雷達裝備大數據網絡化研制平臺體系構建

邱　勇

(中國船舶重工集團公司第七二四研究所，南京 211153)

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雷達裝備大數據網絡化研制平臺體系構建

邱勇

(中國船舶重工集團公司第七二四研究所，南京 211153)

針對雷達裝備研制需求，基于大數據平臺的技術內涵，從大數據網絡化體系結構和信息化應用的角度，論述和提出了雷達裝備大數據網絡化研制平臺的體系結構，以及雷達裝備大數據網絡化信息網絡化管理方法，提出了雷達裝備大數據網絡化研制方法和技術途徑。

雷達裝備；大數據；網絡化研制平臺；體系構建

0　引　言

隨著雷達裝備使命、功能和技術性能的快速發展，相控陣技術、多任務集成技術、數字化技術、軟件化技術等已成為雷達裝備的主要技術方向。有效應對和及時滿足多種技術體制和不同技術特點的雷達裝備研制是促進雷達裝備發展的重要研究內容。基于現代大數據[1]和網絡化技術的雷達裝備大數據網絡化研制平臺，以其可具有的針對性、及時性、有效性和高適應性，已成為提升雷達裝備研制和滿足多體制、多批量雷達裝備研制的重要技術手段。

1　作用與構建維度

雷達裝備大數據網絡化研制平臺主要是通過對雷達裝備研制過程中產生的大量有關數據的采集、分析、優化，科學制定可適應多體制多批量雷達裝備研制全過程的信息掌控和各階段的資源優化配置，以能將數據有機地整合，為科研生產提供全面的信息。雷達裝備研制大數據一般來源于需求、論證、設計、分系統研制、生產制造、模塊調試、分機調試、整機調試、外場試驗和故障維修等環節，以及包含有關研制人員動態配置與管理的信息。通過對這些數據的全面掌握、分析和挖掘，可以容易發現哪些環節可以優化，哪些成本可以節約，哪些模塊可以為其他雷達所用，為重用模塊提供依據，為科學制定雷達裝備研制策略提供強有力的支撐。

雷達裝備大數據網絡化研制平臺構建一般從大數據的規范、生成、存儲和利用等4個維度出發，其中大數據的規范是基礎，沒有規范會導致所產生的數據是離散的和不統一的。就各個應用系統都需要人員信息而言，如果每個系統都各自建立一套人員信息，那么就無法實現對于某個人進行大數據挖掘時提取整體信息。其他包括財務信息、元器件庫、物資編碼庫等都應該是統一的。因此，大數據標準需要對整個研制過程全要素進行規范。

2　現狀與建設需求

大數據的生成和存儲必須基于網絡。雷達裝備大數據網絡化研制平臺體系結構一般可在雷達裝備研制單位現有涉密內網的基礎上拓展生成。目前，典型涉密內網的拓撲結構如圖1所示。

圖1　典型涉密內網的拓撲結構

但是，隨著雷達裝備研制能力的提升和創新發展，僅有涉密內網無法滿足業務的需求，如高端機床需要互聯，產品質量檢測需要互聯，部分設備調試需要互聯，等等。這些都不能納入涉密內網。同時，外場采集的雷達數據由于量大而與保密要求的數據導入途徑相沖突，無法有效存儲和利用，嚴重影響了知識積累。

從業務的角度，應該將雷達裝備研制生產的各個環節都納入一張大網中。這些環節包括論證、設計、仿真、生產、制造、調測和外場試驗數據的利用等。但是，由于生產制造和調測等設備存在保密上的不可控問題，比如高端機床和高端儀器儀表等設備很多來源于國外，它們是否有后門或者外來維修人員是否會將涉密信息竊取都無法確定，因此現階段保密要求上不允許將機床、儀器儀表等設備直接接入到涉密內網。這無形中割裂了業務所需的大網。

