雷达装备远程维修支援系统设计

杨 强，范海峰，陈 凯



雷达装备远程维修支援系统设计

杨 强1，范海峰2，陈 凯1

（1. 92619部队，广东深圳518107；2. 南海舰队指挥所，广东湛江524001）

雷达装备存在价格昂贵、故障维修时间长等特点，设计了雷达装备远程维修支援系统方案，从传输方式选择、视讯通信分系统、专家辅助分系统、器材管理分系统和信道传输加密五个方面进行设计，并从QoS保障和控制策略两个方面对提升系统性能进行了分析。

远程维修 雷达装备 维修支援

0 引言

现代化战争是信息化条件下的战争，雷达是获取战场综合态势的重要装备，是信息作战的主力军。由于雷达装备价格昂贵，技术复杂，存在装备故障维修时间长、器材管理不够精准等问题。为提高雷达装备完好率，提升雷达装备维修效率，需要建设雷达装备远程维修支援系统。

1 信息网络技术基础

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统[1]。按分布范围可将网络分为广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN），按拓扑结构可将星形网、树形网，总线形网、环形网和网状网[2]。随着信息技术不断进步，音视频、图片、文本、数据等信息经过压缩编码后封装成数据包，通过网络传输，在相应的软硬件支持下实现用户所需的功能。

2 总体设计

雷达装备远程维修支援系统总体设计思路是：在现有的专用通信网络基础上，通过E1专线方式，将远端分散的局域网联接起来，将其整合成一个广域网。依托视频图像处理、计算机网络技术，数据库等技术手段，构建雷达装备远程维修支援系统。该系统支持中心与远端双向音视频通信，实现中心的专家队伍实时可视化地指导远端组织装备维修。遇有远端雷达装备故障时，维修现场与中心专家队伍通过E1专线实时双向音视频通信，专家队伍通过查阅资料、集体会诊，远程指导远端技术人员排除故障。同时，该系统还应支持器材管理功能，以便中心精确化组织器材调配、筹措、仓储和供应。系统功能结构图见图1，拓扑结构见图2。

图1 系统功能结构图

3 系统构建

3.1传输方式选择

目前，可供选择的信息传输方式主要有四种方式，分别是专用网络、短波通信、散射通信和卫星通信。其中，短波通信容易受天气影响，存在信道稳定性差，传输带宽窄，以及组网困难等缺点，不能满足远程组网的需求。散射通信的通信距离远，保密性较好，不容易受电离层变化的影响，但设备复杂，机动性差。卫星通信覆盖范围广，信道稳定，但卫星通信资源非常有限。目前，已建成专用的纤通信传送网，对各单位已形成有效覆盖。依托既有的专用网络，申请开通远端至中心的E1专线，将分散在各点的局域网连接起来，从而整合成一个广域网。选用专用网络基本满足系统传输需求。

图2 系统拓扑结构图

3.2视讯通信分系统

本着稳定、实用、可靠的原则，远端选用支持音频的高清网络摄像机。既便于组网，又减少格式转换等环节。在中心搭建视频存储和转发服务器，采用C/S模式的网络视频监控软件与前端达成音视讯通信。考虑到装备维修场地的机动性，尤其是坑道内空间狭窄、布线困难，应采用在线供电（POE）方式。即用一条五类线传输音视频数据，同时对摄像机供电，减少线缆数量，便于快速组网。具体连接方式见图3。

3.3专家辅助分系统

基于数据库软件，开发专家辅助分系统，录入各型雷达装备技术性能参数、电路图和装备实物照片，收集梳理历年来各型雷达装备维修记录；同时与装备研制厂家、院校研究所建立技术资料交流机制。在组织远程维修支援时，通过查阅专家系统，组织专家集体会诊，迅速查明故障原因，判定故障位置，为装备维修提供辅助支持。

图3 POE供电连接方式

3.4器材管理分系统

采用分布式数据库技术，开发器材管理分系统。通过专用网络将分散在各个远端站点的器材数据整合在一起，组成一个逻辑上一致的数据库。一是便于日程器材管理，二是便于紧急调配器材，实现器材精准保障，提高器材保障效率，缩短装备故障时间。

