通信装备

通信装备（精选8篇）

通信装备 篇1

1军队通信装备的管理现状分析

1.1 军队维护管理装备存在较大的难度

在各项试验任务中,军队承担重要的作用。其通信体系能够对武器飞行试验阶段的各种信息进行指挥,并且加以引导,从而实现测量数据的高效传递, 确保实况图像能够真实准确地发射出去,使摄录传输的职能能够得到充分发挥。随着科学技术的不断进步,军队引入了大量的高端技术设备,比如程控交换机、时统控制平台、数字化同步传输系统、调度、数据网系统、保密机等。这些设备的引入为军队创建高新技术装备体系提供了条件,并且利用通信多重手段创建试验通信网络。然而,虽然设备得到更新、技术得到优化、网络得到完善,但是由于相关工作人员的管理思想还停在传统维护管理层面, 一些滞后性问题逐渐暴露出来。引进的军队通信装备虽然具有自动化、集成化、高传输效率、高可靠稳定性等优势特征,然而军队没有建立完善的管理维护制度,若是出现故障,会给军队通信设备的管理工作带来一定的影响。由于技术不成熟,投入经费不足,或者由于市场各方竞争日益激烈,为了保密,不能对全套资料和电路图进行统计,只能压缩故障,将其返厂进行维修,利用备板继续工作。上述这些故障,在很大程度上,增加了军队装备维护管理的难度。

1.2 通信队伍建设不稳定

由于部队生活过于清苦,部分骨干技术人员不能全身心的投入工作,长期下去,有些技术人员就准备辞职,转业率较高。专家与骨干离开工作岗位后,虽然会有技术人员顶替空缺职位,但是接班人没有经过长期的实践训练, 加之军队通信系统比较复杂,而且各种通信装备的技术含量高,若想熟练掌握,必须要具备比较系统的专业知识,接班人没有工作经验,优势不明显,从而导致军队整体的技术水平不断下滑。军队基地任务量比较繁重, 部分军队培训的管理人员对大量引进的通信装备没有树立起责任意识,仍然沿用传统的培训方式,因循守旧,不能适应新的技术,而且针对性不强,缺乏创新,管理训练方式比较滞后,不能适应新时代的发展。

1.3 军队通信训练管理机制不完善

军队在通信训练中, 没有建立健全的激励机制和评价管理机制。而且大部分的单位一年只会开展一次大规模检查,对日常培训和维护管理完全不重视,长期下去,就会严重打击到军队人员的积极性。此外,军队的维护管理明显滞后于通信设备的应用发展。由于军队维护管理的方式过于落后,没有制定新的管理制度,区分维护的要求比较模糊,不能熟练地应用先进监控设备和技术仪表,从而大幅度增加了军队通信装备维护管理的水平。

2强化军队通信装备管理的主要措施

2.1 更新军队通信装备维修管理理念

随着科技的发展,军队通信装备越来越先进,而构成技术却逐渐趋于复杂,管理维修中心在故障查找方面存在一定的难度。为了提高新型通信装备的集成化水平, 军队维修管理中心摒弃了传统的管理模式,对故障进行压缩,传递至板、机、块。而且修复高度集成性装备的难度较大, 所以军队应该结合自身实际状况创建新型的维修理念,对通信系统进行统一的维护管理、更换和保养,搬走多余的配备,保证整体系统能够持续正常运行,用辩证的眼光看待正常系统运行和单板损坏之间的关系。

2.2 全面提升综合分析能力

军队在日常维护管理工作中,由于没有实施维护制度,会导致设备故障;或者技术维护人员的专业技能不强,没有对设备进行充足的分析,而且没有较强的责任心,从而出现人为误操作。当出现类似设备接口接触不良或者线路不准确等问题时, 技术人员应该从大系统层面考虑,对其综合关系进行考量,逐步进行压缩,合理排除故障。技术管理人员应该加大维护管理人才的培养力度,不断提升其综合分析能力和实践解决能力。再者,各级人员必须严格遵照军队通信装备维护管理的相关条例进行操作,以免发生低级别的不良故障。

2.3 科学实施军队通信装备的预防性管理维修

军队在源头对可能出现的军队通信装备故障进行监督和管理,从而保证装备维修管理的及时性、高效性和经济性,这是预防性管理维修的定义。管理人员充分利用可靠性的系统分析手段,定期对整体通信系统网络的服务运行状况进行核查分析,对各类安全隐患问题进行细化查找, 在军队管理通信装备维护管理工作中,积极使用预防性维修成熟理念,促进军队通信装备可靠度的提升, 不断增加应用效益, 使通信综合保障功能得到发挥,推动军队通信事业持续快速发展。

3结语

总而言之, 现代化军队的通信服务系统已经有了较大的进步,随着应用效益的不断提高,社会各界对通信装备管理工作提出了新的要求。所以,新时期的军队若是想要持续健康的发展,就必须对通信装备进行优质的维护管理, 对实践中出现的管理问题进行全面分析,科学制定优化整改方案,及时对值勤管理进行更新,创建优质的管理模式,使通信装备的智能战技性和高度集成性的优势得到充分发挥, 保证军事通信事业的全面可持续发展。

通信装备 篇2

美军典型卫星通信应用装备发展分析

邓连印 邓忠辰 钱学森空间技术实验室 航天东方红卫星有限公司

一、引言

卫星通信是美军执行远程作战任务时最为依赖的战略和战术通信手段，为了改进美军卫星通信系统，提升卫星通信能力，美军进入21世纪后积极开展军用卫星系统的升级换代，整合原有的宽带和有保护卫星通信系统，从系统体系的角度规划和构建军事卫星通信体系，重点发展窄带、有保护卫星通信和宽带等几类通信卫星，努力提高美军卫星通信的装备能力，满足美军作战部队对于卫星通信带宽越来越高的需求。

二、关注战术级卫星通信应用装备研发，提高部队战术通信能力

卫星通信支援战术级作战是美军一直追寻的目标。要实现战术级无缝通信，从卫星通信应用装备这个角度来说，终端必须具备以下特点：体积相对较小，重量轻，展开、撤收灵活，使用方便，抗振能力强等。2012年，旨在提高部队战术通信能力的“分布式战术通信系统（”DTCS）、“战术级作战人员信息网（”WIN-T）项目阶段性产品都通过了测试，性能达到甚至超过预期，另外，还启动了一个重点研发战术级卫星通信应用装备的项目。1.基于铱星的分布式战术通信系统（DTCS）

DTCS 也被称为“网络铱星”，是围绕铱星星座66颗低轨交叉链路卫星和商业现有的按键即通手持式卫星收发机设计的，能够全天候在恶劣作战环境下工作，包括在极具挑战的、多山的阿富汗地区。DTCS 中的“网络化”是“铱”卫星系统支持作战应用的一个重要突破，DTCS 能够通过“铱”星系统提供一个高效的、多广播通信架构，这种架构既能很好地支持战术通信，同时还能显著节约网络资源。通过DTCS，士兵能够进行通话或发送窄带数据文件，例如小的文本文件，甚至还能够在一个专用的、定制的、受到管理和控制的用户网中通过一个通用通道与许多人交谈。

DTCS 的开发、测试和部署是由美国海军水面作战中心与“铱星通信联合公司”以及商业伙伴——波音公司和ITT公司，项目遵循螺旋式开发模式，分成三个阶段。2012 年2月，DTCS 第二阶段的产品由美国海军陆战队在“大胆美洲鳄”演习中首次进行实际应用测试。海军陆战队指挥人员通过卫星向岸上队员发送文字、数据、视频和语音信息，在开阔水域的传输距离可达402km（第一阶段产品通信距离160km）。2012 年11 月，在阿拉斯加州的北极区域，美国海军工程人员利用第三阶段手持式DTCS 产品（如图1所示）成功与美国本土的同事进行了通信，这是DTCS 在极端恶劣天气条件下首次成功完成如此远距离的通信。测试过程中，工程人员在阿拉斯加的3 处测试地点（巴罗、扣赞伯和安克雷奇）和美国本土的2 处测试地点（美国北方司令部总部和海军水面作战中心达尔格伦分部）之间进行长时间持续通信，通信内容包括语音通信、网络聊天以及在各站点之间互传位置信息等。

图1 重约1磅的手持收发机

2.战术级单兵信息网（WIN-T）WIN-T的概念20世纪90年代后期提出的，可提供指挥、控制、通信、计算、情报、监视以及侦察（C4ISR）功能，具有移动性、安全性、无缝性、生存能力强以及能支持多媒体战术信息系统等特点；无论是在指挥所内还是在指挥所外，安全手持无线语音终端都将能够支持移动指挥控制（C2OTM）功能；机动性更强、通信容量更大以及能够为战术前沿部队提供通信能力；预计未来十年，美国陆军能够在战场上任意位置实现机动通信能力及组网能力。

