一種裝備試驗(yàn)綜合支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳俞龍，鞠進(jìn)軍，涂建剛，汪 輝

（陸軍工程大學(xué) 訓(xùn)練基地工程裝備系，江蘇 徐州 221000）

0 引 言

裝備試驗(yàn)是檢驗(yàn)武器裝備是否合格、管用、好用的重要環(huán)節(jié)，直接影響著武器裝備戰(zhàn)斗力的生成。裝備試驗(yàn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從前期的試驗(yàn)準(zhǔn)備到試驗(yàn)實(shí)施，再到總結(jié)評(píng)估都需投入大量的人力物力，存在試驗(yàn)考核指標(biāo)體系科學(xué)構(gòu)建難、試驗(yàn)科目合理設(shè)計(jì)難、試驗(yàn)數(shù)據(jù)全面采集難、試驗(yàn)裝備綜合評(píng)估難等現(xiàn)實(shí)問題。針對(duì)裝備試驗(yàn)難點(diǎn)問題，國(guó)內(nèi)開展了一系列研究，文獻(xiàn)[4]研究了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)科目設(shè)計(jì)方法，從作戰(zhàn)任務(wù)剖面和作戰(zhàn)環(huán)境方面分析了試驗(yàn)科目的設(shè)計(jì)方法；文獻(xiàn)[5]研究了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)裝備總線數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的采集與傳輸，忽略了裝備其他類型試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集；文獻(xiàn)[6]研究了水雷武器在役考核數(shù)據(jù)的采集與管理，沒有對(duì)數(shù)據(jù)采集與評(píng)估技術(shù)進(jìn)行深入研究。綜合來看，目前在裝備試驗(yàn)全過程支持方面開展的研究較少。本文研究設(shè)計(jì)了一種裝備試驗(yàn)綜合支持系統(tǒng)，可貫穿裝備試驗(yàn)全過程，能夠在試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)管理、數(shù)據(jù)采集與傳輸、綜合評(píng)估等方面提供支持。

1 裝備試驗(yàn)面臨的主要問題

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)效率低

試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要包括構(gòu)建試驗(yàn)考核指標(biāo)、設(shè)計(jì)試驗(yàn)科目、制定數(shù)據(jù)采集方案以及明確各類保障等內(nèi)容，是裝備試驗(yàn)任務(wù)順利、有效開展的前提條件。試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，涉及裝備操作使用、維修保障、作戰(zhàn)運(yùn)用、部隊(duì)行動(dòng)、數(shù)據(jù)分析評(píng)估等多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，對(duì)知識(shí)需求量很大。試驗(yàn)設(shè)計(jì)人員在試驗(yàn)設(shè)計(jì)初期總感覺知識(shí)匱乏、無從下手，需要查閱大量資料，設(shè)計(jì)工作才能慢慢推進(jìn)，整體設(shè)計(jì)效率比較低。另一方面，隨著裝備試驗(yàn)的不斷開展，有關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)越來越多，這些數(shù)據(jù)能夠?qū)π卵b備的試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供有力的支持。但目前進(jìn)行裝備試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)已經(jīng)開展的裝備試驗(yàn)歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)復(fù)用率較低。

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集手段少

裝備試驗(yàn)主要考核裝備的作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性、體系適用性、在役適用性等內(nèi)容。試驗(yàn)數(shù)據(jù)類型多樣，涵蓋戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)效能數(shù)據(jù)、使用管理數(shù)據(jù)、維修保障數(shù)據(jù)、服役經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等，貫穿裝備全壽命周期，這對(duì)數(shù)據(jù)采集手段與方法帶來一定的挑戰(zhàn)，而且裝備試驗(yàn)是依托部隊(duì)在近似實(shí)戰(zhàn)條件下進(jìn)行，具有行動(dòng)節(jié)奏快、危險(xiǎn)性高、突發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集手段提出了更高的要求。目前裝備試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集主要以人工采集為主，缺少自動(dòng)化采集手段。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)估難度大

通過裝備試驗(yàn)實(shí)施完成數(shù)據(jù)采集后，主要面臨兩個(gè)問題：

1）怎么存的問題。裝備試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)具有體量大、異構(gòu)等特點(diǎn)，例如一次舟橋裝備試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)量在50 GB左右，一次偽裝網(wǎng)試驗(yàn)數(shù)量在100 GB左右；試驗(yàn)數(shù)據(jù)格式除包括數(shù)值型數(shù)據(jù)外，還有文本、語(yǔ)音、圖片以及視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。如何對(duì)大體量、多源異構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成與存儲(chǔ)是裝備試驗(yàn)面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。

