武器装备系统范文

武器装备系统范文（精选12篇）

武器装备系统 第1篇

可靠性工程研究的主要内容包括产品的使用寿命、故障发生率、故障分布规律等, 并通过建模与实验得出故障消除措施, 总结可靠性设计标准或经验公式。可靠性工程是涉及多个领域, 包括数据统计、结构设计、误差分析等领域, 属于十分复杂的系统工程。武器装备系统的可靠性工程主要是为了满足国防工业的发展需求, 1957年, 美国国防部率先提出可靠性工程的概念, 并成立了武器装备电子系统的可靠性顾问团, 1965年, 国际可靠性工程技术委员会成立, 标志着可靠性工程已经发展成为独立的学科。

1 可靠性工程的各项参数

1.1 靠性工程的参数类别

武器装备系统的可靠性分析与常规产品的可靠性分析具有较大的区别, 武器装备系统的使用环境比较恶劣, 实际作战环境变化较大。因此, 武器装备系统可靠性工程的参数选择比较严格, 现有的武器装备系统可靠性工程技术参数主要有四大类, 包括完好性、准确性、维修性以及可拆装性。

1) 完好性, 主要是指武器装备系统是实际作战能力, 武器装备系统的完好性涉及的具体参数包括故障时间间隔 (MTBF) 、故障维修时间 (MTBM) 以及实际作战时间等, 直接关系到军队的实际作战能力;

2) 准确性, 准确性是指武器装备系统完成任务的成功率, 具体的参数包括任务完成概率 (MCSP) 、重大故障间的任务时间 (MTBC) 等;

3) 维修性, 主要包括了武器装备系统维修的时间间隔、维修的人力成本与资金等;

4) 可拆装性, 是指武器装备系统拆装所需要的时间, 主要指标包括平均拆装时间 (MTBR) 。

1.2 可靠性工程的参数选择

武器装备系统的可靠性参数需要根据装备的类型进行选择, 一般的装备包括运输车辆、坦克、飞机、舰船等。武器装备系统的使用要求也是十分重要的依据, 军队会根据实际作战要求提出可行的技术标准, 这些标准也属于可靠性工程的技术指标。武器装备系统的可靠性参数选择需要经历三个流程, 包括理论设计阶段、方案确定阶段、工程试验阶段。

2 可靠性工程的构建

武器装备系统可靠性工程的结构是系统模型的基础, 工程人员首先需要将系统进行分解, 分析武器装备系统的各个模块与工作流程, 需要对可靠性工程的参数协整性进行分析, 之后对武器装备系统进行阶层分析, 最后进行整体分析, 掌握建立模型的各个参数与关键点, 从全局角度描述系统的结构, 构建武器装备系统的可靠性分析框架。武器装备系统可靠性工程的建模步骤如下:

1) 将武器装备系统按照一定单元进行分解;

2) 按照相应单元的典型故障或者功能构建可靠性框架;

3) 建立符合武器装备系统功能的可靠性工程模型。

3 可靠性设计与实验

3.1 武器装备系统的可靠性设计

武器装备系统的可靠性设计本质上属于基于可靠性模型的优化设计, 可靠性设计需要根据既定的边界条件进行回归分析, 武器装备系统的可靠性设计包括了元器件设计、零部件设计、控制方案设计、热力学设计、简化设计、安全性设计等多个方面, 武器装备系统的可靠性设计需要综合武器的成本、故障率、准确率等多种因素, 除此之外, 武器装备系统的可靠性设计必须结合实际的装备类型进行构建, 以飞机的可靠性设计为例, 歼击机的可靠性设计方案与轰炸机具有一定区别, 这主要取决于实际的作战需求, 因此, 必须根据武器装备类型建立制定针对性的可靠性设计方案。

3.2 可靠性工程的实验

武器装备系统的可靠性实验是利用样机进行的模拟测试, 以武器装备系统的可靠性为主要目标进行各项测试, 并且需要对产品的各项可靠性参数进行统计处理, 分析评估武器装备系统的整体可靠性。武器装备系统的可靠性实验主要分为可靠性工程实验与可靠性统计实验, 可靠性工程实验测试的内容包括了环境因素筛选、加强可靠性的措施等, 可靠性统计实验主要针对系统的各种故障进行检测、验证、统计、分析, 保证武器装备系统的整体质量。

4 结语

武器装备的可靠性分析直接影响着国防工业的快速发展, 可靠性工程可以提高武器装备的稳定性, 减少武器装备的故障率, 提高我国国防工业的整体实力, 尤其是在大型武器装备系统中, 可靠性工程直接决定了武器装备的实战效果。改革开放以后, 我国为了保证国防工业的快速发展, 相继通过了各项可靠性工程的技术标准与管理规定, 进入21世纪以来, 我国的武器装备系统可靠性工程已经取得了较大的成果, 但现有的可靠性工程技术仍然存在较大的问题。本文从武器装备可靠性工程的技术指标、工程结构、故障分析、可靠性设计等多个方面分析了可靠性工程的可行性, 并提出了可行的可靠性设计流程, 希望本文的研究有利于我国国防工业的快速发展。

摘要：武器装备是国防工业的重要组成部分之一, 直接关系到军队的整体战斗力, 是国家安定繁荣的基础。可靠性工程可以保证武器装备系统正常工作, 对国防工业的发展具有重要意义, 武器装备系统可靠性工程涉及领域比较广泛, 属于十分复杂的系统工程。改革开放以来, 我国对于武器装备系统的可靠性工程研究越来越重视, 但现有的武器装备系统可靠性工程仍然存在较大缺陷。本文将深入地研究我国武器装备系统可靠性工程的构建, 并根据我国武器装备系统的特点提出可行的分析方案。

关键词：国防工业,武器装备系统,可靠性,故障,分析

参考文献

[1]肖慧鑫, 王静滨.未来武器装备可靠性维修性保障性发展趋势[J].国防技术基础, 2006, (4) :17-19, 23.

[2]徐杰.武器装备发展的可靠性、维修性和保障性[J].船电技术, 2012, (3) :45-46.

[3]孙志学.武器装备可靠性与维修性指标体系[J].四川兵工学报, 1994, (4) :182-184.

航空装备保障系统效能评估 第2篇

航空装备保障系统效能评估

运用系统工程理论研究了装备保障系统效能的.评价方法.建立了评价装备保障系统效能的总体模型.在此基础上,提出了评价装备保障系统效能的指标体系,确定了各指标的权重.

作 者：苏畅 张恒喜 SU Chang ZHANG Heng-xi 作者单位：空军工程大学,工程学院,陕西,西安,710038刊 名：空军工程大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF AIR FORCE ENGINEERING UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：7(1)分类号：V37 N945.16关键词：保障系统效能 指标体系 效能评估

武器装备的全系统全寿命管理方法 第3篇

【关键词】武器装备 全系统全寿命管理 方法

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）12-0034-01

当今武器装备的结构极其复杂、制造时间过长、危险性较大、投资成本过高，这样以来使得武器采办工作存在不稳定性和未知性。进而为了提升国家武器装备的消费比值及国防资源的利用率，以此确保武器装备从论证研制到生产使用再到维护，每个环节保持密切的联系，其中最有效的措施就是推行武器装备的系统化管理，即全系统全寿命式的管理机制。可是从现有的武器装备管理形式来看，全系统、全寿命的新型管理理念并没有在我国武器装备管理工作中全面实施。

1.武器装备全系统、全寿命管理简述

武器装备管理工作中的全系统全寿命管理是指，运用系统理论和系统工程的方法，对武器装备从设计、研发、生产、采买、使用、维修、报废等全过程中，实施完整的科学管理，以实现武器装备全寿命的保障。在全系统全寿命管理过程中，首先要制定出科学的武器装备管理机制及相关法律法规，同时也要对武器装备的发展前景、管理结构做出合理的规划，全面施行高质量的运行管理系统。对武器装备资源（人、财、物、信息）采用分配管理制，进而不但能以高质量、快速形成战斗力、战术装备好、装备全寿命成本低等特点来满足目前的部队要求，而且还能对未来战争应对能力及未来武器装备的发展奠定一定的基础，从而进一步推动我国军事水平的发展。

2.武器装备全系统、全寿命管理方法

2.1 做好武器装备全寿命的阶段划分

其一，在对方案进行系统性分析之后，可增设方案的预演环节。当面对规模较大的武器装备系统时，因为技术结构相对复杂、功能全面、技术先进，这就需要有关研制单位对该武器的总体技术及核心技术进行模拟演示，从而降低武器研制的风险系数。在模拟演示审核之后，方才可以向上级移交“研制任务要求”或者“研制项目任务书”。其二，对武器系统的保障环节再进行细化。其可以细化为武器部件的采购或调配环节、最初装备的使用部队、装备的日常使用、战争时期的保障环节等四个小环节。

2.2管理要有针对性、实地调研、掌握规律

使用全系统全寿命的管理机制对武器装备进行管理时，首先要从实地管理中寻找特有的规律，务必要以一种全面的、科学的方法来研究问题、完善管理过程、环节及要点。在整个全系统全寿命管理中要对每一个管理项目研究分析，找到该管理项目中的特点和规律，随后在按照系统相关流程及理念具有针对性的制定有关的管理措施，研究制定出与自身实际情况相吻合的管理流程、环节及工作要点。进而把管理目标明确化，同时为整个武器装备管理系统的发展奠定一定的基础。

目前因为武器规模化生产，其型号和生产批次都有所区别，在各种类型、型号的武器装备使用、维修、保养及管理方面存在着极大的差别，甚至同一型号但不同批次的武器装备在其使用、维修、保养及管理方面也存在着差异，一个武器系统中各个部分的元件在使用、维修、保养、管理上也是不一样的。因此，要想对武器装备进行全系统全寿命的管理，首先要掌握原有的技术信息及训练记录，随后在原有的基础上参照武器装备管理办法及相关规定，根据武器装备的实训情况做好武器装备的实地调研工作，依据相关数据信息，寻找出武器装备的管理规律，不仅要寻找出特殊规律，也要找出相同规律，进而促进武器装备工作的发展。

2.3 要采用先进的成熟技术，提升武器装备使用寿命

要不断更新武器装备研发技术，要与武器装备生产厂家相互合作，在面对功能和性能一样或类似，就可以用我国军标模块来更换过时的元器件，以此提升武器装备的使用效率及武器战术性能；基于此，武器研究人员可以根据武器装备原有的系统性能，与武器生产厂家及研制单位取得联系，对武器装备进行技术更新，这样以来使得武器装备随着战事的改变而得到了性能上的提升，确保武器装备能够在当代战争环境中发挥出最大的价值，进而保证武器的可持续化发展。

2.4 更新武器维修技术，保持战斗力

在新武器装备投入使用前期，通常是由制造单位提供新武器的维修工作，部队负责建立起相关零件的供应系统，这样以来部队为接受新装备的维修做好充足的准备，进而确保新装备更好的投入使用，保证新装备具有连续性的战斗力。因此，部队要加快装备维修系统的建设，以此保证新武器装备能够得到快速高效的维修。积极研发远程保障技术与自动化故障诊断设备，从而为新装备的维护保驾护航。

3.结束语

综上所述，目前从我国部队武器装备的发展情况来看，其正处于一个非常关键的发展阶段。对武器装备进行全系统全寿命管理，要放眼全局，把握重点，协调统一，覆盖武器装备的维修、使用、管理整个流程，把静态管理机制和动态管理机制有效的结合起来。

参考文献：

[1]焦德亮； 陈旭华.陆军武器装备全寿命管理中的军民融合[J].第十五届中国科协年会第14分会场：国防科技工业军民融合发展论坛论文集，2013（5）：1-4.

