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1、摘要 :针对外场雷达设备的故障维修 ,文中提出了便携式维修辅助系统 ( PMA )平台的软件设计与实现方法 ,简要介绍了 PMA 的背景和意义 。在此基础上给出了它的软件框架结构 ,并且对交互式 电子手册 ,基于专家系统的故障诊断和远程通信等关键内容进行了研究 ,并通过雷达的外场应用对系 统进行了验证 。关键词 :便携式维修辅助系统 ;故障诊断 ;专家系统 ;雷达中图分类号 : TN95装备信息数字化目标的实现 1 22 。1 系统软件架构PMA 平台以交互式电子数据和雷达状态信息数 据库为核心 ,这两者通过数据接口进行交互 ,具备初步 的雷达保障信息管理系统 ,以数据库为核心对雷达整0 引言
2、传统的装备维修方 式 多是 采用 投 入维 修技 术 人 员 ,并邀请有关专家参与 。利用这种方式完成维修过 程 ,确实能够起到确保维修的可靠性以及培养相关技 术人员作用 。但这仅仅是针对系统结构较为单一 、复 杂性较低的原有武器装备 ,随着高技术兵器大量投入 战场 ,武器装备的技术性越来越强 ,需要有更多的专家 参与 ,如果没有足够的专家型人才 ,将导致故障诊断不 准 ,不仅不能提高效率还有可能因此对装备产生影响 。 随着问题越来越多地被暴露 ,单纯依赖大量投入技术 人员和专家来保障武器装备 ,这种“包办式 ”和“指导 式 ”的传统维修方式已经不适应高科技环境下的装备 维修保障工作了 ,装备
3、维修方式需要探索一种全新的 形式 。在这一背景下 , 具有“基于专家系统的智能故 障诊断 ”功能的便携式维修辅助系统 ( PMA )成为装备 外场级维修的重要工具 。机载火控雷达便携式维修辅助系统 ( PMA ) 的硬 件设备为军用笔记本 ,它通过总线对外场原位检测系 统以及机上雷达状态信息的获取 ,进行多信息综合诊 断 、提高外场故障诊断和维修能力 ;同时建立交互式电 子数据平台接口 ,为维修人员提供智能化的交互式操 作使用 、排故引导和维护过程信息 。 PMA 主要有以下 几方面的好处 :提高维修人员的工作效率 ,为装备提供 更强的技术支持 ;缩短装备的停工待修时间和修理时 间 ;能够采用
4、移动磁盘或是 E2m a il的方式分发 , 方便 了对各种临时修订的合并 ; 通过基于计算机的培训来 降低培训费用 。此外 ,武器装备将不再需要携带有关 装备配置的文件和维修保障手册等资料 ,有助于武器机 、单元 、组件的维 修 、更换 和工 作 等信 息进 行 管理 。PMA 平台故障诊断过程 : 通过获取 B IT数据 , 雷达内部监控下的数据 ,外部仪器测试的参数 ,进行基于专家 系统的故障诊断 ,得出雷达的状态及发生故障的单元 , 通过 IETM 运行平台给出交互式的故障信息和排故指 导 ,同时可通过 IETM 平台对雷达维修手册进行交互式浏览 ,查阅雷达维修的知识 。其他几个模块是
5、 PMA 附加的功能 ,对雷达进行专项维护和辅助维修 。 PMA 软件架构如图 1 所示 。图 1 PM A 软件架构a) 交互式电子手册浏览 : 用户可对雷达的组成 、操作 、使用 、维护等信息进行交互式的浏览和查询 ;b) 启动测试任务 : 由雷达状态获取 、故障推理和 排故指导组成 ,并根据外场维护的方式分为以下几个过程 :机械日维护 ;日常维护 ;定期维护 ;收稿日期 : 2009 211213。c) 专项维护项目 :为雷达在外场所需的专项维护过程 。本文测试的雷达中有发射机老炼等 ;d) 其它辅助项目 : 指为 PMA 平台配置的其它辅 助功能 , 包括 下列 过程 : 电 子 履
6、历 ; 数 据 回 放 ; B IT 列 表 ;用户管理 ;远程支援 。本文开发了基于 W indow s操作系统的 PMA 平台 ,开发工具选择了 M ic ro soft公司的 VC + 6. 0。在本文 介绍的 PMA 平台中 IETM 有两方面的使用 : 1 )用于供技术人员浏览和查询雷达维修手册 ; 2 )雷达故障诊断结束后如果发现故障 ,则启动 IETM 用于详细的操作 使用 、排故引导和维护过程信息的显示 。效结合起来 ,实现这一过程是利用了 IETM 的交互式电子数据 ( IETD ) , IETD 可以动态的根据环境参数做 出逻辑判读 ,并据此结果调出相应的交互式排故指导技术
7、资料 ,同时可根据交互式的结果启动新的测试任务 。交互式排故指导就是利用了 IETD 这一 特 性 , 在 雷达的外场维护工作中根据测试数据和诊断推理结论 实时的调出排故 指 导步 骤 , 将外 场检 测 任务 和 IETM的内容有机结合 ,实现 IETM 数据和雷达测试的互动 。因此 ,本文中设计了雷达 测试 维护 与 IETD 间 的交互接口 ,利用该接口可实现两个过程的交互操作和 调用 。 PMA 软 件 平 台 通 过 调 用 命 令 行 的 方 式 启 动 IETM 阅读器 ,并通过命令行参数来确定调用方式 ,启动入口 ,参数设置等内容 。2. 2 基于专家系统的故障诊断技术 故障诊