2）怎么評(píng)的問題。當(dāng)前裝備綜合評(píng)估方法很多，如模糊綜合評(píng)判、物元法、灰色理論、貝葉斯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。如何根據(jù)裝備試驗(yàn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)選取合適的評(píng)估算法，能夠真實(shí)有效地對(duì)試驗(yàn)裝備進(jìn)行綜合評(píng)估是裝備試驗(yàn)面臨的一個(gè)難點(diǎn)問題。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

針對(duì)當(dāng)前裝備試驗(yàn)工作中存在的矛盾問題，系統(tǒng)應(yīng)在試驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)進(jìn)程管控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)可視化展示與分析以及綜合評(píng)估等方面為裝備試驗(yàn)提供綜合支持，以進(jìn)一步提高裝備試驗(yàn)效率與可靠性。結(jié)合裝備試驗(yàn)工作需求及流程、裝備試驗(yàn)綜合支持系統(tǒng)架構(gòu)可概括為“五層兩系”，“五層”依次為基礎(chǔ)層、采集層、網(wǎng)絡(luò)層、存儲(chǔ)層以及應(yīng)用層；“兩系”包括安全保障體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

基礎(chǔ)層：主要完成裝備試驗(yàn)評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建、試驗(yàn)科目與數(shù)據(jù)采集方案的設(shè)計(jì)，并明確各類保障需求等工作，為試驗(yàn)實(shí)施提供基礎(chǔ)支撐。

采集層：根據(jù)前期試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，通過各類采集軟件及硬件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)裝備各類數(shù)據(jù)的采集，包括環(huán)境數(shù)據(jù)、電液信號(hào)、作業(yè)數(shù)據(jù)、機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)軌跡及狀態(tài)數(shù)據(jù)以及其他定性數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)層：通過構(gòu)建無線加密專網(wǎng)、北斗定位網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，主要實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)裝備各類數(shù)據(jù)的無線傳輸。

存儲(chǔ)層：依托網(wǎng)絡(luò)層，主要接收各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)并構(gòu)建各分類數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

應(yīng)用層：根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)需求，主要提供試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮控制、數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)顯示與分析以及數(shù)據(jù)分析評(píng)估三類應(yīng)用。

安全保障體系：按照安全等級(jí)保護(hù)的要求，從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全等層面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系：主要指遵從軍內(nèi)各技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)規(guī)范等進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)特點(diǎn)和系統(tǒng)總體架構(gòu)，該支持系統(tǒng)分為試驗(yàn)任務(wù)輔助設(shè)計(jì)分系統(tǒng)、試驗(yàn)任務(wù)管理分系統(tǒng)、多源數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)、無線實(shí)時(shí)傳輸分系統(tǒng)、即時(shí)通信分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)顯示分系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析與評(píng)估分系統(tǒng)共7個(gè)分系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在任務(wù)準(zhǔn)備階段為試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)任務(wù)管理提供支持，在任務(wù)實(shí)施階段為裝備多源試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)傳輸以及數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)顯示提供支持；在總結(jié)評(píng)估階段為試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與裝備綜合評(píng)估提供支持。

該系統(tǒng)應(yīng)用流程為：任務(wù)準(zhǔn)備階段，利用基于案例的知識(shí)智能推送技術(shù)，試驗(yàn)任務(wù)輔助設(shè)計(jì)分系統(tǒng)能夠輔助進(jìn)行裝備評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建、試驗(yàn)科目設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)，并建立指標(biāo)體系末級(jí)指標(biāo)、數(shù)據(jù)項(xiàng)，試驗(yàn)科目、數(shù)據(jù)采集方案之間的關(guān)聯(lián)，用以指導(dǎo)后續(xù)任務(wù)實(shí)施階段的數(shù)據(jù)采集工作。待準(zhǔn)備完畢，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集實(shí)施階段，利用多源數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)及其設(shè)備，完成裝備各類數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)，依托考核現(xiàn)場(chǎng)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和即時(shí)通信分系統(tǒng)，將各類數(shù)據(jù)傳輸至指揮中心，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮控制以及各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)的態(tài)勢(shì)顯示。數(shù)據(jù)采集完成后，對(duì)各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，導(dǎo)入數(shù)據(jù)分析與評(píng)估系統(tǒng)，利用多種評(píng)估算法對(duì)裝備進(jìn)行綜合評(píng)估，生成評(píng)估報(bào)告。此外，可通過試驗(yàn)任務(wù)管理分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)任務(wù)資源、試驗(yàn)任務(wù)節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行管控，進(jìn)一步保證了試驗(yàn)任務(wù)的順利進(jìn)行。系統(tǒng)應(yīng)用流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)應(yīng)用流程圖

