的修改狀況，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以在用戶對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)整不準(zhǔn)確出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，使系統(tǒng)的安全性能夠更進(jìn)一步提升。同時(shí)，用戶還可以通過客戶端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改并記錄，管理人員通過查看修改日志便可以對(duì)系統(tǒng)做出具體分析，以便專業(yè)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題并解決。

3.2 性能優(yōu)化

ICD數(shù)據(jù)庫(kù)可以對(duì)航電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及記錄，所涉及的數(shù)據(jù)量比較大，ICD管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)空間比較大，能夠滿足航電系統(tǒng)的要求，使航電系統(tǒng)運(yùn)行效率更進(jìn)一步提升。同時(shí)，ICD數(shù)據(jù)庫(kù)還能夠在大量用戶同時(shí)訪問時(shí)保質(zhì)保量完成任務(wù)，使用戶獲得良好的體驗(yàn)感。隨著工作人員對(duì)這一技術(shù)的不斷優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)的處理效率也在不斷提升，這就加大了航電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。ICD數(shù)據(jù)庫(kù)還按照設(shè)備功能對(duì)其進(jìn)行了合理優(yōu)化，設(shè)備維護(hù)更加便利，延長(zhǎng)了設(shè)備使用年限，在一定程度上降低了設(shè)備維護(hù)成本。

3.3 ICD服務(wù)器

ICD系統(tǒng)的核心為ICD服務(wù)器，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行記錄及同步，服務(wù)器又由多種部件組成，數(shù)據(jù)庫(kù)與服務(wù)軟件，用于存儲(chǔ)ICD數(shù)據(jù)的服務(wù)器可以通過JDBC直接與數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系，并通過TCP向各客戶端輸送信息，客戶想要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改時(shí)，客戶端會(huì)進(jìn)行記錄備份，服務(wù)器便可以通過客戶端向其他客戶傳遞這一信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步更新。

3.4 ICD客戶端

ICD客戶端已經(jīng)歷了長(zhǎng)期的演變改革，作為軟件使用人員的接口，用戶可以通過ICD客戶端查詢數(shù)據(jù)、記錄、編輯等，并通過這一系統(tǒng)進(jìn)行管理工作，因此客戶端還要為客戶提供可操作的平臺(tái)，還要滿足復(fù)雜ICD的設(shè)計(jì)需求，為用戶提供操作更加便利的平臺(tái)，另外還可以借助圖畫的形式，使設(shè)計(jì)過程趨于簡(jiǎn)單化，提升工作人員工作效率，使ICD處理數(shù)據(jù)的功能更進(jìn)一步提升，提高這一系統(tǒng)精確度。

4 ICD系統(tǒng)發(fā)展前景

ICD系統(tǒng)能夠在很大程度上滿足當(dāng)下技術(shù)需求，但隨著航電技術(shù)的不斷提升，對(duì)ICD管理系統(tǒng)也提出了新的要求，這就需要相關(guān)人員加緊對(duì)這一系統(tǒng)的研究與完善。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到多方面因素，可借助其他手段來對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行完善，如紅外檢測(cè)手段等，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，以便相關(guān)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的問題，并對(duì)其進(jìn)行解決，推動(dòng)這一系統(tǒng)更加完善。

航電ICD系統(tǒng)在未來還可能會(huì)加入新的總線協(xié)議，對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)經(jīng)營(yíng)分別分析。當(dāng)下ICD設(shè)計(jì)及管理并沒有加入擴(kuò)展技能，不能將之前使用過的數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移、導(dǎo)入，在對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行完善時(shí)，可以加入數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)，將之前研發(fā)使用的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到現(xiàn)有程序中，還可以建立自我檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)之前犯過錯(cuò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖定，在輸入相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)自我鎖定系統(tǒng)，減少失誤。

5 ICD系統(tǒng)改進(jìn)方案

雖然ICD系統(tǒng)為航電系統(tǒng)帶來了諸多便利，但在實(shí)際運(yùn)行過程中還存在著不少問題，拖慢了航電系統(tǒng)及其自身的發(fā)展速度，所以相關(guān)人員要加緊對(duì)這一系統(tǒng)的修整與完善，以下將對(duì)ICD存在的問題進(jìn)行具體分析并提出相關(guān)優(yōu)化方案。

