运载火箭组装与测试远程协同信息平台技术

运载火箭组装与测试远程协同信息平台技术

林婕田超群

天津航天长征火箭制造有限公司天津300547

摘要：为了满足未来对高频任务的需求，在引用国内外远程协作和信息应用技术，在中国的运载火箭组装、，测试和发射任务为背景，通过分析功能需求和技术困难，设计应用系统远程运载火箭组装和测试，关键技术进行了分析和讨论，为远程测试，协同发射火箭决策提供了有效的技术解决方案。

关键词：运载火箭；远程协同；测试

前言

目前，我国目前运载火箭的发射台测试和发射任务，为了提高发射的可靠性，需要大量的设计人员从设计上对发射台进行技术支持和服务，从设计上浪费人力资源。另一方面，由于火箭发射场测试发射过程的复杂性，测试和发射准备工作时间较长，在设计、测试和发射准备能力上无法满足高频任务的需求。

信息平台远程车辆组装和测试技术是火箭总装厂和发射场组装、测试和发射过程中各种信息的远程监控、测试管理、数据解释，故障诊断，以实现远程协同工作和辅助决策的任务。本文以国内外典型应用为例，对功能需求进行分析，设计了一款运载火箭总成，并对远程协同信息平台系统和实现方案进行了测试，并对关键技术进行了研究。

1功能需求分析

运载火箭组装与测试远程协同信息平台技术是通过信息平台的建设前后协同测试监控和信息应用系统，远程测试大厅后面，前面的总装厂，发射数据完整映射，代表火箭总装厂，发射地点相关的条件，后面设计和研发人员同步控制组装厂和发射站点的发展，完成前后联动并联运行模式。将大部分问题后解决的同时，避免了火箭设计人员太多时间在现场组装厂，发射场测试、故障排除和缩短时间和充分利用后方智慧和丰富的软件和硬件资源。运载火箭装配与测试远程协同信息平台的要求包括以下几个方面：

（1）多数据类型需求：运载火箭装配和测试的远程协同信息可分为测试和解释信息、图像和语音信息、故障诊断和辅助决策信息等。

（2）远程信息传输可靠性、实时性要求：远程车辆装配和测试并行工作模式的实现，前后联动辅助任务完成，使信息传输需求高。测试数据、声音、动态图像并行传输的大多数时间，可靠性和稳定性以及测试数据预处理、远程解释，比如实时需求，满足需求的实时决策的同时，初步确定远程信息传输带宽约1000mbit/s。

（3）远程信息传输安全要求：远程信息传输安全需要考虑跨区域传输信息安全策略，应具有高水平的信息安全，需要使用硬件和软件安全保护措施；

（4）视频直播信息要求：火箭在装配车间和发射现场进行升降、运输、装配、对接，需要高清图像信息，可以获取当地清晰的细节图像信息；

（5）信息应用需求：后续测试协作环境中大量的数据分析、解释和诊断，实现远程协同工作和辅助决策任务，因此需要采用自动解释、异构数据集中管理和分析等方法。

2系统构成与实施方案

2.1远程协同信息流设计

远程协同信息管理完成了装配车间和发射现场装配图像信息和测试数据信息的集中管理、分发、处理和解释。同步完成测试前和测试后的管理设备。预先配置服务组以完成所有流程的信息管理。之后，通过数据库管理系统处理、存储和备份信息，完成实时和事件后的数据分析调用。集成信息管理通过前后协同网络实现数据同步。

2.2前方协同环境

正向协作环境包括正向装配协作、正向测试协作和正向协作高速网络。前端装配协同完成与火箭装配相关的各种图像、音频信息的采集与处理，实现现场交互与协调。前向测试协作收集和处理每个系统单元测试、子系统测试、匹配测试、常规检查测试和启动阶段的信息。前向协作高速网络将视频信息、音频信息、测试信息实时、可靠的远程传输。

在实现过程中，前向测试协作环境的核心是协作网络和前向信息管理。前向协作网络是一个信息共享、交互和数据协作的平台。它的功能是交换和收集发射场的测试信息和现场的视频信息。测试前的信息管理设备完成测试信息的汇总、存储、集中管理和分发、数据浏览等功能。

2.3后方协同环境

后端协作环境是为测试信息管理、信息解释和测试过程管理而构建的软件和硬件环境。后协同环境包括后信息监控、后协同信息管理、后协同决策和后协同高速网络。后置信息监控是实时监控前置视频信息，与前置进行语音交互，按要求完成视频会议。后方协同信息管理是实时再现火箭测试信息，并对信息进行显示、处理、备份等综合管理。后方协同决策是指后方系统的专家根据前方的各种信息对各种状态或故障进行分析判断，并与前方形成交互协调，实现远程发射支持。后端协同网络实现了各种图像信息、音频信息和测试信息的实时、可靠的远程传输。主要功能包括：

（1）在测试中实施装配、测试和发射现场测试数据，包括单元测试、子系统测试、始终测试、数据火箭整体网络实时浏览和发布；

（2）遥测站数据在各种测试情况下的解释信息，包括控制、测量控制、测量、功率、利用率等系统数据；

（3）通过视觉模拟、3d视觉场景等功能，可以准实时再现火箭前方火箭发射场的态势和动画测试信息，并在虚拟环境中进行各种状态的测试。利用火箭控制与动力系统仿真模型库进行可视化仿真，可灵活设置仿真参数、失效模式及相关参数。

（4）在运载火箭装配车间和发射基地的装配和测试过程中，每个系统的各种图像细节，测试过程中重要仪器的监控，现场语音的获取等。

（5）视频会议图像、语音等信息，包括视频会议网站、工作流等。

（6）数据管理和维护功能。以数据库的形式存储、管理和维护测试数据、视频音频数据等，对测试过程和测试信息进行集中管理；

（7）数据预处理功能。可以对指定的测试或模拟数据进行预处理，如过滤、数理统计，以及常用的特征提取、处理和分析结果的方法，可用于诊断症状或特征；

（8）异常检测和评估功能。利用实测数据和评价程序的计算结果对试验数据进行了测试和评价。可在测试过程中提供虚拟动态三维曲线显示、主指标参数值和异常检测与评价结果报告，为下一次诊断提供依据。

（9）故障诊断功能。根据对象的特点，采用基于规则的诊断推理方法，以规则的形式表示现有火箭故障诊断知识，形成诊断知识库。该系统具有友好的诊断接口和人机交互，能够方便地管理和维护诊断策略和知识库。

2.4信息安全设计

为了确保远程信息系统安全，通过建立远程系统信息安全子系统的实现，远程协作系统中产生和传输的数据信息，和网络实时状态监测和安全保护，安全系统在安全事故的情况下，可以实现及时攻击隔离和安全保护，确保计算机通信网络的安全。

前端网络安全情况下，后端安全数据，后端网络状态信息通过交换机信息安全管理中心，信息安全将部署在各种各样的网络安全设备、网络设备，以及各种各样的数据库应用系统的安全数据、日志、事件和报警，统一存储、管理和分析，通过集成在后端展开形式。在此基础上，根据安全政策的实施，对网络中的安全信息进行联合分析，综合处理，实现信息安全态势分析，实现安全预警。

3结束语

创新提出适用于中国运载火箭组装与测试远程协同信息平台系统，对系统框架、协同信息流与环境、信息安全等进行了设计，随着应用逐步成熟，可形成新的运载火箭测试和发射模式，对于提高中国运载火箭测试和发射技术水平，提高国际发射竞争力具有深远意义。

参考文献：

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[2]刘海波张敬.新型运载火箭测试发射模式[J].导弹与航天运载技术，2012（10）

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