武器装备系统 第4篇

关键词：增强,现实,维修,武器装备

一、系统架构

增强现实维修的基本思路是利用增强现实系统虚实结合、实时交互的特征, 为维修人员提供一个虚拟信息辅助引导与实物操作同步结合的操作环境, 以提高维修质量及效率。针对武器装备构建的增强现实维修操作辅助系统框架如图1所示, 包括离线图像标定、增强现实维修操作引导信息建模、虚实场景注册、虚拟引导场景生成及虚实场景融合模块。

1) 离线图像标定:离线处理先采集若干幅真实维修操作时待操作的基体零件的图像作为参考图像, 利用点选图像标定点的方法, 通过多个标定点对的坐标对应关系, 计算当前图片对应的摄像机位置和姿态向量信息, 并通过反投影得到标定点的精确像素坐标位置。

2) 增强现实维修操作引导信息建模:对增强现实维修操作引导信息进行提取和规划并将其保存到数据库中。

3) 虚实场景注册:分析子系统负责对场景信息进行分析, 计算虚实结合的参数, 即如何得到摄像机坐标系下虚拟物体插入处的空间坐标, 是增强现实的关键技术所在。

4) 虚拟引导场景生成:确认需输送操作者的维修操作引导信息场景 (包括设备名称信息、操作步骤信息、所需工具信息及设备的三维虚拟模型) 。

5) 虚实场景融合, 负责根据虚拟物体信息及其在真实场景图像中的位置信息, 完成虚拟场景与真实场景图像的叠加, 并将虚实合成的图像通过特定的显示设备显示在用户眼前, 这样就实现了增强现实系统对现实环境的增强。

二、关键技术

用于武器装备维修操作的增强现实系统在确保显示、注册效果的同时, 更注重维修辅助信息的形式、有效性, 以及人与混合环境的自然交互。系统构建涉及多项技术, 其中增强现实技术、维修引导信息建模技术和人机交互技术是实现增强现实维修培训的支撑技术。

2.1增强现实注册跟踪技术

虚实注册需要实时处理摄像机采集的图像, 并计算每帧图像对应的各个坐标系统之间的关系。利用武器装备维修场景的自然特征匹配来计算当前帧对应的变换矩阵, 实现虚实空间维修操作场景的注册。

虚实注册就是在摄像机与真实武器装备维修操作训练场景相对运动过程中, 通过对摄像机成像平面中设备的自然特征的提取与匹配, 实时地计算出摄像机相对于真实武器装备维修操作场景的位置与姿态, 并根据其调整虚拟场景中摄像机的位置与姿态, 将虚拟场景与真实场景进行注册融合。虚实注册的流程如图2所示, 虚实注册包括离线处理阶段和在线注册阶段。

为了求解摄像头的位姿, 需要获取不同坐标系下的匹配坐标点, 因此需要选定增强现实系统中能够获得坐标值的坐标系。在增强现实装备维修操作辅助系统中, 真实成像平面坐标系中的像素坐标与真实装备维修操作场景坐标系中的坐标易于获取, 因此采用两者进行摄像机位姿的求解, 如式 (1) 可得:

(1)

其中A为摄像机内参矩阵, 为用户自己设定的世界坐标系。当设定点位于世界坐标系平面时, 式 (1) 可以变换为以下形式:

(2)

由式 (2) , 对于成像平面上的点与真实场景中平面上的点, 两者之间就变换成为两个平面之间的透视变换关系[8], 跟踪定位结果如图3所示。

2.2维修引导信息建模

维修引导信息是指在增强现实的虚拟场景中给予的用于辅助维修操作的信息, 可以采用视频、音频、图像、文字、标识等形式给出。通过分析培训任务, 从相关维修手册、资料中分析出维修辅助信息, 并在增强现实的虚拟场景中建模实现。维修引导信息建模主要包括三维的虚拟模型信息和二维的文字、图片及视频辅助引导信息。三维的虚拟模型主要包括维修操作对象设备和操作工具模型, 两者在增强现实维修操作辅助系统中以三维模型的样式进行渲染叠加, 其信息包括几何模型信息、空间位姿信息和引导路径信息。二维文字、图片及视频辅助引导信息在增强现实维修操作辅助系统中以二维文字贴图方式渲染叠加, 仅考虑在视频融合场景中的二维布局信息, 文字信息包括操作设备名称、维修操作序列信息、工具信息以及其它用于指导操作人员进行维修操作辅助文字信息。

增强现实维修引导信息获取通过商业CAD系统的二次开发, 可将产品三维CAD模型转化为三维虚拟模型, 包括各设备部件模型和部件间的配合关系 (或装配约束) 模型。增强现实维修引导信息模型, 对增强现实强现实维修引导信息进行提取和规划, 可分为两部分:基于CAD接口的信息获取和基于用户的信息规划, 如图4所示。首先通过CAD系统接口, 提取产品的零件几何信息、位姿信息以及引导箭头的几何信息, 将其保存到数据库中[7,9,10]。

2.3人机交互技术

基于增强现实的武器装备维修操作辅助系统的人机自然交互通过语音子系统发出语音命令, 语音识别模块通过识别用户指令, 触发图形生成系统加载对应的辅助操作信息。采用微软的SAPI (Microsoft Speech API) 语音开发引擎, 它提供了语音识别应用程序与语音引擎之间数据交换的接口, 可以帮助用户实现语音识别所涉及的各种语音引擎的调动和管理。利用SAPI库函数实现了整个语音识别程序的各项功能, 包括麦克风调整、语音训练以及指令式语音识别。

三、系统实现及运行实例

本文增强现实维修辅助系统的工作场景如图5所示。通过固定摄像头采集真实维修场景图像, 利用计算机进行虚实注册叠加处理, 将虚实融合的视频在显示设备进行显示, 操作者通过显示设备获取维修操作辅助信息。

在增强现实武器装备维修操作辅助系统运行效果如图6所示。

四、结论

将增强现实技术应用于武器装备维修作业中, 能够有效地减少维修作业中误操作的产生, 提高维修操作质量与效率, 并能有效减少维修作业中的成本。本文研究了基于增强现实的武器装备维修操作辅助系统, 构建了基于增强现实的维修辅助系统架构, 对增强现实注册跟踪、维修引导信息建模及人机自然交互等关键技术进行研究, 该系统以进行武器装备维修操作的作业人员为中心, 能够辅助维修人员完成复杂的武器装备维修工作, 解放维修操作人员双手, 显著提高维修操作能力及维修效率, 减少维修误操作。在下一步的研究中将针对智能维修诱导技术展开, 研究以状态信息为“驱动”、引导与操作同步的智能式、主动式武器装备维修操作诱导技术。

参考文献

[1]李洁.虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究[D].南京理工大学, 2010:1-10.

[2]Augmented Reality:Applications and Current Research Issues[EB/OL].http://istcolloq.gsfc.nasa.gov/fall2010/presentations/Livingston.pdf

[3]Michael Grafe, 沈庆.德国工业中VR/AR技术应用现状和趋势[J].中国制造业信息化, 2006 (16) :46-49.

[4]康绍鹏.增强现实关键技术研究[D].沈阳航空工业学院, 2009.

[5]丰艳.增强现实系统虚实无缝融合相关问题研究[M].上海大学, 2007.

[6]Azuma R T.A survey of augmented reality[J].Teleoperators and Virtual Environments.MIT Press, 1997, 6 (4) :355-385.

[7]陈亭.基于图像自然特征的增强装配引导应用技术研究[M].华中科技大学, 2012:39-50.

[8]赵敏, 刘秉琦, 武东升.增强现实装配和维修系统的技术研究[J].光学仪器, 2012, 34 (2) :16-20.

[9]张伟.增强现实维修诱导系统构建技术研究[M].南京航空航天大学, 2006:50-65.

装备作战需求质量评估系统设计论文 第5篇

6 结束语

为了实现武器装备作战需求论证质量评估的科学化、规范化，本文对武器装备作战需求论证质量评估系统的功能需求进行了分析，描述了系统的总体框架，介绍了相应的功能模块和开发流程，并设计了基于多 A-gent 的质量评估模型管理方法。为了进一步完善武器装备作战需求论证质量评估支持平台，建模仿真技术和分布智能决策支持技术将是下一步研究的重点。

★ 游戏装备买卖合同

★ 心理咨询效果的评估论文

★ 资产评估的市场化论文

★ 建筑雷击风险评估论文

★ 效能监察实施方案

★ 效能建设规章制度

★ 物价局效能工作报告

★ 制度执行

★ 执行读后感

防空反导武器系统 第6篇

防空导弹就像自然界中形形色色的生物，由多个分系统共同组成一个完整的作战系统。每个分系统都像生物的器官一样，不可或缺。从防空导弹设备组成上划分，一套防空导弹武器系统由以下四部分组成：

导弹 导弹由弹体、动力装置、弹上制导设备和战斗部组成，但不同的导弹其具体组成也各不相同。

制导设备 在复杂的防空导弹武器系统中，制导设备主要包括跟踪制导雷达、光电跟踪设备、高速数字计算机与显示装置等。单兵便携式防空导弹的这部分设备比较简单，几乎全部由弹上设备来完成。

发射系统 发射系统由发射（如发射架、发射筒）、装填（如装填机）以及发射控制设备组成。其主要功能是：发射前支撑导弹，并与其他设备一起协助完成发射前的准备工作;赋予导弹规定的发射角度;发射后与储存、运输设备一起完成再装填。有些导弹（如“爱国者”、C-300）的发射设备也是导弹的储存、运输装置。

指挥控制系统 现代军事指挥、控制、通信系统是以计算机、通信技术为支撑的自动化军事指挥系统，为指挥员收集情报信息、掌握战场实况、运筹决策、调度资源提供了高效的工具，曾经有人把指挥控制系统比喻为“兵力倍增器”。防空导弹武器系统的组成，除包括以上提及的设备外，还包括技术保障设备，技术保障设备用于导弹进入发射阵地前的各项准备工作（包括战斗部的装填、液体推进剂的加注、导弹的综合测试等），同时还用于对武器系统各种设备的检测和维修。

随着科学技术的发展，国际上政治和经济竞争的更加广泛与深刻，随着精确制导技术的不断发展，目前防空系统的重心以拦截来袭导弹为主要目标。

美国已建立完整的导弹防御系统

美国拥有全球最雄厚的财力和最强大的技术能力，致力于构建一个多层次、全方位、覆盖全球的导弹防御系统，谋求反导的“绝对安全”。美国在2002年12月16日的《国家安全政策指令》文件中正式将“战区导弹防御（TMD）”和“国家导弹防御（NMD）”的名称取消，统称为“导弹防御”，并将其分成末段防御、中段防御和助推段防御。各型武器在“指挥、控制、战斗管理和通信系统”的支持下分别负责各段的防御，形成一体化、多层次的弹道导弹防御系统。末段防御，包括“爱国者”PAC-3和末段高空区域防御;中段防御，包括陆基中段防御和“宙斯盾”导弹防御;助推段防御，包括机载激光、动能拦截器和空基助推段动能拦截等。

