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运载火箭远程支持系统

中国运载火箭的“互联网+”——运载火箭远程支持系统提升未来发射的智能化水平

作者 : 夏伟强

        6月24日,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议,部署加快推进实施“中国制造2025”,推进“互联网+”行动。会议审议通过了《“互联网+”行动指导意见》,再次明确了要顺应“互联网+”的发展趋势,以信息化与工业化深度融合为主线,重点推进包括航空航天装备在内的十大领域发展。现阶段,我国运载火箭制造、测试、发射的信息化水平还有待提高,发射场、总装厂、试验室的网络平台相互独立,缺乏必要的测试数据快速共享和智能化应用,在一定程度上制约了航天制造水平的提升。而解决这一问题的基本途径是借助“互联网+”提升运载火箭制造、测试、发射全生命周期的智能化水平。

        火箭传统发射模式分析

        现有的运载火箭测试、发射模式以及与之相对应的信息系统建设始于上世纪90年代。虽然系统内的信息产品和软件经过多次升级,但总体体系结构没有发生根本性变化。

        一是网络基础条件亟需改进。

        现阶段,航天办公网络已延伸至发射试验场。但发射场的运载火箭测试网络与办公网络是物理隔离的,不能进行信息的交互。

        而且,当后方对发射场及车间信息的动态掌握不及时、不充分,特别是无法获取前方测试数据及视频信息时,设计人员就无法针对测试过程中出现的问题进行及时、有效、充分的分析,容易造成前后方工作严重脱节。随着新一代运载火箭数据量的几何级数增长,现有网络基础和数据管理模式已无法支撑其需求,亟需改进。

        二是大量高价值信息未充分利用。

        长征系列运载火箭在北京、天津的车间和发射试验场产生大量的装配、测试、发射数据,火箭的各个系统也产生大量的数据。使数据实现统一管理、综合利用、关联分析非常必要。

        三是测试、发射模式亟待改进。

        如今,我国每一次火箭发射都有着相当大的国际影响和政治影响。为了确保发射任务万无一失,各级领导、专家、大量的设计人员频繁地往返于各发射场之间,每一发火箭的发射队队员一般都有百余人。

        未来几年,长征系列运载火箭将保持高密度发射,并且随着新一代运载火箭的首飞,火箭的出厂测试及发射场测试发射工作将日益繁重。

        运载火箭远程支持系统概述

        正在建设中的运载火箭远程支持系统不改变发射场的测试流程。它在确保现有成熟模式继承性的基础上,只是将执行发射任务以发射场为主的方式升级为前后方协同的方式。前方只保留操作人员,每进行完一项测试即可准实时或事后将数据回传,由后方设计人员对数据进行判读并提供判读结论,判读结论再传递至前方供操作人员作为依据进入下一项或下一阶段测试。

        前方也可以根据后方设计需要把数据回传后方,由后方设计人员完成设计并将设计结果传递给前方,由前方完成对箭装订等操作工作,实现设计闭环。同时,由于实现了对各阶段测发控数据的集中,可以对火箭全生命周期的信息进行充分应用,从根本上提升了火箭的设计制造水平。

        远程发射支持系统分为高可靠远程支持网络、前方采集系统和后方支持系统,实现火箭“互联网+”的应用。

        高可靠远程支持网络。通过对前方测发控网络改造、远程通信网络改造、后方支持网络建设、信息安全系统设计,消除“信息孤岛”,实现发射场、试验场与中国航天科技集团公司下属各单位的互联互通,保证网络的可靠性、安全性、可用性。

        前方采集系统。包括前方音视频采集系统、视频会议系统、前方数据转发管理系统等,主要实现前方关键信息的采集和后方传送管理。

        前方音视频采集系统对火箭测试发射过程中的关键过程、关键部位、操作信息进行高品质影视频采集,并将数据传递给后方,实现综合展示,故障定位、分析、研讨及排故。视频会议系统实现专家远程技术支持。前方数据转发管理系统实现多个前方同时发射前提下的海量测试发射数据的转发管理,保证数据的完整性和可用性。

        后方支持系统。这是整个远程发射系统的重要系统,包括远程支持数据中心和发射远程支持协调调度系统。

        远程支持数据中心采用云计算技术构建而成,针对海量数据存储和多种大数据运算动态分配运算资源和存储资源,为后方支持系统提供支撑。

        发射远程支持协调调度系统包括测试数据集成管理与应用系统、数据分析系统、数据展示系统、数据判读系统、故障诊断系统、信息安全管理系统等,在确保全系统信息安全掌控的基础上,实现远程多个靶场测试数据的快速整合、分析、处理、发布,通过大数据技术,进行综合数据判读、故障诊断、辅助决策、全寿命周期管理等,提升运载火箭发射测试的智能化水平。

        远程支持系统推进航天“互联网+”发展

        基于“互联网+”的远程发射支持系统,对运载火箭有以下推动意义。

        缩短发射时间;

        优化发射流程;

        降低发射成本;

        提升发射服务水平;

        优化专家需求;

        提升运载火箭智能化制造水平。

        通过远程支持系统建设,可以牵引基于“互联网+”的测试和监测技术的快速发展,推动中国运载火箭物联网、云计算、大数据、智能化技术的发展,创新火箭测发模式,提升我国火箭制造、测试、发射的技术水平。同时还将显著提高火箭发射服务效率,降低发射成本,对于应对未来高密度发射、提升航天制造的智能化水平具有重要意义。

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