野戰(zhàn)程控交換機(jī)維修訓(xùn)練平臺(tái)需求與研究

郝央紀(jì)+龍珊+劉相如

一、立項(xiàng)背景

通信裝備維修工作是提高通信裝備保障能力，保證通信暢通的重要手段。特別是在戰(zhàn)時(shí)，裝備故障率高，要求搶修時(shí)間短，要在野戰(zhàn)條件下，迅速完成裝備故障的診斷和修理，必須研制出技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、能夠自動(dòng)檢測(cè)、并顯示出故障部位的故障診斷設(shè)備。隨著現(xiàn)在軍事通信技術(shù)的日益發(fā)展，通指裝備種類、裝備數(shù)量越來(lái)越多，設(shè)備復(fù)雜程度、集成化水平越來(lái)越高，給維修技術(shù)人員的技術(shù)保障提出了更高的要求?，F(xiàn)在的電路檢測(cè)需要通過(guò)人工測(cè)量電路中關(guān)鍵點(diǎn)、線的電壓、電流、阻抗及元器件等必要參數(shù)，結(jié)合故障現(xiàn)象和電路原理進(jìn)行仔細(xì)分析、推敲，才能診斷出電路板的故障部位或故障元器件。這種常規(guī)的電路板故障檢測(cè)方法已很難滿足現(xiàn)代通信裝備的保障需求；同時(shí)故障性維修向預(yù)防性維修的轉(zhuǎn)變的維修趨勢(shì)，也要求我們探索新的保障方法和思路。因此急切需要研制一套實(shí)用的故障判斷分析以及可進(jìn)行預(yù)防性維修的操作平臺(tái)。

野戰(zhàn)程控電話交換機(jī)是一種新型便攜式程控用戶交換機(jī)，是野戰(zhàn)條件下使用的主要電話交換設(shè)備，隨著野戰(zhàn)程控交換機(jī)的批量生產(chǎn)并裝備使用，使野戰(zhàn)電話通信由原來(lái)的人工交換一躍成為程控交換，為部隊(duì)的軍事演習(xí)、搶險(xiǎn)救災(zāi)和高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)提供了更高更快的通信保障手段。同時(shí)也給我們提出了新的問(wèn)題，由于該機(jī)擁有量大，技術(shù)先進(jìn)，集成化程度高，加之維修人員少，這就對(duì)維修人員的技術(shù)水平和維修手段提出了更高的要求。依據(jù)基層級(jí)和中繼級(jí)維修人員的編制和技術(shù)水平，根本不可能按照“技術(shù)保障要求”的規(guī)定，在較短的時(shí)間內(nèi)完成故障的診斷和排除。對(duì)于基地級(jí)維修人員而言，即使把故障壓縮到了單板上，由于各電路板的功能較多，出、入信號(hào)繁雜，加上時(shí)序電路，要用常用的儀表查找出故障元器件，速度很慢。特別是在脫機(jī)的情況下，由于電源無(wú)法供給，無(wú)激勵(lì)信號(hào)，給維修工作帶來(lái)了很大麻煩，影響了交換機(jī)的保障效力。為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的需求，提高通信裝備的維修效率，保證在任何情況下都能夠快速、準(zhǔn)確、高質(zhì)量地完成野戰(zhàn)程控交換機(jī)的維修任務(wù)，確保野戰(zhàn)程控交換機(jī)最大程度發(fā)揮有線通信效益，急需研制開(kāi)發(fā)《野戰(zhàn)程控交換機(jī)維修訓(xùn)練平臺(tái)》。

二、設(shè)計(jì)思路與功能簡(jiǎn)介

該項(xiàng)目在研究野戰(zhàn)程控交換機(jī)的電路原理、工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)測(cè)控、通信、數(shù)據(jù)庫(kù)、微處理器仿真等技術(shù)；采用模塊化、組合化的設(shè)計(jì)思想。創(chuàng)新研制了電路板故障自動(dòng)測(cè)試與定位系統(tǒng)；專家診斷系統(tǒng)；野戰(zhàn)程控交換機(jī)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)；電路圖、實(shí)物圖和故障診斷流程圖查詢系統(tǒng)。它不僅可以自動(dòng)檢查野戰(zhàn)程控交換機(jī)各種電路板的好壞，而且能夠判斷出產(chǎn)生故障的部位和故障點(diǎn)，解決了人工判斷故障慢、故障點(diǎn)定位難、時(shí)序電路和大規(guī)模集成電路脫離交換機(jī)無(wú)法判斷故障的難題；減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了維修速度，解決了基層單位因維修人員缺乏，裝備完好率低的問(wèn)題；在維修中減少了對(duì)設(shè)備元器件的誤拆焊操作，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，使機(jī)線故障事先發(fā)現(xiàn)率較以前提高50%以上，提前處置率達(dá)80%以上；平臺(tái)具有野戰(zhàn)程控交換機(jī)的仿真訓(xùn)練功能，可仿真野戰(zhàn)程控交換機(jī)的開(kāi)通、設(shè)置與操作，極大地方便了教練員教學(xué)，使初學(xué)人員能夠在短時(shí)間內(nèi)掌握野戰(zhàn)程控交換機(jī)的操作方法、工作原理、維修方法，可縮短訓(xùn)練周期2-3個(gè)月，省時(shí)省力，解決了基層教員和訓(xùn)練樣機(jī)嚴(yán)重缺乏的問(wèn)題。平臺(tái)配套的專家智能診斷系統(tǒng)和原理圖、印制板電路圖查詢系統(tǒng)，根據(jù)需要可以快速調(diào)用、查詢并在專家診斷系統(tǒng)指導(dǎo)下進(jìn)行故障定位，極大地方便了維修人員，提高了野戰(zhàn)程控交換機(jī)的維修效率，為保證通信暢通創(chuàng)造了良好條件。