“爱国者”PAC-3 “爱国者”PAC-3系统是美国导弹防御系统的重要组成部分，主要用于对高度在40千米以下的弹道导弹飞行末段进行拦截。作为一种陆基末段防空反导系统，PAC-3系统的性能获得了各国的认可，目前已经被日本、德国和沙特阿拉伯等多个国家选为本国防空反导的中坚力量。

鉴于PAC-3导弹的优良性能，洛克希德·马丁公司正在积极研制PAC-3导弹的空射型和舰载型。2008年初，洛克希德·马丁公司完成了一项长达一年的可行性研究，该研究项目受美国海军委托，论证了PAC-3导弹集成在“宙斯盾”军舰上的作战能力。

按照洛克希德·马丁公司一位工程师的说法，PAC-3导弹只需要进行几处小的改动就可以用于海军舰艇。PAC-3的拦截弹长4.635米，弹径0.255米，起飞重量304千克，完全适装于MK41发射系统。洛克希德·马丁公司的单隔舱发射装置可实现4联装改进型“海麻雀”导弹一起装入MK41发射单元的一个发射箱内，“海麻雀”的弹径为0.254米，几乎与PAC-3的拦截弹相同，因此有理由推测，PAC-3导弹将以4联装占用一个MK41发射箱的形式集成到“宙斯盾”系统中，提供强大的海基中低空反导能力。

末段高空区域防御（THAAD） THAAD设计用于保卫美国军队、盟国军队、人口密集区以及关键基础设施免受中近程弹道导弹威胁。THAAD由火控与通信系统、拦截器、发射器以及一套雷达组成，拦截器利用碰撞杀伤技术摧毁目标，拦截高度40～150千米，即大气层的高层和外大气层的底层，这一高度实际是射程3500千米以内弹道导弹的飞行中段，是3500千米以上洲际弹道导弹的飞行末段，可有效填补“爱国者”系统与“宙斯盾”系统的防御空白。THAAD系统可以接收来自“宙斯盾”弹道导弹防御系统、预警卫星，以及其他外部战区传感器与指挥控制系统的目标指示信息。

陆基中段防御（GMD） GMD系统由部署在范登堡和阿拉斯加格里利堡地下发射井内的拦截弹，以及雷达、各种传感器、指控设施、通信终端和光纤通信网络组成。2008年12月5日，美国导弹防御局2008年12月5日成功进行了一次导弹防御拦截试验。试验中，一枚远程弹道导弹从阿拉斯加卡迪亚克试验场发射，操作人员从范登堡空军基地发射了一枚拦截弹拦截这枚目标导弹。拦截弹飞向目标导弹时，接收到了来自GMD火控系统的目标数据，火控系统收集并整合了来自4个传感器的数据。拦截弹飞入太空后，释放了其大气层外杀伤器，杀伤器跟踪、拦截并摧毁了目标弹头。这是美国进行的首次远程弹道导弹防御系统试验。试验证实，GMD系统能够防御远程弹道导弹。

美国导弹防御局前局长奥柏林曾表示，GMD系统能够对抗弹道导弹的袭击，但美国在经济上只能承受部署一套系统。2009年，波音公司完成了范登堡空军基地的GMD系统第2个拦截试验地下井的建造。新的地下发射井虽然被称为试验井，但拥有可以配置为试验用或战术作战使用的独特功能，为使用提供了更大的灵活性。

海基中段防御 以“标准”-3导弹为核心的海基“宙斯盾”导弹防御系统提供了对弹道导弹的海基中段防御能力。相对于陆基中段防御系统的拦截弹固定在地下发射井中，海基中段防御的最大优势在于“标准”-3导弹可通过海军舰艇实现全球公海的移动部署，因此在美国的导弹防御系统中占有十分重要的地位。

“标准”-3导弹计划发展4种型号，分别为“标准”-3 Block 1A、“标准”-3 Block 1B、“标准”-3 Block 2A和“标准”-3 Block 2B。目前，“标准”-3 Block 1A和“标准”-3 Block 1B已部署，“标准”-3 Block 2A仍处于研制阶段，“标准”-3 Block 2B已取消。

“标准”-3 Block 1A导弹由三级火箭发动机和一个动能战斗部构成。第三级发动机可进行两次脉冲点火，两次脉冲点火之间的时延可变，具有灵活管理能量的特点。导弹制导系统采用了加装抗干扰模块的GPS和与“宙斯盾”系统通信的上/下行指令传输链路，中段制导利用上行链路提供的目标状态和GPS提供的自身状态信息进行指令修正和GPS辅助导航。对典型战术弹道导弹的作战距离大于300千米，跟踪精度为微弧，制导精度为0.15米。动能战斗部结构紧凑、高度模块化，总质量为23千克，末段变轨能力大于3千米，是目前世界上质量最小的动能战斗部。

“标准”-3 Block 1B采用双色红外成像导引头，增加了一个新的先进信号处理器，提高了对弹头、碎片和诱饵的识别能力。姿轨控系统采用了10个相同的姿轨控枢轴小推力发动机，4个用于动能战斗部的横向运动，其余6个用于保持导引头对目标的角度和视角调整。这些小推力发动机可动态改变推力和燃烧时间，并增大推力，以应对各种目标，也称为推力可调。

“标准”-3 Block 2A采用新研发的直径均为0.534米的第二级和第三级火箭发动机。新型发动机除增大直径使装药增多外，还采用轻质材料，使得最大作战距离进一步增加。改进后的导引头存储器容量将达到200兆字节，为目前的20倍。该导弹将使“宙斯盾”弹道导弹防御系统的防御区域扩大2倍，并且具备一定的拦截洲际弹道导弹能力。

“标准”-6 “标准”-6导弹具有防空和反导双任务能力，基本型主要用于防空，对付远程巡航导弹，具有超视距拦截能力。“标准”-6导弹采用了“标准”-2 Block 4导弹的弹体和动力装置，属于半主动寻的和主动寻的制导体制。2014年10月，在综合试验中成功拦截巡航导弹，验证了超视距拦截能力。2015年进入批量生产阶段。

“标准”-6 Dual 1由“标准”-6基本型发展而来，具有双任务能力，既可拦截巡航导弹，又可拦截弹道导弹。该型导弹采用了一个功能更强、可运行先进目标指示软件的新型处理器，可跟踪、识别和拦截处于下降段飞行的弹道导弹弹头，还可拦截巡航导弹。2014年，美国导弹防御局完成“标准”-6 Dual 1导弹套装软件研制，在模拟的环境下进行了试验，2015年成功进行了该导弹拦截近程弹道导弹试验。

“标准”-6导弹还是目前“标准”导弹系列中惟一可接入“协同作战能力”（CEC）的导弹。基于CEC的“标准”-6导弹可以不受本舰探测雷达的限制，通过CEC网络中的空中传感器获取目标数据，或接收经CEC系统融合多平台传感器数据后形成的目标信息，实现远程交战。

俄罗斯正在大力推进导弹防御系统研制

俄罗斯正在大力推进S-500地空导弹防御系统的研制。S-500作为新一代地空导弹防御系统，其拦截范围预计可扩展到500千米以上，同时拦截10个目标，能够摧毁射程3500千米以内的弹道导弹目标。此外，S-500的雷达探测范围比S-400更广，其拦截导弹时的反应时间为3～4秒，而S-400是9～10秒。S-500防空导弹在未来将与S-400导弹系统一起，组成俄罗斯新一代空天防御体系。

美国和德国联合研制的中程增程型防空系统

中程增程型防空系统（MEADS）由美国洛克希德·马丁公司、MBDA公司意大利分公司和德国LFK公司联合研制，用于机动部队及其他重要前沿设施的防空反导。它配装有PAC-3 MSE“导弹组件增强”型导弹，1个火力单元包括3～6辆发射车（每辆发射车可携带8～12枚导弹）、3辆装填车、1～2个车载战术作战中心，1～2部多功能火控雷达和1部超高频搜索雷达。

MEADS作为新型防空导弹系统，采用了全新的设计理念和发展思路，具有以下特点：支持网络化分布式作战，宽带即插即用通信网络和通用型防空反导标准接口使其可随时集成其他的传感器和武器;系统采用最新型的PAC-3 MSE导弹，具有很强的杀伤能力;导弹发射装置可安装在一个5吨的轮式车上，可用C-130和A400M运输机空运部署，其机动性相对“爱国者”系统有很大的提高。

防空反导技术未来发展趋势

目前，各国普遍开始重视导弹防御，防空反导技术近年的发展速度很快，并呈现出以下特点与趋势：

政治因素影响技术发展。包括防空反导在内的国防科学技术，其发展与国家安全息息相关，很大程度上受到国家战略需求的影响。符合国家战略需求的技术往往能获得广阔的发展空间。美国导弹防御系统的发展几经波折却始终是美国政府的重点发展对象，根本原因就是它能够拦截弹道导弹这一对美国本土威胁最大的武器。

导弹防御系统继续向一体化、网络化、分布式发展。洛克希德·马丁公司负责的C2BMC系统体现了这一趋势。C2BMC系统是美国导弹防御系统网络化作战的核心，通过探测器、武器和指挥中心的组合与匹配，扩大探测和交战能力，比各个武器系统单独作战所实现的效能大得多，目前能够支持全球17个时区内的军事行动。

技术具有延续性和通用性。从美国国家导弹防御系统和战区导弹防御系统，再到导弹防御系统，美国导弹防御系统的战略定位与侧重点是不断变化的，但是其中的技术却是一脉相承。“星球大战”计划早已被取消，但其计划中的定向能武器、天基武器、预警探测系统等众多技术都仍旧在不断地发展。美国导弹防御系统中的陆基中段防御、动能拦截器等都采用了动能拦截方式，各种动能拦截器的技术方案虽然不相同，但其基本原理是类似的，技术上有很大的通用性。“标准”-6导弹的成功也是综合利用了多项现有技术的结果。

跨国合作成为武器研发的有效途径。跨国合作存在技术保密、合作矛盾、利益分配等问题，但研发过程中具有发挥各方技术特长、分摊研发成本的优势巨大。目前，美日、美以、美德、英法意等各国之间都有合作研发的防空反导项目。现有的“拉姆”“海麻雀”改进型等型号都是成功的跨国合作范例。“标准”-3 Block2导弹、MEADS等先进的在研武器都采用了合作研发的模式，充分说明了跨国合作是一条可行的武器研发途径。

武器装备系统 第7篇

在科学技术迅猛发展的今天,随着各种高新技术在鱼雷上的应用,鱼雷所具有的独特作用将进一步提高,在未来的现代化海战中,鱼雷将会在攻击现代化核潜艇和常规动力潜艇、击毁敌航空母舰和其他现代化战斗舰艇、消灭运输船和警戒舰艇以及对海军基地、港口军事目标进行袭击等方面发挥更加重要的作用,真正成为各国海军起威慑作用和克敌制胜的“杀手锏”。

