舰炮武器系统在线监控技术研究

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舰 炮武器 系统 在线监控技术研 究
Ｒｅｓ ｅａｒ ｆ ｏｎｌｎｅ ｏｎｉｏｒｔ ｃｈ ｏ ｉ ｍ ｔ ｅｃｈｎｏｌ ｏｇｙ ｆ ｖａｌｇｕｎ ｗ ｅａｐｏｎ ｓ ｔ ｏｒｎａ ｙｓ ｅｍ
许 向阳
ＸＵ Ｘｉ ｇ ｙ ｎ ａｎ ． ａ ｇ
系统 运 行 情 况 ，因 而 结 构 采 用 在 线 监 控 与 被 测 系 统 分 散 布 置 更 为 合 理 ；在 线 监 控 部 分 只是 接 受 网 络 报 文 ，不 向 网 络 发 任 何 报 文 ，这 样 结 构 不 会 对 被 测 系统 运 行带 来任 何影 响 。
利 用 了 系统 网络 结构 的 可 扩 展 性 ，将 测 试 设 备 无 缝 接 入 系 统 之 中 ，实 现 测 试 系统 与 被 测 试 系
故 障 类 型 资 料 、故 障 的 诊 断 分 析 模 型 等 部分 的 内
图 １ 监 控 设 备 接 入 系统 方 式 图 第３卷 ４ 第４ 期
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２ １ － ４ Ｉ） ［２ １ ０ ２ ０ （－ １ ５
、 １
ｕＣ／ 系 统 是 没 有 文 件 系 统 的 ，而 嵌 入 式 ＯＳ 系 统 是 需 要 使 用 文 件 系统 的 ，这 就 意 味 着我 们 要
（ 驻北京地 区舰 船设备军事代表室 ，北京 １ ０ １ ６） ０ ７
摘
要 ：本文 针对全数 字化舰炮 武器系 统在线监 控现状 进行分析 ，提 出在线监控 技术方 案 ，重 点对结 构 、软件设计 、数据 流程和 工作原理 进行 了探 讨 ，利用该技 术将有 利于武器 系统在 试验 、使
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内存 的 需 求 很 小 、具 有 较 好 的 移 植性 等 。 这 些 优 点 都 能 够 使 开 发 的 周 期 减 少 ，对 于 开 发嵌 入 式 系 一析 统 的 应 用 程 序 是 十 分 有 利 的 。在 新世 纪 嵌 入 式 系
统 的 发 展 尤 为 迅 速 ，随 着 嵌 入 式 系 统 的 快 速 发 展
条件。
势 进 行 实 时 监 控 ，实 时 显 示 系统 运 行 态 势 ，为 使 用人 员 决 策 提 供 充 分 依 据 ； 当 系统 出现 故 障 时 可 以通 过 人 机 交 互 方 式 对 系 统 故 障 定 位 及 隔离 ，提 出 解 决 故 障 的 参 考 方 案 ；对 于 部 队 无 法 在 现 场 立 即 解 决 的 故 障 ，工 业 部 门 技 术 人 员通 过 收 集 的发 生 故 障 时 信 息 进 行 分 析 可 以准 确 对 故 障 定位 并 解
４ ）由于 缺 少 对 系统 级 关 重件 （ 身 管 等 ）信 如
息 的 采 集 ，无 法 对 系统 随 着 使 用 时 间 的 累 积其 作
战 效能 衰减 的 程 度进行 预 估 。
５ 缺 少 交 互 式 故 障 隔 离 和 故 障 处 理 案 例 提 ） 示 的 手 段 ，使 得 部 队 使 用 人 员 对 故 障 的 定 位 不 准
ｌ
５ ）电子技 术 文档 ：提 供 系统 学 习资 料／ 帮助 文 档 和 监 控设 备 学 习资 料／ 备 帮 助文 档 ，可 以 方 便 设 地 用于使 用 查询 和学 习 ，同时 为用 户提 供 了设 备硬
件 信息 、报 文相关 信 息以及 知识 库的 查 阅功 能 。 ６ ）系统 效 能预 估 ：通 过对 系统 关重 件 及 可 靠 性 信 息 的积 累 ， 以及 对 系统 性 能 变 化 的预 测 ， 对 系统 的效能 进行 预估 ， 为使用 者决 策提 供参 考 ，如 果 出现 隐患提 醒使 用者 采取 措施 ， 以免 贻误 战机 。
