武器裝備的遠(yuǎn)程技術(shù)保障系統(tǒng)分析

曹萌 王磊 戈超群

摘要：根據(jù)某發(fā)射設(shè)備維修保障系統(tǒng)的需求，構(gòu)建了以保障車輛為核心的發(fā)射設(shè)備配套保障系統(tǒng)。是一個(gè)全資可視化、信息集成、嵌入式傳感器技術(shù)，如基于準(zhǔn)實(shí)時(shí)的武器裝備設(shè)備狀態(tài)信息，一個(gè)全面的診斷、健康管理和輔助決策系統(tǒng)和業(yè)務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)水平安全信息共享和交互，輔以遠(yuǎn)程技術(shù)支持和其他手段來(lái)彌補(bǔ)戰(zhàn)場(chǎng)安全技術(shù)力量小的腳，并對(duì)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)功能、主要功能、系統(tǒng)軟件組成和設(shè)備功能進(jìn)行了較為全面的設(shè)計(jì)。分析結(jié)果表明，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)綜合診斷、健康管理和輔助決策基于半實(shí)時(shí)的設(shè)備狀態(tài)信息，并且可以實(shí)現(xiàn)橫向共享、交互和遠(yuǎn)程技術(shù)支持的保證信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，并提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支持集成設(shè)備支持聯(lián)合優(yōu)化決策。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程技術(shù);武器裝備;發(fā)射裝備

引言

隨著武器裝備信息化水平的提高，維修保障的思路、方法、技術(shù)都發(fā)生了變化，某類裝備維修保障的開展存在以下問(wèn)題：一個(gè)是保證信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建成，但沒有實(shí)現(xiàn)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，故障診斷和維修信息管理平臺(tái)的自動(dòng)化和戰(zhàn)斗單位健康信息技術(shù)條件下，武器，控制系統(tǒng)測(cè)試中，戰(zhàn)斗單位維護(hù)支持計(jì)劃和決策信息數(shù)字化;第二，設(shè)備故障診斷的自動(dòng)化水平和全面的支持較低，設(shè)備保障存在“維修次數(shù)過(guò)多（維修次數(shù)過(guò)多）、頻繁（檢查頻率頻繁）、罰款（維修項(xiàng)目罰款）”、“儲(chǔ)存過(guò)多、配送效率低下”等問(wèn)題。三是基層維修保障水平相對(duì)較低，過(guò)分依賴當(dāng)?shù)毓S的技術(shù)力量支持。

1發(fā)射裝備伴隨保障系統(tǒng)構(gòu)成

發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)附屬保障系統(tǒng)由附屬保障車輛和車載健康信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成，具有設(shè)備訪問(wèn)能力和保障資源可視化系統(tǒng)。每輛車都裝備有車載健康信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每一個(gè)戰(zhàn)斗單元都配備有一輛輔助車輛。車輛健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成對(duì)車輛健康狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)、收集和預(yù)處理，配套保障車輛對(duì)收集到的健康狀態(tài)信息進(jìn)行綜合診斷、任務(wù)影響評(píng)估和處置決策。

1.1車載健康信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖1-1所示，系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)連接監(jiān)控設(shè)備，包括：車載醫(yī)療信息處理平臺(tái)，以太網(wǎng)交換機(jī)，和健康信息采集與預(yù)處理系統(tǒng)由電子設(shè)備、汽車底盤、發(fā)射機(jī)桶，液壓系統(tǒng)和電力供應(yīng)和分配系統(tǒng);北斗用戶機(jī)是用于外部無(wú)線通信和以太網(wǎng)交換機(jī)用于內(nèi)部數(shù)據(jù)交換。

1.2伴隨保障車

1.2.1組成

發(fā)射裝備配套保障車主要由戰(zhàn)備控制臺(tái)、系統(tǒng)狀態(tài)維護(hù)控制臺(tái)、戰(zhàn)備測(cè)試控制臺(tái)、數(shù)據(jù)信息服務(wù)器、便攜式輔助維護(hù)設(shè)備、通信設(shè)備、電站、供配電設(shè)備、方艙等組成。

輔助車輛與作戰(zhàn)單位的每輛車輛進(jìn)行無(wú)線或無(wú)線交互。同時(shí)，北斗衛(wèi)星、短波、光纜等接口與基地指揮中心對(duì)接。

戰(zhàn)備狀態(tài)控制臺(tái)、系統(tǒng)維護(hù)、戰(zhàn)備狀態(tài)測(cè)試控制臺(tái)接收實(shí)時(shí)戰(zhàn)斗單位的信息設(shè)備，車輛和導(dǎo)彈，根據(jù)信息生成測(cè)試計(jì)劃，測(cè)試設(shè)備，并讀取數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試的結(jié)果顯示，故障診斷知識(shí)，知識(shí)的自動(dòng)形成故障快速診斷，最終形成快速修復(fù)，能否為決策者提供當(dāng)前單位的戰(zhàn)備狀態(tài)信息，并根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)的戰(zhàn)備完整性和作戰(zhàn)能力，提供武器作戰(zhàn)使用的建議。

1.2.2設(shè)備接口

支持車上的每個(gè)設(shè)備都使用車載以太網(wǎng)進(jìn)行通信。戰(zhàn)備控制臺(tái)通過(guò)以太網(wǎng)連接到無(wú)線電。戰(zhàn)備控制臺(tái)可以通過(guò)無(wú)線電接收戰(zhàn)斗單元的健康狀態(tài)信息，并將反饋信息發(fā)送給每輛車，如圖2-2所示。