然而,未来的战争是“信息化”的战争,急剧变化、高度透明的战场环境, 对鱼雷装备保障的快速性、及时性、准确性提出了更高的要求。在现代战争条件下,装备战损或故障对战斗力的影响巨大,需要依靠维修来解决,以迅速恢复部队的战斗力,因而装备的维修保障具有其特殊的重要性。鱼雷的保障主要从维修规划、供应保障、技术资料、训练保障等方面开展工作,传统的鱼雷维修保障实施中的难点在于鱼雷的制造、运输、保障和维修等各环节数据与鱼雷的实时绑定、实物流和信息流存在脱节、管理人员无法对上述维修保障过程进行实时监控和管理,造成鱼雷“保障资源不可视”和“信息不透明”的难题[1],部队指挥机关对鱼雷武器装备资源的装备状况、生产、维修及库存量等情况难以实时掌握,不适应未来远程支援保障、精确化保障、可视化保障和信息化保障的战争需求,同时也难以满足作战机动保障的需求。基于上述考虑,提出了RFID技术在鱼雷武器装备保障信息化系统中的应用问题。

1 RFID技术的介绍

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID系统一般由读写器和电子标签和应用系统组成[2],如图1所示。

RFID系统的一般工作原理为:当电子标签进入读写器产生的磁场后,无源或被动标签凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息,有源或主动标签主动发送出存储在芯片中的信息,读写器读取信息并解码,然后将数据传送给应用系统。

和传统的识别技术相比, 它能自动无接触地收集物体信息,具有防水、防磁、耐高温、自动读取速度快、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、使用寿命长、存储信息更改自如等优点[3],操作快捷方便,将RFID技术与互联网、卫星等现代通讯网络技术相结合,可实现超远距离的物品跟踪与信息共享。

2 RFID技术在国内外军队中的使用情况

目前,外军中使用RFID技术的代表是美军。2003年第二次海湾战争,通过加装RFID射频卫星芯片,实现了人员流、物资流和装备流的全程跟踪,并节约了大量经费。美军还将RFID技术应用于特定物品的查寻、单兵电子病历、生理状态监测器和服装发放等领域。RFID技术的应用使得美军的维修保障能力变得强大,实现了由储备式后勤到配送式后勤的转变,提高了效率,节约了大量经费[3]。2006年, 英国皇家空军把RFID技术应用于“鹞”式战斗机的维修保障,对“鹞”式战斗机上大约1 200个“高价值、高危险性”部件使用有源RFID标签进行标识, 安装在飞机修理库的RFID读写器能够快速定位并跟踪被标识部件。测试结果表明, RFID技术能够大大减少“鹞”战斗机修理库中零部件存货成本,有效提高整个维修保障工程团队的工作效率, 实现了“鹞”式战斗机维修保障信息系统管理的数字化、可视化[3]。在国内军队中主要运用RFID技术的是部队的枪支管理[4]和部队车辆牌照的管理[5],而在军用物资配送系统中并未大规模地使用,更不用说在各种武器装备保障方面采用RFID技术,因此提出在鱼雷武器装备保障系统中统筹规划充分利用RFID技术[6],实现保障维修信息化管理,提高鱼雷武器装备保障的效率。

3RFID技术在鱼雷武器装备维修保障信息化系统中的应用方案

3.1 系统需求分析

对于鱼雷武器装备,现行的维修保障体制由保障大队级、基地级和生产厂家三级组成。

保障大队级指鱼雷装备所在建制单位的最基层的维修机构,其任务是依据正常维护保养诊断结果,完成对鱼雷的正常技术状况的检查、维护保养和一般的故障检修。它主要依靠技师或操作人员,利用随机备件、工具和专用保障设备,就地进行故障检修,确保所属鱼雷装备达到规定的战备完好率。

基地级是指装备所在的某一上级修理机构,如修理厂及其派出的修理分队,其任务如下:一是完成装备的大修,或派出维修力量支援保障大队级维修,解决保障大队级现场维修中无法处理的技术难点;二是负责修理保障大队级送来的故障件。

生产厂家是指鱼雷装备生产、研制单位,其任务是完成装备的部分大修或改装任务以及前两级送来的故障件,弥补部队维修保障人力、技术、设备和器材上的不足,在必要时也可以派出维修力量到保障大队级、基地级进行现场修理。

目前多型技术先进的鱼雷相继装备部队,多型鱼雷装备发展的同时也促进了鱼雷装备保障任务的变革。其主要表现为:

(1) 装备保障内容增多,保障结构发生变化;

(2) 装备保障任务量上升,保障强度日益提高;

(3) 装备保障要求提高,保障难度不断增大。

同时,还需要进行机动保障,因此装备维修保障还不停地处于变化中。总之,鱼雷武器装备维修保障形成了种类多、备用资源少,保障地点多且分散、对维修保障资源的生产、维修、部署、需求及库存量等情况难以实时掌握的格局。而现有的装备保障指挥系统不能够对各鱼雷保障大队、修理厂和生产厂家的维修保障资源的状态(正常、故障、待修、待发以及位置信息)自动收集[1]。

而RFID技术是一项自动识别技术,它能自动无接触地收集物体信息,具有防水、防磁、耐高温自动读取速度快、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、使用寿命长、存储信息更改自如等优点,当前广泛用于制造过程[7]和物流的信息系统中[8]。因此可利用RFID技术自动收集各型鱼雷维修保障资源的状态信息,通过与互联网、卫星等现代通讯网络技术相结合,与现行的装备保障指挥系统实现无缝连接完成对鱼雷维修保障的状态实时监视,辅助装备保障系统的指挥决策。

3.2 系统组成方案

鱼雷装备维修保障信息化系统主要由鱼雷保障大队、修理厂、生产厂家和物流四个子系统构成,每个子系统配置一台RFID子服务器,负责相关信息的收集和处理并汇总到装备维修保障信息化系统中。通过上述过程可对鱼雷武器装备维修保障资源在各个环节中信息进行方便快捷地收集和处理,并能对其状态进行实时跟踪,结合可视化技术可将系统内跟踪的数据进行图形化显示,使得数据可视,信息透明。而装备保障指挥系统则主要根据鱼雷装备维修保障信息化系统的数据进行指挥决策。整个鱼雷装备维修保障信息化系统如图2所示。

3.3 系统实现的功能和优势

利用RFID技术,结合RFID软件(包括中间硬件、应用程序和数据库)搭建鱼雷维修保障信息化系统平台,对鱼雷装备维修保障的实体网络和信息网络各个环节进行“无缝链接”,高效、准确地完成鱼雷维修保障过程中大量数据的实时采集任务并输入信息管理系统,达到稳定、可靠、高效、大容量的数据处理,实现部队鱼雷仓库数字立体化和可视化、全寿命周期维修保障可视化、维修需求可视化、装备情况可视化、物流可视化,从而提高装备维修保障的信息化水平,增强装备维修保障的快速性、及时性、准确性。

3.3.1 鱼雷仓库数字化、可视化

鱼雷武器装备的基本信息包括鱼雷型号、名称、代号、生产厂、生产日期、批次、产品编号等,这些信息量大而繁杂,手工方式录入信息所需时间长、效率低、易出错。如果生产厂将鱼雷中的全雷、段、组件、功能置换件、备品、备件、保障设备、工具、维修保障技术资料(纸质、光盘)等在出厂时都贴上(或镶嵌)指定的RFID电子标签,每个标签拥有惟一的标识码和一定存储空间(从几个字节到几千字节不等),存储所标识鱼雷装备资源的相关信息,就可以通过读写器快速、便捷地将这些数据录入鱼雷仓库装备信息化管理系统,对鱼雷产品的入库、存储、盘点、检索、出库等环节进行精确数字化、可视化管理[8],方便地实现维修保障资源变动动态数据更新,最大限度地提升部队鱼雷仓库的管理效率。

同时,系统还可以针对鱼雷仓库中维修保障资源动态变化情况生成鱼雷装备维修保障资源的需求建议并提交至不同层次的决策机关,使上级指挥官“看到”鱼雷仓库的维修保障资源需求,从而确定该如何实施维修保障决策。

3.3.2 鱼雷全寿命周期的维修保障可视化

维修保障可视化是与装备维护保养检测、故障检测、诊断、修复相关的一切活动的可视。

鱼雷维修保障信息化系统中及产品的RFID标签里面含有全部的维修保障数据,包括上次保养日期、技术ID、更换备件的记录、故障及维修记录以及下次保养日期等相关信息。技术人员可以按照维修保障信息化系统提示或通过读取标签上的信息来检查鱼雷产品,并进行维护保养检测,然后写入新的数据,更新RFID标签;当发现故障后,技术人员通过读写器读取鱼雷故障件标签中存储的信息,就能快速准确地获得损伤备件的型号、名称、代号、生产厂家、制造日期、参数等有用信息,即便是标签易混淆、标记模糊不清、被油垢污染难辨认的产品,也可以非常准确快速地辨识这些备件,达到维修过程中备件“可视”,有效防止装备维修中认错、领错、装错等操作差错;在故障诊断和维修检测中,结合装备维修电子档案,以及交互式电子技术手册,使装备维修人员能够“看见”损坏零件的名称、型号、生产厂家、生产年份、批次、使用记录等信息,并在整个装备维修流程,为维修人员提供可视化技术资料(界面友好的交互式电子技术手册),或采用实时方式将重要数据直接传送至智能专家决策支持系统,帮助完成故障诊断、维修检测,从而确定故障和维修的质量,达到故障诊断和维修检测可视化。

对于鱼雷武器装备全寿命周期中的维修保障信息化系统的自动化数据采集而言,RFID无疑是一项理想的技术。它能够在鱼雷的全寿命周期中提供一个移动数据库,用于储存产品可追溯数据,包括产品的定期维修、使用经历、技术改造或升级之后的相关信息,有效地实行产品全寿命跟踪。如果产品能够附带与之相关的全部历史记录,一旦产品需要技术改造或升级,RFID技术也能够保证风险最小化和最佳效率。这将有效地增强全寿命周期维修保障的可视化和数字化管理,在鱼雷全寿命周期管理上应用有着无比的优势。

3.3.3 鱼雷物流可视化

在鱼雷装备维修保障所需设备和功能置换件等物资的储存、筹措、运输等一系列过程中,基于RFID技术搭建的的军事物流管理平台,可以实现鱼雷装备维修保障物流追踪管理可视化[9]。通过在鱼雷和部队运输装备上安装的RFID标签,结合地理信息系统、网络技术、无线通讯技术就能实现对鱼雷装备运输流的控制。运用RFID技术可以降低物流成本、提高供应链透明度,实现物流可视化和对物流的全程可控,加快物资流通速度,方便物流供应链优化,降低物流成本,提高物流实效性。另外,采用RFID技术构建适合于战时野外作业的便携式维修器材管理信息系统,可以实现战场上维修保障物资可视化管理。

4 结 语

基于RFID技术的鱼雷维修保障信息化系统与现存的维修保障方式相比,存在以下优点:

(1) 数字化仓储使得鱼雷装备资源保障可视化,精确化;

(2) 全寿命周期内的鱼雷维修保障工作可视化管理,提高保障效率;

(3) 实现鱼雷装备维修保障的可视化,充分享用系统的信息专家功能;

(4) 装备物流透明可视。

以“信息化”为特征之一的现代战争,是一场以信息技术为核心的新军事技术革命,正在深刻影响着战争形态的变化。保障武器装备信息流的畅通,实现武器装备的可视化保障,是打赢现代战争的关键所在。而RFID技术在鱼雷装备维修保障上的应用,则可促进这一目标的实现,不过目前在这方面的研究工作刚刚起步,因此,加强这方面的研究有重要的意义。

参考文献

[1]金加根,李文锋,董鹏曙.RFID技术在雷达器材保障信息化系统中的应用[J].舰船电子工程,2008(6):164-168.

