基于網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究*

朱京來，馮夢(mèng)琦，顧彬彬，馬曉東

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

0 引言

導(dǎo)彈綜合測(cè)試作為導(dǎo)彈電氣性能評(píng)估的方法之一，在其研制、生產(chǎn)、維護(hù)過程中起著至關(guān)重要的作用。目前，一般導(dǎo)彈研制均采用本地測(cè)試模式，測(cè)試人員、測(cè)試設(shè)備與被測(cè)導(dǎo)彈均處于同一測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，由測(cè)試操作人員控制測(cè)試設(shè)備按照測(cè)試流程完成相應(yīng)的測(cè)試任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)各專業(yè)人員負(fù)責(zé)對(duì)導(dǎo)彈各分系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判讀。該模式下，為確保測(cè)試效率，每個(gè)型號(hào)導(dǎo)彈的測(cè)試均需要在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)配備相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)判讀人員，人力成本巨大；同時(shí)，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析深度主要取決于現(xiàn)場(chǎng)人員水平，分析深度有限，無法發(fā)揮出各專業(yè)團(tuán)隊(duì)的水平[1]。

因此，為適應(yīng)測(cè)試效率提高、測(cè)試數(shù)據(jù)分析深度加強(qiáng)的新型導(dǎo)彈研制模式，需要建立基于網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)，打通導(dǎo)彈測(cè)試試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)與導(dǎo)彈研制研發(fā)中心的數(shù)據(jù)通路，實(shí)現(xiàn)測(cè)試設(shè)備在前方、測(cè)試監(jiān)控及判讀在后方的新型測(cè)試模式。

本文重點(diǎn)描述了遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程測(cè)試軟件設(shè)計(jì)以及典型測(cè)試流程設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)描述。最后，結(jié)合遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)，說明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證情況，該技術(shù)設(shè)計(jì)可滿足導(dǎo)彈測(cè)試需求，并可有效提高測(cè)試效率及數(shù)據(jù)分析深度。

1 基于網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

1.1 導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)由一個(gè)導(dǎo)彈測(cè)試管控平臺(tái)、多個(gè)通用測(cè)試站點(diǎn)及后臺(tái)數(shù)據(jù)綜合支持系統(tǒng)組成。導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試管控平臺(tái)作為遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)的核心，通過專用試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)與各通用測(cè)試站點(diǎn)完成數(shù)據(jù)互連，并根據(jù)測(cè)試需要完成測(cè)試任務(wù)的遠(yuǎn)程發(fā)起、測(cè)試設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，系統(tǒng)采用自動(dòng)判讀與遠(yuǎn)程人工判讀相結(jié)合的方式對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定被測(cè)導(dǎo)彈的狀態(tài)是否滿足測(cè)試要求[2-5]。

導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程測(cè)試體系結(jié)構(gòu)圖

通用測(cè)試站點(diǎn)以自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的形式搭建，采用“通用測(cè)試平臺(tái)+測(cè)試程序集”的方式搭建測(cè)試環(huán)境，通用測(cè)試平臺(tái)提供豐富的對(duì)外資源硬件接口、靈活易用的測(cè)試程序軟件開發(fā)環(huán)境[6-8]。根據(jù)不同被測(cè)對(duì)象完成相應(yīng)的適配器、測(cè)試程序、測(cè)試電纜和專用設(shè)備開發(fā)，最終集中運(yùn)行于統(tǒng)一的測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的測(cè)試需求，提高測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)效率和通用性。通過測(cè)試設(shè)備及激勵(lì)模擬環(huán)境的智能化搭建，實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試功能的快速重構(gòu)。

導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試管控平臺(tái)作為遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)的控制核心，通過專用試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)與各通用測(cè)試站點(diǎn)及數(shù)據(jù)支持系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)互連，包括導(dǎo)彈測(cè)試調(diào)度模塊和遠(yuǎn)程管控模塊。通過導(dǎo)彈測(cè)試調(diào)度模塊可實(shí)時(shí)掌控測(cè)試資源、任務(wù)等的狀態(tài)進(jìn)展情況，并可根據(jù)實(shí)時(shí)任務(wù)需求對(duì)測(cè)試資源、任務(wù)等進(jìn)行快速調(diào)配。遠(yuǎn)程管控模塊負(fù)責(zé)測(cè)試過程的控制，處理測(cè)試過程的異常問題，可遠(yuǎn)程發(fā)起測(cè)試任務(wù)、更新測(cè)試策略等[9-12]。

