装备在役考核数据采集管理平台架构_齐分岭.pdf
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1、 1兵工自动化 Ordnance Industry Automation2023-07 42(7)doi:10.7690/bgzdh.2023.07.001 装备在役考核数据采集管理平台架构 齐分岭1,2,韦国军3,侯 炜1,杜 伟1(1.航天工程大学研究生院,北京 101400;2.中国人民解放军 66389 部队,太原 030031;3.航天工程大学航天保障系,北京 102206)摘要:针对当前天基信息支援装备在役考核数据采集、管理、分析等能力弱的现实问题,对在役考核数据采集管理平台建设需求进行分析。通过梳理装备在役考核数据分类与特点,分析在役考核数据采集管理现状;结合当前试验数据管理平台
2、建设经验及大数据技术对平台架构进行具体设计,并对平台关键技术进行分析。结果表明:该研究有助于提升试验鉴定部门在役考核数据管理应用能力,将数据优势转化为决策优势,不断推动装备建设发展。关键词:天基信息支援装备;在役考核;数据采集管理;大数据;平台架构 中图分类号:TJ06 文献标志码:A Architecture of Data Acquisition and Management Platform for Equipment In-service Assessment Qi Fenling1,2,Wei Guojun3,Hou Wei1,Du Wei1(1.College of Graduat
3、e,Space Engineering University,Beijing 101400,China;2.No.66389 Unit of PLA,Taiyuan 030031,China;3.Department of Space Support,Space Engineering University,Beijing 102206,China)Abstract:Aiming at the problem of weak ability of data collection,management and analysis in the in-service assessment of sp
4、ace-based information support equipment,the construction requirements of data collection and management platform in the in-service assessment are analyzed.By sorting out the classification and characteristics of equipment in-service assessment data,the current situation of in-service assessment data
5、 acquisition and management is analyzed.Combined with the current test data management platform construction experience and big data technology,the platform architecture is designed,and the key technologies of the platform are analyzed.The results show that the research is helpful to improve the in-
6、service assessment data management and application ability of the test and appraisal department,to transform the data advantage into decision-making advantage,and to continuously promote the development of equipment construction.Keywords:space-based information support equipment;in-service assessmen
7、t;data collection and management;big data;platform architecture 0 引言 新形势下,装备在役考核作为军队装备试验鉴定活动的重要一环,能够充分检验装备列装服役后的作战保障效能,全面考核装备在役适用性,及时发现装备在实际使用环境下的问题隐患,为装备改进升级提供决策依据,逐渐成为推动装备建设发展螺旋上升的重要环节1。装备在役考核是一项持续性的试验鉴定活动,而在役考核数据采集是在役考核评估的基础,需要在装备列装服役期间持续采集。装备在役考核需要结合训练、演练和日常使用维护等任务,在不同任务背景、不同时间阶段、不同空间维度、多个使用环节组织
8、实施,在役考核数据分散于多个部门,数据采集的范围广、种类多,在役 考核数据的采集量逐年增多,呈现出大数据基本特征,如何高效存储、管理、应用这些海量数据是摆在试验鉴定部门人员面前的重要研究课题。当前,大数据、云技术、人工智能、机器学习等技术发展迅速,为装备在役考核数据采集管理提供了比较成熟的技术支撑;因此,研制一套具备“采、存、管、用”的在役考核数据采集管理平台就成为可能且十分必要2。不同类型装备在役考核数据采集在存储与管理应用上不尽相同,笔者以天基信息支援装备为例对装备在役考核数据采集管理平台架构进行设计研究。1 装备在役考核数据概述 天基信息支援装备主要由在轨运行的各型卫星 1 收稿日期:2