3　雷達裝備大數據網絡化研制平臺構建的突破

業務和保密的矛盾需要進行解決，哪怕現階段不能完全解決，但必須有所突破。主要突破在于雷達裝備研制單位建立非密的生產制造調測網(以下簡稱非密調測網)，用于其他業務需要但保密不允許連入內網的互聯。

非密調測網用于承載的數據是非密的內部信息，因此也不允許連接其他任何非密網絡。由于保密技術的進步，現階段可以將此網絡與涉密內網相連，但是數據只能從非密調測網向涉密內網單向傳輸，數據從涉密內網向非密調測網傳輸是被禁止的。

非密調測網的建設需要有單獨的數據中心，用于承載高端機床互聯、產品質量檢測互聯和部分設備調試互聯等應用系統的服務端。

由于網絡的非涉密性質，可以使用虛擬化[2]技術實現私有云，靈活地滿足業務的服務端和終端需求。例如，可以為新應用動態分配服務端資源；可以實現生產加工車間的無紙化加工，通過私有云中的桌面虛擬化技術只提供給制造者終端顯示，用于保證數據的便捷傳輸和安全使用。同時，可以實現將海量的外場采集或試驗數據導入到非密調測網中進行集中存儲和利用，并通過數據提取將有效的非密數據發往涉密內網進行利用。

4　雷達裝備大數據網絡化研制平臺信息化系統技術

隨著雷達裝備戰技性能、可靠性、研制周期和服務保障水平等需求的提升，雷達裝備研制能力建設需要不斷創新，通過信息化手段實現提質增效。雷達裝備大數據網絡化信息系統要素主要有：

(1) 設計仿真類：智能化設計平臺、仿真過程管理系統、技術狀態管理系統、控制系統軟硬件研發平臺、微波與天線系統研發平臺；

(2) 制造工藝類：智能化工藝平臺、工藝過程管理系統；

(3) 質量控制類：智能質量管理系統、可靠性及環境應力試驗平臺、綜合性能及效能試驗平臺；

(4) 服務保障類：智能化服務保障平臺、裝備全壽命周期保障平臺；

(5) 頂層決策類：智能決策系統。

4.1涉密內網承載的系統

涉密內網承載的系統一般有涉密內網承載的包括智能化設計平臺、智能化服務保障平臺、仿真過程管理系統、技術狀態管理系統和智能決策系統等，如圖2所示。

圖2　涉密內網承載的系統

這些系統對應的數據主要為數據庫數據、三維設計模型、三維仿真模型、產品文件、設計文件、規范、產品保障信息、技術狀態信息等，需要高性能、高可靠性的傳輸和處理網絡平臺，以及高性能大容量的數據存儲備份平臺。

4.2非密調測網承載的系統

非密調測網承載的系統一般有智能化工藝平臺、工藝過程管理系統、智能質量管理系統、控制系統軟硬件研發平臺、微波與天線系統研發平臺、可靠性及環境應力試驗平臺、綜合性能及效能試驗平臺和裝備全壽命周期保障平臺等，如圖3所示。

圖3　非密調測網承載的系統

這些系統對應的數據主要為制造工藝數據、檢驗檢測數據、天線測試、可靠性、環境應力試驗、外場試驗等。它們同樣需要高性能大容量的數據存儲，以及高性能、高可靠性的傳輸和處理網絡平臺。

5　典型雷達裝備大數據網絡化研制平臺建設方法

雷達裝備大數據網絡化研制平臺的涉密內網與非密調測網通過網絡單向傳輸進行相聯，形成統一的整體。由于數據不能雙向傳輸，因此兩個網絡需要分別建設數據中心。涉密內網的數據中心建設可在原有的基礎上進一步提升，而非密調測網的數據中心需要新建。

