文維陽

摘 要：隨著計算機信息技術的迅猛發(fā)展，遠程參與航空發(fā)動機整機試車并實時了解掌握實驗發(fā)動機的性能參數(shù)和臺架信息已經(jīng)成為了可能。主要介紹了在航空發(fā)動機整機試車中，應用的一套遠程監(jiān)視分析系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的組成及一些創(chuàng)新測控技術的應用。

關鍵詞：遠程監(jiān)視分析 創(chuàng)新測控技術 數(shù)據(jù)庫的應用 數(shù)據(jù)傳輸

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0007-02

隨著計算機信息技術的迅猛發(fā)展以及各個科研單位信息化建設的不斷發(fā)展，遠程參與航空發(fā)動機整機試車并實時了解掌握實驗發(fā)動機的性能參數(shù)和臺架信息已經(jīng)成為了可能。該系統(tǒng)在現(xiàn)有的臺架資源基礎上，利用一些創(chuàng)新測控技術，搭建了整機試車信息交流平臺，使技術人員完全可以改變現(xiàn)有的必須到達試驗現(xiàn)場才能參加試驗的工作模式，通過安裝遠程客戶端，可以方便及時地了解到試驗現(xiàn)場的各種信息。

1 系統(tǒng)功能

在航空發(fā)動機研制領域，整機試車屬于重要的組成部分，考慮到環(huán)保等因素，整機試車臺一般建設在遠離辦公區(qū)域的城郊場所。因此，傳統(tǒng)的整機試車模式存在著如所有相關專業(yè)參試人員必須到達試驗現(xiàn)場、試車中的試驗信息不能實時發(fā)布共享等弊端。針對這些弊端，作者團隊設計開發(fā)了一套航空發(fā)動機整機試車遠程監(jiān)視分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)的推廣應用，充分擴大了設計人員參試的范圍和參試的自由度，提高了參試人員的工作效率，也提高了試驗的管理水平，這對縮短試驗周期，降低試驗成本都有極大的促進作用。該系統(tǒng)具備如下特點。

（1）可同時在線觀看多個試車臺的整機試車。根據(jù)技術人員所關注的不同型號的試驗發(fā)動機，用戶可任意切換試車臺畫面，觀看所關注的發(fā)動機的現(xiàn)場試驗。

（2）個性化配置監(jiān)控參數(shù)界面。根據(jù)自己的工作習慣在曲線監(jiān)視、虛擬儀表、參數(shù)總貌選項中選配監(jiān)控方式。并且個性化配置具有記憶功能，用戶可以保存不同型號的發(fā)動機參數(shù)配置，方便使用。

（3）現(xiàn)場主視頻監(jiān)控畫面的實時顯示。試車間內安裝有攝像頭及聲音探測器，由現(xiàn)場的硬盤錄像機負責收集視頻音頻信號，再通過網(wǎng)絡組播技術傳輸，使遠端用戶可以更直觀地了解試驗現(xiàn)場的工作進度，發(fā)動機的試驗狀態(tài)等。

（4）試驗流程信息的實時播報?，F(xiàn)場主工藝員將現(xiàn)場工作信息實時發(fā)送給遠端用戶，如在試發(fā)動機型號，試車類型，本次點火時間，試車運行時間，當前試驗發(fā)動機運行狀態(tài)等發(fā)動機信息及現(xiàn)場試車臺的大氣溫度，壓力，溫度等環(huán)境信息，輔助遠端參試人員更完整地了解試驗。

（5）試車數(shù)據(jù)的實時記錄與復放分析。在試驗工程中，臺架服務器實時將試驗數(shù)據(jù)發(fā)送給辦公區(qū)信息中心服務器，信息中心服務器將數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫中，方便遠程用戶隨時調出歷程數(shù)據(jù)復放分析軟件，及時分析試驗數(shù)據(jù)，指導現(xiàn)場試驗。

（6）在線交流功能。遠端在線用戶可以在試驗過程中通過客戶端軟件顯示的數(shù)據(jù)、視頻等信息，以及歷程數(shù)據(jù)復放等功能進行在線文字交流互動，探討問題。

（7）現(xiàn)場測控設備的實時監(jiān)視。不僅在試驗現(xiàn)場的參試人員可以監(jiān)視現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，遠端在線用戶也可以監(jiān)視現(xiàn)場的測控設備運行狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)異常，可及時提醒現(xiàn)場主工藝員，避免試驗中出現(xiàn)意外。

（8）試驗信息公告。由于該單位試車臺眾多，系統(tǒng)公告欄會實時提醒在線用戶哪一臺架準備試車，哪一臺架正在試車等試驗信息。用戶還可以查詢到某一臺架的歷次試車信息，如發(fā)動機型號、試驗時間、試驗類型、運行時間等。