[2]秦虎,王红卫,谢勇.基于电子标签的数据采集系统[J].物流技术,2004(10):49-52.

[3]王斌,谭树人.射频识别技术在装备维修保障可视化中的应用[J].国防科技,2007(11):27-29.

[4]冯寿鹏.射频识别技术在军队保障中的应用[J].现代电子技术,2006,29(19):32-34.

[5]王光彩.RFID技术在军车管理中的应用[J].科技信息:学术版,2008(12):327.

[6]王丰,罗少锋.RFID技术在军事物流领域的应用[J].金卡工程,2006,10(11):16-19.

[7]杨磊.RFID技术在家电行业的应用[J].家电科技,2008(19):34-36.

[8]李元忠.射频识别技术及其在交通领域的应用[J].电讯技术,2002(5):35-37

[9]廉小亲,翁贻方.基于电子标签技术的物流自动化管理系统[J].微计算机信息,2006,22(15):137-138.

[10]游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.

[11]陈志.RFID技术在数字化仓储管理中的应用和研究[J].内江科技,2008,29(3):134.

雷达装备远程维修系统方案研究 第8篇

随着航空技术、信息技术、计算机技术和网络技术的发展, 武器装备维修保障迅速向信息化、网络化方向发展。为了提高武器装备的维修保障能力, 美军提出了一系列新的武器装备维修保障理论和技术, 以此来实现以信息技术为核心的数字化维修保障。可以预言, 网络信息化的装备维修保障将是军队维修保障的发展方向, 远程装备数字化维修保障是网络信息化维修保障的一个重要分支, 它将从根本上减少装备维修保障人员的劳动负担, 提高装备的战备完好性和任务成功性。

目前, 许多基层雷达站仍不同程度地存在如下问题:一是雷达站多驻守在边防、高山、海岛等艰苦地区, 远离城市, 而且交通状况较差;二是技术人员成份较新且技术水平参差不齐, 专业对口率偏低;三是资料缺乏, 多数雷达只有随机资料而无检修资料, 不便检修。

在这些问题的制约下, 雷达站技术人员遇到无力修复的故障时, 只能依靠上级装备机关派人抢修, 不但会消耗大量的人力、物力、财力, 而且也耽误抢修时间, 降低了雷达装备的综合保障效能, 影响了作战效能。因此, 建立基于网络的故障远程诊断系统是解决问题的有效方法。

1雷达装备远程维修系统设计方案

1.1 环境设计

雷达装备远程维修系统是雷达设备维修技术、通信技术和计算机网络技术的综合体, 主要由视频捕获设备、参数检测设备、信息处理系统、保密设备、传输设备和传输通道构成。

视频捕获设备和参数检测设备是雷达装备远程维修系统的起点, 在故障现场完成对故障现象、各种技术参数指标、波形和现场维修实况等信息的采集。采集到的信息被送到信息处理系统进行存储、处理, 再通过传输设备和传输通道进行远距离网络传输。视频捕获设备采用数字摄像头, 参数检测设备采用数字多用仪, 信息处理系统采用计算机设备, 传输通道采用军线网络。数字多用仪是重要的维修工具, 它将双通道示波器和数字万用表合二为一, 既能测电压、电流和电阻值, 又能测视频、触发和其它各种波形, 而且可测量的频带较宽。数字多用仪通过RS 232电缆与电脑连接, 数字多用仪测出的数据通过电脑进行转换后再由网络发送给远程维修中心。

装备机关或维修工厂是雷达装备远程维修系统的维修中心, 根据故障现场传输来的各种参数、波形和抢修实况组织技术人员进行故障维修, 再通过网络将维修结果和维修决策反馈至故障现场, 实时指导雷达站技术人员排除故障。雷达站技术人员也可通过网络直接访问维修中心的故障维修数据库辅助排除故障。旅 (团) 装备机关或维修工厂通过专用软件把接收到的数据进行还原, 使各种参数和波形直观地显示在电脑屏幕上。通过判断各关键点的参数及波形是否正常查找故障部位和故障器件, 最后根据检查结果制定维修决策, 迅速排除故障。

1.2 雷达装备远程维修管理系统设计方案

1.2.1 设计的基本技术思想

在技术雄厚的科研院校、维修工厂、机关职能部门建立远程故障诊断中心, 通过军事通讯网络与各部队连接。建立故障诊断和维修中心时, 联合研究所、修理厂、制造厂和相关专家组建故障诊断与维修的动态联盟, 共同为系统提供远程故障诊断和维修服务。各部队 (客户端) 建立实时的故障检测系统。及时发现装备使用过程中的故障, 并迅速进行诊断;当本地的故障诊断系统无法解决时, 利用军事通讯网络访问远程故障诊断中心, 通过中心提供的技术支持, 及时地解决疑难问题并进行相应修复, 从而有效地实现各技术资源的共享。结构图如图1所示。

这种远程故障诊断与维修体系分为三个层次:第一层为用户诊断层, 即图中的基层诊断服务器。当装备出现故障时, 首先利用驻留在用户自身的故障诊断系统进行故障检测与诊断, 并依据诊断的结果进行维修, 当无法确定其故障点或故障原因时, 通过军用信息网向故障诊断与维修中心申请技术援助, 也就是第二层——中心诊断层。诊断中心在受理客户的请求后, 依靠中心现有的故障诊断与维修资源, 对设备出现的故障进行诊断并给出维修建议。第三层为群体会诊, 当中心不能诊断或诊断失败后, 由中心向有关成员发出故障会诊请求, 调动入网的所有技术资源, 实现对系统故障的诊断。

1.2.2 系统功能

基于军事通讯网络的装备远程故障诊断系统具有以下功能:

实现各地专家通过网络对部队装备出现的疑难故障进行异地“会诊”;实现全空军范围内的诊断知识库和数据库共享, 进而为解决全军性的类似问题提供参考和依据;实现武器装备从生产、储备到使用的全寿命管理、为装备性能和部队战斗力的提高提供可靠保障。采用Web开放式系统结构, 新入网的部队可共享网上的所有资源, 便于技术的普及和推广。该系统既能加强科研院所、主机厂与大修厂、部队之间的技术合作、从而提高部队的维护保障水平, 同时也可进一步提高工厂的生产管理及科研院所的技术研究水平。

1.2.3 系统结构

系统结构图如图2所示。

故障远程维修系统的运行模式可分为两种:实时维修和远程查询维修。

实时维修的工作方式是雷达站技术人员将雷达装备信息及维修申请传至旅 (团) 装备机关或维修工厂的远程维修中心。由维修中心根据雷达型号及故障信息组织技术力量进行维修, 在约定的维修时间内, 维修中心的技术人员与故障现场的技术人员进行实时讨论并给出指导意见。

远程查询维修的工作方式是维修中心的技术人员对从故障现场传来的各关键点的参数、波形等信息进行分析, 再以电子信函方式将维修结果反馈至现场, 或是由雷达站技术人员通过网络直接对维修中心的故障维修数据库进行查询, 得出维修结果。

1.2.4 软件系统功能模块

软件系统各功能模块关系图如图3所示。

由图3所示, 首先部队雷达装备站 (客户端) 通过军用电话网络拨号到中心服务器端 (服务器端) 请求连接 (在有宽带网时, 不需要拨号连接) , 在连通后, 客户端把通过摄像头采集到的装备故障现象图经过压缩、加密后传给服务器端, 服务器端在接收完数据后, 经过解密、解压缩等步骤, 将文件显示或保存。另外, 客户端也可以在权限范围内下载服务器的文件资料, 其操作过程与上传文件一样要经过压缩、加密后才能传输。

2雷达装备远程维修系统运行模式

雷达装备远程维修系统的运行模式可分为两种:实时维修和远程查询维修。

实时维修的工作方式是雷达站技术人员将雷达装备信息及维修申请传至旅 (团) 装备机关或维修工厂的远程维修中心, 由维修中心根据雷达型号及故障信息组织技术力量进行维修, 在约定的维修时间内, 维修中心的技术人员通过视频会议系统与故障现场的技术人员进行实时讨论并给出指导意见。

远程查询维修的工作方式是维修中心的技术人员对从故障现场传来的各关键点的参数、波形等信息进行分析, 再以电子信函方式将维修结果反馈至现场, 或是由雷达站技术人员通过网络直接对维修中心的故障维修数据库进行查询, 得出维修结果。

故障维修数据库包括知识库和图形库。知识库是故障推理维修的知识部分和一些常见故障的汇总, 以方便各雷达站技术人员在遇到典型故障时进行查询并做出维修。图形库是故障推理维修中提供的各关键点检测信息的波形图形集合。

装备机关或维修工厂负责故障维修数据库的管理, 包括系统的维护、日常系统事务管理和使用权限管理。在远程维修系统的使用过程中, 可能会遇到数据库没有记录的新的故障现象, 也可能发现数据库中的某些知识不正确, 根据这些情况要对数据库进行不断的充实与完善。

3结语

军队雷达装备远程维修管理系统是为适应空军雷达装备远程维修的需要, 针对部队驻地分散, 机动多变, 维修困难等特点的一种设计模式, 是一种充分调用院校、研究所和维修工厂以及雷达兵部队装备机关的技术力量, 通过网络对雷达装备抢修现场进行远程指导的系统。该系统是建立于高效的网络基础之上的专家咨询模式的装备抢修, 是对传统抢修模式的一种创新。该系统构思巧妙、设计新颖、成本低, 不需要改进通信线路, 能较好地解决部队实际问题, 有较好的推广应用前景。

参考文献

[1]佟震亚, 余雪丽, 陶世群.现代计算机网络教程[M].北京:电子工业出版社, 2001.

[2]张雁, 邹县芳, 陶龙民, 等.网络远程控制大师[M].重庆:重庆出版社, 2002.

[3]施光伟, 金悦.Windows 2000 Server配置与管理[M].北京:清华大学出版社, 2001.

[4]BRENTON Chris, HUNT Cameron.网络安全积极防御从入门到精通[M].北京:电子工业出版社, 2000.

[5]彭磊.基于现场总线的万能式断路器通信从站设计[J].微计算机信息, 2010, 26 (1) :65-66.

[6]汪晓平.Visual Basic网络通信协议分析与应用实现[M].北京:人民邮电出版社, 2003.

[7]GIBSON J D, BERGER Tobe, LOOKABAUGH Tom.多媒体数字压缩原理与标准[M].北京:电子工业出版社, 2000.

[8]滕召胜, 罗隆福, 童调生.智能检测系统与数据融合[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[9]杜强芳, 杨明, 王子才.XML在分布式交互仿真系统数据管理中的应用研究[J].计算机应用研究, 2004, 21 (9) :66-68.