2004年9月，为进一步加速系统开发，美国陆军整合了“通用动力政府系统”公司和洛马公司的力量，共同开发系统。WIN-T采用按通信能力递增的“增量”研发模式，在“增量1”阶段，实现了“快速停止”（at-the-quick-halt）通信能力。2012 年“增量2”设备通过两项评估，标志着该项目已实现战术移动通信能力。“增量3”将使WIN-T的组成部分达到最大的网络容量、安全性和移动能力，同时提升实用性能，预计2016年下半年或2017年初装备首批军方用户；“增量4”使WIN-T利用转型通信卫星（TAST）系统提高通信能力，提供更大的信息吞吐量。

2012年5月在墨西哥白沙导弹试验场，得克萨斯州布里斯堡第1装甲师第1旅、肯塔基州坎贝尔堡101空降师总部和堪萨斯州赖利堡第1步兵师保障旅进行了“增量1b”与“增量2”系统之间的互通性测试。测试表明，“增量2”设备能够与“增量1”设备很好地兼容和互通，使用、维护简单方便，并在极具挑战的环境下（-37℃），各项性能都达到预期目标。WIN-T 的几种配置见图2。

图2 WIN-T 的几种配置

三、重视保密卫星通信应用装备研发，确保关键信息传输可靠

美军卫星通信系统主要有窄带卫星通信系统、宽带卫星通信系统、保密（protected）卫星通信系统、中继卫星通信系统。保密卫星通信系统工作于EHF 频段，通常具有抗阻塞、抗核辐射能力，能够保证所传输信息的安全性。美军此类卫星主要是“军事星”（Milstar）及“先进极高频”卫星（AEHF）。1.美国海军多频段终端（NMT）

美国海军的多频段终端计划由美国“航天与海战系统司令部”领导，2001年1月，与哈里斯(Harris)和雷声（Raytheon）公司签署关于发展海军先进极高频卫星通信终端系统的合同，旨在研发一种多频段、多模式的卫星通信终端。NMT一般采用EHF、Ka和X频段通信，支持LDR、MDR、XDR数据速率，满足美国国防部SCA标准，比现有终端更可靠，可以提供更大的带宽。NMT可以与多种卫星系统通信，这其中包括军事星（Milstar）、“先进极高频”（AEHF）系统、“特高频后续星”（UFO）、“极轨（Polar）卫星”、“先进极轨卫星”（APS）、“宽带全球卫星”（WGS）、“国防卫星通信系统”（DSGS）、“全球广播系统”（GBS）、“转型通信卫星系统”（TAST）[4-7]。

NMT将满足美海军三种需求：带宽有效性的扩展、缩减“最大财政开支”、依靠“武力网”（FORCE net）支持网络中心作战。美海军和Marine公司计划将“武力网”（FORCEnet）设计为能够将传感器、武器、作战人员、指挥控制系统各平台和指挥员集成为一个一体化作战网络的体系结构。NMT的另外一个特点就是舰载间的传输信号强度小，留下的“踪迹”不易被探测。

NMT 是雷声(Raytheon)公司研制的3 种AEHF 终端中的一种，目前已经在生产并成功与AEHF 卫星实现交互，系统使用扩展数据速率（XDR）波形，可为用户提供更大的带宽和更高的传输速率。2012 年6 月，雷声公司从美国海军获得两份合同，一份价值7900 万美元，为其提供数十部NMT 终端；另一份价值1900 万美元，将把NMT 与空军增强型极轨卫星（EPS）链接，这种链接将使得美国海军和空军作战人员在遥远的极地地区的通信缝隙得到填补。依据合同，雷声公司已经开始对安装配备在舰船、潜艇上以及岸上的NMT 终端进行软件和工程修正工作，以使其与EPS 系统实现通信链接。2.先进超视距终端系列（FAB-T）

美国“先进超视距终端系列（FAB-T）”计划，旨在研制一系列适用于各种平台的宽带保密卫星通信终端，2002年9月，美空军授予波音公司领导的承包小组一项价值2.732亿美元的合同。FAB-T是一个以网络为中心的终端系列，打破了美国空军以前“烟囱”式的能力，将为联合部队提供可编程的、支持多任务的系列卫星通信终端，在设计时使其通用部分实现最大化，使其实现与不同的卫星接口，实现与地面、空中和空间平台的信息交换。AEHF是FAB-T能力的核心，可为核心任务提供有保障的通信。为了确保体系结构在其服役期内始终保持相关，FAB-T能够兼容未来波形，软件和硬件也都采用了通用性标准。对软件而言，FAB-T是软件定义的，采用联合战术无线电系统的软件通信体系结构。FAB-T设计的核心是两个“调制解调器处理器组盒”，它们被做成四方的X型以满足B-2的尺寸要求。同时，操作界面组件（OIG）采用了通用原则，使用一致的操作员面板和数据集管理设备。

FAB-T是空军一项渐进螺旋式的采购计划，分成4个阶段。阶段1将向B-

2、B-

52、RC-135、E-6B和E-4B飞机提供受安全的、抗毁性强的EHF通信；阶段2将在此基础上进行扩展，在终端上增加一些附加能力，如双向Ku/Ka频段卫星通信能力、274MbpsKa频段通信转发能力和安装在高空续航平台的“全球鹰”无人机上。阶段3将与陆军、海军共同开发“可编程目标加密技术”计划，提供吉比特加密；阶段4初步规划为提升可拓展能力。

FAB-T 也是AEHF 终端，由波音公司研发，如图3所示。2012 年4 月，波音公司与美国空军共同完成了FAB-T项目初步设计评审和关键设计评审，标志着FAB-T项目取得重大进展。这两项设计评审主要验证了为美国总统与国家、军队高层领导之间安全通信而设计的“总统级和国家级语音会议”（PNVC）方案的可行性。2012 年6月，FAB-T 首次完成了与在轨AEHF 卫星的XDR、低数据率（LDR）通信试验。其后还将开发抗核加固能力，并完善功能，使其能够使用多种波形与AEHF、Milstar 星座通信。按照计划，FAB-T 未来将安装在固定或陆基（空基）移动平台上。

图3 波音公司研制的FAB-T 终端

四、及时将成熟卫星应用装备部署部队，以求快速生成作战能力

为了达到全球部署联合任务部队的需求，美军需要不断提高其应急作战的能力，这就要求作战人员能够基于高效的通信能力在战场上快速、灵活地机动，具备移动中通信的能力，美国陆军、空军、海军以及驻海外部队的卫星应用设备都得到了重新配备或改进。

1.空军B-2 轰炸机配备卫星通信终端高速处理子系统

2012 年9 月，美国空军授予诺格公司一份总金额达1.08 亿美元的EHF 卫星通信终端高速处理子系统初始小批量生产合同。2012 年7 月底，高速处理子系统涉及的硬件和软件已由美国空军成功完成了一系列作战试验。

合同签订后，诺格公司开始为美国空军B-2装配高速处理子系统，以升级机载UHF 卫星通信终端。该高速处理子系统包括新的硬件和软件，硬件部分由1 台综合处理单元、1 个高容量磁盘驱动器和1 套光纤网络组成。综合处理单元将取代目前B-2上12 台独立的航电计算机；磁盘驱动器能支持B-2向外部传送和接收EHF 数据；光纤网络将支持B-2 之间和内部设备之间的高速数据传输。该高速处理子系统能够使B-2 的计算处理能力和数据处理容量得到极大增长，使其能够以目前所配终端传输速度的100 倍发送和接收战场信息，从而具备了更强的通信能力和执行武器投放任务的能力。

2.空军C-130J 运输机配备新型Block8.1卫星通信组件

洛·马公司近期授权丹麦Thrane 公司为美国空军的C-130J 超级大力神运输机配备新型Block 8.1卫星通信组件。需要更新的飞机有200 多架，合同截止期限为2018 年，预计费用将超过2477 万美元（1.5亿丹麦克朗）。Thrane 公司将采用经DO178B 认证的、符合目前国际移动卫星公司关于安全驾驶标准规定的航空700D（AVIATOR 700D）产品进行改装，产品支持SwiftBroadbandIP 数据和语音功能，如图4所示。

图4 AVIATOR 700D 海事卫星航空通信终端

3.特种作战部队配备VSAT卫星通信移动终端 2012年7月，美国特种作战部队与美国L-3 通信公司签署了价值高达5 亿美元、为期5 年的合同，通过名为“特种部作战队可部署节点系列终端”（Special Operations Forces DeployableNode-Family of Terminals，SDN-Lite FOT）的项目采购公司的VSAT 卫星终端。

