雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)設(shè)計

楊 強，范海峰，陳 凱

?

雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)設(shè)計

楊 強1，范海峰2，陳 凱1

（1. 92619部隊，廣東深圳518107；2. 南海艦隊指揮所，廣東湛江524001）

雷達(dá)裝備存在價格昂貴、故障維修時間長等特點，設(shè)計了雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)方案，從傳輸方式選擇、視訊通信分系統(tǒng)、專家輔助分系統(tǒng)、器材管理分系統(tǒng)和信道傳輸加密五個方面進(jìn)行設(shè)計，并從QoS保障和控制策略兩個方面對提升系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析。

遠(yuǎn)程維修 雷達(dá)裝備 維修支援

0 引言

現(xiàn)代化戰(zhàn)爭是信息化條件下的戰(zhàn)爭，雷達(dá)是獲取戰(zhàn)場綜合態(tài)勢的重要裝備，是信息作戰(zhàn)的主力軍。由于雷達(dá)裝備價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜，存在裝備故障維修時間長、器材管理不夠精準(zhǔn)等問題。為提高雷達(dá)裝備完好率，提升雷達(dá)裝備維修效率，需要建設(shè)雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)。

1 信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)

計算機網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，由功能完善的軟件實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)[1]。按分布范圍可將網(wǎng)絡(luò)分為廣域網(wǎng)（WAN）、城域網(wǎng)（MAN）、局域網(wǎng)（LAN），按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可將星形網(wǎng)、樹形網(wǎng)，總線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)[2]。隨著信息技術(shù)不斷進(jìn)步，音視頻、圖片、文本、數(shù)據(jù)等信息經(jīng)過壓縮編碼后封裝成數(shù)據(jù)包，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，在相應(yīng)的軟硬件支持下實現(xiàn)用戶所需的功能。

2 總體設(shè)計

雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)總體設(shè)計思路是：在現(xiàn)有的專用通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過E1專線方式，將遠(yuǎn)端分散的局域網(wǎng)聯(lián)接起來，將其整合成一個廣域網(wǎng)。依托視頻圖像處理、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫等技術(shù)手段，構(gòu)建雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持中心與遠(yuǎn)端雙向音視頻通信，實現(xiàn)中心的專家隊伍實時可視化地指導(dǎo)遠(yuǎn)端組織裝備維修。遇有遠(yuǎn)端雷達(dá)裝備故障時，維修現(xiàn)場與中心專家隊伍通過E1專線實時雙向音視頻通信，專家隊伍通過查閱資料、集體會診，遠(yuǎn)程指導(dǎo)遠(yuǎn)端技術(shù)人員排除故障。同時，該系統(tǒng)還應(yīng)支持器材管理功能，以便中心精確化組織器材調(diào)配、籌措、倉儲和供應(yīng)。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖見圖1，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖2。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)構(gòu)建

3.1傳輸方式選擇

目前，可供選擇的信息傳輸方式主要有四種方式，分別是專用網(wǎng)絡(luò)、短波通信、散射通信和衛(wèi)星通信。其中，短波通信容易受天氣影響，存在信道穩(wěn)定性差，傳輸帶寬窄，以及組網(wǎng)困難等缺點，不能滿足遠(yuǎn)程組網(wǎng)的需求。散射通信的通信距離遠(yuǎn)，保密性較好，不容易受電離層變化的影響，但設(shè)備復(fù)雜，機動性差。衛(wèi)星通信覆蓋范圍廣，信道穩(wěn)定，但衛(wèi)星通信資源非常有限。目前，已建成專用的纖通信傳送網(wǎng)，對各單位已形成有效覆蓋。依托既有的專用網(wǎng)絡(luò)，申請開通遠(yuǎn)端至中心的E1專線，將分散在各點的局域網(wǎng)連接起來，從而整合成一個廣域網(wǎng)。選用專用網(wǎng)絡(luò)基本滿足系統(tǒng)傳輸需求。

圖2 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3.2視訊通信分系統(tǒng)

本著穩(wěn)定、實用、可靠的原則，遠(yuǎn)端選用支持音頻的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機。既便于組網(wǎng)，又減少格式轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)。在中心搭建視頻存儲和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，采用C/S模式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控軟件與前端達(dá)成音視訊通信?？紤]到裝備維修場地的機動性，尤其是坑道內(nèi)空間狹窄、布線困難，應(yīng)采用在線供電（POE）方式。即用一條五類線傳輸音視頻數(shù)據(jù)，同時對攝像機供電，減少線纜數(shù)量，便于快速組網(wǎng)。具體連接方式見圖3。

3.3專家輔助分系統(tǒng)

基于數(shù)據(jù)庫軟件，開發(fā)專家輔助分系統(tǒng)，錄入各型雷達(dá)裝備技術(shù)性能參數(shù)、電路圖和裝備實物照片，收集梳理歷年來各型雷達(dá)裝備維修記錄；同時與裝備研制廠家、院校研究所建立技術(shù)資料交流機制。在組織遠(yuǎn)程維修支援時，通過查閱專家系統(tǒng)，組織專家集體會診，迅速查明故障原因，判定故障位置，為裝備維修提供輔助支持。