8、断专家系统一个最突出的特点就是利用各种知识和合适的诊断方法来求解故障诊断问题 。故障 诊断专家系统的核心问题是建立一个合适而有效的诊断模型 ,诊断模型在很大程度上决定了诊断系统的知 识的构成 、知识的组织 、知识的表示形式和推理控制策 略等基本问题 。人类高级智能行为的重要表现之一是 通过逻辑思维来解决困难和复杂的问题 ,而知识正是 产生这种智能行为的基础 4 。基于专家系统的故障诊断系统 ,一般都是在计算 机采集被测相关信息后 , 综合运用各种规则 (专家经 验 ) ,进行一系列的推理 ,必要时还可以随时调用各种 应用程序 ,运行过程中向用户索取必要的信息后 ,就可 以快速地找到最终故障或最
9、有可能的故障 ,再由用户来证实 。这种系统结构可由图 2所示 ,它由数据库 、知 识规则库 、人机接口 、推理机等组成 。其各部分的功能 如下所述 :2 各模块技术研究2. 1 交互式电子技术手册技术IETM (交互式电子技术手册 ) 是以数字形式在一 种合适的介质上 ,采用人工编程或自动编辑系统编写 的技术手册 3 。本文介绍的 PMA 平台使用的技术资料管理系统 : 支持 IETM 的编辑 、管理 、出版 、阅读 。通过改进工作 业务流程和模式 ,借助网络或其他计算机信息介质实 现共享或按统一格式进行交换 ,使得武器装备的全寿 命周期内拥有畅通 、标准 、无误的技术信息数据流 。实现数据一
10、次生成 ,多次传递使用 ,提高信息数据的共享 性和可再利用性 。系统支持国军标 /国际标准要求 :数 据库设计符合 M IL 2PR F287269A 要求 ; 交互式阅 读 工 具设计符合 M IL 2PR F287268A 要求 ;支持 TO (美军 tech o rde r)体系的编码规则 ;支持 TO 体系要求的线性手册分类方式和内容格式 ; 支持国军标要求的线性手册分 类方式和内容格式 ;支持 XML 标准 。相比单纯的数字化技术手册收集 , TMD S系统编 辑的技术手册能够带来的便利包括 :a) 通过应用接口便能实现与其他软件进行数据交互 ;b) 相关任务间 、不同文档间以及相同
11、文档中可存 在多个电子连接 ,方便信息的查询 ;c) 采用了标题 、文字 、图形和动画 ,提供了轻松的 导航和高级的搜索能力 ;d) 通过改进工作业务流程和模式 ,借助网络或其他计算机信息介质实现共享或按统一格式进行交换 , 使得武器装备的全寿命周期内拥有畅通 、标准 、无误的 技术信息数据流 。实现数据一次生成 ,多次传递使用 , 提高信息数据的共享性和可再利用性 ;e) 利用 TDM S系统开发培训材料 ; 不同的任务与计划可以通过 PMA 方便的进行综合 。图 2 基于专家系统的故障诊断结构图数据库 :对于在线监视或诊断系统 ,数据库的内容是实时检测到的工作状态数据 ;对于离线诊断 ,数
12、据库 内容可以是故障时检测数据的保存 ,也可以是认为检测到的一些特征数据 ,即存放推理过程中所需要和所产生的各种信息 。知识规则库 :存放的知识可以是系统的工作环境 ,构 。为支援 。另外可以用于发布最新的交互式电子手册和基于专家系统的故障诊断其根本目的在于利用专家的领域知识 、经验为故障诊断服务 。目前应用较为 成功的故障诊断系统基本上都是基于知识的故 障 诊 断 ,但是由于这种系统依赖与专家知识的获取 ,而知识 获取则被公认为研究开发中的“瓶颈 ”,这是因为一般知识的获取工作主要都是通过知识工程师 (如故障诊 断专家系统开发人员 ) 与领域专家 (如专业维修人员 或者被诊断对象的设计人员
13、) 之间的交互来完成的 , 这是唯一实用可行的 。但是领域专家很不习惯用“规 则 ”等形式来“叙述 ”他们所拥有的领域知识 ,他们趋向于用一种说明的方式来形式化他们的知识 。即使他 们采用“规则 ”的形式 ,所给出的规则常常也是不完全 的 (如条件遗漏 、重要规则被忽略等 ) 。此外大多数领 域专家在形式化他们的问题求解策略也存在着困难 , 这主要是因为他们本身并没有用一系列“标准 ”的知识结构显式地表示各种具体的求解策略 。因此有效的 获取知识是发挥系统效能的关键 。本系统知识获取是学习模块的主要功能 ,通过人 机接口与学习模块中知识编辑器进行“对话 ”,把获取 的知识输入系统 ,知识编辑器
