[科普中国]-试验任务

简介

航天试验任务是包含设施设各、人员、规程、材料、上具及软件在内的复杂大任务，具有试验装各类型繁多、技术复杂、集成度高、环境影响大、涉及部门人员众多、指挥操作流程复杂等特点。因此，系统风险因素多，系统内任何一个因素出现意外都可能会导致事故，一旦出现安全事故，不仅直接危及航天产品和试验场人员与设施设各，而且会对国家的航天计划以及航天相关产业带来严重影响美国挑战者号航天飞机失事导致航天飞机停飞三年，“星球大战”计划也受重挫。

我国航天试验的风险管理现状我国航天装备全寿命周期的风险管理长期处于以经验为主的状态，缺乏先进的理论指导，研究与应用仍处于起步阶段。正是由于风险意识薄弱，导致我国航天工业风险管理理论与方法相对于国外航天工业发展较慢。我国目前对于航天风险越来越重视，对于国外航天领域比较关注。在理论研究方面，主要是介绍国外的风险管理理论及方法，黄芬在航天工业管理上发表了“国外大型航天工程的质量和风险管理经验”文章以及一些学者写出了有关可靠性与风险方面的著作，介绍了航天领域风险分析的一些方法研究。我国发射场风险分析现在也是处于起步阶段，大多是定性分析，缺乏评价的指标体系与系统性。XX试验基地采用定性分析开展载人航天发射场可靠性安全性分析评价，针对载人航天发射场测发系统的危险源、危险时段和危险工序，按照风险评估方法，给出安全性评估结果，开始了我国航天发射场的风险评估进程。XX试验基地开展了发射场试验任务过程中的风险分析，采用故障树方法和故障模式、影响及危害性分析方法进行了试验任务弹上某产品的风险分析、辨识以及评估。XX试验基地将风险管理纳入质量管理体系中，通过任务前的风险预测和识别、风险排序及制定预防措施，任务中的风险跟踪控制和任务后的风险总结，系统地对每一次任务进行全程风险管理。1

大型试验任务的计量保障大型试验任务一般情况下有多家参试单位，使用多达数十套的测控设备，动用各种大型试验装备，如飞机、舰船等，测试系统庞大复杂，涉及的科学技术领域广、技术难度大。像这样复杂的大型试验，如果没有计量测试作保证，要取得准确一致、完整可靠的试验数据是不可能的。为保证各参试仪器仪表、测控部件、分系统以及整个系统的准确一致和可靠，需要完成对测控装备、目标特性测量设备、时统设备、对抗装备、外场轨迹测量设备等几大类测量设备的计量测试工作，涉及无线电、光学、电学、压力、磁场、红外等计量测试范畴，参数多、精度高、量程大、频带宽，试验时间长达数月，保障范围点多线长。一旦某个技术环节因技术保障问题导致未达到规定要求，都将对试验结果产生难以挽回的影响。

大型试验任务计量保障的任务是:①确保所有参试通用仪器仪表量值准确、统一、可靠。不符合计量保障要求的，不得参与试验;②对所有参试专用设备、校准系统进行计量检查，对测试能力评估认可，对能够进行计量检测的指标要进行计量检测，对目前难以进行定量检测的部分，也要进行定性分析，并给出结论;③对参试测量设备和测量过程进行必要的现场监督检查，确保测量的可靠性。如果要从根本上做好大型试验任务的计量保障工作，应该按照GJB5109 -2004《装备计量保障要求检测和校准》的要求，在试验预先研究阶段，计量技术机构要明确武器装备及其测试设备对计量的需求，以便统筹考虑计量装备建设和计量保障方案。2

自主可控技术在试验任务的应用目前，在试验任务领域，已在多个典型系统中，针对试验任务强实时、高可靠、大I/O吞吐量和嵌入式系统多的特点，基于国产高性能服务器、网络交换机等硬件设备，采用国产操作系统和数据库系统构建系统平台，并用开源的QT和GCC等开发工具研制了数据交换、实时处理、指挥显示、双工管理等全套试验应用软件，进行了一定的系统定制和适配性、兼容性验证，通过多次试验任务的检验，证明能够满足处理能力、实时性、可靠性的要求。

当前，根据自主可控发展水平，在试验任务领域，自主可控技术应用策略主要分为以下几个方面：

(1)网络设备应用策略

在国产网络设备方而，国内华为、中兴等网络设备厂家经过多年发展，其产品在功能和性能上得到了极大提升。经权威测试，表明国产网络设备的关键性能指标己达到(部分超过)现有国外路由交换设备的水平，可在试验任务领域全面推广应用。