圖3 POE供電連接方式

3.4器材管理分系統(tǒng)

采用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)器材管理分系統(tǒng)。通過專用網(wǎng)絡(luò)將分散在各個遠(yuǎn)端站點的器材數(shù)據(jù)整合在一起，組成一個邏輯上一致的數(shù)據(jù)庫。一是便于日程器材管理，二是便于緊急調(diào)配器材，實現(xiàn)器材精準(zhǔn)保障，提高器材保障效率，縮短裝備故障時間。

3.5傳輸信道加密

考慮到雷達(dá)裝備價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜，涉密程度較高，傳輸過程中必須加密，杜絕發(fā)生失泄密事件。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，應(yīng)采用硬件加密方式，在組織遠(yuǎn)程維修支援時通信雙方加載專用加密設(shè)備，達(dá)成加密傳輸。

4 性能分析

4.1 QoS保證

在本系統(tǒng)中，各種信息被封裝成UDP數(shù)據(jù)包，采用無連接方式傳輸。由于傳輸過程中存在不確定性，可能會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟包、出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞等情況，導(dǎo)致傳輸抖動或延遲，影響音視頻通信的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。解決辦法：一是采用資源預(yù)留協(xié)議（RSVP），通過先發(fā)Path報文，中心與遠(yuǎn)端之間建立傳輸路徑，在無連接協(xié)議情況上提供端到端的實時傳輸服務(wù)，確保服務(wù)質(zhì)量（QoS）；二是采用實時傳輸協(xié)議/實時傳輸控制協(xié)議（RTP/RTCP），RTP運行在UDP之上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行包封裝。通過配合使用RTCP與RTP，獲取有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的反饋信息，以便遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)采取相應(yīng)的策略。

4.2控制策略

為緩解網(wǎng)絡(luò)承載壓力，防止發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，必須控制用戶對音視訊通信的需求。解決辦法：一是給各用戶分配固定IP地址，設(shè)置用戶優(yōu)先級策略，視情限制低級別用戶訪問權(quán)限，降低網(wǎng)絡(luò)開銷。二是根據(jù)承載在專用網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)種類，合理劃分虛擬局域網(wǎng)（VLAN），給裝備維修支援業(yè)務(wù)所屬的虛擬局域網(wǎng)（VLAN）設(shè)置較高優(yōu)先級。這樣既可避免大范圍的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，又可在傳輸信道資源緊張的情況下優(yōu)先保障裝備遠(yuǎn)程維修支援業(yè)務(wù)，確保遠(yuǎn)端維修現(xiàn)場與中心之間音視頻傳輸清晰流暢。

5 結(jié)束語

本文針對雷達(dá)裝備維修保障效率低、耗時長的實際情況，在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，構(gòu)建雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)。闡述了各分系統(tǒng)功能，并從QoS保障和訪問控制兩個方面對提升系統(tǒng)性能進(jìn)行分析探討，對雷達(dá)裝備維修保障工作具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 康劍山, 姚路, 曾斌, 等. 遠(yuǎn)程支援系統(tǒng)中故障診斷專家系統(tǒng)研究[J]. 艦船電子工程, 2013, 33(11)：109-111.

[2] 宋蕾. 海軍遠(yuǎn)程維修支援保障系統(tǒng)的構(gòu)建方法研究[J]. 艦船電子工程, 2015, 35(10)：9-13.

[3] 許愛華, 汪中賢, 卓家靖, 等. 基于軍網(wǎng)的無人機遠(yuǎn)程維修保障及模擬訓(xùn)練專家系統(tǒng)研究[J]. 航空維修與工程, 2013, 07：59-62.

[4] 費太勇, 熊記寧, 王紅, 等. 雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修考核系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù), 2012, 10(3)：301-304.

[5] 鄧斌, 方前學(xué). 雷達(dá)裝備計量保障計劃的優(yōu)化方法[J]. 火力與指揮控制, 2011, 36(8)：147-151.

[6] 曹振華. 雷達(dá)綜合保障信息系統(tǒng)研究[J]. 現(xiàn)代雷達(dá) , 2013 , 35(10)：9-12.

[7] 沈浩浩, 劉慶華, 劉慶, 等. 基于物聯(lián)網(wǎng)的雷達(dá)裝備遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)研究[J]. 空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報, 2013 , 27(12)：435-439.

[8] 鐘春華, 許炎義, 劉峰. 基于半實物仿真的艦員級雷達(dá)維修訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計[J]. 艦船電子工程, 2011, 31(11)：125-127.

Design of Remote Maintenance Support System for Radar Equipment

Yang Qiang1, Fan Haifeng2, Chen Kai1

(1. 92619 Unit of PLA, Shenzhen 518107, Guangdong, China; 2. Command Post of South China Sea Fleet, ZhanJiang 524001, Guangdong, China )

TP182

A

1003-4862（2016）10-0065-03

2016-05-31

楊強(1980-)，男，碩士研究生，助理工程師。研究方向：信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

范海峰（1977-），高級工程師。研究方向：軍事通信建設(shè)研究。