在SDN-LiteFOT 项目中，美国特种作战司令部计划采购L-3 公司的直径为1.2m 的三频段“鹰眼（”Hawkeye ™）III Lite 终端（如图5所示）和直径为2.0m 的四频段“鹰眼”III VSAT 终端。“鹰眼”III Lite 1.2m 终端具有轻质、模块化设计等特点，装备有iConnexe800调制解调器，能够自动获取Ku、X 和Ka 频段的信号，其通用交互式的设计可以使其在三个频段间任意切换。同时它拥有4 个LAN 接口，并兼容DVB-S2/ACM 设备。与“鹰眼”III 1.2M 终端相比，“鹰眼”III 2.0M 终端不仅能够自动获取Ku、X 和Ka 频段信号，还能够在C 频段进行信号的自动获取。首批“鹰眼”III Lite 1.2m和“鹰眼”III2.0m VSAT 终端已于2012年底交付给美国特种作战部队。

图5 鹰眼-III 终端

4.美驻韩部队配备“移动全球主动分发网络”系统

近日，ITTExelis 公司与美国陆军签订了一项装备快速配备（Rapid EquippingForce）合同，向驻韩第二步兵师配备用于“移动任务指挥”(MCOTM)的通信系统。此次配发的是改进型“移动全球主动分发网络”（GNOMAD）系统，如图6所示。

图6 装甲指挥车上的“移动全球主动分发网络”终端

GNOMAD 可提供移动宽带卫星连接服务，采用商用现货产品研发，是一种经过实战考验的模块化通信系统，其网络可以连接到战场上最基层的作战单位。GNOMAD可帮助第二步兵师在移动中保持态势感知并执行命令。改进型GNOMAD 设备减小了尺寸、重量，可配备在多种美国陆军地面作战平台上，如“防地雷反伏击车”等。老型号的GNOMAD 还曾配备给2011年被派往伊拉克的第四步兵师使用。

五、结束语

军队强化通信装备管理研究 篇3

一、新时代军队通信装备的特征

随着现代通信事业的不断发展, 其正在全面迈向现代化、规模化以及智能化的道路。在军队用所使用的通信装备是具有高度集成化系统的特征, 同时, 在装备应用时需要具备高效的稳定性。目前, 通信装备在技术层面越来越趋向于数字化、自动化, 并能够具备智能化的程序运算。而在装备的操作方法层面则日趋便捷化、简单化、高效化、及时化。伴随着现代通信科技与电子信息技术的完美结合, 使得军用通信装备的性能日趋完善, 各通信装备之间形成了的网络化特征, 大大增强了不同型号通信装备之间的联系, 使我国军队通信装备不断朝着科学化的方向稳步发展。

二、军队通信设备管理中存在的问题

2.1通信装备规模加大, 增加维护管理难度

最近几年, 尤其是军队将数字化电子技术引入装备制造业之后, 我国军队就逐渐组建了一只以高新科技作为生产核心的装备产业链, 大量更新了各类军用装备, 填补了我国在这方面的大多数空白。也使得我国的军用通信装备具有了高度的自动化、科学化、稳定化、标准化、微型化等优势特征, 但随之而来的维护管理问题也同样给相关人员提出了挑战。维护的经费问题, 因保密原则而导致的维护困难, 返厂维修后的测试问题等都加大了装备的管理难度。

2.2通信队伍建设不稳, 管理训练需要优化

虽然军队有着较为完善的预备队伍培养制度, 能够及时提供后补团队, 但团队内成员的训练周期短, 而军用通信系统又比较复杂, 各类型通信装备技术含量较高, 人员对知识的掌握率要求较高, 也就导致了通信队伍整体素质的下滑。军队各项军事化训练比较多, 也就导致了对通信专业技能训练时间的不足, 训练管理方法不够全面, 完善程度不高。

2.3训练激励机制欠缺, 评价管理不够健全

军队在日常的通信技能训练中表现了军队日常管理通信训练进程中, 体现出了激励与评价机制的不健全。一般仅开展了全年总评, 而忽略了日常训练中的管理评估工作, 长此以往就会对军队整体的积极性造成负面影响。而较通信设备的更新换代速度, 军队的各类管理模式、激励与评价机制就显得过于老旧, 无法适应新时代的要求。

三、军队强化通信装备管理的措施

3.1全面更新军队通信装备维修管理理念

随着我国军队各类通信设备的不断推陈出新, 技术的不断革新, 也进一步的增加了通信装备故障检测工作的难度。新类型军用通信设备已经具备了高度的集成化, 这也就使得在检测的过程中已经不能再采取过去板、机、块的压缩故障式检测方法, 应该针对装备的高集成性特征进行维护。为此, 军队应该树立起新时期全新的通信设备维护管理理念, 对通信设备进行统一化的管理、检测、维护以及保养等工作, 裁剪多余的设备机器, 促进维护工作的整体化运转。

3.2全面提升综合分析能力, 杜绝低级别故障发生

在军队进行装备日常保养维修以及试验工作时, 如果发现因没有履行相应维护规范而导致的设备故障, 或者由于维护工作人员个人技能不足、责任心较差、工作疏忽等事故, 相关维护人员应该以大系统层面作为基础, 对综合关系进行考察, 对引发故障的可能原因进行逐步排除, 最终保证装备故障的准确修复。即是说, 需要对相关维护人员的综合分析能力进行严格的培训, 同时对各装备的操作进行监察, 严格杜绝低级故障的发生, 保证装备的使用效果。

3.3开展军队通信装备的科学预防性管理维修

需要对军队相关人员进行培训, 使其能够建立其科学化的预防性管理机制, 对可能出现的各类装备故障进行预防, 以此全面提升通信装备维护工作的高效性、快速应对性以及经济性。

四、结语

军队通信设备的维护工作影响着相关装备在使用时的性能, 在和平年代其作用很容易被人们忽略。但军队有关人员需要做到居安思危, 即使在和平年代也需要对军队工作保持足够的高度, 一切工作以战时标准要求, 对通信装备的管理维护工作同样需要这样做, 以此保障通信装备能够保持高效性、稳定性、及时性等特征。

参考文献

[1]李文元, 张勇军, 李德龙, 陈立江.通信装备战时随装携行备件优化方法[J].兵工自动化, 2011 (03) :46-47.

[2]陈立峰.军事通信领域本体构建与分析[J].计算机技术与发展, 2011, 7:101-102.

基于通信装备的系统维修观念 篇4

1 系统观和要素观

在进行通信设备修理的过程中, 应该放到一个系统当中进行考虑, 一套通信设备是由多个系统构件所组成的, 其中的任何一个设备发生了问题, 必然会和其他的设备之间存在着某一种联系, 所以在进行设备维修的过程中就应该结合整个系统来进行。系统观主要有以下几个方面的优势: (1) 在相应的故障没有确定到位的情况下, 有助于准确的判断出故障的范围; (2) 有利于在排除了相应的故障之后, 从系统的性能角度上来判断修理的效果; (3) 有利于发现和查找容易被忽略的局部设备, 并且还能够有效地解决系统兼容性的复杂故障, 保障通信设备能够正常的运行。在通信设备维修的过程中, 影响通信设备正常运行的因素有很多, 其之间也会存在着某种联系, 要正确的认识到因素之间的关联性, 有充分的要素观念, 这样才能够最大限度地提高每个要素的过程, 同时还有助于着重发挥修理主体的作用, 保障通信设备维修能够有效的进行。

2 过程观和指标观

在进行通信设备修理的过程中, 修理的过程可以简化为分析和操作两个过程, 分析主要的合适故障的现象、理解电路运行的原理、分析测量的结果以及修理方案的确定等内容;操作的过程主要包含了故障范围的确定以及可疑设备的代换等行为。这两个过程就概括了通信设备出现故障到维修的全过程, 准确地了解到这个过程, 对于设备的修理有着积极的促进作用, 其过程观主要的要求是:采取任何操作过程都应该有充分可靠的分析过程, 也就是说不能够无缘无故的就进行设备的修理, 保障修理操作过程的合理性。此外, 修理工作人员还应该树立正确合理的指标观念, 以此来对设备故障的程度进行科学合理的判断, 保障判断的准确性。指标观主要是应该具备对仪表的高超应用能力, 通信设备的性能指标是掌握设备运行状态的重要参考, 其能够反应出在特定的条件环境下设备所具有的能力, 以此来对设备的运行状况做出准确的判断, 保障能够及时准确的对通信设备进行有效的维修。

3 层次观和流向观

层次观是在坚持系统观的基础之上, 对修理的对象进行纵向分析的观念, 其主要是指在分析对象结构的时候应该由大及小, 由宏观到微观。坚持层次观有助于提纲携领地处理相应的问题, 这样既能够避免繁琐地分析细节上面的问题, 同时还能够避免在修理的过程中出现修理不深入现象的发生, 主要是让设备修理人员正确地认识到修理的轻重缓急, 明白修理的重点。而流向观是在坚持系统观的前提之下, 对于修理对象进行横向分析的观念, 其主要是指分析对象结构的时候应该由来源至结果。对于处理信息位置的通信设备, 就更加地需要掌握信息收发这两个流向的过程, 可以将其他的流向作为主线辅助, 相应的正确流向观念有利于正确地确定故障分析以及选择测量点。