航海装备多维信息集成系统研究 第9篇

装备维修信息化是未来战争的一个重要组成部分,是交战双方实现体系对抗,保持和恢复参战装备战斗力,夺取战争最后胜利的关键环节。装备维修信息化就是在维修工作中,充分利用信息技术,借助各种信息平台,对维修资源实现优化管理与共享,对维修技术实现远程信息支援。

与装备维修相关的信息管理系统很多,如EAM/ERP、SIS、DCS、PDM等,但各有侧重:EAM/ERP偏重于装备生产过程和静态信息的管理,PDM主要用于产品数据管理,SIS侧重于重大装备的运行监控,DCS用于装备集散控制。这些系统存在信息集成度低、对多维海量数据缺乏有效的管理手段、信息的展示方式简单等问题,与当今信息管理技术的多信息集成和可视化的发展趋势不相适应。

GraphInfo多维信息集成系统有效解决了以上问题。该系统以图形图像为直观载体,在可视化环境下,将与装备的设计、制造、运行和维护等相关的完整信息资料,包括多种主流信息管理系统(EAM/ERP、SIS、DCS等)中的信息,进行集成管理,可提供智能信息查询和设备的精确直观定位功能,并可在该平台进一步开发数据分析、数据挖掘和信息综合应用。相对国内目前普遍采用的图文管理系统,该软件的特点突出了图纸资料的应用功能。通过图纸上的信息点进行多重链接,实现图纸与图纸、图纸与技术资料的多维对接,直接面向装备维修保障一线,装备图纸与技术文档与装备实景以及排故现场对应,提供现场再现功能,为装备的技术管理、维修保障及保驾护航提供远程技术决策能力。

2 功能模块及流程图

2.1 整体功能模块图

GraphInfo系统功能主要包含:权限管理、数据录入、建库管理、信息点管理、审批流程五大核心模块,版本管理、信息点属性管理、镜像管理、系统集成等多个辅助模块。功能模块图如图1所示。

2.2 系统流程图

GraphInfo多维信息集成系统流程图如图2所示。

3 系统详细模块介绍

3.1 权限管理模块

GraphInfo多维信息集成系统权限管理为两级模式,即厂级系统管理员权限和部门级管理员权限。厂级系统管理员负责对各部门管理员和厂级领导的权限管理,具有最高操作权限;部门管理员只负责对本部门所涉及的技术资料进行管理,并根据工作需要为部门内每个员工设置相应的权限,同时也负责设置本部门所管辖的技术资料的开放属性(即某一文档对哪些部门/哪些用户开放浏览权限)。两级管理模式简化权限管理,提高管理效率。

系统资源的维护权限分为修改、浏览、无权限三级,无任何权限的人员,只能浏览由系统管理员设置的开放浏览的一些资料。有权限的员工都隶属某个部门,他拥有本部门管理员赋予的对系统的使用权限,也拥有其它部门向该部门开放的部分资料的浏览权限,还可以浏览系统管理员设置的开放浏览的资料,并可以更改自己的口令。登录客户端后,文档库目录树中呈蓝色的节点目录,表明该员工拥有修改权限,黑色表明可以浏览,灰色表明无权限。无浏览权限的目录在其客户端软件中不出现,文档目录树界面简化,使用方便。

3.2 数据录入模块

描述:数据录入可单个文件录入也可批量录入,系统不同目录属性用于上传不同格式文件,录入之前需确认目录格式与文件爱你类型是否相同。用于上传文件的目录格式主要有以下三种:

图纸目录:用于上传DWG、VSD、TIF格式文件

图片目录:用于上传JPG、BMP、GIF等图片格式文件。

文档目录:用于上传DOC、XLS、PDF等文档格式文件。

3.3 建库管理模块

描述:目录管理可以分门别类地创建任意多层级的文档库目录树,并可对其动态添加、修改、删除和移动等操作(所有目录只向有修改权限的员工开放),从而使用户具有灵活的文档编目功能,能够让用户根据自己的业务特点,进行任意层次化的编目,实现精细化技术管理。属性管理主要用于查看文件的基本属性(包括文件名称图号、审批信息、生效日期等等)以及对文件关联设备编码的设置(用于实现信息点右击查找关联文档)。文件管理主要有迁移维护、排序维护、回收维护、版本管理四部分构成。

3.4 信息点管理模块

描述:信息点管理模块是本系统亮点模块之一,系统能够在一张图纸上能动态集成数十个乃至上千个信息点,而每个信息点可携载20个甚至更多个链接。可方便地实现深层、快捷的信息查询、统计、导航、输出和跳转访问。

其功能定义如下:

1)以图形为基础添加信息点,建立图形之间多重链接关系;

2)以图形为基础添加的信息点,能够实现图形与图形之间的链接关系,并且链接的数量不受限制;

3)信息点可根据权限进行添加、修改、删除、隐藏等操作;

4)信息点的链接是具有可编辑性、多态性、复合性特征;

5)信息点的链接可以根据权限进行编辑;信息点不仅能够实现图形之间的链接,还能够实现图形与其它信息之间的沟通;

6)通过信息点的应用增强图形信息的读取功能;

7)整合装备检修信息、备品备件信息实现对维修要素的管理。

从信息点控件的gID、pID和Caption等属性中截取的相关信息作为参数,从图形表中检索出相关的图形文档,以图标形式在模板窗体中表列显示,起导航作用,可快速跳转访问与该信息点相关联的图形信息集成文档,这是一种点到面的访问模式。多态复合链接技术在多维信息集成系统中的应用流程图如图3所示。

3.5 审批流程模块

描述:审批流程功能的设计符合ISO9001质量管理体系标准,实现技术文件的受控管理,提高技术管理的时效性与可靠性。

审批流程功能对装备技术文件资料规范化管理起到了辅助作用,简化了以往繁琐的人工审批流程,方便企业管理,节约审批时间,提高工作效率,让技术人员能够在第一时间得到最新最准确的技术资料。

另外,系统可以对图纸、技术资料的版本进行严谨控制,对历史版进行统一的高效管理,图纸修改标记可以直接添加在图形上,可随时查阅文件历史信息及修改记录。

4 关键技术

4.1 多态复合链接技术

超链接(Hyperlink)是一种最常用的链接技术,能够提供快捷的信息链接,但超链接只能携载一个链接,很难满足海量多维信息集成的需要。

多态复合链接以图形图像为直观载体,能实现信息链接形态的多样性和信息种类的多样性,在一个“热区”上能携载数十乃至更多个链接,突破了传统超链接信息承载量的限制,为海量图形图像等多维数据的集成管理与应用提供了技术支撑。

为实现上述功能,构造一种信息点控件,以承载多态复合链接。该控件除具有常见控件方法、事件外,其属性作了特殊设计,外观表征可以为一段文字、图片、动画或透明等形态。控件有一个特殊的链接检索号属性,根据检索号可以从链接表中查到一组记录,构成多态复合链接的一组访问地址,每个地址对应多态复合链接的一个链接。

在数据库的每一个图形图像文件上,都可以根据需要添加数百乃至更多的多态复合链接。利用多态复合链接极强的信息链接能力,在图形图像模式下,将海量的信息集成管理,构成一个相互关联的多维信息空间,实现海量图形图像等多维信息的数据分析、数据挖掘和信息综合应用。

4.2 可视化环境下的多维信息集成技术

GraphInfo多维信息集成系统采用多种接口技术和软件中间件技术,以系统提供的图形图像浏览器所形成的可视化环境作为基维,将其它信息管理系统中的信息作为上层维,构建一个多维信息空间。系统既可以集成多种静态非结构化信息(如常用文档、视频、图形图像等),还可以集成多种信息系统(如ERP、EAM、MES等)中的相关信息,是一种创新的信息集成技术。

4.3 数据加密技术

为保护用户资源,GraphInfo多维信息集成系统对每个导入的文件进行加密,为提高文件的加解密速度,通常只对各类文件的头部进行加密,也可根据用户的要求,提高加密强度,对全文进行加密。另外,所有用户的密码、操作权限等敏感信息同样也存放于数据库的特定表中,采用非对称算法对其进行加密,保证数据的安全。

4.4 图形图像压缩技术

GraphInfo多维信息集成系统实现了DWG格式图形文件到WMF格式文件的批量转换功能,将DWG文件中多个图层的信息压缩与融合,使图形文件的浏览速度提高10倍以上,实现网络环境下图形文件的快速浏览和跳转;采用哈夫曼编码和游程编码算法等有损压缩算法,将BMP文件转换为JPG文件;采用贝叶斯阈值小波图像去噪算法,对工程图纸扫描文件进行消蓝去污处理。

5 系统特点和优点

5.1 GraphInfo多维信息集成系统具有如下特点:

1)信息点智能导航,设备资料随图可见;

2)版本过程控制,保留历史修改痕迹;

3)图纸对应跳转,实现流程链接、逻辑联锁、管线对接;

4)分层式图纸标记,保留图纸原貌;

5)设备定位检索,快速查找设备所在图纸及准确位置;

6)预留系统接口,确保信息化持续发展。

5.2 GraphInfo多维信息集成系统具有如下优点:

1)该系统能够方便快捷地全面反映装备基本信息,为操作人员、检修人员、管理人员日常工作提供充分的技术数据,帮助他们及时分析、排除设备故障,提高现场快速反应能力和工作效率;

2)帮助技术人员第一时间查找到装备相关资料,为装备抢修争取宝贵时间,大大提高装备检修效率,缩短检修周期;

3)该系统以装备工程图纸或图形图像作为导航器,提供一个快速定位了解有关装备的基本信息、相关图纸、技术资料的途径,为技术决策提供充分支持,为技术培训提供学习平台;

4)提高装备技术管理水平与效率,有效管理好各种技术文档,高效的多版本控制保证了技术资料的安全性、一致性、可靠性和有效性,减少技术资料实施执行与现场实际情况之间的脱节;

5)通过网络实现分布式技术管理,完整保存装备设计、生产、使用、维护等全生命周期过程的技术档案,为装备维修经验、资料的积累提供可靠的保障,推动企业知识共享和信息安全管理;

6)针对装备临抢修任务,在技术人员无法跟随的情况下,带上一台便携式计算机即可实现装备技术资料的查找,从而为故障辅助检修提供有效的支撑;

7)在网络条件能够满足远程连接的前提下,当装备故障且专业技术人员无法到达时,故障发生前方能够通过视频、录像等方式直接将现场状况传送到后方,以方便专家提出指导意见,实现远程技术支援。

6 运行环境

6.1 硬件要求

GraphInfo多维信息集成系统硬件要求如表1所示。

6.2 软件要求

GraphInfo多维信息集成系统硬件要求如表2所示:

7 结论

GraphInfo多维信息集成系统是以装备为核心的多维信息平台。该系统利用计算机技术、网络技术等各种先进技术,加速了装备维修过程以及人员培训周期,提高了装备利用率,提升了部队综合战斗力,降低了人力、物力以及财力的支出。

从装备的全寿命全系统角度来考虑,该系统实现了武器装备交互式的故障诊断与维修,对提高装备的保障水平,提高装备的战备能力,降低系统的全寿命周期费用有着重要意义。

参考文献

[1]奈霍夫.数据结构与算法分析[M].北京:清华大学出版社,2006.

