基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的測控裝備綜合管控系統(tǒng)研究

劉 欣，劉 勐

(1.91550 部隊，大連 116023;2.大連理工大學(xué)，大連 116023)

1 引言

測控系統(tǒng)由測控中心和若干測控裝備組成，在工作時各測控裝備通常分散布設(shè)在野外站點，站點之間距離大，尤其是海島站點，常常由于天氣原因無法及時登島，對裝備的技術(shù)保障和管理造成很大困難。為了加強對裝備狀態(tài)的管理和技術(shù)保障，實現(xiàn)裝備的信息化管理，必要設(shè)計一套測控裝備綜合管控系統(tǒng)，實現(xiàn)對測控裝備的有效管理。

提出一種基于數(shù)據(jù)庫的測控裝備綜合管控設(shè)計思路。通過計算機網(wǎng)絡(luò)將管控中心與測控裝備進行連接，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)處理信息迅速、準確、直觀等優(yōu)勢，提高信息數(shù)據(jù)的使用以及信息管理的效率和質(zhì)量，能較好地實時掌握、監(jiān)視測控裝備的狀態(tài)，為指揮決策提供依據(jù)。同時，綜合利用裝備實時和歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，預(yù)測裝備壽命期內(nèi)的狀態(tài)變化，為裝備的管理、使用、維護提供科學(xué)依據(jù)，有效降低維護成本，提高了測控裝備保障和管理水平，實現(xiàn)了裝備的信息化管控，收到了良好的效果。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件系統(tǒng)

系統(tǒng)由裝備端管控系統(tǒng)和中心端管控系統(tǒng)構(gòu)成，裝備端管控系統(tǒng)與中心端管控系統(tǒng)通過IP 網(wǎng)絡(luò)連接。裝備端管控系統(tǒng)分別采集不同裝備的狀態(tài)信息、測元信息，并通過網(wǎng)絡(luò)實時傳遞到中心服務(wù)器，中心服務(wù)器對信息進行解析并接收存入中心數(shù)據(jù)庫。

裝備端管控系統(tǒng)由若干各類型的測控裝備組成，硬件系統(tǒng)由裝備主控計算機、數(shù)據(jù)采集卡、裝備各硬件分系統(tǒng)等組成，主要完成信息采集、存儲、上傳以及參數(shù)文件的接收、判斷、裝訂等工作。

中心端管控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)為一個獨立的局域網(wǎng)，由1 臺服務(wù)器，多臺計算機終端，1 臺網(wǎng)絡(luò)打印機，1 臺智能交換機，1 組10T的磁盤陣列組成，為軟件系統(tǒng)的運行提供平臺。各終端是地位相同的作業(yè)平臺，擔負不同的監(jiān)控功能，對應(yīng)于所監(jiān)控裝備，通過執(zhí)行不同的系統(tǒng)請求而完成不同的數(shù)據(jù)顯示和處理任務(wù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要負責各種數(shù)據(jù)的存儲和管理，并處理客戶端的數(shù)據(jù)請求，配合終端完成各種數(shù)據(jù)的上傳、下載、查詢等工作。

2.2 軟件系統(tǒng)

測控裝備綜合管控系統(tǒng)主要包括裝備端管控軟件、中心端管控軟件、裝備狀態(tài)處理軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件。軟件結(jié)構(gòu)框架如圖2 所示。

圖2 軟件總體結(jié)構(gòu)框圖

裝備端管控軟件運行于裝備端主控計算機上，具有裝備狀態(tài)信息采集、存儲、傳輸功能;參數(shù)文件接收與裝訂、參數(shù)查詢功能。中心端管控軟件運行在中心端計算機終端上，具有裝備狀態(tài)信息的接收與處理、顯示功能;參數(shù)與狀態(tài)改變設(shè)置、參數(shù)查詢等裝備控制功能以及數(shù)據(jù)交互日志功能。裝備狀態(tài)處理軟件主要負責測元數(shù)據(jù)質(zhì)量處理、裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)實時動態(tài)處理和預(yù)警功能、裝備狀態(tài)日結(jié)果處理與輸出、裝備狀態(tài)統(tǒng)計、裝備狀態(tài)預(yù)測、裝備故障統(tǒng)計、裝備故障預(yù)測等功能，此外還包括系統(tǒng)管理、維護管理等附屬功能。中心數(shù)據(jù)庫運行于中心服務(wù)器上，為中心軟件提供數(shù)據(jù)支持。負責裝備基本信息、狀態(tài)數(shù)據(jù)、測元數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲、管理，支持各終端對數(shù)據(jù)庫的查詢和統(tǒng)計。系統(tǒng)總體運行流程如圖3 所示。