4 多重观和两分观

通信设备修理的过程是一个不断地确定故障区域的过程, 其主要是对该区域的正常运行进行否定, 在通信设备修理的过程中, 对于通信设备正常运行的肯定相对来说是比较容易的, 而对于设备运行否定是一个需要谨慎的过程, 在判断某个部位故障的时候, 应该进行多方面的考虑, 进行多重性的考虑, 保障故障确定的合理性。两分观是和流向观相结合的, 修理的对象是一个客观存在的体系。两分观念主要的是选择适当的分界, 对其进行相应的测量、分析以及判断, 将修理对象分为正常和异常两个部分, 方便维修的有效进行。

5 结语

系统维修的观念并不涉及到通信设备修理中的具体方法、技巧以及手段, 是让维修人员能够正确地认识到通信设备的具体内容, 为维修人员提供参考依据, 使维修人员自身的能力得到有效的提升, 保障通信设备故障问题能够得到更好的解决, 使通信系统能够正常运行。

摘要：随着科学技术的不断发展, 通信技术已经得到了快速的发展, 保障通信设备的运行是当前通信行业发展面临的重要问题。在通讯设备的维修过程中, 只有掌握了科学的理念和方法, 才能够使通信设备的维修效率得到有效的提升, 其在很大程度上还决定了维修过程的成败。在通信系统维修过程中, 树立科学合理的维修观念, 有助于维修工作的良好进行, 促进维修工作得到更好的发展, 文章主要基于通信装备的系统维修观念做分析介绍。

关键词：通信装备,系统维修,观念

参考文献

[1]陈卫东, 张永丽, 刘志红.基于通信装备的系统维修观念[J].价值工程, 2012, 5 (26) :57-42

[2]罗勇, 夏丹, 徐丹.基于可靠性评估的维修诊断辅助决策系统研究[J].计算机与数字工程, 2011, 14 (11) :172-180

[3]张建中.电子设备故障导致通信中断实例分析[J].电子制作, 2012, 7 (12) :81-87

通信装备备件故障诊断系统研究 篇5

作为提供给舰船通信部门使用的通信备件, 对其电气性能进行维护以保证正常使用十分重要。但在实际操作中, 对通信装备备件进行物理上的保养比较容易, 对其进行加电检测保养却十分困难, 几乎没有条件进行, 因此也就无法保证备件的可用性。而如果通信备件板不能正常工作, 将其替换到通信装备上则不能保证设备运行正常, 会严重贻误工作[1,2]。因此, 研制一种方便实用的加电保养和检测平台, 用于通信装备备件仓库在备件保存时定期加电保养和检测, 以及出库时的电气性能判断, 是非常急需的。该平台不但可以为保管单位检测备件板提供方便, 而且为延长通信设备备件板的寿命提供了一种通用的保养手段。

1 系统总体结构

系统总体设计如图1所示。计算机通过数据采集系统和数据采集接口系统, 完成对电路板电信号的采集任务, 并可以在数据库中查找且相应地显示电路板的正常工作信号。数据采集系统负责所有数据的采集、控制信号的产生以及部分电路板工作信号的产生。系统主要由外围仪器、数据采集卡、GPIB总线以及PXI总线等组成[2,3]。数据采集接口系统主要负责电源通断、部分电路板工作信号和同步信号的发生以及电源和各种信号的路由[3], 主要由数控继电器、CPLD、电路板适配板及其他辅助部件组成。仪器主要包括示波器、信号源和万用表, 负责为电路板提供工作信号以及采集电路板的高频信号和电压信号。

从图1中看出, 计算机与各种外围设备互相交换信息, 计算机起核心作用, 根据各种测试前提条件, 按照测试流程向操作员发出测试、操作命令, 向测试设备发出控制命令并读取数据, 最后完成显示。

总体结构框图将检测平台分为硬件部分和软件部分, 限于篇幅, 本文这里主要介绍系统软件部分的设计实现, 也就是从关键的备件板故障诊断方面详细阐述系统的设计方案。系统的软件部分以PC机和Windows操作系统为平台, 包括故障专家诊断系统、后台数据库系统及其他控制系统。软件系统通过串口与硬件系统进行数据交互, 包括向硬件传送控制指令以及接收硬件采集到的检测信号。

2 通信备件故障诊断专家系统设计

2.1 故障诊断专家系统设计策略

目前对电子电路的故障测试与数据生成的主要途径有两种:一种途径是对有效的测试产生与故障模拟算法进行研究创新;另一种途径是进行设备的可测试性设计。但是近几年的研究成果表明, 目前第一种途径还处于理论研究阶段, 离实际应用还有一定距离, 尤其是对复杂的设备系统[4]。而第二种途径只局限于功能器件和模块部分的开发设计。上述这些原因造成了故障诊断的不确定性。

但是近几年来兴起的人工智能技术给故障诊断开辟了新途径。在一些专业领域, 对专门对象进行专门分析的领域专家知识往往是丰富、有效的。虽然这种基于经验和功能描述反映故障征兆和原因的因果关系很难用数学模型描述, 但这种被称为“浅知识”的启发式经验却对不确定性故障诊断的定位往往很有效, 这得益于领域专家在这方面的知识积累与总结[4,5]。采用适当的似然推理模型, 可合理解决不确定性问题。

2.2 故障诊断专家系统设计

设计的故障诊断专家系统基于人工智能技术, 在对专家提供的知识进行学习的基础上, 模拟人类专家做出决策的思维过程, 进行合理的推理分析来解决原需专家才能解决的复杂问题[5,6]。图2为通信装备备件检测系统软件的设计图。

本系统采用基于黑板模型的推理机制, 用户不需知道具体的推理过程, 但通过系统设计的解释机制来回答用户提出的与推理有关的各种问题, 并可对诊断的思路和流程给出相关解释。

2.3 故障诊断过程

专家系统与传统模拟测试理论相比, 它每进行一步测试或观察都是对分析进行一次肯定或否定, 肯定证实对故障源的选择, 增加了假设的可信度;否定减少了搜索范围, 使行为向目标迈进了一步。根据专家的诊断过程, 本文提出了以下故障诊断过程和搜索模式, 如图3所示。

故障诊断专家系统是建立在故障知识库基础上的, 故障知识库集中了专家们关于系统的各种故障的分析经验, 是故障诊断专家系统的核心。故障诊断系统根据当前输入的故障特征, 利用故障知识库中的知识, 进行基于故障知识库的推理搜索, 并将可能的故障源根据相关性进行排序, 然后依次通过实际测试对故障进行验证, 直到找出具体故障。如果仍找不出故障, 就需要通过测试增加更多的故障特征, 重新进行故障的推理搜索和验证, 直到最终完成对故障的自动诊断。

3 通信备件故障诊断专家系统实现

故障诊断系统的软件部分主要分为四层结构:测试管理层、测试程序层、仪器驱动层和I/O接口层。这种层次设计, 保证了系统运行的坚固性与稳定性, 软件便于维护、扩展及升级换代。如今, 计算机及相关技术发展极为迅速, 当操作系统、外设仪器、数据处理算法需要更新时, 只需更换相应的软件层, 系统就可无缝移植或升级, 保护已有的软件投资。

本文主要介绍数据采集系统也就是I/O接口层的软件实现。I/O接口软件是测试系统软件的基础, 用于处理计算机与仪器硬件间连接的底层通讯协议, 是进行故障诊断的基础。

该部分包括五项, 第一项为模块器件数据, 第二项为模块原理图, 第三项为电路板器件一侧的图片, 第四项为电路板焊盘一侧的图片, 第五项是原理框图。测试项和四个图形具有联动功能, 即当测试项中包括元器件编号时, 四个图形将自动加亮并居中显示该元器件, 这样我们可以直接看到所要测试的点在各图中的位置, 帮助我们快速判断、修理故障。

在设计过程中, 为使编程方便, 通常把与硬件有关的语句都封装在几个函数中, 如:初始化函数 (Init) 、讲函数 (Wrt) 、听函数 (Rd) 。而且还进一步将这几个函数设计成一个DLL (动态数据链接库) 。由于DLL独立于语言, 不管是以后用VB、VC及Delphi等都可以方便地使用这个DLL, 还能用新的DLL代替旧的, 而不用再对其它用到这些函数的应用程序作修改。

在Lab Windows/CVI环境中, 很容易生成DLL文件[7]。首先由Lab Windows/CVI环境生成DLL代码的总体框架, 然后向框架中添加DLL代码, 在代码中必须按以下格式明确地声明导出函数:

由于在本系统中主要用Visual C++编程来实现程序的主要功能, 用Lab Windows/CVI的各种控件来设计界面, 所以在Lab Windows/CVI的DLL代码中主要需导出以下函数:显示各种开关量和模拟量控件的函数、显示和绘制曲线的函数等。另外, 由于这些函数都要调用Lab Windows/CVI的各种控件资源, 所以必须在Lab Windows/CVI的环境中设计好这些控件的大小和位置, 不过也可以将它们都设计成为函数参数, 以便在调用时确定[8]。

在Lab Windows/CVI中将DLL代码编制调试好之后, 可以在Lab Windows/CVI环境中编译成为一个DLL应用程序扩展文件, 同时Lab Windows/CVI系统还将产生一个导入库文件*.lib, 然后就可以被支持DLL的开发平台所调用。同样, 在VC++的程序中, 也必须按以下格式明确声明输入函数:

凡是在Lab Windows/CVI中所声明的导出函数, 在这里都必须将其声明成导入函数。在使用这些DLL文件时, 还必须在VC++的集成开发环境中打开“Setting...”选项, 在Link页中指定由Lab Windows/CVI生成的导入库文件.lib。这样就可以像使用自己定义的函数那样使用DLL中的函数和资源了。

做完这些工作, 所剩的工作就是按照OOA和OOD所设计的结果进行编码。在编码过程中, 需保持良好的程序设计风格, 主要是从提高程序的可重用性、可扩充性和健壮性入手, 以提高程序质量。

4 结语

本文从对虚拟仪器和混合总线技术的研究、分析出发, 结合目前通信装备备件维修的实际, 研制开发基于混合总线的信号检测系统平台, 可以在脱机条件下产生通信备件电路板工作所需的各种电源和激励信号, 模拟通信备件电路板的工作环境, 并将通信备件电路的各种正常与非正常的电特性数据进行采集、保存, 建立通信备件电路板信号数据库, 从而协助维修人员对该型通信备件的多块电路板进行测试维修。

参考文献

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[7]张风均.LabWindows/CVI开发入门和进阶[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2001.

通信装备 篇6

1 高寒环境的气候特点

青藏地区大部分面积属于高寒区, 地形复杂, 气候恶劣。一是海拔高, 空气稀薄;在青藏线, 大气压强要比内地小很多, 含氧浓度也比内地低很多, 在平均海拔三千米高度时, 含氧浓度才是上海等地的百分之七十, 当海拔达到四千五百米时, 含氧浓度降到海平面的百分之五十;大气压强也要比内地低很多, 当海拔在三千米以上时, 大气压强要小于0.07兆帕斯卡。二是阳光辐射强度大, 紫外线杀伤力强;常年野外抢修作业, 强紫外线对皮肤杀伤很大, 皮肤病多发、脱发、风湿、衰老现象严重。三是气候骤变无常;大风、冰雹、雨雪等恶劣天气在青藏沿线随时发生, 昼夜温差很大, 冬季平均气温在零下20~40度, 风沙很大气候很干燥, 相对湿度要远低于百分之二十, 夏季夜雨较多, 相对湿度要大于百分之九十五。四是多民族聚居, 社情复杂;青藏沿线少数民族混杂, 风俗习惯特殊, 信息闭塞, 经济落后, 敌社情状况不容乐观。

2 高寒环境对装备性能的影响

青藏高原地区, 由于海拔高、氧气稀、气压低等因素影响,

实现。在较短时间内, 两网仍需共同促进、共同发展, 并逐渐实现由以往电路型的网络演变成新型的平滑网络。因此, 移动通信网络结构的巨大变革, 将促使其的整个网络系统发生巨大改变, 其的系统功能也得到较大改善。

3结语

总而言之, 随着市场经济的快速发展以及信息化技术的不断进步, 我国移动通信技术的宽带化、分组化以及综合化等势必成为一种发展趋势。移动通信的主体, 也必将以人与人为主演变成人与物或者物与物。与此同时, 固定网络和移动网络的相互融合, 也必将促使通信网络、计算机网络以及广播电视网络与传感器网络的相互融合成为未来的发展趋向。参考文献:

[1]刘德现.基于移动通信的智能天线技术研究[J].科技风, 对机线设备的测量类仪表影响很大, 容易在测量结果与实际值之间产生较大误差;温度太低、温差太大、气候太干燥等天气因素也容易造成电气元件故障、橡胶塑料配件的老化和机件性能的下降;装备仪表的保存及工作环境太差, 雨水、沙土、强光等外部因素更容易影响通信装备的性能;供电条件不合规范, 易造成装备出现故障, 启动停止异常等现象频繁发生。针对以上常见的通信装备故障进行有针对性的维护和训练, 掌握必要的补救措施, 必要时, 利用计算机网络和电话, 联系厂家寻求技术支持, 平时加强经验积累, 提高应急保障能力, 注重针对性强化训练, 了解和掌握青藏高原的特殊地理环境对光缆线路和通信装备性能的影响因素。

2.1 温度对光纤衰减特性的影响

在应急通信抢修中, 我们发现在两端站对测线路则测不通, 而从中间断开一处再测时, 两端又都能测通, 有时上午能测通, 下午又测不通的情况时有发生, 这种情况的产生除与施工质量有关外, 另一方面也是因为光纤表面的涂覆层、套塑材料的线膨胀系数比石英的线膨胀系数要大三个数量级。当温度升高时, 涂覆在纤芯上的塑料涂层会伸长, 使光纤受到拉力逐渐增大, 从而产生应力损耗;当外界温度逐渐降低时, 套在外部的塑料管会逐渐收缩, 光纤产生纵向压缩应变引起弯曲和微弯损耗。在低温条件下, 光纤表面涂覆的硅酮树脂会变硬变脆, 致使损耗增加, 当温度进一步降低时, 光纤的套塑材料将出现纵向收缩, 对光纤逐渐施加压力, 光纤将产生一定的弯曲, 使光纤传输的光信号能量的一部分从内部辐射出去, 损耗明显增加。

[2]cstyle.移动无线通信技术未来发展趋势展望[J].网络与信

[3]彭小平.移动无线通信的过去和未来发展趋势[J].江西通

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[4]“引领下一代无线网络”的TD-LTE移动通信技术[J].华东

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[5]张云.第三代移动通信技术特点、后续演进及其全球竞争

格局[J].中国集成电路, 2009 (2) .

作者简介:赵玉超 (1974-) , 男, 河北唐山人, 助理实验师, 主要研究方向为移动通信技术、通信终端维修。

2.2 静态疲劳对光纤性能的影响

这里所说的静态疲劳就是石英光纤的固有特性, 通俗地讲就是因光纤表面的一些缺陷在一定外力的作用下会逐渐增大, 直至使光纤纤芯断裂。静态疲劳与光缆纤芯的裂纹所在外部环境湿度和应力作用息息相关, 对石英玻璃来说, 光纤本身的抗拉强度是比较高的, 但是无论工艺技术多高, 光纤表面始终存在着细小的裂纹, 而这种缺陷正使得大气中的水气分子对其表面产生一定的浸蚀作用, 再加上工程质量不高, 敷设光缆的质量不过关等因素影响, 有一定的外力长期作用会导致光纤的平均抗拉强度大大降低。青藏高原昼夜温差很大, 光缆内外受热很不均匀, 内外受热程度差异很大, 同时, 强烈的紫外线使得光缆外部氧化变硬速度很快;风沙很大, 接头盒加固很困难, 晃动的程度很大等因素, 都将导致纤芯收缩程度比平常增大很多, 其衰减和损耗也较大。

2.3 高寒因素对设备和线路的影响

一是施工车辆刮断光缆, 导致线路中断;随着青藏铁路的正常运营, 青藏沿线日趋繁华, 施工频繁, 人为破坏因素增多, 导致通信线路阻断, 复用设备机盘上出现光信号丢失或帧失步告警提示。二是青藏线特殊地理条件, 导致大多数通信系统通信的质量明显下降;主要表现为昼夜温差大, 昆仑山到唐古拉山一带的夏季白天最高气温达零上3度, 夜晚气温则下降到零下20多度;紫外线很强, 青藏高原空气稀薄, 紫外线容易穿过臭氧层, 致使光纤的衰耗特性和色散性能受到大气环境因素的影响产生抖动特性, 其性能也大大下降;风沙很大, 一到冬季白天风力可达到11~12级, 夜晚则通常风力较小, 而且敷设光缆的质量不过关、接续损耗大、接头盒风化严重、活动器件沙尘混入等情况都将使线路衰耗值明显加大;现场作业条件太差, 气候变化无常都给抢修接续带来极大困难。三是光纤接续后, 光纤熔接机系统产生的衰耗值与光时域反射仪实际测量的衰耗值差距很大;所以也不能单凭光纤熔接机的估计值来评判接续质量的高低, 相对可靠的方法是在两边端站用光时域反射仪分别测出衰耗值来确定损耗是否在允许范围内, 按这样的方法边测试边施工, 才能保证光缆施工和接续的质量。

