基于數據庫技術的測控裝備綜合管控系統研究

劉 欣，劉 勐

(1.91550 部隊，大連 116023;2.大連理工大學，大連 116023)

1 引言

測控系統由測控中心和若干測控裝備組成，在工作時各測控裝備通常分散布設在野外站點，站點之間距離大，尤其是海島站點，常常由于天氣原因無法及時登島，對裝備的技術保障和管理造成很大困難。為了加強對裝備狀態的管理和技術保障，實現裝備的信息化管理，必要設計一套測控裝備綜合管控系統，實現對測控裝備的有效管理。

提出一種基于數據庫的測控裝備綜合管控設計思路。通過計算機網絡將管控中心與測控裝備進行連接，利用數據庫技術處理信息迅速、準確、直觀等優勢，提高信息數據的使用以及信息管理的效率和質量，能較好地實時掌握、監視測控裝備的狀態，為指揮決策提供依據。同時，綜合利用裝備實時和歷史狀態數據，預測裝備壽命期內的狀態變化，為裝備的管理、使用、維護提供科學依據，有效降低維護成本，提高了測控裝備保障和管理水平，實現了裝備的信息化管控，收到了良好的效果。

2 系統設計

2.1 硬件系統

系統由裝備端管控系統和中心端管控系統構成，裝備端管控系統與中心端管控系統通過IP 網絡連接。裝備端管控系統分別采集不同裝備的狀態信息、測元信息，并通過網絡實時傳遞到中心服務器，中心服務器對信息進行解析并接收存入中心數據庫。

裝備端管控系統由若干各類型的測控裝備組成，硬件系統由裝備主控計算機、數據采集卡、裝備各硬件分系統等組成，主要完成信息采集、存儲、上傳以及參數文件的接收、判斷、裝訂等工作。

中心端管控系統的硬件系統為一個獨立的局域網，由1 臺服務器，多臺計算機終端，1 臺網絡打印機，1 臺智能交換機，1 組10T的磁盤陣列組成，為軟件系統的運行提供平臺。各終端是地位相同的作業平臺，擔負不同的監控功能，對應于所監控裝備，通過執行不同的系統請求而完成不同的數據顯示和處理任務。數據庫服務器主要負責各種數據的存儲和管理，并處理客戶端的數據請求，配合終端完成各種數據的上傳、下載、查詢等工作。

2.2 軟件系統

測控裝備綜合管控系統主要包括裝備端管控軟件、中心端管控軟件、裝備狀態處理軟件、數據庫管理軟件。軟件結構框架如圖2 所示。

圖2 軟件總體結構框圖

裝備端管控軟件運行于裝備端主控計算機上，具有裝備狀態信息采集、存儲、傳輸功能;參數文件接收與裝訂、參數查詢功能。中心端管控軟件運行在中心端計算機終端上，具有裝備狀態信息的接收與處理、顯示功能;參數與狀態改變設置、參數查詢等裝備控制功能以及數據交互日志功能。裝備狀態處理軟件主要負責測元數據質量處理、裝備狀態數據實時動態處理和預警功能、裝備狀態日結果處理與輸出、裝備狀態統計、裝備狀態預測、裝備故障統計、裝備故障預測等功能，此外還包括系統管理、維護管理等附屬功能。中心數據庫運行于中心服務器上，為中心軟件提供數據支持。負責裝備基本信息、狀態數據、測元數據及系統數據的存儲、管理，支持各終端對數據庫的查詢和統計。系統總體運行流程如圖3 所示。