三、主要科技創(chuàng)新

項(xiàng)目采用計(jì)算機(jī)控制、通信和測(cè)量等技術(shù)，研制了電路板自動(dòng)測(cè)試與故障自動(dòng)定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了野戰(zhàn)程控交換機(jī)故障診斷與定位的自動(dòng)化。平臺(tái)根據(jù)野戰(zhàn)程控交換機(jī)的電路原理、工作過(guò)程，采用計(jì)算機(jī)控制、通信和測(cè)量等技術(shù)設(shè)計(jì)而成，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試激勵(lì)信號(hào)自動(dòng)接入，測(cè)試電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換，電路工作狀態(tài)分析、故障電路板的自動(dòng)判斷；操作人員只需把被測(cè)電路板插入測(cè)試插座，按下測(cè)試鍵，維修訓(xùn)練平臺(tái)將在幾分鐘內(nèi)自動(dòng)測(cè)試出電路板的好壞，并以漢字的形式報(bào)告出故障部位。提高了野戰(zhàn)程控交換機(jī)的維修速度。減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，解決了基層單位因維修人員缺乏，裝備完好率低的問(wèn)題，為保證通信暢通創(chuàng)造了良好的條件。

創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了電路板故障自動(dòng)定位與專家智能診斷系統(tǒng)指導(dǎo)故障定位方法的一體化設(shè)計(jì)，解決了人工判斷故障慢、故障點(diǎn)定位難、時(shí)序電路和大規(guī)模集成電路脫離交換機(jī)無(wú)法判斷故障的難題，提高了維修效率。它不僅可以自動(dòng)檢查交換機(jī)各種電路板的好壞，而且能夠判斷出產(chǎn)生故障的部位和故障點(diǎn)，對(duì)于個(gè)別不易提取測(cè)試信號(hào)的電路，由維修訓(xùn)練平臺(tái)提供測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，在專家智能診斷系統(tǒng)的指導(dǎo)下，快速進(jìn)行故障定位，減少對(duì)設(shè)備元器件的誤拆焊操作，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；使機(jī)線故障事先發(fā)現(xiàn)率較以前提高50%以上，提前處置率達(dá)80%以上，系統(tǒng)級(jí)預(yù)檢處置能力顯著增強(qiáng)。

采用多CPU、多線程和分散控制技術(shù)，研制了野戰(zhàn)程控交換機(jī)仿真訓(xùn)練模塊。具有野戰(zhàn)程控交換機(jī)的仿真訓(xùn)練功能，可仿真野戰(zhàn)程控交換機(jī)的開(kāi)通、設(shè)置與操作，極大地方便了教練員教學(xué)，使初學(xué)人員能夠在短時(shí)間內(nèi)掌握野戰(zhàn)程控交換機(jī)的操作方法、工作原理、維修方法?？煽s短訓(xùn)練周期2—3個(gè)月，省時(shí)省力；解決了基層教員和訓(xùn)練樣機(jī)嚴(yán)重缺乏的問(wèn)題。

采用Delhi與ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，設(shè)計(jì)了維修訓(xùn)練平臺(tái)配套的軟件系統(tǒng)，具有電路原理圖、印制板電路圖、器件位置圖、電路板實(shí)物圖、故障診斷流程圖查詢功能；電原理圖查詢導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、故障診斷定位、數(shù)據(jù)庫(kù)添加等功能。維修人員可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用，并在專家診斷系統(tǒng)的指導(dǎo)下進(jìn)行故障定位；也可以通過(guò)電原理圖、印制板電路圖等查詢系統(tǒng)，快速查閱所需的電路圖幫助維修。通過(guò)在線檢測(cè)數(shù)據(jù)和維修知識(shí)輔助支持，野戰(zhàn)條件下機(jī)線設(shè)備修復(fù)時(shí)間平均能縮短1小時(shí)以上，裝備維修技術(shù)保障能力顯著提升。

維修訓(xùn)練平臺(tái)采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，減少了器件，降低了成本，縮小了體積，減輕了重量，耗電量小。在鈴流電路的設(shè)計(jì)上，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，采用DC-AC鈴流產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)，平時(shí)不需要產(chǎn)生鈴流時(shí)，CPU控制線無(wú)控制信號(hào)，鈴流無(wú)輸出；在需要產(chǎn)生鈴流信號(hào)時(shí)，由CPU發(fā)出控制信號(hào)，鈴流產(chǎn)生模塊工作，輸出25Hz、90V的鈴流信號(hào)，使電路體積更小，性能更穩(wěn)定，操作更靈活；譯碼電路采用了可編程邏輯陣列器件設(shè)計(jì)，減少了器件用量，降低了成本，提高了工作可靠性。

采用了模塊化設(shè)計(jì)，檢測(cè)功能獨(dú)特，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，適合野戰(zhàn)條件下應(yīng)用。系統(tǒng)采用了我軍首創(chuàng)專用的DCP收發(fā)模塊、鈴流檢測(cè)模塊、撥號(hào)音檢測(cè)模塊和A/D差分電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了DCP信令電路、鈴流產(chǎn)生電路、撥號(hào)音電路和電源板輸出電路故障的自動(dòng)診斷?？刂齐娐凡捎昧朔评展镜墓I(yè)級(jí)單片計(jì)算機(jī)，外加看門(mén)狗電路，使系統(tǒng)抗干擾能力更強(qiáng)，適合野戰(zhàn)條件下使用。