試驗任務

大型試驗任務一般情況下有多家參試單位，使用多達數十套的測控設備，動用各種大型試驗裝備，如飛機、艦船等，測試系統龐大複雜，涉及的科學技術領域廣、技術難度大。航天試驗任務是包含設施設各、人員、規程、材料、上具及軟體在內的複雜大任務，具有試驗裝各類型繁多、技術複雜、集成度高、環境影響大、涉及部門人員眾多、指揮操作流程複雜等特點。

基本介紹

• 中文名：試驗任務
• 外文名：experimental duties
• 學科：航空航天
• 類型：飛行術語
• 難點：涉及科學技術領域廣、技術難度大
• 特點：強實時、高可靠

簡介

航天試驗任務是包含設施設各、人員、規程、材料、上具及軟體在內的複雜大任務，具有試驗裝各類型繁多、技術複雜、集成度高、環境影響大、涉及部門人員眾多、指揮操作流程複雜等特點。因此，系統風險因素多，系統內任何一個因素出現意外都可能會導致事故，一旦出現安全事故，不僅直接危及航天產品和試驗場人員與設施設各，而且會對國家的航天計畫以及航天相關產業帶來嚴重影響美國挑戰者號太空梭失事導致太空梭停飛三年，“星球大戰”計畫也受重挫。

我國航天試驗的風險管理現狀

我國航天裝備全壽命周期的風險管理長期處於以經驗為主的狀態，缺乏先進的理論指導，研究與套用仍處於起步階段。正是由於風險意識薄弱，導致我國航天工業風險管理理論與方法相對於國外航天工業發展較慢。我國目前對於航天風險越來越重視，對於國外航天領域比較關注。在理論研究方面，主要是介紹國外的風險管理理論及方法，黃芬在航天工業管理上發表了“國外大型航天工程的質量和風險管理經驗”文章以及一些學者寫出了有關可靠性與風險方面的著作，介紹了航天領域風險分析的一些方法研究。我國發射場風險分析現在也是處於起步階段，大多是定性分析，缺乏評價的指標體系與系統性。XX試驗基地採用定性分析開展載人航天發射場可靠性安全性分析評價，針對載人航天發射場測發系統的危險源、危險時段和危險工序，按照風險評估方法，給出安全性評估結果，開始了我國航天發射場的風險評估進程。XX試驗基地開展了發射場試驗任務過程中的風險分析，採用故障樹方法和故障模式、影響及危害性分析方法進行了試驗任務彈上某產品的風險分析、辨識以及評估。XX試驗基地將風險管理納入質量管理體系中，通過任務前的風險預測和識別、風險排序及制定預防措施，任務中的風險跟蹤控制和任務後的風險總結，系統地對每一次任務進行全程風險管理。

大型試驗任務的計量保障

大型試驗任務一般情況下有多家參試單位，使用多達數十套的測控設備，動用各種大型試驗裝備，如飛機、艦船等，測試系統龐大複雜，涉及的科學技術領域廣、技術難度大。像這樣複雜的大型試驗，如果沒有計量測試作保證，要取得準確一致、完整可靠的試驗數據是不可能的。為保證各參試儀器儀表、測控部件、分系統以及整個系統的準確一致和可靠，需要完成對測控裝備、目標特性測量設備、時統設備、對抗裝備、外場軌跡測量設備等幾大類測量設備的計量測試工作，涉及無線電、光學、電學、壓力、磁場、紅外等計量測試範疇，參數多、精度高、量程大、頻頻寬，試驗時間長達數月，保障範圍點多線長。一旦某個技術環節因技術保障問題導致未達到規定要求，都將對試驗結果產生難以挽回的影響。

大型試驗任務計量保障的任務是:①確保所有參試通用儀器儀表量值準確、統一、可靠。不符合計量保障要求的，不得參與試驗;②對所有參試專用設備、校準系統進行計量檢查，對測試能力評估認可，對能夠進行計量檢測的指標要進行計量檢測，對目前難以進行定量檢測的部分，也要進行定性分析，並給出結論;③對參試測量設備和測量過程進行必要的現場監督檢查，確保測量的可靠性。如果要從根本上做好大型試驗任務的計量保障工作，應該按照GJB5109 -2004《裝備計量保障要求檢測和校準》的要求，在試驗預先研究階段，計量技術機構要明確武器裝備及其測試設備對計量的需求，以便統籌考慮計量裝備建設和計量保障方案。

自主可控技術在試驗任務的套用

目前，在試驗任務領域，已在多個典型系統中，針對試驗任務強實時、高可靠、大I/O吞吐量和嵌入式系統多的特點，基於國產高性能伺服器、網路交換機等硬體設備，採用國產作業系統和資料庫系統構建系統平台，並用開源的QT和GCC等開發工具研製了數據交換、實時處理、指揮顯示、雙工管理等全套試驗套用軟體，進行了一定的系統定製和適配性、兼容性驗證，通過多次試驗任務的檢驗，證明能夠滿足處理能力、實時性、可靠性的要求。