3 高寒环境中的应急保障措施

高原高寒环境对通信抢修装备的日常管理、维护保养等有较高的要求, 现将抢修中的一些粗浅经验和方法与大家分享、交流, 以便在高原寒区条件下更加有效地对通信装备加强维护和日常管理, 为更好地使用应急通信装备奠定较为扎实的基础, 尤其是在防恐维稳、旅客救援、应急抢险等保障通信中发挥较好的作用。

3.1 针对低气压的应急保障措施

抢修发现, 低气压对光时域反射仪等测量设备的性能影响较明显, 对线路距离和损耗的测量存在较大的误差, 不能对线路距离正确检测, 测得的结果与实际值出入较大;在缺氧状态下, 熔接机电击放电时有失灵, 对熔接效果影响较大;另外, 缺氧也对野外保障用的3k W柴油发电机等供电系统影响较大, 柴油在气缸内不充分燃烧, 使得电机转速达不到额定要求, 电机难以启动, 有时出现虽能正常启动, 但电流表显示无电流输出的情况, 也给安全操作带来隐患, 因此, 这类通信装备在高原寒区使用时, 务必要和团队日常积累的误差参数相比较, 做到灵活运用;柴油发电机也可将其油气配比调节至低空气量的情况或着直接把空气过滤器去掉等措施来保证它们能正常工作。

3.2 针对电源质量差的应急措施

在高原寒冷地区, 电源品质普遍不高, 电压变化大、频繁停电等情况时有发生。目前, 青藏沿线好多无人区仍不通市电, 有市电的区域质量也无法保证, 所提供的220V的市电偏差大于百分之十五, 质量也无法保证, 通信设备的正常启动将直接受到很大影响, 如:规格为220V、100W的野外作业电源在日常操作使用中各个功能也正常, 但在海拔5000米的昆仑山到唐古拉山一带, 室外温度普遍在零下30度, 仪表装备却出现反复启动不能进行正常使用的情况。因此, 在高原寒区缺氧地区, 需要使用的应急通信装备最好要配备质量好的稳压器和高性能UPS电源等附属装备, 一则可以延长通信装备的使用期限, 二则可以保证应急抢通任务的圆满完成。

3.3 针对低温环境的应急保暖措施

在高原、高寒地区, 常年平均气温在零度以下, 冬季在零下20~40度, 昼夜温差很大。有一次抢修时发现, 大约在零点左右, 室外气温在零下21度时, 就发生光时域反射仪虽能正常启动, 但无法进行项目标定位的情况;或着出现测一次一个不同的数据, 数据变化无常的情况;在冬季也出现过各类发电机无法启动的情况。因而, 在高原、高寒地区, 应急通信装备的使用和维护, 要做到提前保暖防冻等维护工作, 比如, 把通信装备搬运到室内温度高的场所并加盖被褥防冻或着加注防冻液等等措施, 来保证通信装备性能稳定, 不影响正常的抢通任务。

3.4 针对冰雹、大风等复杂天候的应急防范措施

在青藏沿线, 气候常年多变, 大豆般冰雹、强雷电、九级大风随时爆发, 所以要随时做好预防。在高原经常使用的通信装备, 易引起设备接触不良、静电原因损坏机器等情况, 所以, 尽量保证每台装备的地线接的牢固, 导通率良好;通信装备较多时, 做好公共地线, 这样做, 一则可确保人员操作安全;二则可保证通信装备使用安全;三则可减少对通信装备的干扰。用于应急的卫星天线对天气要求严格, 稍有刮风或冰雹时, 就对星不准, 易造成通信中断, 因此, 在展开天线前, 要选择避风的场地作业, 以防大风突袭而损坏通信装备, 同时注意防止冰雪、水淹等灾害发生;要等风速减小冰雹过后再展开;对野战通信车、电源车等特种装备车辆, 要快速固定、快速故障排除, 对通信装备部件脱落和元件接触不良等问题, 要提前做好备品备件的备份准备工作, 确保万无一失。

总而言之, 在高原、高寒地区进行抢险、维稳等非军事斗争中, 使用应急通信装备时, 要根据不同的天候状况, 随时加强通信装备的维护保养管理, 做到针对高原特点, 及时补充、更新;做好防冻、防尘、防潮等工作, 时刻使通信装备保持状态良好, 以便最大限度地保障好各项任务的圆满完成。

摘要：简要介绍了高原、高寒地区复杂多变的气候和恶劣的自然环境对通信装备的影响, 并指出在这些地方因抗震、抗冰雪、防沙尘、维稳等情况下, 应急通信装备的日常管理、使用保养和维护, 以便提高设备的使用性能、延长使用寿命, 从而更好地完成通信保障任务。

通信装备视情维修与状态监测研究 篇7

装备维修的基本前提,是实时准确地掌握装备系统各部件技术状况的基本状态与变化情况,实现对其健康状态变化进行评估,对故障的传播和发展趋势做出早期预测,从而制定有针对性的维修保障计划,指导实施维修保障活动。本文以某型超短波通信装备为例,探讨分析了状态监测的基本方法。状态监测是指了解和掌握设备的运行状态,包括采用各种检测、测量、监视、分析和判别方法,结合系统的历史和现状,考虑环境因素,对设备运行状态进行评估,判断其处于正常或非正常状态,并对状态进行显示和记录,对异常情况做出报警,以便使用与维修人员及时加以处理,并对设备的故障分析、性能评估、合理使用和安全工作提供信息和准备基础数据。

1 状态监测

状态监测的具体过程分为状态监测、分析诊断、结果上报三个基本环节。其结构如图1所示。

状态监测:在装备的运行过程中,对能反映装备技术状况的特征信号进行检测、变换、记录、分析处理。根据需求对所检测的各种信号进行相应的模式变换和数据采集。

分析诊断:对采集到的装备状态数据进行综合分析,对特征信息进行提炼辨识,并结合动态数据存储模块中的专家知识和系统数据库以及各类诊断、预测模型,对当前设备的健康状况进行评估,对故障进行识别、推理,判断其故障模式、原因和位置,并对设备的未来健康状况进行趋势分析,计算故障征兆的发展趋势、影响和估计剩余寿命等。

结果上报:在分析诊断出设备状态的异常或者故障的信息后,将其上报到维修决策部门。

2 通信装备技术状态监测的重要性

视情维修的核心思想是基于对装备技术状态的监控来进行可靠性预测从而为维修保障活动的计划安排提供详实依据。因此实现通信装备视情维修的首要前提,就是对电台当前技术状况的准确把握。所以对技术状况的监测是视情维修中至关重要的一环。

视情维修的整个流程如图2所示。主要包括状态监测阶段、故障诊断预测阶段、维修保障决策三个阶段。从图2中可以看出,对电台原始状态监测、获取电台的工作状态信息,处于整个维修活动的最起始阶段,是后续其他维修活动开展的重要依据。

从视情维修的整个流程来看,对装备施行状态监测的主要作用体现在如下两个方面:当前待监测设备处于其健康退化过程中的哪一种健康状况,是正常态、性能下降态或某一功能失效态,并估计当前的状态偏离正常态的程度大小,属于状态监测与健康管理,解决“是否需要维修”的问题;依据当前待监测设备的健康状况决定是否维修:若维修,需判断系统是由于何种故障模式引起其健康水平的下降,并能对故障模块或元件尽早检测与识别,以免系统完全故障,属于早期故障模块或元件的诊断与识别,解决“故障是什么”的问题。

状态监测对于视情维修的指导意义,在电台的维修中,也已得到了证实并受到了重视。因此加强电台监测技术的研究,使维修机构能够直接或者间接地实时精确掌握设备当前的状态并运用相关技术手段进行故障诊断和预测,对视情维修来说至关重要。

3 某型装甲车载通信设备监测系统设计思路

3.1 对监测设备的基本要求

装甲车载电台监测系统应能集中监测电台的运行状态参量,对各种异常状态做出诊断,对电台工作寿命中的各关键参数进行记录,对电台维修检测进行必要的指导。电台状态监测系统无论采用何种模式,一般均应满足下列基本要求:

(1)响应速度快。监测系统是一个高速的实时在线监测系统,运行人员通过各种人机交互设备,实时监测电台的运行状态,当电台状态发生变化时,要求监测系统能以最快的速度捕捉和记录状态变化,需要实时处理大量数据。为此需要该系统具有足够快的响应速度。

(2)操作简单实用。电台监测系统的用户大多是基层官兵,考虑到基层官兵的文化水平、理解掌握能力的参差不齐,结合该系统平时工作的野战恶劣环境,要求对其进行操作的人机交互界面简洁易用,便于各层次的官兵学习掌握。