匐 似
监 控 设 备 可 能 对 系统 性 能 产 生 的影 响 集 中体 现在 交换 机 上 ，具体 有 以下三 个方 面 ：
１ ）交 换机 非 镜 像端 口需 要 复制 分 发数 据 到镜
像端 口；
２ ）镜像 数 据产生 使 交换机 上数 据 流量 增大 ； ３ ）数 据 是否 会 超 出镜 像 端 口处理 能 力 ，进而
据 对 报 文 的分 析 显 示 系 统 信 息 流 运 行 状 况 和 系统 工 作 流 执 行 情 况 ，根 据 报 文 内容 或 者 报 文 的 一 些 统 计 值 进 行 故 障警 示 ， 并 进 行 故 障 分 析 诊 断 。 可
以进 行故 障交 互 式判 定 。 ３ ）信息 查询 ：主要 提 供两 种方 式 的组 合／ 糊 模 查询 功 能 ， 一种 是 对 历 史 记 录 的 查 询 ， 另一 种 则
立。
础 ，底 层 驱 动 和 支撑 软 件 为 支持 的 软件 境 中 ，
设备 软 件结 构如 图２ 示 。 所
上述 两 种 结 构 各 有 不 同 ，如 果 采 用 基 于 元 器 件 数 据 对 系统 相 关 信 息进 行 记录 ，不 进 行 在 线 实 时 监 控 ，不 需 要 建 立 数 据 仓 库 ， 需 要 的 空 间 资 源 和 时 间资 源 有 限 ，采 用 集 成 结 构 不 会 对 被 测 系统 的 运 行 带 来 影 响 ，从 适 装 性 考 虑 采 用 集成 结构 更
用过程中故 障信 息采集 ，提升武器系统的维修保 障能力。 关键 词 ：在线监控 ；武器系统 ；监控 设备 中图分类号 ：Ｔ ７ Ｐ２７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０—０ ３（ ０ ０ （ 一Ｏ ２—０ ９ １ ４ ２１ ）４ 上） １ ４ ３ ０ ２
Ｄｏｉ ． ９ ９ Ｊ ｉｓ １ ０ －０ ４． ０ ４ －） ３ ：１ ３ ６ ／ ． ｎ． ９ １ ２ １ （１ ． ９ ０ ｓ ０ ３ ２．
一
建 立 一 个 文 件 系统 。文 件 系统 的建 立 过 程 是首 先
影 响交 换机 正常 工作 。
通 过 分 析 ，现 有 某 武 器 系统 的极 限并 发 数 据
量＜ ０ 字节 ／ 秒 ，系统 所 配 备交 换 机 的 吞吐 能 力 ５０ 毫 ＞ ０ ０ 字 节／ １０ ０ 毫秒 。
７ ）射击 数 据 综合 ： 系统 对被 测 系 统在 执 行 射
击 任务 时的 相关数 据 进行 筛选 ， 集 中显 示执 行这 一
势 图，为 试验 分析 提 供依 据 。 ２ ）系统 运 行 监 控 ：提 供 报 文 的录 入 、存储 、 显 示 的功 能 ，同 时根 据 报 文 进 行 初 步 的 分 析 ：根
在 作 战 或 训 练 过 程 中 出现 故 障 时 无 法 在 最 短 时 间
内进行 故 障排 除 。
不会 对 系统 产生 任何 影响 。
２２在线监控与被测系统结构分析 。 在 线 监控 与 被 测 系统 的 结 构 可 以采 用丽 种 方
式 如下 ：
２３在线监控软件设计分析 ．
监 控 设 备 应 用 软 件 运 行 在 以 操 作 系 统 为 基
１ ）在 线监 控 与被 测 系统 物 理 集成一 体 ； ２ 在 线 监 控 与被 测 系 统 分 散 布 置 ， 相 对 独 ）
为 合 理 。如 果 基 于 信 息 对 系统 进 行 在 线 监 控 ，其
图２ 设 备 软 件 结 构
操 作 系统选 用 ｗｉｄ ｗｓ ｎ ｏ 系列 操 作 系统 ；底 层驱
动 包 括 显 卡 驱 动 、 网 卡 驱动 、 串 口驱动 等各 种 驱
动 ；支 撑 组 件 是 指ｗｉ ｄ ｗｓ 息 队 列 等 各 种 商 用 ｎｏ 消
确 ，有 些 可 以 自行 解 决 的 问 题 无 法 解 决 ，影 响 了 装备 的使 用 。