14、将其转化为标准的规则存入知识库 。知识的获取主要来自以下四个途径 :a)雷达领域专家及相关文献 。如 雷达 领域 专 家 的某些诊断原理和方法 ,科技文献及专业会议资料等 ; b)雷达研制过程提炼的相关知识 。这类知识 包 括雷达的原理图 、布线图 、技术指标 、出厂及检定标准文件等 ;排故指导 。通过微波无线网络 ,建立的基于 TCP / IP和 N ET2V IEW 协议的网络双向实时图文传输系统 。该系统利 用视频 /音频数据压缩技术和网络视频会议技术 ,通过实时语音 /图像的网络交互形式交流维修内容和维修现场图像 ,实现了可视化远程维修技术指导 。a ) 建立远程连接 ;b ) 远程呼
15、叫 。3 故障模拟试验以某型雷达为验证平台 ,开展了故障模拟试验 ,对 排故结果和实际情况进行了分析比较 ,对 PMA 平台的 各项功能进行了验证 ,故障试验项目和结果见表 1。表 1故障模拟试验序号故障设置PMA 平台的排故指导结论1未设置故障断 开 信 号 数 据 处 理 单 元 主 路 电缆断 开 信 号 数 据雷达无故障 。故 障 现 象 : 接 收 主 路 和 天 线 主 路均小 ;维修建议 :更换高频接收单元 。故障 现 象 : 接 收 副 1 路 和 天 线 副 1路均小 ;维修建议 :更换高频接收单元 。故障 现 象 : 接 收 3 路 和 天 线 3路均小 ;维修建议 :更换
16、频综器单元 。正确2正确处 理 单 元 副路电缆断开信号数据处 理单元主路 、副 1 路 、副 2路电缆正确31正确44 结束语本文从雷达外场维修的特点出发 ,构建了便携式 维修辅助系统软件平台 ,并对 IETM、故障诊断专家系 统和远程通信等主要功能模块和关键问题进行 了 研 究 。通过外场故障模拟验证表明 ,该系统能够快速准 确地定位故障 ,快速地检测雷达工作状态 ,提高了雷达 可靠性和可维护性 。参 考 文 献c)使用PMA 通过雷达总线读取雷达系统的 B IT数据和雷达内部状态监控信息以及使用便携式测试仪器包 ( P IP) 测试雷达检测点参数传输给 PMA 辅助故 障诊断 ,如图 3
17、所示是 PMA 和 P IP检测雷达系统图 ; 1 GERALD W B , STEV EN W B , R EG INA S C, e t a l. Po rtab lem a in tenance a id s R . L0005 T2 , 2001. 2 张宝珍 ,曾天翔 . 便携式维修辅助设备及其在美军装备中 的应用 J . 测控技术 , 2002, 21 ( 1) : 55259.(下转第 8页 )图 3 PM A 和 P IP检测雷达系统图d)通过历次诊断案例取得的 。不论诊断成功 还m en t in la rge2sca le system s J . IEEE Softwa
18、re, 2000 , 17 ( 5 ) : 52258. 4 ER ICSSON G N , TOR K IL SEN G A. M anagem en t of info rm a2tion secu rity fo r an e lec tric powe r u tility2on secu rity dom a in s and u se of ISO / IEC 17799 standa rd J . IEEE Tran sac tion son Powe r D e live ry, 2005, 20 ( 2) : 6832690.饶 元 ( 19822) ,男 ,博士研究生 ,
19、主 要 研 究 方 向 为 信 息 安全 、移动通信 。Ana lysis on the Secur ity Threa ts of L TE Network M anagem en tand the D iv ision of Secur ity D oma inRAO Y uan1 , L I Y i2 , ZHA NG Fan2 , W A NG Ruchuan1( 1. Co llege of Comp u te r, N an jing U n ive rsity of Po sts and Te lecomm un ica tion s, N an jing 210003 , Ch
20、 ina;2. Zhongxing Te lecomm un ica tion Equ ipm en t Co rpo ra tion, N an jing 210003 , Ch ina)A b stra c t: In view of te lecom op e ra to rs focu sing on op e ra ting exp end itu re, longte rm evo lu tion (L TE) a im s to e stab lish cen tra lized ne two rk m anagem en t system. In add ition, ne t