4 各分系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

4.1 試驗(yàn)任務(wù)輔助設(shè)計(jì)分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)基于案例表示方法，對(duì)已開展的裝備試驗(yàn)大綱、實(shí)施方案等文件資料進(jìn)行梳理分析，研究評(píng)估指標(biāo)、試驗(yàn)科目、數(shù)據(jù)采集方案的知識(shí)表示模型，建立相應(yīng)案例庫(kù)，在此基礎(chǔ)上，研究不同類型知識(shí)的推理機(jī)制和檢索呈現(xiàn)機(jī)制。在用戶進(jìn)行評(píng)估指標(biāo)、試驗(yàn)科目以及數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)過程中，能夠捕獲用戶當(dāng)前的知識(shí)行為，以相應(yīng)的智能化推理機(jī)制為用戶推送相關(guān)知識(shí)，提供試驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)建議，可有效提高試驗(yàn)設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，在進(jìn)行評(píng)估指標(biāo)體系、試驗(yàn)科目以及數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)過程中，建立末級(jí)指標(biāo)、各數(shù)據(jù)項(xiàng)、試驗(yàn)科目以及數(shù)據(jù)采集方案之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為后續(xù)數(shù)據(jù)采集與評(píng)估奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 試驗(yàn)任務(wù)輔助設(shè)計(jì)分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2 試驗(yàn)任務(wù)管理分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)主要對(duì)不同裝備試驗(yàn)任務(wù)的基本信息、試驗(yàn)資源、裝備試驗(yàn)任務(wù)節(jié)點(diǎn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集情況等進(jìn)行管理。

4.3 多源數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)主要用于裝備試驗(yàn)各類數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)，主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、基于北斗的裝備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)采集子系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、手持式終端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、視頻數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)以及問卷調(diào)查子系統(tǒng)等7個(gè)子系統(tǒng)。

1）環(huán)境數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用于采集與裝備試驗(yàn)相關(guān)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境條件數(shù)據(jù)，主要包括地貌、水文、天候、氣象以及電磁環(huán)境等數(shù)據(jù)。

2）嵌入式數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)裝備電控信號(hào)自動(dòng)采集，并實(shí)時(shí)傳輸于采集指揮中心。該子系統(tǒng)主要通過數(shù)據(jù)電纜將嵌入式硬件設(shè)備與裝備控制柜數(shù)據(jù)接口相聯(lián)，數(shù)據(jù)采集電路實(shí)時(shí)檢測(cè)并采集裝備的控制狀態(tài)參數(shù)，解碼電路將控制狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行控制代碼分析，邏輯規(guī)則分析電路對(duì)控制代碼處理后，分析該裝備的工作狀態(tài)。以某型舟橋?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)該型裝備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該子系統(tǒng)主要采集運(yùn)載車電控信號(hào)和動(dòng)力舟/錨定舟電控信號(hào)兩部分?jǐn)?shù)據(jù)，并對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行解碼處理，分析裝備工作狀態(tài)及作業(yè)過程，進(jìn)行作業(yè)動(dòng)作模擬重現(xiàn)等可視化展示。

3）基于北斗的裝備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要通過運(yùn)用北斗RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的厘米級(jí)定位，實(shí)現(xiàn)裝備運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)以及作業(yè)裝置移動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與傳輸。該子系統(tǒng)主要包括定位模塊、便攜式差分定位基站、軌跡顯示平臺(tái)三部分。定位模塊主要安裝于試驗(yàn)裝備的特定位置，利用北斗定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集裝備或其作業(yè)裝置的位置坐標(biāo)、移動(dòng)速度等狀態(tài)信息。便攜式差分定位基站主要用于數(shù)據(jù)的無線傳輸。軌跡顯示平臺(tái)主要接收實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)構(gòu)建數(shù)據(jù)過濾算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾清洗，實(shí)時(shí)顯示裝備或其作業(yè)裝置單元的移動(dòng)軌跡、移動(dòng)速度等狀態(tài)信息。