當前，根據自主可控發展水平，在試驗任務領域，自主可控技術套用策略主要分為以下幾個方面：

(1)網路設備套用策略

在國產網路設備方而，國內華為、中興等網路設備廠家經過多年發展，其產品在功能和性能上得到了極大提升。經權威測試，表明國產網路設備的關鍵性能指標己達到(部分超過)現有國外路由交換設備的水平，可在試驗任務領域全面推廣套用。

在自主網路設備方而，盛科(仰聯信通)公司，中國電科7所、54所，邁普公司等單位己研製出基於國產龍芯CPU和盛科交換晶片的自主交換機。國防科大、邁普公司己研製出基於國產飛騰CPU和申威CPU的自主接入路由器樣機。經測試，自主設備在可靠性、性能等方而有一定局限性，可在試驗任務領域的非關鍵系統中試點套用，通過試用對自主設備主要性能、戰技指標進行驗證，考核設備運行的可靠性、穩定性和易用性，及早發現問題並改進完善，為後續全而自主化奠定基礎。

(2)計算機設備套用策略

在國產計算機設備方面，國內浪潮、曙光、聯想等品牌的計算機設備，其產品功能和性能指標己達到現有國外計算機設備的水平，可在試驗任務領域全而推廣套用。

在自主計算機設備方面，基於國產CPU(主要是龍芯、飛騰、申威)的計算機設備其性能、可靠性等尚未達到國外同類產品水平，可在試驗任務領域的非關鍵系統中試點套用，或通過集群、雲計算等新技術來彌補國產自主可控計算機設備性能的不足。

(3)存儲設備套用策略

在國產存儲設備方面，國內華為、同有、浪潮、曙光等品牌的存儲設備，其產品功能和性能指標己達到現有國外存儲設備的水平，可在試驗任務領域全而推廣套用。除SSD (Solid StateDrives，固態硬碟)之外，磁碟等存儲介質仍主要採用國外產品，存儲設備當前還沒有完全自主的產品。

(4)作業系統、資料庫等基礎軟體套用策略

國產作業系統、資料庫等基礎軟體發展相對成熟，可在試驗任務領域全而推廣套用。其中作業系統可採用麒麟作業系統，資料庫可採用神通資料庫、達夢資料庫及人大金倉資料庫等。

(5)套用軟體研製策略

新研套用軟體基於國產作業系統和資料庫平台開發，開發工具可採用開源的GCC、QT、GTK+、JAVA、Eclipse，3D的圖形開發平台可採用國產EV-Ulobe或者Super Map。現有基於國外作業系統或資料庫的套用軟體，可進行適應性調整，遷移到國產基礎軟體平台運行。

(6)安全防護設備套用策略

防火牆、入侵檢測、病毒預警系統、網路審計系統、防病毒系統、主機管控系統、身份認證系統、授權管理系統和漏洞掃描系統等安全防護設備全部採用國產品牌，並優先選用基於自主可控技術研製的產品。

(7)核心器件套用策略

一定時間內，許多控制系統的核心器件還難以實現國產產品的完全替代，應根據國內發展水平和自身實際需求，循序推進核心器件的國產化。提倡儘可能選用國產化器件。國產器件不能滿足要求的，應從體系上選擇國外主流譜系，從主流產品中選擇，並應採取嚴格的篩選措施，加強引導。

一種試驗任務綜合信息發布系統

隨著我國航天事業的飛速發展，試驗任務越來越繁重。目前的指揮所試驗信息綜合監視顯示系統主要完成試驗任務期間的試驗信息監視顯示，系統的顯示內容主要是任務實時信息數據、曲線以及首區實況電視。但是，每次任務同時都有大量的音/視頻信息匯集到指揮所，特別是載人飛船任務和後續的探月工程，有發射場發射實況數位電視、航天指揮中心轉發的飛船I支路圖像、各電視台的實況跟蹤報導及與中心的調度話音等多路實時多媒體信息。因為任務時間長，出海船隻和跟蹤弧段多，參試人員眾多且結構複雜，對任務信息有著不同的需求。

共享式多媒體技術由於支持多種信息的融合發布，並支持單播、組播、廣播等多種信息發布模式，因此在指揮控制系統中有著良好的套用前景。為更好完成後續試驗任務，徹底拓展指揮所的功能，提高指揮系統的工作效能，劉煥敏建立了一個共享式多媒體試驗任務綜合信息發布系統。系統基於內部辦公網，支持各種類型的任務數據的綜合發布，支持多種基於客戶需求的發布模式，支持多種歷史信息的查詢和融合比對，支持多樣化的決策輔助。系統基於當前辦公網的安全組件與措施，既簡化了系統設計，又確保整個系統的安全性、可靠性、可控性和抗毀性。該系統的使用能有效地提高操作人員的工作效率，並對指揮員的決策提供豐富而有力的支持。