是 系统 提 供 了一 些 典 型 的 案 例 ，可 以进 行 学 习性
的查 看 。
４ ）数 据导 出 ： 系统 提 供 数 据 交换 的 接 口 ，可
以方 便 地 将 监控 记 录导 入 导 出 ，用 户 信 息 采 集 ： 系统 初 始 化 设 置 的 目的 是 让 用 户 录 入 被 测舰 艇 及 被 测 系统 的基 本信 息 、 关 重 件 信 息 及 使 用 时 海 情
气 象信 息 。
上 述 问题 除 影 响 系统 保 障 能 力 的提 升 外 ，也 会 影响 武器 装备 的 可用 性 和其 战备 完好 性 。 基 于 信 息 的 在 线 监 控 技 术 可 以 对 系统 运 行 态
收稿 日期 ：２ １－ ２ ０ ０２ ０ － ８
作者简介：许 向阳 （ ９ ６一），男，江苏 无锡 人，高级工程师 ，本科 ，主要从 事装备监造工作 。 １６ ［ ２ ］ 第３ 卷 １４ ４ 第４ 期 ２ １ － ４ 上） ０２ ０ （
２１ 在 线监控 实 现 的主 要功 能 ．
１ ）试 验 记录 ： 实 时 记录 系 统试 验 过 程 中的原
始 报 文 ，并 解 析 原 始报 文 ，设 备 及 关 键 件 使 用 日 志 的 记 录 ， 显 示 试 验 中 关 键 数 据 ；并 基 于 系统 实 时 录 取 的试 验信 息 ， 画 出 系统 一 些 相 关 信 息 的走
作 战任 务的 关键数 据 ，为评 定 射击 任务 完成 情况 、
系统射击 中发现 问题 等提供 经验 及数 据资 料 。
针 对 可 能 产 生 的 影 响 ：镜 像 数 据 与原 有数 据 的 累计 并发 数据 量＜ ０ ０ 节／ １０ 字 毫秒 ，远 低于 交换机 的处 理 能 力 （＞ ０ ０ 字 节／ 秒 ），因此 监控 设备 １００ 毫
２ ）由于 无 法 实 时 记录 出现故 障 时 刻 的信 息 ，
离 开特 定环 境 后故障 难 以复现 ，技 术人 员到现场 后
无 记录信 息 ，结 果给 故障 的排 除带来 很大 困难 。 ３ ）缺 少形 象 化 的 系统 工 作 流和 信 息 流 的表 述
手段 ，影 响部 队熟 练掌 握 武器 系统 。
基 础 必 须 建 立 数 据 仓 库 ， 同时 采 用 数 据 挖 掘 技 术 进 行 逻 辑 推 理 和 判 断 ，需 要 的空 间 资 源和 时 间 资
源 比 较 大 ，如 上 面 功 能 所 述 ，在 线 监 控 实 时 显 示
成 熟组 件 ；应 用 软件 是 指 有 待 开发 的 监控 设 备 软 件 。设备 软件 模块 划分 如 图３ 示 。 所
统 之 间 信 息 的 单 向 联 通 。监 控 设 备 接 入 被 测 系统
方 式 如 图２ 示 。 所
３ 设 备软 件 模 块 划 分
２４ 设备软件数据流程 ． 监 控 设 备 的功 能 基 于 两 部 分 数 据 ： 一是 从 被 测 系 统 中 录 取 的 报 文 数 据 ， 另 一 个 是 知 识 库 数 据 。知 识 库 数 据 包 含 了报 文 设 置 、 工 作 流设 置 、
决 问题 。
１ 武器系统维修保 障现 状分析
因为 目前 的 在 舰 炮 武 器 系统 中 在 线 实 时 监 控 技 术 应 用 较 少 ，武 器 系统 在 维修 与 保 障 过 程 中存 在 着下 述 问题 ：
１ ）由于 缺 少 系统 级 在 线 监控 设 备 ，武器 系统
２ 在线监控 技术 实现 的技术 方案
０ 引言
随 着 信 息 技 术 的迅 猛 发 展 ， 武 器 装 备 的 信 息 化 也 得 到 了 较 大提 高 。这 不 仅 促 进 了武 器 装 备整 体 作 战 效能 的提 升 ， 也 为 装 备 保 障 发 展 提 供 了新 的机 遇 。 随 着舰 炮 武 器 系 统 全数 字 化 的 实 现 ，为 武 器 系统 在 线实 时 监 控 技 术 的 研 究 与 应 用 创 造 了