后臺(tái)數(shù)據(jù)綜合支持系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成遠(yuǎn)程測(cè)試平臺(tái)中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、后臺(tái)分析工作，同時(shí)對(duì)后續(xù)測(cè)試流程的設(shè)計(jì)、測(cè)試數(shù)據(jù)的判讀提供數(shù)據(jù)支持工作，其包含測(cè)試數(shù)據(jù)綜合處理分析平臺(tái)、導(dǎo)彈全壽命周期數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)/故障診斷系統(tǒng)、數(shù)據(jù)綜合處理分析系統(tǒng)等。

1.2 遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)軟件分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件、總控軟件2部分，其中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件布置于通用測(cè)試站點(diǎn)的測(cè)試設(shè)備中，總控軟件布置于導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試管控平臺(tái)。遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 遠(yuǎn)程測(cè)試軟件結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件具有主控管理、測(cè)試執(zhí)行控制、測(cè)試任務(wù)配置、測(cè)試數(shù)據(jù)管理和測(cè)試調(diào)試功能。具有本地和遠(yuǎn)控2種工作模式，在本地模式下可獨(dú)立開展測(cè)試工作；在遠(yuǎn)控模式下，與其他軟件進(jìn)行信息交互，按照總控軟件的命令開展測(cè)試工作。

總控軟件作為控制與數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件和遠(yuǎn)程控制端與數(shù)據(jù)判讀端間控制命令、測(cè)試數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)的交互，能夠同時(shí)開展多個(gè)測(cè)試任務(wù)，負(fù)責(zé)測(cè)試指令的發(fā)送、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理及數(shù)據(jù)的快速分路解析。遠(yuǎn)程控制端與數(shù)據(jù)判讀端是訪問總控軟件的端口，測(cè)試人員通過遠(yuǎn)程控制端實(shí)現(xiàn)測(cè)試管控功能，包括發(fā)送指令、控制測(cè)試任務(wù)執(zhí)行；通過數(shù)據(jù)判讀端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)功能，包括同步查看測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試結(jié)果以及其他分析結(jié)果。根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)，總控軟件可多層布局，實(shí)現(xiàn)分層控制和數(shù)據(jù)管理[13-15]。

1.3 典型測(cè)試流程設(shè)計(jì)

利用導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)測(cè)試設(shè)備在前方、測(cè)試監(jiān)控及判讀在后方的新型測(cè)試模式。該模式的試驗(yàn)過程中，總體人員、各分系統(tǒng)判讀人員及測(cè)試管控人員等都位于“遠(yuǎn)程管控中心”，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)僅保留人員進(jìn)行必要的試驗(yàn)操作及出現(xiàn)問題時(shí)與遠(yuǎn)端的交互處理等。典型實(shí)驗(yàn)流程如下所述：

(1) 測(cè)試人員通過遠(yuǎn)程管控終端向分布式測(cè)試站點(diǎn)分發(fā)測(cè)試策略，待測(cè)試站點(diǎn)按要求完成設(shè)備自檢后，測(cè)試人員遠(yuǎn)程啟動(dòng)測(cè)試流程。

(2) 分布式測(cè)試站點(diǎn)按照測(cè)試流程自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，在需要人員介入時(shí)，自動(dòng)給出明確的提示(如屏幕顯示、語音提示、燈光警示等)。

(3) 測(cè)試過程中，測(cè)試數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)音視頻信息等通過本地服務(wù)器實(shí)時(shí)上傳至遠(yuǎn)程管控模塊，并分發(fā)至遠(yuǎn)程管控終端及數(shù)據(jù)判讀終端。總體及各分系統(tǒng)判讀人員可實(shí)時(shí)觀察相關(guān)測(cè)試情況；測(cè)試人員可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)試設(shè)備運(yùn)行情況，并根據(jù)需要調(diào)整測(cè)試流程執(zhí)行順序或終止測(cè)試流程。