4）機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用于對(duì)裝備遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，能夠記錄裝備機(jī)動(dòng)位置坐標(biāo)、速度、海拔、行駛里程等信息，并將其運(yùn)動(dòng)軌跡可視化展現(xiàn)。該子系統(tǒng)采用定位芯片，通過與衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合記錄并循環(huán)更新裝備的機(jī)動(dòng)情況。工作原理為：定位接收模塊接收北斗衛(wèi)星信號(hào)，將接收到的信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理，采用C語(yǔ)言編寫相關(guān)處理程序，提取需要的數(shù)據(jù)，主要包括日期、時(shí)間、經(jīng)緯度、海拔、車輛行駛速度、里程等數(shù)據(jù)。

5）手持式終端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用于試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)裝備作業(yè)數(shù)據(jù)的采集，并實(shí)時(shí)回傳至指揮中心，主要包括裝備操作人員數(shù)量及分工、裝備數(shù)量及類型、裝備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)數(shù)據(jù)、裝備故障情況等數(shù)據(jù)。該子系統(tǒng)采用C/S模式開發(fā)，是一種兩層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，第一層為基于Android系統(tǒng)的手持式采集終端，第二層為基于Windows操作系統(tǒng)的服務(wù)器。該子系統(tǒng)可根據(jù)裝備試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集需求，編制相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集項(xiàng)，應(yīng)用ADB技術(shù)下發(fā)于基于Android系統(tǒng)的手持式采集終端。采集員通過手持式采集終端可在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并實(shí)時(shí)傳輸至采集指揮中心，提高了數(shù)據(jù)采集效率。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

該子系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)信息管理、采集方案管理、采集數(shù)據(jù)管理3個(gè)模塊?；A(chǔ)信息管理模塊主要對(duì)各類基礎(chǔ)信息進(jìn)行管理，包括試驗(yàn)裝備信息、采集人員信息、用戶信息以及數(shù)據(jù)字典等信息。其中，數(shù)據(jù)字典是對(duì)各類數(shù)據(jù)集合的描述與說明，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、從屬關(guān)系等，為構(gòu)建數(shù)據(jù)采集方案服務(wù)。采集方案管理模塊主要用于針對(duì)不同試驗(yàn)裝備的作業(yè)流程，可視化構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集方案，分發(fā)于手持式采集終端，滿足不同裝備、不同類型數(shù)據(jù)的采集需求。采集數(shù)據(jù)管理模塊主要用于采集終端的數(shù)據(jù)回收與管理。

6）視頻數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要通過視頻采集設(shè)備實(shí)時(shí)錄制試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻，通過傳輸介質(zhì)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的采集指揮中心，通過地面固定視頻和空中移動(dòng)視頻進(jìn)行全方位、多角度作業(yè)視頻數(shù)據(jù)的采集，輔助后期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)也為數(shù)據(jù)分析結(jié)果提供了佐證。

7）問卷調(diào)查子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要針對(duì)該型裝備的定性考核指標(biāo)，編制相應(yīng)的調(diào)查問卷題庫(kù)，分發(fā)于電腦終端。部隊(duì)官兵可利用電腦終端進(jìn)行答題，一方面實(shí)現(xiàn)了裝備定性考核指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集，另一方面便于進(jìn)一步對(duì)問卷調(diào)查情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

4.4 無線實(shí)時(shí)傳輸分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)以4G?LTE寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在試驗(yàn)前通過架設(shè)無線基站設(shè)備構(gòu)建試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)無線加密網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)⒃囼?yàn)過程中采集的多源試驗(yàn)數(shù)據(jù)（包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及語(yǔ)音、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）實(shí)時(shí)回傳至指揮中心，其架構(gòu)圖如圖5所示。