(3)扩展性好,兼容性强。任何一个系统的设计都不能一开始就考虑得十分完善,系统的规模、功能的配置等因素不可避免地会发生变化,起初要实现的功能比较局限,以后随着系统的扩大而逐渐增加。要适应这种不断增加的扩展要求,软硬件均应采用模块化设计,不同模块的组合可以实现复杂的多种功能组合。此外,电台监测系统应具备开放式结构,兼容性好。

(4)可靠性高。由于部队工作环境的特殊性,系统的可靠性是衡量该设备的重要指标,为此,在系统配置上,必须采取各种加强可靠性的措施,以保证系统各部分均能分别进行检查、维护和更换。

3.2 电台监测的基本内容

电台内的基本参数有电压、电流、阻抗、功率、频率、相位等,可直接测量或通过各种传感器、电路等转换为与被测量相关的参数。车载无线电台的运行状态就是表征电台运行状况的设计参数在电台运行和使用过程中的反应状况,而电台状态监测便是对该设计参数的状态监测。

根据装甲车载电台的维修检测标准,在此确定该系统进行检测的主要技术指标有:

(1)电台发信机的射频输出功率:指的是在电台设备不加调制的情况下,发射机在一个射频周期内加给标准测量负载的平均功率。

(2)电台发信时天馈系统的驻波比:全称为电压驻波比,在无线电通信中,天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配,高频能量就会产生反射折回,并与前进的部分干扰回合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性,也就是天线中入射波与反射波的情况,人们建立了“驻波比”这一概念。

(3)电台发信机的频率误差:是指未调制载波频率与指配载波频率(指配载波频率是标称载波频率中的任何一个)之差,以Hz为单位来表示。

(4)电台发信机的音频调制度和导频调制度:在FM电台中也称为音频频偏和导频频偏,它是指音频调制信号和(或)导频调制信号(通常为150 Hz)控制载波频率变化的范围。

(5)电台额定接收灵敏度及静噪接收灵敏度:是指电台在静噪或不静噪方式下,天线输入口注入规定的载波频率、载波幅度和规定的调制频偏下,接收机音频输出端获得的标准信纳比。

(6)电台收信时的最大音频输出电压:音频的最大不失真的动态范围对应的输出电压。

(7)电台收信时额定音频输出时的失真度:其全称是音频谐波失真系数,是指当给通信设备天线接收端送入额定的射频输入信号而使接收机获得标准音频输出功率时,输出信号中的二次和高次谐波分量的均方根和音频全信号的均方根值之比。在通信电路中,非线性失真一般定义为:

式中:U1为基波信号电压有效值分量;U2,U3,…,Un,分别为二次、三次到N次谐波信号的电压有效值分量。

(8)频率转换时间:频率合成器从接收指令开始建立振荡到维持在稳定状态的时间叫做建立时间;稳定状态持续的时间叫驻留时间;从稳定状态到振荡消失的时间叫消退时间。从建立到消退的整个时间叫做一个跳周期。建立时间加上消退时间叫做换频时间或者信道切换时间。是反映电台跳频性能的重要指标之一。

(9)频率驻留时间:是指频率合成器接受指令并建立振荡的稳定状态,稳定状态的持续时间成为驻留时间。只有在驻留时间内才能有效地传送信息。是反映电台跳频性能的重要指标之一。

(10)电台在跳频工作方式时的同步能力。即电台在使用跳频方式通信时的同步建立能力。

由于该型电台部分功能维修权限的限制,后3个指标(跳频状态)的监测方法另文讨论分析。

3.3 监测功能的实现

监测功能是该系统的核心任务之一,它完成电台具体参数指标的测量。传统的测量仪器种类名目繁多,测试连接较为复杂,不利于信息化条件下的保障需求;该监测系统应能够将众多测量仪器的功能综合集成后,提供的基本测试功能可以分为发射机测试和接收机测试两个大部分,具体涵盖了监测内容中的主要项目。具备频率计、功率计、信纳比计、调制度仪、驻波比测量仪、音频电压表、失真度仪、音频信号发生器、射频信号发生器九个功能测量模块。

各测量模块与被测电台的连接关系如图3所示。

监测系统对装甲车载电台在离线状态下进行测试的原理图如图4所示。

3.4 在线监测功能

同样实时在线监测功能也是该监测系统的核心任务,当电台处于在线工作状态时,在不影响电台正常工作的前提下对电台的各种工作参数进行实时采集,对能反映当前电台健康状况的相关参数进行分析计算,提取有用的参数信息。上报至后方的远程维修机构,便于后方的远程维修机构能够及时调整部署维修活动,最大限度地提高维修效能。

4 结语

在装备保障信息化发展的大趋势下,不仅是通信装备,其他所有装甲车载装备的维修保障也要向着视情维修、实时监测的方向发展。因此,该系统在完成对通信装备检测任务的基础之上,拓展其功能,使其能够作为一个车内汇聚枢纽节点,收集车内其他设备的健康状况信息,将整车设备的状态信息上传至车长终端乃至后方的远程维修机构,共享资源,实现信息化维修保障任务。

摘要：随着新型信息化装备的广泛应用,与之配套的维修保障体系、方法和手段的研究也被提到重要的议事日程。装甲车载通信设备作为信息化装备不可或缺的重要组成部分,其维修保障水平已成为影响部队战斗力发挥的重要因素。以某型超短波通信设备为例,论述了视情维修的基本思路和流程,明确了各个阶段的工作任务,以技术指标体系为基本依据,分析了通信设备状态监测的基本方法,探讨了智能在线监测的基本思路,为满足装备保障视情维修和精细化管理提供了必要的技术准备。

关键词：通信装备,超短波,状态监测,装备保障

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通信装备 篇8

组网方案自动生成作为通信装备组网仿真训练系统的重要组成部分,能够根据通信任务实时地生成正确的组网方案,对于实现仿真训练系统对操作结果的自动评估具有重要作用。通信装备组网方案类似于作战通信计划[1],通常是由通信部门根据上级的通信指示、本级首长决心、部队的作战任务、本部队的通信实力、首长对通信联络的要求、既设通信设施以及作战环境特点等条件,经过综合分析研究拟制完成。然而,这种人工作业的方式不仅耗时费力、容易出现人为错误,也不能满足组网仿真训练系统实现自动评估的需要。如果能够把通信装备组网的知识赋予计算机使其完成通信组网的任务,实现通信装备组网方案的自动生成,将大大提高通信装备组网方案拟制的效率和正确性,为仿真训练系统的自动评估提供参考标准。近年来,专家系统得到了广泛应用和发展,尤其是在自动配置领域的应用成果为问题的解决提供了很好的思路,文章借鉴专家系统的思想提出了构建通信装备组网方案自动生成系统的总体框架、主要模块、关键技术以及下一步实现的方法。

2 专家系统在自动配置领域的研究现状

根据通信任务自动生成通信组网方案的系统还未见报道,但利用专家系统的思想实现对某个系统的自动配置却有较多的研究,并取得了很好的成果。具有代表性的是20世纪80年代卡内基大学的John McDermott等人为美国DEC公司的VAX-11计算机研发的自动配置系统棗XCON系统[2],该系统是一个基于规则的专家系统,拥有至少6200条规则,能够根据客户订货单上对设备的要求,确定所需组件及组件之间的连接关系。系统的使用突破了之前依靠人工配制订单带来的瓶颈,给Dec公司带来了巨大的收益;在开发XCON系统的同时,DEC公司还开发了基于规则的销售员辅助专家系统棗XSEL系统[3],该系统能根据销售员输入的客户订单内容,采用交互的方式协助销售员选择恰当的电脑配件。SICONFEX系统[4]是1985年由Lehmann等人为西门子公司开发的,它是一个为SICOMP电脑配置操作系统的专家系统,其功能与XCON系统相似而实现方式却不同。虽然这些系统的表现形式不尽相同,但其实现的核心都是基于专家系统的思想。因此,我们试图提出并实现一个基于专家系统思想的通信装备组网方案自动生成系统。

3 系统方案设计

系统数据流程及主要模块如图1所示,主要包含四个主要模块:信息抽取模块、知识库模块、推理机模块以及综合数据库模块。

系统输入是文本形式的通信任务,通过信息提取模块从文本中提取出通信装备组网所需的关键信息;然后,将提取的信息传入推理机中,推理机按照既定的推理机制,调用知识库中关于通信装备组网的知识和综合数据库的数据,构建起符合要求的通信装备组网方案。

同时,专家和工程师可以通过人机交互界面对知识库中的知识进行添加、删除和更新等操作。当通信装备属性改变时,通过人机交互界面对综合数据库中装备信息进行修改。分析系统的框架结构可以发现,这样的结构理论上对任何通信网系统都是适用的,只要将相关的通信装备组网知识和装备数据输入知识库,理论上就可以按要求自动生成相关的通信装备组网方案。