測(cè)試過程中，分布式測(cè)試站點(diǎn)能夠?qū)﹃P(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)本地緊急處理；數(shù)據(jù)綜合處理分析系統(tǒng)能夠?qū)b測(cè)、綜測(cè)數(shù)據(jù)等進(jìn)行自動(dòng)判讀分析，將解析數(shù)據(jù)及判讀結(jié)果推送至各終端。

(4) 測(cè)試結(jié)束后，遠(yuǎn)程管控模塊提供測(cè)試數(shù)據(jù)的查詢及詳細(xì)處理分析功能，供總體及各分系統(tǒng)專業(yè)人員進(jìn)行事后分析確認(rèn)。

(5) 試驗(yàn)調(diào)度終端可根據(jù)型號(hào)總師、調(diào)度等相關(guān)人員需要，實(shí)時(shí)展示當(dāng)前試驗(yàn)進(jìn)展情況及測(cè)試結(jié)果。當(dāng)系統(tǒng)中存在多個(gè)分布式測(cè)試站點(diǎn)時(shí)，可完成測(cè)試資源的遠(yuǎn)程調(diào)配。

通過以上測(cè)試流程設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試任務(wù)的遠(yuǎn)程調(diào)度、遠(yuǎn)程執(zhí)行、遠(yuǎn)程監(jiān)控，最大程度上提高測(cè)試設(shè)備的工作效率，降低測(cè)試所需的人力資源成本。

2 基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證

在2個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間搭建了遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)，模擬2個(gè)型號(hào)并行開展遠(yuǎn)程測(cè)試的試驗(yàn)場(chǎng)景，通過對(duì)導(dǎo)彈模擬器的測(cè)試，驗(yàn)證基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)的可行性。

實(shí)驗(yàn)室1作為測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，布置2套導(dǎo)彈綜合測(cè)試系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)程測(cè)試所需的音視頻監(jiān)控設(shè)備；實(shí)驗(yàn)室2作為遠(yuǎn)程測(cè)試管控中心，布置數(shù)據(jù)服務(wù)器、遠(yuǎn)程管控終端、數(shù)據(jù)判讀終端，可以進(jìn)行測(cè)試流程管控、測(cè)試任務(wù)執(zhí)行以及測(cè)試數(shù)據(jù)判讀。同時(shí)，布置遠(yuǎn)程測(cè)試及驗(yàn)證所需的語音對(duì)講及視頻顯示設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室之間通過2根網(wǎng)線相連，將測(cè)試數(shù)據(jù)與音視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)拆分傳送，保證了測(cè)試過程中數(shù)據(jù)的可靠傳輸。遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見圖3。

圖3 導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)以導(dǎo)彈模擬器作為被測(cè)對(duì)象，模擬開展遠(yuǎn)程測(cè)試試驗(yàn)驗(yàn)證工作。試驗(yàn)過程中，測(cè)試人員在遠(yuǎn)程測(cè)試管控中心發(fā)起測(cè)試流程，對(duì)測(cè)試過程中的關(guān)鍵參數(shù)(如導(dǎo)彈供電電壓、電流等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過攝像頭對(duì)被測(cè)對(duì)象及測(cè)試設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，確保測(cè)試過程的安全、可控。測(cè)試完成后，數(shù)據(jù)判讀人員在遠(yuǎn)程測(cè)試管控中心完成對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分路、判讀。遠(yuǎn)程測(cè)試管控中心現(xiàn)場(chǎng)布局見圖4。

圖4 遠(yuǎn)程測(cè)試管控中心現(xiàn)場(chǎng)布局圖

3 結(jié)束語

本文提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，對(duì)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程測(cè)試軟件設(shè)計(jì)以及典型測(cè)試流程設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)描述。最后，結(jié)合遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)，說明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證情況，為后續(xù)導(dǎo)彈遠(yuǎn)程測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的建立積累了經(jīng)驗(yàn)。