在自主网络设备方而，盛科(仰联信通)公司，中国电科7所、54所，迈普公司等单位己研制出基于国产龙芯CPU和盛科交换芯片的自主交换机。国防科大、迈普公司己研制出基于国产飞腾CPU和申威CPU的自主接入路由器样机。经测试，自主设备在可靠性、性能等方而有一定局限性，可在试验任务领域的非关键系统中试点应用，通过试用对自主设备主要性能、战技指标进行验证，考核设备运行的可靠性、稳定性和易用性，及早发现问题并改进完善，为后续全而自主化奠定基础。

(2)计算机设备应用策略

在国产计算机设备方面，国内浪潮、曙光、联想等品牌的计算机设备，其产品功能和性能指标己达到现有国外计算机设备的水平，可在试验任务领域全而推广应用。

在自主计算机设备方面，基于国产CPU(主要是龙芯、飞腾、申威)的计算机设备其性能、可靠性等尚未达到国外同类产品水平，可在试验任务领域的非关键系统中试点应用，或通过集群、云计算等新技术来弥补国产自主可控计算机设备性能的不足。

(3)存储设备应用策略

在国产存储设备方面，国内华为、同有、浪潮、曙光等品牌的存储设备，其产品功能和性能指标己达到现有国外存储设备的水平，可在试验任务领域全而推广应用。除SSD (Solid StateDrives，固态硬盘)之外，磁盘等存储介质仍主要采用国外产品，存储设备当前还没有完全自主的产品。

(4)操作系统、数据库等基础软件应用策略

国产操作系统、数据库等基础软件发展相对成熟，可在试验任务领域全而推广应用。其中操作系统可采用麒麟操作系统，数据库可采用神通数据库、达梦数据库及人大金仓数据库等。

(5)应用软件研制策略

新研应用软件基于国产操作系统和数据库平台开发，开发工具可采用开源的GCC、QT、GTK+、JAVA、Eclipse，3D的图形开发平台可采用国产EV-Ulobe或者Super Map。现有基于国外操作系统或数据库的应用软件，可进行适应性调整，迁移到国产基础软件平台运行。

(6)安全防护设备应用策略

防火墙、入侵检测、病毒预警系统、网络审计系统、防病毒系统、主机管控系统、身份认证系统、授权管理系统和漏洞扫描系统等安全防护设备全部采用国产品牌，并优先选用基于自主可控技术研制的产品。

(7)核心器件应用策略

一定时间内，许多控制系统的核心器件还难以实现国产产品的完全替代，应根据国内发展水平和自身实际需求，循序推进核心器件的国产化。提倡尽可能选用国产化器件。国产器件不能满足要求的，应从体系上选择国外主流谱系，从主流产品中选择，并应采取严格的筛选措施，加强引导。3

一种试验任务综合信息发布系统随着我国航天事业的飞速发展，试验任务越来越繁重。目前的指挥所试验信息综合监视显示系统主要完成试验任务期间的试验信息监视显示，系统的显示内容主要是任务实时信息数据、曲线以及首区实况电视。但是，每次任务同时都有大量的音/视频信息汇集到指挥所，特别是载人飞船任务和后续的探月工程，有发射场发射实况数字电视、航天指挥中心转发的飞船I支路图像、各电视台的实况跟踪报道及与中心的调度话音等多路实时多媒体信息。因为任务时间长，出海船只和跟踪弧段多，参试人员众多且结构复杂，对任务信息有着不同的需求。

共享式多媒体技术由于支持多种信息的融合发布，并支持单播、组播、广播等多种信息发布模式，因此在指挥控制系统中有着良好的应用前景。为更好完成后续试验任务，彻底拓展指挥所的功能，提高指挥系统的工作效能，刘焕敏建立了一个共享式多媒体试验任务综合信息发布系统。系统基于内部办公网，支持各种类型的任务数据的综合发布，支持多种基于客户需求的发布模式，支持多种历史信息的查询和融合比对，支持多样化的决策辅助。系统基于当前办公网的安全组件与措施，既简化了系统设计，又确保整个系统的安全性、可靠性、可控性和抗毁性。该系统的使用能有效地提高操作人员的工作效率，并对指挥员的决策提供丰富而有力的支持。4