[2]李祥生.多媒体信息处理技术[M].北京:高等教育出版社,2010.

装甲武器系统维修保障体制分析 第10篇

武器装备维修保障性归于装备的可靠性范畴, 是评价装备优劣的重要标准, 谈到现场维修性, 就会涉及到现场可更换单元 (Line Replaceable Unit) 也称为“现场可更换部件”, 是一种易于更换的模块化设备, 具有一个或多个功能, 并被封装为一个整体。这种设备在日常维护过程中就可以被迅速更换并能马上进入工作状态。此类设备常见于复杂的电子系统中。在武器装备领域, 很多电子设备都是按照这种概念设计的, 这样可以大大减轻维护人员的工作负担, 当然更重要的是由于不需要装备停止运营, 在常规的日常维护 (Line Maintenance) 中就可迅速完成维修工作, 从而大幅度提高了装备的出勤率。

现阶段, 由于国际形势和我国周边地区局势的不稳定性, 作为我国的主力重型装备, 总装备部大力发展装甲装备, 比如:四代坦克、装甲侦察车、两栖车、装甲指挥车等, 主要用于火力支援、侦查校射等, 在战场快速反应的今天, 现场维修保障体制尤为重要。

1 现场维修保障体制现状

1.1 国外现状

国外武器系统现场维修起源于一战期间, 但没有统一的规范, 以美国空军为例, 美国空军的航空维修作业体制, 在1958年以前的50多年间, 围绕着地勤机组制和专业分工制两种思想, 来回摇摆。1959年, 美国空军颁发AFM66—1教范, 规定整个空军推行联队范围的专业分工制—POMO体制, 航空维修作业体制才相对稳定下来。

目前, 美国空军同时实行POMO和COMO两种航空维修作业体制。战略空军司令部和军事空运司令部所属飞机联队实行POMO体制。联队设一名维修副联队长专门负责维修工作, 下辖维修管理机构和外勤保障、电子、野战修理、武器弹药保障4个维修中队。采用这种体制不仅从事本专业范围内的野战级维修, 也进行外场级维修, 打破了两级维修的界限, 按职能组织维修工作。这种专业化的维修作业体制, 其优点是可以实行集中控制, 便于调配人力, 提高人员利用率;专业人员的技术水平提高快, 有利于保证工作质量和提高工作效率, 适应航空技术装备日益先进复杂的情况。但这种组织可分性差, 不利于机动;人与飞机的关系比较松散;调度工作比较复杂, 容易造成工作延误, 对紧急情况反应不够灵敏等。

战术空军司令部所属飞机联队实行COMO体制。联队的维修管理机构与POMO体制相同, 只是维修中队由4个变为3个, 设飞行保障、部件修理和设备维护3个中队。联队的维修专业人员分散组合在这三个中队内。不同机种实行不同的维修作业体制, 是美国空军从实践中总结出来的一条重要经验。

1.2 国内现状

中国现场可更换单元主要参照GJB3385-98《出故障后可在工作现场从系统或装置上拆卸或更换的单元》和GJB/Z91-97《在使用环境中即处于外场或战斗环境中可更换的产品及其组成部分》执行。在执行过程中, 多采用三级维修, 即基层级、中继级和基地级三个级别, 分别承担保障的小、中、大维修。基层级维修, 通常由坦克乘员和修理工在坦克内进行, 大部分测试工作要靠计算机的自检功能完成。中继级维修需要有专门的测试设备, 用来查找和排除基层级送修的有故障及受到怀疑部件中的一般故障, 或确认新的部件性能是否完好, 以为装车或换件修理做好准备。基地级维修, 能够对计算机系统所有部件和内部的板卡、总成进行测试, 可以把故障定位到部件内部的某个板卡, 以便判断板卡中哪个器件损毁, 快速完成修复。这种三级维修同时也存在很多弊端, 比如人力物力消耗大、维修周期长、费用高等。

2 解决问题方案

2.1 三级维修改二级维修

造成维修周期长以及费用高的主要原因是由于维修层级过多, 在我国某些领域, 已经开始试行减少维修层级, 这对我国其他装备也有很大的借鉴作用。具体方法是, 取消中继维修的任务, 分散到基地级和基层级, 由于电子装备的快速发展, 可靠性和模块化设计的增强, 维修保障大部分可在基地级进行。为了提高二级维修的响应速度, 有几个重要的前提, 一是要有可靠性高、虚警率低的检测设备, 二是要进行模块化设计, 要求设计师将设备尽量模块化, 连接方式也由电缆连接改为接插件连接, 这样就增强了电子设备的更换性, 三是部队人员素质要高, 对专业知识和产品非常了解, 这样才能从根本上解决维修瓶颈。

2.2 增强自检功能

两级维修体制对设备的ATE检测设备的要求提高, 自检功能是当今武器装备必不可少的功能, 但现在国内的ATE虚警率太高, 特别是航空产品, 虚警率高直接导致飞行员的误判, 导致重大事故发生。如果ATE先进, 一旦发生故障, 设备甚至还可以进行自启动消除软件BUG带来的危险。对于陆地产品, 虽然不会导致机毁人亡, 但直接影响到工作效率, 报警后人为要进行排故, 增加了时间成本和人力成本, 所以, 降低虚警率, 增强其准确性是下一步的工作重点。

2.3 加强模块化设计

模块化设计对于设计师来说是一个很重要的课题, 要求设计师不但具有专业功底, 更要具备系统经验, 能系统的从散热、强度、结构布局考虑。模块化设计是未来装备发展的趋势, 即所有功能性模块都变成即插即拔型, 不但能够减少设备内部的电缆数量, 确保各设备的电磁兼容, 并且可实现傻瓜式管理, 即使外行也很容易在短时间内搞明白。在装备实际使用中, 对于易损件均需进行备份, 在基地级维修过程中, 自检故障单元可以进行快速更换。

2.4 加强标准化、通用性设计

标准化、通用性设计是指在不同的产品间实现同功能模块或部件互换, 这要求标准化、系列化程度高, 小至螺钉螺母, 大到功能模块, 比如供电单元、终端等。在接口硬件和协议进行标准化、通用化设计后, 供电单元可以用于各个型号的装甲车载电源, 终端在通用型设计后, 在产品发生故障, 在没有备用产品的情况下, 可以将不重要的终端替换紧要终端, 灌入相关的软件后即可使用。在实际战争中, 恶劣条件下现场就地取材, 对战争态势至关重要。标准化、通用性设计大大加强了武器系统维修保障性。

3 结论

从三级维修保障体制改为二级维修保障体制是一种具有重大意义的革新, 牵扯基础工业、现代管理思想、流程优化等方面, 是一个在实践中摸索的创新过程, 一旦成功, 将会在效率、效益、效能上跨越式提高。可以看出, 装甲武器系统维修保障体制不但涉及到技术体制, 更涉及到管理体制, 只有双管齐下, 才能确实提高系统维修保障水平。

摘要：随着我国武器装备的快速发展, 武器系统维修保障性越来越被人们重视, 专家们发现, 武器装备维修保障性不但是科技进步的表现, 更是先进管理体制的体现。在具体的实践过程中, 优化流程、简化层级是改善维修保障性的关键。作为装甲装备的试用者和管理者, 承担着我国装甲装备的维修、保障、培训和管理, 本文针对装甲武器装备的特点, 提出新的维修保障体制, 以供参考。

关键词：装甲,维修保障,体制

参考文献

[1]《美国空军航空装备维修保障体制现状及启示》李晓峰2010.2航空维修与工程

装备虚拟维修训练系统综述 第11篇

关键词：装备维修；虚拟维修技术；虚拟维修训练系统

中图分类号：TP391.9

装备维修是装备保障的重要组成部分，是装备保持战斗力的关键。当前，装备呈现出集成化高、技术先进和价格昂贵等特点。传统的采用真人修真物的维修训练方法很容易造成装备的人为故障，并且受训人员和用于维修训练装备的数量比例差距也较大，因此这样的训练方法显然已不能满足当前装备维修训练的需要。因此，迫切需要从维修训练的方法和手段上进行创新，开发能够满足装备维修训练需求，符合当前实际的维修训练方法和手段。随着计算机技术的快速发展，基于虚拟维修技术的虚拟维修训练系统可以为我们提供很好的解决办法。虚拟维修训练系统能培养基层部队的装备自主维修训练能力，促进基层部队维修保障能力的快速形成。

1 虚拟维修技术

虚拟维修技术是以计算机技术和虚拟现实技术为基础，通过构建包含装备的虚拟维修场景，为受训人员提供一个虚拟的维修时空，使受训人员能够“修到”装备。这种方法突破了时空的限制，能够真实展现装备的结构和故障排除过程。虚拟维修技术通过模拟维修过程，能测算装备的维修时间、预估装备维修作业的空间、预计装备维修的费用，还能使受训人员熟悉所需维修工具、熟悉装备拆卸顺序。

2 虚拟维修训练系统

虚拟维修训练系统是利用虚拟维修技术创建的装备虚拟维修环境进行训练的系统。在该系统中受训人员能够沉浸在虚拟的环境中，通过外部交互设备对虚拟维修环境中的虚拟装备进行分解、结合和故障排除作业，并记录其维修训练的步骤，最后还能评估维修训练的效果。通过虚拟维修训练系统的模拟训练使受训人员了解装备的构造原理和掌握装备的维修技能，从而实现如同在实装上进行维修训练的效果。针对目前各型复杂武器装备，开发虚拟维修训练系统具有如下重要意义：（1）可以解决受训人员和用于维修训练装备的数量比例悬殊的矛盾；（2）可以排除人为造成的装备故障；（3）可以减少训练费用，缩短训练时间；（4）可以使部队提前形成装备维修能力；（5）可以对受训人员提供维修指导和维修效果反馈。

为达到装备维修训练的目的与要求，虚拟维修训练系统应满足以下要求：（1）尽量真实地反映维修环境和维修过程；（2）能模拟真实装备的功能；（3）能对受训人员作出的维修动作进行反馈；（4）能够指导维修过程；（5）能够优化维修过程；（6）能够对受训人员进行考核。

为达到上述要求，装备虚拟维修训练系统至少应由以下四个部分组成。（1）原理结构。在这个部分，受训人员能够通过视频、音频、文字等手段对装备的原理进行学习。另外该部分还能展示装备的外部结构和透视图；（2）拆装训练。该部分主要训练受训人员对装备分系统或者零部件的正确分解结合，这当中又可以细分为自动的分解结合、带有引导的分解结合和考核性的分解结合；（3）故障排除。该部分要能演示装备常见的故障现象，指导受训人员找到故障原因并排除故障；（4）评估考核。该部分能对受训人员的整个维修过程进行评估，能够记录受训人员的错误操作，并给出正确的指导，从而起到提高和考核受训人员的作用。