3 主要進步點

3.1 提高了數(shù)據(jù)的管理能力

為了完整保存裝備數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，方便用戶查詢以及通過對這些數(shù)據(jù)的后續(xù)分析和處理來評定各個指標，我們創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在服務(wù)器上運行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)負責狀態(tài)數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)等的存儲和統(tǒng)一管理，消除數(shù)據(jù)冗余，維護數(shù)據(jù)一致性和完整性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，保障數(shù)據(jù)安全。后臺數(shù)據(jù)庫采用Oracle客戶機/服務(wù)器關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有高性能的海量數(shù)據(jù)存儲和管理能力，具有基于多線程結(jié)構(gòu)的并行數(shù)據(jù)庫內(nèi)核，能夠發(fā)揮附加處理器的優(yōu)勢，能夠支持對稱多處理技術(shù)，具有很高的安全性。系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)表包括裝備基本信息表、裝備工作原理結(jié)構(gòu)表、裝備工作參數(shù)設(shè)置表、裝備故障信息表、裝備工作狀態(tài)參數(shù)表、裝備實時狀態(tài)表、裝備歷史狀態(tài)表、裝備狀態(tài)處理結(jié)果表、裝備測元數(shù)據(jù)表、通用代碼數(shù)據(jù)等。主要的數(shù)據(jù)庫表邏輯E－R 結(jié)構(gòu)圖如圖4 所示。通過構(gòu)建基于數(shù)據(jù)庫的分布式狀態(tài)處理系統(tǒng)，方便了裝備數(shù)據(jù)的存儲、查詢、管理和維護，有效降低了工作人員的勞動強度，提高了數(shù)據(jù)管理能力。

3.2 實現(xiàn)了裝備狀態(tài)的信息化管理

目前，裝備與中心間相互傳送的數(shù)據(jù)中狀態(tài)信息只占很少部分，中心端對裝備狀態(tài)的掌握非常少。雖然在裝備端可以實時查看裝備的狀態(tài)，但是很少對狀態(tài)信息進行記錄，缺少集中的裝備狀態(tài)歷史積累。通過測控裝備綜合管控系統(tǒng)，可以實時監(jiān)視裝備的全部狀態(tài)，當裝備狀態(tài)參數(shù)異常時，對狀態(tài)異常部位進行定位，并進行告警。根據(jù)測元數(shù)據(jù)質(zhì)量處理算法與模型、實時狀態(tài)處理算法與模型、狀態(tài)統(tǒng)計算法與模型、狀態(tài)預(yù)測算法與模型對實時數(shù)據(jù)進行綜合處理，并將處理結(jié)果保存進中心數(shù)據(jù)庫。采用裝備狀態(tài)參數(shù)實時判斷板卡或分系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)，并根據(jù)裝備結(jié)構(gòu)等效推導(dǎo)出整機的工作狀態(tài)。通過對歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和裝備結(jié)構(gòu)圖的分析進行裝備狀態(tài)判別，對裝備全部或指定時間段的歷史信息進行統(tǒng)計，預(yù)測裝備狀態(tài)在年、指定時間段內(nèi)的變化趨勢，加強了對裝備狀態(tài)的管理，增加了裝備管理的自動化程度。

3.3 加強了裝備的技術(shù)保障支援

在執(zhí)行任務(wù)時，測控裝備通常分散布設(shè)在高山、海島等野外站點，站點之間距離大，尤其是海島站點，常常由于天氣原因無法及時登島，給裝備的技術(shù)保障造成很大困難。通過綜合管控系統(tǒng)，可以實時監(jiān)視裝備在任務(wù)、訓(xùn)練、存放等各種環(huán)境下的全部狀態(tài)信息，對裝備進行狀態(tài)判別與故障診斷，遠程指導(dǎo)裝備排故。另外將裝備上的參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)調(diào)整等操作集中到管控中心進行操控，簡化了裝備的技術(shù)操作工作量。根據(jù)裝備故障統(tǒng)計算法與模型、故障預(yù)測算法與模型，對裝備的歷史故障進行統(tǒng)計，通過對故障信息的處理、統(tǒng)計、分析，采用裝備整機、分系統(tǒng)的故障信息和狀態(tài)預(yù)測信息，結(jié)合電子器件的特性，預(yù)測裝備在指定時間段內(nèi)可能發(fā)生故障的分系統(tǒng)，預(yù)測結(jié)果以列表的方式進行顯示和輸出。綜上所述，通過綜合管控系統(tǒng)，裝備總體技術(shù)人員可以不用到達野外站點，也能及時準確地掌握裝備的狀態(tài)，并在裝備異常時提供必要的技術(shù)保障，加強了對裝備的技術(shù)保障支援。

4 結(jié)束語

測控裝備綜合管控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、先進的數(shù)據(jù)處理方法等，解決了數(shù)據(jù)信息的完整保存和查詢、裝備狀態(tài)與故障數(shù)據(jù)綜合處理等技術(shù)難題，實現(xiàn)了裝備狀態(tài)監(jiān)控的自動化運行，能夠?qū)Ω黝悳y控裝備進行實時監(jiān)控、狀態(tài)管理和數(shù)據(jù)存儲管理。該系統(tǒng)性能可靠、操作界面友好，使用維護簡單方便。目前該系統(tǒng)已在靶場得到應(yīng)用，且效果很好。

［1］劉生平.Visual C ++ NET 數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)與實踐［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［2］郝慧珍，郭麗紅.數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電力遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2008(24):61－64.

［3］胡德生，陳勇，陳重陽.分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)在海洋GIS開發(fā)中的應(yīng)用［J］.微處理機，2011(2):33－36.