4 关键技术

4.1 信息抽取

由于系统的输入是自然语言形式的通信任务文本,因此必须从中提取出通信装备组网所需的信息,用于推理机进行推理,最终生成组网方案。信息抽取技术是从自然语言文本中抽取预先指定的实体、关系等信息,形成结构化的数据并填入数据库的过程[5]。信息抽取技术由简到难可以分为实体识别、实体关系识别和事件模板构造三个方面,其处理的主要对象是自然语言文本,其文本类型一般可分为三种:非结构化文本、半结构化文本和结构化文本。信息抽取实现方法主要有两种:

(1)基于规则的方法。目前大多数信息抽取采用基于规则的方法,它由人工制定规则或模版,采用有限状态自动机来实现。基于规则的方法在抽取特定领域的实体被证明是十分有效。

(2)基于统计的方法。主要利用人工标注语料,通过机器学习的方式来识别实体。当面对海量数据时,基于统计的方法优于基于规则的方法。

基于统计的方法其优点是人工代价少,学习速度快,但缺点是识别的准确率不高,一般需要大规模的语料进行训练。基于规则的方法对语言和文本格式等依赖较强,在性能上要优于统计的方法,但在系统健壮性和灵活性方面没有统计的方法好。

鉴于通信任务文本的内容和格式通常都是相对固定的,并且篇幅不长的特点,比较适合用基于规则的方法来实现信息抽取。其具体实现过程是:首先,要确定通信任务文本中包含的关键要素,如业务开设时限要求、业务开设的类型规模及地域要求、既有的通信要素、装备的类型和数量等等。然后,制定相应的规则,对文本中的关键要素进行匹配提取。

例如以下是一段在某战术想定下的通信任务:

“在**时之前,在A、B两地之间各开通一个通信节点,AB间相距70km;在各节点局开通话路通信20路、数据通信10路,实现两地之间的数据通信和语音通信;通过距A地较近的友邻部队M军的地域网与外部实施网络相连,进行数据和话音传送和交换;现有的通信装备有某型节点交换车2辆,某型入口交换节点车1辆、某型网络管理车1辆。”

信息抽取模块将从上述的通信任务中抽取关键信息如:“两地开通节点通信连接”、“两地相距70km”、“话路20路”、“数据10路”等等。

4.2 知识表示

知识库是专家系统的重要组成部分,根据专家系统应用领域的不同,知识的表示也有所不同,主要有以下几种表示方法[6]:

(1)一阶谓词逻辑表示方法。谓词逻辑是一种表达能力很强的形式语言,并且有许多成熟的推理方法。因此,谓词逻辑及其推理方法就成为知识表示和机器推理的基本方法之一,另外,谓词逻辑推理中的替换合一技术也是符号推理中模式匹配的基本技术。但其存在一定的局限性:推理过程冗长;对现实世界的知识不能明确地加以区分,其中隐藏着许多非确定性。

(2)产生式规则表示法。产生式规则是一种知识描述或约定法则,与自然推理过程类似,且易于在计算机中实现,目前已经成为专家系统中应用最多的一种知识表示方法。它采用if……then……的形式,if后面跟的是条件(前件),then后面的是结论(后件),条件与结论可以通过逻辑运算and、or、not进行复合。产生式规则的理解非常简单:如果前提条件得到满足,就产生相应的动作或结论,知识库其实就是一个规则集。其优点在于:与人的思维过程相似;以唯一的结构表示知识能够让别人容易理解;单个规则能够自由方便添加、删除或修改[7]。但也有不足:效率较低;不能表示结构性知识。

(3)语义网络表示法。语义网络是Quillian于1968年提出的一种知识表示形式,作为人的记忆过程模型。后来又朝着多种不同的方向拓广,其主要优点是:提供了表示对象与概念间关系的极其自然的框架;能很好地表示分类层次知识。其缺点在于:缺乏连接的命名标准,没有公认的形式表示体系;对于一个产生否定结果的查询,可能要搜索很多甚至所有的连接。

(4)框架表示法。以框架理论为基础发展起来的一种适应性强、概括性高、结构化良好、推理方式灵活、又能把陈述性知识与过程性知识相结合的知识表示方法,但也有短处:对知识的管理即知识之间的一致性和完整性存在问题;推理方法不固定、泛用性高,因而加重了用户方面的负担。

(5)面向对象表示法。面向对象的知识表示方法将多种单一的知识表示方法比如规则表示法、框架表示法等按照面向对象程序设计原则组成一种混合知识表达形式,采用类来进行数据抽象,并把作用在该抽象数据上的操作封装在类中,即以对象为中心,将对象的属性、动态行为和特征、相关领域知识和数据处理方法等有关知识“封装”在表达对象的结构中。它引入了对象类的概念及消息传递,实现了数据抽象、信息隐蔽和类之间的继承性,更加接近于人类的思维,更能体现人类思维的自然性。

综合分析各种知识表示方法的优缺点,结合系统设计的特点,面向对象的知识表示法具有许多与人类思维过程相类似的特性,能有效地表达通信网组织的相关知识,是下一步研究的重点。

4.3 推理机制

推理机制是构建专家系统的核心模块,推理机针对当前问题的条件或已知信息,反复调用知识库中的知识,以得到问题求解结果。

推理方式可以有正向和反向推理两种。正向推理是从前件匹配到结论,反向推理先假设一个结论成立,看他的条件有没有得到满足。推理机就如同专家解决问题的思维方式,知识库通过推理机来实现其价值。

随着知识库中存储知识的不断增长,系统的性能会受到影响,为了提高推理机推理的效率,必须设计一种好的数据结构,加快推理的速度和准确率。根据专家系统的推理策略和逻辑推理过程可知,推理过程是具有阶段性或顺序性的。文献[8]提出了新的基于产生式规则的推理树结构,采用分层分类别的存储方法,大大提高了推理机的推理效率。对于通信装备组网方案自动生成系统来说,推理过程也具有一定的顺序性,比如在处理一个通信任务时首先解决干线通信组织问题,之后再逐步确定各个局部通信组织等等。文献[9]建立了基于BP神经网络推理模型的测试设备智能故障诊断系统,介绍了神经网络推理机的实现技术,证明了将神经网络应用于专家系统中弥补了传统专家系统的不足,具有很强的实用价值。神经网络和专家系统的结合大多是用来解决故障诊断问题,对于如何用来解决自动配置问题需要进一步的深入研究。

4.4 数据库构建

综合数据库用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论。通信任务都基于一定类型和规模的通信装备,因此构建通信装备数据库是必要的,它不仅包括装备自身的信息如名称、接口、性能等等,同时还包括了装备间的关系,作为推理的支持部分,保证装备数据的正确性,使推理得以顺利进行。

一个好的数据库设计对数据库应用系统的设计与实现至关重要,如果数据库设计不合理,不但会造成数据冗余和不一致,而且还会引起数据的操作异常。要按照关系数据库设计的三个步骤[10]:需求分析、概念结构分析和逻辑结构分析,对装备数据库进行设计,得到符合系统需要的数据库。

5 结束语

根据通信任务文本实现通信装备组网方案的自动生成,对构建通信装备组网仿真训练系统以及作战中的通信装备组网方案拟制都具有重要意义,将大大提高拟制通信装备组网方案的效率和正确性。文中借鉴专家系统的思想,提出了实现组网方案自动生成的系统框架,并对所需的关键技术进行了深入的分析,结合系统特点指出了下一步研究的重点。

参考文献

[1]王应泉,李军,张建军等.通信参谋业务技能[M].北京:军事科学出版社,2004.

[2]VIRGINIA E.BARKER,DENNIS E.O’CONNOR.Expert Systems for Configuration at Digital:XCON and Beyond[J].Communications of the ACM,1989,(32):298-318.

[3]STEPHEN POLIT,R1 and BEYOND:AI Technol-ogy Transfer at DEC[J].the ai magazine,1985:76-78.

[4]BERND NEUMANN.Configuration Expert Systems:A Case Study and Tutorial[A].Proc.1988 SGAICO Confer-ence on Artificial Intelligence in Manufacturing[C],Assembly,and Robotics,Oldenbourg,Munich

[5]郑彦宁,邓擘.信息抽取技术在情报学中的应用分析[J].情报理论与实践,2008,5:769-772.

[6]于萍,吴业福.面向对象知识表示在起重机专家系统中的应用[J].计算机技术与发展,2008,(18):204-206.

[7]LO K.L.,NASHID I.Expert Systems and Their Application to Power Systems.I.Components and methodsof knowledge representation[J].Power Engineering,1993,7(1):41-45.

[8]黄务兰.一种新的基于产生式规则的推理树结构[J].微电子学与计算机,2007,(24):76-78.

[9]黄华,李艾华,刘军玉.基于神经网络专家系统的某测试设备故障诊断[J].仪表技术,2008,(11):4-6.