5.1涉密內網的主要建設方法

在網絡層面，將主干網絡和應用服務接入傳輸速率提升至萬兆，實現高效數據傳輸。

在服務器層面，提升數據庫服務器和重要應用服務器的性能，采用冗余架構，以提高可靠性，保證業務的持續開展。

在數據存儲層面，采用冗余架構，實現負載均衡，保證數據的高可用性和安全性。

在數據庫層面，整合數據庫管理系統，建設集中的SQLServer和Oracle數據庫管理系統，采用RAC[3]等冗余架構。

在系統備份層面，涉密中心機房采用雙UPS系統，形成供電冗余架構，為設備提供穩定可靠的電力供應。如果做不到異地備份，至少在園區其他樓宇建設涉密內網容災機房，對重要應用系統及數據形成系統級的容災，以保證業務的不斷。該主要設施包括網絡設備、服務器、數據庫、UPS和空調系統等。

在高性能集群計算層面，建成為各研究部門共享使用的公共系統，包括前端和后端，用于設計、建模、仿真和計算等過程，避免重復建設。

同時，根據國家安全保密要求，完善保密技術防護措施和管理規范。

5.2非密調測網的主要建設方法

非密調測網新建統一的數據中心環境，結合虛擬化技術，對DNC、質量檢驗、調試系統等應用平臺進行整合，滿足資源整合和按需獲取的需要。

采用虛擬化技術、高速穩定的網絡系統、刀片服務器群和高可靠性的存儲系統搭建標準統一、功能完善硬件平臺。結合創新建設模式，為承載的應用平臺提供良好的支撐，加快業務的部署，大大縮短系統上線時間，節省設備投資和能源消耗。

采用基于VDI[4]架構的桌面云集中部署用戶環境，建立一個共享開放、先進高效的終端服務平臺，實現按需分配資源、數據集中可控的目標，特別適用于生產加工的圖紙傳輸。

在高性能集群計算層面，同樣需要建立用于非密調測網的高性能集群計算的公共系統，用于生產、調測等需求，共享使用。

與涉密內網一樣，根據國家安全保密要求，完善保密技術防護措施和管理規范。

5.3拓撲結構圖

拓撲結構圖如圖4所示。

6　結束語

雷達裝備大數據網絡化研制平臺構建應該規范先行，對于業務流程進行重建，用涉密內網承載涉密數據，用非密測試網承載內部非密數據，并在性能和安全保密上滿足需求，同時在保密允許的最大程度上實現互聯和形成可升級、可擴展能力，以此來滿足多種體制和多批量雷達裝備研制需求，并適應雷達裝備研制能力進一步提升的發展需求。

[1]朱進云，陳堅，王德政.大數據架構師指南[M].北京:清華大學出版社,2016:1-89.

[2]GustavoAASantana.數據中心虛擬化技術權威指南[M].張其光,袁強,薛潤忠譯.北京:人民郵電出版社,2015:1-15.

[3]高斌.OracleRAC核心技術詳解[M].北京:機械工業出版社,2015:1-65.

[4]StuartArthurBrown.GettingStartedwithCitrixVDI-in-a-Box[M].England,Birmingham:PacktPublishing,2013:10-32.

Systemconstructionofbigdatanetworkdevelopmentplatformofradarequipment

QIUYong

(No.724ResearchInstituteofCSIC,Nanjing211153)

Accordingtothedevelopmentrequirementsofradarequipment,basedonthetechnicalconnotationofthebigdataplatform,thearchitectureofthebigdatanetworkdevelopmentplatformofradarequipmentandthebigdatanetworkofradarequipmentandinformationmanagementmethodsareproposedanddiscussedfromtheperspectiveofthebigdatanetworkarchitectureandtheinformationapplications.Thebigdatanetworkdevelopmentmethodsandtechnicalapproachesofradarequipmentaregiven.

radarequipment;bigdata;networkdevelopmentplatform;systemconstruction

2016-06-16；

2016-06-30

邱勇(1982-)，男，工程師，工程碩士，研究方向：計算機網絡及信息系統。

TP311.52

A

1009-0401(2016)03-0067-04