1.2.3主要設(shè)備

戰(zhàn)備控制臺(tái)的功能包括：接收武器系統(tǒng)健康狀態(tài)信息，匯報(bào)武器系統(tǒng)日常戰(zhàn)備情況，評(píng)估故障對(duì)同級(jí)設(shè)備、單位和系統(tǒng)的影響以及對(duì)上下級(jí)系統(tǒng)的影響，并確定的程度相關(guān)的設(shè)備和系統(tǒng)的功能降低發(fā)生故障后，完成評(píng)估武器系統(tǒng)戰(zhàn)備和戰(zhàn)斗能力在初始時(shí)間和故障發(fā)生;報(bào)告故障發(fā)生時(shí)的情況，確定故障維修的方法和時(shí)間，更新狀態(tài)信息武器系統(tǒng)總結(jié);武器系統(tǒng)的操作使用。報(bào)告或批準(zhǔn)維修計(jì)劃;發(fā)布維修計(jì)劃;報(bào)告、組織和協(xié)調(diào)武器系統(tǒng)設(shè)備級(jí)、單元級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的日常狀態(tài)測(cè)試。

2系統(tǒng)軟件

軟件系統(tǒng)分為三個(gè)層次：基礎(chǔ)、車載軟件平臺(tái)和車載健康信息處理平臺(tái)。以舒膚佳汽車軟件為例進(jìn)行介紹。

根據(jù)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的輸入，支持汽車軟件調(diào)用故障診斷，健康評(píng)估和其他模型，并連接到數(shù)據(jù)庫(kù)獲得信息監(jiān)測(cè)或診斷和分析測(cè)試數(shù)據(jù)，完成故障診斷，健康狀況評(píng)估和系統(tǒng)級(jí)的作戰(zhàn)能力評(píng)估。

自適應(yīng)層主要實(shí)現(xiàn)健康狀態(tài)和測(cè)試數(shù)據(jù)的報(bào)告。指揮和控制訂單的問(wèn)題，測(cè)試計(jì)劃、維修計(jì)劃;數(shù)據(jù)的戰(zhàn)斗單位健康狀況，車輛和主要設(shè)備的車輛，維修工具，備件的基本信息，維護(hù)歷史信息，備件和其他信息在不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步和接口和協(xié)議適應(yīng)函數(shù)，通過(guò)協(xié)議適應(yīng)。

該數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)所需的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)、健康評(píng)估模型、任務(wù)影響模型、診斷知識(shí)、維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)和知識(shí)、車輛、設(shè)備、備件基本信息、歷史維修保養(yǎng)信息等。

3關(guān)鍵技術(shù)、難點(diǎn)及解決措施

3.1在線實(shí)時(shí)狀態(tài)評(píng)估與健康管理

分析了武器系統(tǒng)的可測(cè)試性設(shè)計(jì)要求，研究了在線測(cè)試方法。通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的收集、分析和測(cè)試，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，提取出能夠反映被監(jiān)測(cè)對(duì)象健康狀況和檢測(cè)故障癥狀的健康診斷表征參數(shù)。在故障情況下，采用智能診斷推理算法對(duì)故障進(jìn)行隔離和識(shí)別，分析故障原因。使用參數(shù)來(lái)確定設(shè)備的工作狀態(tài)，確定故障影響和健康水平;使用歷史和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)、識(shí)別和管理在一定時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生的故障，以計(jì)劃維護(hù)和提供保障。

3.2故障對(duì)任務(wù)影響評(píng)估與戰(zhàn)備完好性評(píng)估

在分析任務(wù)需求和系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，評(píng)估了任務(wù)效能和系統(tǒng)能力下降程度。建立的模型包括：戰(zhàn)備狀態(tài)評(píng)估模型、任務(wù)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)模型、失效任務(wù)影響評(píng)估模型。

任務(wù)需求分析需要定義任務(wù)的最高和最低需求，從而確定任務(wù)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)越高，設(shè)備在任務(wù)系統(tǒng)中的地位越重要，故障對(duì)系統(tǒng)的影響越大。最后，給出了系統(tǒng)和設(shè)備故障情況下的任務(wù)影響模型。

在故障發(fā)生的情況下，通道之間的功能關(guān)系測(cè)試和相關(guān)的故障分析，故障模型建立了相關(guān)設(shè)備，設(shè)備功能的實(shí)現(xiàn)程度進(jìn)行了分析，系統(tǒng)的性能和功能退化程度是由國(guó)家定量描述了有限維矩陣的映射，形成和戰(zhàn)備評(píng)估模型。

3.3基于狀態(tài)綜合評(píng)估的智能處置方案決策生成

故障發(fā)生后，根據(jù)決策準(zhǔn)則約束，自動(dòng)生成合理的解決方案，為指揮員提供決策支持。主要模型包括：故障與維修流程、維修資源關(guān)聯(lián)模型、維修影響評(píng)估模型和處置決策模型。

任務(wù)影響評(píng)估的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)解決方案決策模型根據(jù)當(dāng)前的維護(hù)水平，維護(hù)資源需求，維護(hù)時(shí)間和維護(hù)影響程度，決定了系統(tǒng)重組，健康功能使用，緊急修復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)期間，維修任務(wù)后，退出該任務(wù)。

結(jié)論

導(dǎo)彈發(fā)射位置保證系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)地面戰(zhàn)斗單位的健康狀況監(jiān)測(cè)需求，加強(qiáng)設(shè)備的管家支持能力作為一個(gè)整體，提高基層級(jí)維修水平，繼續(xù)保持穩(wěn)定的武器系統(tǒng)戰(zhàn)備狀態(tài)和高可用性的使用，簡(jiǎn)化整個(gè)操作和安全鏈，使設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)和保證有效性。

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