5.1 借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)

雖然我國(guó)已處于發(fā)展中國(guó)家前列，但發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定差距，發(fā)達(dá)國(guó)家的ICD管理系統(tǒng)相比我國(guó)ICD管理系統(tǒng)來說更加完善，這就要求我國(guó)相關(guān)專業(yè)人士吸取發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)，為我所用，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使我國(guó)ICD技術(shù)更進(jìn)一步提升。

5.2 提升相關(guān)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量

由于這項(xiàng)相對(duì)比較新穎，對(duì)專業(yè)性要求比較高，從事這一職業(yè)的工作人員相對(duì)比較年輕，對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的接受程度也比較高，這就要求在進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的教學(xué)時(shí)要加緊對(duì)專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)。隨著科技水平的不斷提升，越來越多的人投入到這一事業(yè)中，各高校也對(duì)這一專業(yè)進(jìn)行了擴(kuò)招，教育水平也在逐年提升，學(xué)校在進(jìn)行教學(xué)時(shí)要提升教育質(zhì)量，在條件允許的情況學(xué)校可以與當(dāng)?shù)睾教觳块T建立聯(lián)系。為學(xué)生征得實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)，為將來投入到航電事業(yè)打下良好基礎(chǔ)，為航電工程注入新的活力。

6 結(jié)語

總而言之，ICD管理系統(tǒng)平臺(tái)為航電系統(tǒng)的運(yùn)行提供了極大的便利，但在運(yùn)行過程中還存在著部分問題，比如系統(tǒng)維護(hù)成本較高、運(yùn)行速度有待進(jìn)一步提升等，本文針對(duì)這一問題進(jìn)行了具體分析，但在實(shí)際操作過程中存在的問題絕不止于此，相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)該在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決這一系統(tǒng)中存在的問題，使得航電系統(tǒng)運(yùn)行效率進(jìn)一步提升，為促進(jìn)我國(guó)航電事業(yè)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)，使相關(guān)領(lǐng)域人員獲得更多經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，促使我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓冰，孫世偉，徐曉波，等.基于航電系統(tǒng)ICD分析的ICD管理系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2020，42（6）：96-98.

[2] 閻露，杜承烈，魏學(xué)杭，等.基于自標(biāo)識(shí)的航空電子系統(tǒng)ICD定義方法[J].航空計(jì)算技術(shù)，2014（4）：109-113.

[3] 徐亞軍，熊華鋼，李峭，等.一種航空電子ICD管理系統(tǒng)改進(jìn)方案[J].遙測(cè)遙控，2003，24（3）：38-41，64.

[4] 侯進(jìn).航電ICD生成與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].四川：電子科技大學(xué)，2011.

[5] 吳姣，戴小氐，張鋯，等.IMA架構(gòu)航電系統(tǒng)綜合核心處理機(jī)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)[J].航空計(jì)算技術(shù)，2020，50（3）：87-90.

[6] 王焱濱.通用飛機(jī)航空電子系統(tǒng)架構(gòu)研究綜述[J].電訊技術(shù)，2020，60（4）：477-482.

[7] 姜震，邵定蓉，熊華鋼，等.航電系統(tǒng)中SCI環(huán)型互連網(wǎng)絡(luò)的可靠度分析[J].遙測(cè)遙控，2004（2）：48-51.

[8] 衛(wèi)保國(guó)，蔡偉，郝志浪，等.航電ARINC429總線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2014，22（3）：37-41.

[9] 趙文俊，蔣國(guó)峰.飛機(jī)航電系統(tǒng)1553B總線信息監(jiān)控器的軟件設(shè)計(jì)[J].兵工自動(dòng)化，2009（7）：12-13.

[10] 張哲.基于接口控制文檔的機(jī)載總線測(cè)試軟件的實(shí)現(xiàn)[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2014.