21、wo rk m anagem en t system ha s to suppo rt remo te acce ss. Such new func tion s inevitab ly cau se new secu rity requ irem en ts fo r L TE ne two rk m anagem en t system. Seve ra l key issue s on L TE ne two rk m anagem en t, such a s a rch itec tu re and secu rity th rea ts, a re d is2 cu ssed in
22、 th is p ap e r. The secu rity dom a in s of L TE ne two rk m anagem en t a re d ivided in to comp u ta tion dom a in,u se r dom a in, common secu rity se rvice dom a in and exte rna l in te rface dom a in con side ring its a rch itec tu re. Fu r2 the rmo re, the se dom a in s a re c la ssified in t
23、o th ree secu rity leve ls. F ina lly, the m e rits of the d ivision of secu rity dom a in a re de sc ribed in de ta il. The secu rity th rea ts ana lysis of L TE ne two rk m anagem en t and the d ivision of its secu rity dom a in con tribu te to the rea liza tion of the secu rity defen se stra tegy
24、.Keyword s: long te rm evo lu tion; ne two rk m anagem en t; secu rity(上接第 3页 ) 3 B ETTY H. W ha t is a IETM EB /OL . H ttp: / /www. eccne t. com / step / ie tm / slide7. h tm l, 1997203 213. 4 王晗中 ,杨江平 ,张爱元 . 现代雷达装备综合智能故障诊断系统设计 J . 现代雷达 , 2008 , 30 ( 11) : 18 221.陈 良 ( 19852) ,男 ,硕士研究生 , 研 究 方 向 为
25、雷 达 装 备 维修保障技术 。D esign and Rea liza tionof Software of PortableM a in tenance A id for RadarC HEN L ian g, BA I Xue, GAO Hon gq in g(N an jing R e sea rch In stitu te of E lec tron ic s Techno logy, N an jing 210039 , Ch ina)A b stra c t: In o rde r to m a in ta in rada r equ ipm en t in fie ld, th
26、e de sign and rea liza tion of the softwa re of po rt2 ab le m a in tenance a id ( PMA ) fo r rada r is in troduced. The background and sign ificance of PMA is b riefly in tro2 duced, on th is ba sis its fram e of softwa re is p re sen ted, key con ten ts abou t IETM , fau lt d iagno sis ba sed on ex2 p e rt system and remo te comm un ica tion s a re stud ied, and the system is va lida ted by fie ld m a in tenance of rada r.Keyword s: po rtab le m a in tenance a id; fau lt d iagno sis; exp e rt system; rada r