圖5 無線傳輸分系統(tǒng)架構(gòu)圖

業(yè)務(wù)層主要指數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)顯示分系統(tǒng)，通過便攜式基站連接各型終端。無線實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要為數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)顯示分系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)承載功能。交換層主要由交換機(jī)構(gòu)成，是通信業(yè)務(wù)控制中心，交換層上聯(lián)業(yè)務(wù)層，通過核心網(wǎng)下聯(lián)基站；接入層由無線寬帶通信網(wǎng)的中心站構(gòu)成，接入層向上通過光纖接入核心網(wǎng)機(jī)，向下通過TD?LTE無線方式連接各型終端；終端層主要為無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的末端，主要指接入網(wǎng)絡(luò)的各類數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

4.5 即時(shí)通信分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)用于試驗(yàn)實(shí)施階段，實(shí)現(xiàn)指揮中心與采集人員的互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)采集過程中，采集人員能夠通過手持式數(shù)據(jù)采集終端與指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻、語(yǔ)音、文字等信息的傳輸。該分系統(tǒng)采用UDP協(xié)議，依托無線專用網(wǎng)絡(luò)，建立手持式終端與指揮中心之間的通信，其架構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 即時(shí)通信分系統(tǒng)架構(gòu)圖

4.6 數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)顯示分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)主要用于試驗(yàn)任務(wù)實(shí)施階段，能夠?qū)崟r(shí)接收多源數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)采集到的各類環(huán)境數(shù)據(jù)、裝備數(shù)據(jù)以及操作人員數(shù)據(jù)等，并將不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，然后通過實(shí)時(shí)顯示界面進(jìn)行分類顯示。對(duì)于手持式終端回傳的裝備作業(yè)時(shí)間、機(jī)動(dòng)速度等數(shù)值型數(shù)據(jù)以柱狀圖、餅狀圖等可視化顯示；對(duì)于嵌入式終端回傳的信號(hào)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行解析，以解析數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)模擬再現(xiàn)裝備通過電液控制的作業(yè)動(dòng)作；對(duì)于北斗終端回傳的定位數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行過濾、清洗，實(shí)時(shí)模擬再現(xiàn)裝備運(yùn)動(dòng)軌跡、作業(yè)狀態(tài)等作業(yè)場(chǎng)景。同時(shí)，對(duì)于試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)、即時(shí)通信數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等分屏展示，便于對(duì)整個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集工作的協(xié)調(diào)與控制。

4.7 數(shù)據(jù)分析與評(píng)估分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)用于試驗(yàn)任務(wù)總結(jié)評(píng)估階段，輔助試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，完成對(duì)試驗(yàn)裝備的綜合評(píng)估。系統(tǒng)集成了多種常用的評(píng)估算法作為評(píng)估算法庫(kù)，例如加權(quán)積、加權(quán)和、灰色白化權(quán)函數(shù)聚類法、模糊綜合評(píng)判法、數(shù)據(jù)包絡(luò)法、物元分析法等，并且需要在此算法庫(kù)的基礎(chǔ)上支持新算法的擴(kuò)充，目前擴(kuò)充的方式支持公式算子、JavaScript算子、R語(yǔ)言算子和DLL算子，均支持用自定義的方式制定自己的評(píng)估計(jì)算方法，可大大簡(jiǎn)化用戶對(duì)于程序二次開發(fā)的流程，提升了評(píng)估任務(wù)中評(píng)估算法的靈活性和可移植性。其分析評(píng)估過程為：

首先將多源試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入該分系統(tǒng)，對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾清洗，去除奇異值、缺省值等；其次，根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)輔助設(shè)計(jì)分系統(tǒng)構(gòu)建的指標(biāo)體系，獲取與末級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的各數(shù)據(jù)項(xiàng)的值；再根據(jù)各層級(jí)指標(biāo)特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的評(píng)估算法；接著對(duì)各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行設(shè)置；最后從末級(jí)指標(biāo)依次向上評(píng)估，直到完成所有指標(biāo)評(píng)估。評(píng)估流程圖如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)分析與評(píng)估分系統(tǒng)評(píng)估流程圖

5 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前裝備試驗(yàn)工作在試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集以及分析評(píng)估等方面存在的問題，結(jié)合裝備試驗(yàn)工作流程及特點(diǎn)，本文研究設(shè)計(jì)了一種裝備試驗(yàn)綜合支持系統(tǒng)，構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu)，明確了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和應(yīng)用流程，闡述了各分系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路徑。該系統(tǒng)已應(yīng)用于某型舟橋裝備試驗(yàn)考核任務(wù)，應(yīng)用效果良好，能夠?yàn)檠b備試驗(yàn)工作提供全過程支持。