2 系統(tǒng)結構

該系統(tǒng)的整體結構主要由三部分組成，即試車臺架服務器，所級信息中心服務器，遠程監(jiān)視終端。系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺選用微軟公司的VB及SQL Server 2000。系統(tǒng)硬件組成主要是現(xiàn)場采集控制部分以及單位內部局域網(wǎng)絡。

（1）試車臺架服務器。每個試車臺上的臺架服務器負責該試車臺試驗信息的收集整理，各服務器將收集到的試驗信息以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)包格式發(fā)送給所級信息中心服務器。臺架服務器嵌入兩個功能模塊，即音頻視頻收集模塊和試驗數(shù)據(jù)、流程信息收集模塊。音頻視頻收集模塊的信息來源主要是試車間中的DVR（硬盤錄像機），試驗數(shù)據(jù)、流程信息收集模塊的信息來源主要是測試間中的數(shù)采計算機、流程控制計算機及其他測試設備。

（2）所級信息中心服務器。將各個試車發(fā)送過來的試驗信息（試驗數(shù)據(jù)、試驗流程、音頻、視頻等）統(tǒng)一匯總，根據(jù)遠端用戶的不同需求，將相應的試驗信息發(fā)送給遠端用戶，這樣遠程數(shù)據(jù)實時錄入到本地SQL Server數(shù)據(jù)庫中，使單位局域網(wǎng)內的任意遠端用戶方便查詢分析各個型號發(fā)動機的試驗數(shù)據(jù)，改變了之前只能在試驗現(xiàn)場復放歷程數(shù)據(jù)的工作模式。

（3）遠程監(jiān)視終端。單位內部的需求用戶，只要在客戶機上安裝了專用的客戶端軟件，并經(jīng)過使用注冊登記，就可以遠程共享到試驗現(xiàn)場的信息，也可以采取同步會議的形式，針對重大試驗進行遠程觀看、討論和分析。

3 創(chuàng)新測控技術的應用

該系統(tǒng)在航空發(fā)動機整機試車行業(yè)內的應用尚屬首次，是筆者團隊多年工作經(jīng)驗的積累。其中應用的一些創(chuàng)新技術更是結合自身的現(xiàn)場實際情況首次使用。如整個系統(tǒng)的硬件架構搭建，軟件設計新理念，不同設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，海量數(shù)據(jù)的高速處理，數(shù)據(jù)庫技術的應用等。正是這些創(chuàng)新技術的合理應用，才保證了該系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

3.1 試驗信息的遠程傳輸

該系統(tǒng)采用了兩種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式，即Windows Socket傳輸和組播傳輸。在VB的開發(fā)環(huán)境下，使用Winsock控件可以實現(xiàn)計算機與計算機之間的全雙工數(shù)據(jù)傳輸，在該系統(tǒng)中的試驗數(shù)據(jù)、試驗流程信息的數(shù)據(jù)傳輸使用的便是該控件，該種數(shù)據(jù)傳輸模式確保遠端計算機以及網(wǎng)絡的任何故障，不會影響現(xiàn)場試驗。視頻音頻的傳輸采用的是組播技術。由于試驗過程中產生的視頻音頻信息數(shù)據(jù)量大，如果采用傳統(tǒng)的單播傳輸，將導致發(fā)送者負擔沉重，延遲長，網(wǎng)絡擁塞等弊端。因此該系統(tǒng)采用了應用更廣的組播技術，如果一臺發(fā)送者同時給多個接受者傳輸相同的數(shù)據(jù)，也只需復制一份相同的數(shù)據(jù)包，它提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，減少了骨干網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞的可能性。

3.2 數(shù)據(jù)庫技術的應用

隨著該單位研制發(fā)動機型號的不斷增加以及整機試車任務的不斷加重，在試驗過程中產生了海量的試驗數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)記錄存儲管理方式已經(jīng)滿足不了發(fā)動機研制的需求，更不符合保密規(guī)定、質量管理規(guī)定。該系統(tǒng)中，應用微軟的SQL Server2000作為數(shù)據(jù)庫平臺，利用VB自帶的ADO Data控件實現(xiàn)應用程序與數(shù)據(jù)庫之間的連接，將試車過程中產生的所有相關數(shù)據(jù)以統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式錄入數(shù)據(jù)庫，并與本單位的TDM（試驗數(shù)據(jù)管理平臺）相結合，使單位局域網(wǎng)內的所有合法用戶隨時隨地查詢分析試驗相關信息，大大提高了工作效率。

4 結語

該系統(tǒng)結合航空發(fā)動機地面試驗現(xiàn)場，應用一系列現(xiàn)代測控技術，構建了航空發(fā)動機整機試車遠程監(jiān)視分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了異地參與航空發(fā)動機地面試驗的目的。該系統(tǒng)已在航空發(fā)動機地面試驗應用多年，運行良好，得到設計人員和科研管理人員的好評。該系統(tǒng)不僅提高了工作效率，縮短了發(fā)動機研制周期，更是加速了該單位信息化建設進程。

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