9、023-03-24;修回日期:2023-04-20 基金项目:全军军事类研究生资助课题(JY2020C251)作者简介:齐分岭(1986),男,安徽人,硕士,工程师,从事装备试验、装备保障研究。E-mail:。2 兵工自动化第 42 卷以及运行控制系统和应用系统组成,包括天基信息获取系统装备、天基信息传输系统装备和天基时空基准系统装备3,其在役考核数据来源于研制单位、试验部门、使用单位,数据采集任务繁重。1.1 装备在役考核数据分类 天基信息支援装备在役考核数据既包括装备服役期间的使用、维修、管理、故障数据等登记统计数据,又包括装备型号、类别、使命任务等基本属性数据,也包括性能试验及作战试验数
10、据。天基信息支援装备在役考核数据类型多、范围广、数量大,可以从不同的角度进行分类4。按照在役考核内容分类,可分为适编性数据、适配性数据、服役经济性数据、质量稳定性数据、部队适用性数据和作战效能数据。按照涉及部队日常工作分类,可分为战备值班数据、联合演训数据、日常训练数据和装备管理数据。按照采集时序分类,可分为历史数据和现场考核数据,其中历史数据主要包括装备服役后到本次在役考核前积累的使用管理、维护保养、作战保障数据、装备使命任务、型号、性能、操作使用方面的数据、性能试验与作战试验相关数据报告等;现场考核数据包括本次在役考核过程中采集的动用使用数据、执行任务数据、故障数据、操作人员状态数据等,具
11、体分类情况如图 1 所示。在役考核数据分类多种多样,还可按照数据结构化程度(结构化、半结构化数、非结构化据)或者数据来源(文本、图像、音频、视频)等分类。图1 天基信息支援装备在役考核数据分类 1.2 装备在役考核数据特点 天基信息支援装备使命任务和工作环境特殊,对其进行在役考核数据采集的方法与规律也不同于传统常规武器装备,“天地一体、平战一体、全天候周期运动”的特点决定了该类装备在服役过程中产生的在役考核数据也有自己的特点。1.2.1 数据量巨大 天基信息支援装备“天地一体运行、全天候运 行”是其区别于一般装备的主要特点,装备在役数据积累速度快,卫星在轨运行监测的健康状态数据、性能数据、维护
12、使用数据等几乎呈几何级数增长。天基信息支援装备在役考核理论上包括对天上卫星和地面配套装备的考核,既包括卫星平台运行轨道姿态数据,又包括用户任务数据。天基信息支援装备在役考核主要考核卫星适编性、适配性及其系统在役适用性,涵盖的考核指标多、涉及工作广、考核时间长,包括各类装备出厂列装数据、历史记录数据,以往考核试验数据、日常训练管理数据、告警故障数据、维修保养数据、支援部队作战数据等,这些数据总量巨大。1.2.2 分布范围广 天基信息支援装备在役考核数据分布于装备动用使用全过程,从列装初期到寿命末期均有需要采集的在役数据,相对较为杂乱,广泛分布于各部门试验计划文件中(研制总要求、试验大纲、方案、性
13、能试验数据、作战试验数据),分布于列装单位日常装备值勤登记统计资料中,分布于在轨卫星数据管理分系统中及地面测控运控站后台服务器中,包括各类试验鉴定数据、训练演练数据、维护使用数据,以及装备全系统数据、分系统、单装数据,各类操作环境下的数据等5。在役考核与部队工作紧密相关,涉及装备动用、维修管理、日常训练、联合演训,在这些工作任务中所产生的数据均应该作为在役考核数据来源。1.2.3 周期规律性明显 天基信息支援装备型号种类众多,各型卫星在轨运行数据通过数传通道实时或非实时地传送到地面接收站,由于卫星运行具有典型的周期性,反映卫星装备运行状态的数据也具有明显的周期性,同时由于在役考核工作需要结合部
14、队工作任务进行,部队工作任务的周期性也会使采集的在役考核数据呈现周期性。另外,运行于同一星座内的同类型卫星在管理使用、执行任务、数据传输等方面具有相同的周期规律性,在梳理汇总在役考核数据时应注重考虑卫星运行状态的周期性特点,按时间周期采集数据、分析数据,提高数据采集效率与质量。1.3 装备在役考核数据采集管理现状 天基信息支援装备在役考核数据采集就是围绕在役考核目的,依据在役考核大纲所设计的具体科目,采集用于装备考核评估的各类数据,但当前天 3齐分岭等:装备在役考核数据采集管理平台架构第 7 期基信息支援装备在役考核数据采集工作还存在一些问题,如数据采集标准不统一,数据保存不集中,许多历史数据
15、分属装备全寿命周期的不同阶段,分别保存于研制单位、使用单位、试验鉴定部门等不同单位,数据工程与数据库建设跟不上,缺乏统一管理的平台,采集制度机制不健全6,未建立系统的数据共享机制及装备在役考核数据体系,数据采集效率与质量不高,缺乏强有力的数据分析与挖掘工具,未能充分挖掘数据背后的潜在价值。综上所述,天基信息支援装备在役考核数据已经满足大数据的基本特征,鉴于目前在采集管理中存在的问题与在役考核任务需要,开展在役考核数据采集管理平台设计能够提高数据采集管理效率,可以满足用户多样化的数据分析服务需求,推动装备更新换代、改进升级。2 在役考核数据采集管理平台需求分析 随着试验鉴定模式的改革重塑,在役考
16、核逐渐成为我军试验鉴定中的重要一环,能够有效弥补性能试验与作战试验对装备考核鉴定的不足。在役考核过程中数据采集的种类多、涉及的部门多、数据的格式多、积累的数量大。现有的试验数据管理系统或平台越来越难以满足在役考核数据采集管理需求。2.1 数据存储需求 天基信息支援装备在役考核数据属性多种多样,既有数据库里的标准化数据,也有文档、图片等非标准化数据,平台应能智能化存储结构化数 据、半结构化数据以及非结构化数据。支持海量 多源异构数据的存储,提供多种数据存储模式,为数据提供统一的存放管理机制和数据控制功能,能够具有音视频信息获取、图像识别、文字转化能 力,具备来自不同部门的用户在役数据远程导入功能
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