3.5传输信道加密

考虑到雷达装备价格昂贵，技术复杂，涉密程度较高，传输过程中必须加密，杜绝发生失泄密事件。在现有技术条件下，应采用硬件加密方式，在组织远程维修支援时通信双方加载专用加密设备，达成加密传输。

4 性能分析

4.1 QoS保证

在本系统中，各种信息被封装成UDP数据包，采用无连接方式传输。由于传输过程中存在不确定性，可能会产生数据丢包、出现网络拥塞等情况，导致传输抖动或延迟，影响音视频通信的服务质量（QoS）。解决办法：一是采用资源预留协议（RSVP），通过先发Path报文，中心与远端之间建立传输路径，在无连接协议情况上提供端到端的实时传输服务，确保服务质量（QoS）；二是采用实时传输协议/实时传输控制协议（RTP/RTCP），RTP运行在UDP之上，对数据进行包封装。通过配合使用RTCP与RTP，获取有关数据传输质量的反馈信息，以便远程维修支援系统采取相应的策略。

4.2控制策略

为缓解网络承载压力，防止发生网络拥塞，必须控制用户对音视讯通信的需求。解决办法：一是给各用户分配固定IP地址，设置用户优先级策略，视情限制低级别用户访问权限，降低网络开销。二是根据承载在专用网络业务种类，合理划分虚拟局域网（VLAN），给装备维修支援业务所属的虚拟局域网（VLAN）设置较高优先级。这样既可避免大范围的网络风暴，又可在传输信道资源紧张的情况下优先保障装备远程维修支援业务，确保远端维修现场与中心之间音视频传输清晰流畅。

5 结束语

本文针对雷达装备维修保障效率低、耗时长的实际情况，在现有通信网络基础上，构建雷达装备远程维修支援系统。阐述了各分系统功能，并从QoS保障和访问控制两个方面对提升系统性能进行分析探讨，对雷达装备维修保障工作具有一定的指导意义。

参考文献：

[1] 康剑山, 姚路, 曾斌, 等. 远程支援系统中故障诊断专家系统研究[J]. 舰船电子工程, 2013, 33(11)：109-111.

[2] 宋蕾. 海军远程维修支援保障系统的构建方法研究[J]. 舰船电子工程, 2015, 35(10)：9-13.

[3] 许爱华, 汪中贤, 卓家靖, 等. 基于军网的无人机远程维修保障及模拟训练专家系统研究[J]. 航空维修与工程, 2013, 07：59-62.

[4] 费太勇, 熊记宁, 王红, 等. 雷达装备远程维修考核系统的设计与实现[J].雷达科学与技术, 2012, 10(3)：301-304.

[5] 邓斌, 方前学. 雷达装备计量保障计划的优化方法[J]. 火力与指挥控制, 2011, 36(8)：147-151.

[6] 曹振华. 雷达综合保障信息系统研究[J]. 现代雷达 , 2013 , 35(10)：9-12.

[7] 沈浩浩, 刘庆华, 刘庆, 等. 基于物联网的雷达装备远程维修支援系统研究[J]. 空军预警学院学报, 2013 , 27(12)：435-439.

[8] 钟春华, 许炎义, 刘峰. 基于半实物仿真的舰员级雷达维修训练系统设计[J]. 舰船电子工程, 2011, 31(11)：125-127.

Design of Remote Maintenance Support System for Radar Equipment

Yang Qiang1, Fan Haifeng2, Chen Kai1

(1. 92619 Unit of PLA, Shenzhen 518107, Guangdong, China; 2. Command Post of South China Sea Fleet, ZhanJiang 524001, Guangdong, China )

TP182

A

1003-4862（2016）10-0065-03

2016-05-31

杨强(1980-)，男，硕士研究生，助理工程师。研究方向：信息网络技术。

范海峰（1977-），高级工程师。研究方向：军事通信建设研究。