3 主要進步點

3.1 提高了數據的管理能力

為了完整保存裝備數據的相關信息，方便用戶查詢以及通過對這些數據的后續分析和處理來評定各個指標，我們創建了數據庫系統。在服務器上運行的數據庫系統負責狀態數據和測量數據等的存儲和統一管理，消除數據冗余，維護數據一致性和完整性，實現數據共享，保障數據安全。后臺數據庫采用Oracle客戶機/服務器關系數據庫管理系統，具有高性能的海量數據存儲和管理能力，具有基于多線程結構的并行數據庫內核，能夠發揮附加處理器的優勢，能夠支持對稱多處理技術，具有很高的安全性。系統的核心數據表包括裝備基本信息表、裝備工作原理結構表、裝備工作參數設置表、裝備故障信息表、裝備工作狀態參數表、裝備實時狀態表、裝備歷史狀態表、裝備狀態處理結果表、裝備測元數據表、通用代碼數據等。主要的數據庫表邏輯E－R 結構圖如圖4 所示。通過構建基于數據庫的分布式狀態處理系統，方便了裝備數據的存儲、查詢、管理和維護，有效降低了工作人員的勞動強度，提高了數據管理能力。

3.2 實現了裝備狀態的信息化管理

目前，裝備與中心間相互傳送的數據中狀態信息只占很少部分，中心端對裝備狀態的掌握非常少。雖然在裝備端可以實時查看裝備的狀態，但是很少對狀態信息進行記錄，缺少集中的裝備狀態歷史積累。通過測控裝備綜合管控系統，可以實時監視裝備的全部狀態，當裝備狀態參數異常時，對狀態異常部位進行定位，并進行告警。根據測元數據質量處理算法與模型、實時狀態處理算法與模型、狀態統計算法與模型、狀態預測算法與模型對實時數據進行綜合處理，并將處理結果保存進中心數據庫。采用裝備狀態參數實時判斷板卡或分系統的技術狀態，并根據裝備結構等效推導出整機的工作狀態。通過對歷史數據、實時數據和裝備結構圖的分析進行裝備狀態判別，對裝備全部或指定時間段的歷史信息進行統計，預測裝備狀態在年、指定時間段內的變化趨勢，加強了對裝備狀態的管理，增加了裝備管理的自動化程度。

3.3 加強了裝備的技術保障支援

在執行任務時，測控裝備通常分散布設在高山、海島等野外站點，站點之間距離大，尤其是海島站點，常常由于天氣原因無法及時登島，給裝備的技術保障造成很大困難。通過綜合管控系統，可以實時監視裝備在任務、訓練、存放等各種環境下的全部狀態信息，對裝備進行狀態判別與故障診斷，遠程指導裝備排故。另外將裝備上的參數設置、狀態調整等操作集中到管控中心進行操控，簡化了裝備的技術操作工作量。根據裝備故障統計算法與模型、故障預測算法與模型，對裝備的歷史故障進行統計，通過對故障信息的處理、統計、分析，采用裝備整機、分系統的故障信息和狀態預測信息，結合電子器件的特性，預測裝備在指定時間段內可能發生故障的分系統，預測結果以列表的方式進行顯示和輸出。綜上所述，通過綜合管控系統，裝備總體技術人員可以不用到達野外站點，也能及時準確地掌握裝備的狀態，并在裝備異常時提供必要的技術保障，加強了對裝備的技術保障支援。

4 結束語

測控裝備綜合管控系統采用網絡技術、數據庫技術、先進的數據處理方法等，解決了數據信息的完整保存和查詢、裝備狀態與故障數據綜合處理等技術難題，實現了裝備狀態監控的自動化運行，能夠對各類測控裝備進行實時監控、狀態管理和數據存儲管理。該系統性能可靠、操作界面友好，使用維護簡單方便。目前該系統已在靶場得到應用，且效果很好。

［1］劉生平.Visual C ++ NET 數據庫開發技術與實踐［M］.北京:清華大學出版社，2005.

［2］郝慧珍，郭麗紅.數據庫技術在電力遠程視頻監控系統中的應用［J］.現代電子技術，2008(24):61－64.

［3］胡德生，陳勇，陳重陽.分布式數據庫技術在海洋GIS開發中的應用［J］.微處理機，2011(2):33－36.