3 虚拟维修训练系统涉及的关键技术

3.1 三维模型构建技术。虚拟维修训练系统需要根据真实装备和环境构建三维模型，通过对三维模型进行初始化设置，从而搭建虚拟维修环境和虚拟维修场景，使受训人员能够在逼真的环境下完成维修训练过程。在虚拟维修训练系统中，一般需要维修的三维实体模型都是利用各种建模软件事先构建好的，为了在具体开发虚拟维修训练系统的开发环境中应用，需要将不同格式的三维模型进行格式转换，利用视景驱动软件中的插件导入不同格式的三维模型，从而完成场景构建。但是三维模型构建的精细程度和三维模型的渲染速度是一个矛盾，这就需要在构建三维模型时进行优化，既要保证模型的完整度和精细程度，又能兼顾虚拟场景中三维模型的渲染速度。

3.2 交互技术。虚拟维修环境中的交互任务主要包括目标模型的选择、操纵及控制。这些任务需要通过一定的交互设备来完成。最简单的交互设备就是键盘和鼠标，比如通过鼠标点击完成三维实体模型的选取、运动和释放等操作，通过键盘事件完成一些既定任务的快速演示等。受训人员能够通过交互技术获得虚拟维修训练系统的效果信息，而虚拟维修训练系统也能通过交互技术对维修人员的操作做出响应，完成动作。

3.3 碰撞检测技术。碰撞检测是任何虚拟维修训练系统都必须要解决的重要问题。要想使创建的虚拟环境尽量逼真，就必须要考虑某一零部件三维模型在虚拟场景中移动时与其他三维模型发生碰撞的情况。当碰撞发生时，三维模型之间不能发生互相穿透的现象，只能与真实情况一致，也就是发生碰撞的三维模型应另外选择路径。因此，在开发虚拟维修系统时，需要考虑到每一个可以移动的零部件三维模型的碰撞检测功能，从而使系统更加完善。

3.4 脚本封装技术。目前开发虚拟维修训练系统的软件很多，其中法国达索公司的Virtools是一个应用较为普遍的软件，在Virtools中对三维模型的控制和管理是通过编辑交互动作脚本来完成的。由于系统中零部件的动作有很多相似甚至相同之处，为了提高开发效率，通常我们希望将已编辑好的交互动作脚本能够移植到其他地方。而传统的脚本封装方式导入的新脚本后，很多参数及逻辑连线会出现缺失现象。但是为了保证封装脚本功能一致，我们不得不重新检查涉及的所有行为控制模块组、连线和參数，以恢复脚本模块功能。如果很多个交互控制脚本都需要做这样的修改工作，将会大大降低系统的开发效率。究其原因，变量的快捷方式、行为逻辑连线及参数缺失是由于参数未保存至脚本行为图中所致，因此，封装脚本不但需要构建行为图，还要对行为图做封装处理，也就是对其参数进行封装处理。为了保证行为图中的所有行为控制模块始终有参数指向，保存过程中不会出现缺失现象，应该将参数封装到行为图上，而具体参数的设置封装至行为图的外部，其初始化工作在行为图外部完成，即行为图内部参数只需连接到行为图的参数输入端，不需要设置具体参数，进而完成行为图的封装。这样的封装方式大大提高了虚拟维修训练系统的开发效率。

4 结束语

基于虚拟维修技术开发的虚拟维修训练系统，能生动、形象、直观地展示装备的原理、结构、分解结合步骤和故障排除过程，并能指导维修人员进行训练，使受训人员能够达到在实装上进行维修训练的效果，这是今后装备维修训练发展的趋势。

参考文献：

[1]周栋，霍琳，王美慧.虚拟维修技术研究与应用[J].北京航空航天大学学报，2011（37）：231-236.

[2]谭继帅，郝建平，王松山.装备虚拟维修训练研究与发展综述[J].兵工自动化，2007（26）：105-109.

[3]郝建平.虚拟维修仿真理论与技术[M].北京：国防工业出版社，2008.

某武器告警装置配电系统设计 第12篇

1 主要功能

配电系统用于实现告警雷达系统的配电、供电控制等。集中在配电箱中进行供电、配电和电源控制, 确保在总电源关断时各分机电源全部切断, 以确保断电维修、维护时的设备和人员安全。

1.1 本控/遥控管理

系统要求综合控制器可以根据不同的情况遥控控制各分系统的配电, 因此配电分系统分为本控、遥控两种工作状态, 本控状态下人工操作告警雷达配电面板实现配电;遥控状态下, 配电系统在综合控制器的加电、断电命令下完成告警雷达的配电。

1.2 UPS功能

UPS电源能够在电站发生故障或供电不正常时能够保证告警雷达通信不间断工作, UPS电源可以保证为综合控制器供电时间不小于24h。

雷达正常工作状态下, 能够通过电站或市电为电瓶进行充电, 电瓶充满后自动浮充。

UPS工作状态下具备低电压指示功能。当电压低于21V时, 配电箱上能够给出低压指示。UPS自带有故障指示灯和其他功能指示灯。

1.3 供电保护功能

供电输入具有防雷击功能。

电源输入具有过压、欠压保护功能, 输出具有过压、短路、过流保护功能。

1.4 故障指示功能

电源具有输入、输出故障指示。

2 组成及工作原理

配电系统由电机、AC/DC电源模块、UPS电源模块、蓄电池组、配电操控面板等构成。

配电系统分为方舱配电箱、告警雷达配电箱两部分, 方舱配电箱为告警雷达、天线升降系统、综合控制器、射频光端机、时钟基准源、蓄电池、应急照明灯和插排的配电;告警雷达配电系统负责五个收发单元、频率综合器和信号处理单元的配电。配电系统工作原理如图1 所示。

3 配电设计

3.1 本控/遥控管理

根据配电系统任务书要求, 除了天线升降设备和综合控制器的供电外, 其他分系统的供电均需要具有遥控功能。收发分系统、频率综合器和信号处理机在系统中同时工作和关闭, 因此可以利用继电器控制控制告警雷达的交流输入电源来控制这三个单元的工作。射频光端机和时钟基准源同时工作和关闭, 因此可以通过同一个继电器进行控制。具体电路如图2。

S1 为双刀双掷的开关, 用做本控和遥控模式的选择, 开关S1 打到下时, 系统工作在本控模式, 电源不受继电器的影响, 各单元的供电由后端各单元的开关S2、S3 控制;开关S1 打到上时, 后端单元的开关S2、S3 闭合, 系统工作在遥控模式, 综合控制输出一个5V高电平信号时, 继电器吸合, 开关闭合, DC24V和AC220V正常输出, 当综合控制器给出低电平信号, 继电器断开, 后端单元断电。

油机的电启动是通过两个启动信号线闭合实现的, 可以通过控制继电器来实现。通过油机开关引出两根线连接至配电箱继电器管脚, 综合控制器输出5V控制信号, 继电器吸合, 开关闭合, 油机开始工作, 当综合控制器给出低电平信号, 继电器断开, 油机停止工作。

3.2 UPS功能

武器告警装置综合控制器和方舱应急灯要求不间断供电, 当交流220V正常供电时, UPS组合电源中的充电模块给蓄电池充电的同时给综合控制器和方舱应急灯供电, 交流供电时, 输入交流电经过滤波器后, 整流成DC300V给DC/DC模块DBS700B28 供电, 模块输出电压DC24V, 最大输出功率700W。模块DBS700B48 输出串联二极管后分两路, 一路经过输出滤波器3 输出, 给后级的信号处理单元和频率综合器供电, 信号处理单元和频率综合器的总功耗为80W, 该路设计最大输出功率100W, 同时通过检测电路检测电源工作状态, 并输出一路TTL电平信号上报上位机, 正常状态为高电平, 故障状态为低电平;另一路通过充电控制检测电路后, 经过输出滤波器1 给蓄电池充电, 同时输出电池欠压、充电、饱和信号。充电电流设计为15A, 系统选用的蓄电池组容量为24V/50Ah, 充电器可以在3.5 个小时内将蓄电池充满。在充电控制检测电路的输出端通过UPS电路引出一路电源, 通过滤波器2 给综合控制器供电, 在有交流电源时, 综合控制器由AC/DC模块供电, 无交流电源时由蓄电池供电, UPS24V电源模块工作原理框图如图3。

当交流220V断电时, 通过自动切换电路切换到蓄电池给综合控制器和方舱应急灯供电, 保证告警雷达综合控制器和方舱应急灯不间断供电。系统要求蓄电池可满足综合控制器连续工作24 小时以上, 综合控制器功耗为30W, 应急灯功耗为30W, 因为在实际使用中, 应急灯只是短时间开启, 所以在蓄电池电量计算时忽略应急灯的功耗。

告警雷达蓄电池选择南京双登集团有限责任公司的储能型卷绕铅酸电池组, 根据指标, 蓄电池的开路电压为21.6V~28.2V, 综合控制器可接受的电压范围为:9 ~ 36V, 该蓄电池输出电压满足综合控制器要求, 综合控制器功耗为30W, 50Ah蓄电池持续放电大于24 小时, 满足配电系统连续工作≥24h的要求。

3.3 供电保护功能

配电系统在交流输入端安装了浪涌保护器和短路保护开关, 避免因雷击或其他原因引起的瞬时大电流对配电箱内的设备造成损坏;电源主线路和每一个分系统的电源输入输出端均设计了短路保护开关或保险丝, 总电源的输入口设计了可更换的保险丝。在某个分系统出现短路或过流时, 相应的短路保护开关断开, 避免瞬时大电流对分系统设备和电源模块造成损坏。因为每个分系统有独立的保护开关, 出现短路或过流故障时可通过保护开关的跳闸情况迅速定位故障, 便于维修。

短路保护开关的保护电流按每个分系统峰值电流的1.5倍进行选取, 由此计算出的电流值与通用型号的短路保护器电流值不相符, 这种情况下选择电流值最接近的标准型号短路保护器。收发单元中使用的脉冲式功率放大器, 信号周期为100us, 占空比20%, 因此输入电流也是脉冲式的。因为短路保护器是根据单位时间内的发热量来判断并做出动作的, 反应时间在十毫秒以上, 对20us的脉冲电流不会做出反应, 因此选择收发单元的短路保护器时按照平均电流进行计算。

3.4 故障指示功能

电源模块检测电路检测电源工作状态, 并输出一路TTL电平信号上报上位机, 正常状态为高电平, 故障状态为低电平。油机可以通过RS422 串口向综合控制器上报油量、电压等状态信息, 为综合控制器的控制提供参考。通过指示灯可以清晰的看到各系统的供电是否正常, 通过保护开关和各分系统指示灯可以迅速确定出现故障的分系统。方舱配电箱控制面板及告警雷达配电箱面板如图4 所示:

4 结语

本文主要论述了武器告警装置的组成及原理, 实现其主要功能的设计思路。论证结果证明, 设计结果满足配电分系统研制任务书中主要功能的要求。

参考文献

[1]赵瑜.基于计算机视觉的移动机器人路径识别与跟踪[D].西北大学, 2008.

[2]李阳.基于视觉的移动机器人运动目标跟踪技术研究[D].北京交通大学, 2009.

[3]赵瑜, 种兰祥, 张万绪.基于计算机视觉的移动机器人导航[J].现代电子技术, 2008, (8) :165-167, 173.

[4]胡斌, 何克忠.计算机视觉在室外移动机器人中的应用[J].自动化学报, 2006, 32 (5) :774-784.

[5]吴震宇, 黄佳.计算机视觉技术在移动机器人中的应用[J].电气自动化, 2015, 37 (4) :30-32, 36.