雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)體系構(gòu)建

邱　勇

(中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所，南京 211153)

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雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)體系構(gòu)建

邱勇

(中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所，南京 211153)

針對(duì)雷達(dá)裝備研制需求，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)內(nèi)涵，從大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化體系結(jié)構(gòu)和信息化應(yīng)用的角度，論述和提出了雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)，以及雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化信息網(wǎng)絡(luò)化管理方法，提出了雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制方法和技術(shù)途徑。

雷達(dá)裝備；大數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)；體系構(gòu)建

0　引　言

隨著雷達(dá)裝備使命、功能和技術(shù)性能的快速發(fā)展，相控陣技術(shù)、多任務(wù)集成技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、軟件化技術(shù)等已成為雷達(dá)裝備的主要技術(shù)方向。有效應(yīng)對(duì)和及時(shí)滿足多種技術(shù)體制和不同技術(shù)特點(diǎn)的雷達(dá)裝備研制是促進(jìn)雷達(dá)裝備發(fā)展的重要研究內(nèi)容?；诂F(xiàn)代大數(shù)據(jù)[1]和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)，以其可具有的針對(duì)性、及時(shí)性、有效性和高適應(yīng)性，已成為提升雷達(dá)裝備研制和滿足多體制、多批量雷達(dá)裝備研制的重要技術(shù)手段。

1　作用與構(gòu)建維度

雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)主要是通過對(duì)雷達(dá)裝備研制過程中產(chǎn)生的大量有關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析、優(yōu)化，科學(xué)制定可適應(yīng)多體制多批量雷達(dá)裝備研制全過程的信息掌控和各階段的資源優(yōu)化配置，以能將數(shù)據(jù)有機(jī)地整合，為科研生產(chǎn)提供全面的信息。雷達(dá)裝備研制大數(shù)據(jù)一般來源于需求、論證、設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)研制、生產(chǎn)制造、模塊調(diào)試、分機(jī)調(diào)試、整機(jī)調(diào)試、外場試驗(yàn)和故障維修等環(huán)節(jié)，以及包含有關(guān)研制人員動(dòng)態(tài)配置與管理的信息。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的全面掌握、分析和挖掘，可以容易發(fā)現(xiàn)哪些環(huán)節(jié)可以優(yōu)化，哪些成本可以節(jié)約，哪些模塊可以為其他雷達(dá)所用，為重用模塊提供依據(jù)，為科學(xué)制定雷達(dá)裝備研制策略提供強(qiáng)有力的支撐。

雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)構(gòu)建一般從大數(shù)據(jù)的規(guī)范、生成、存儲(chǔ)和利用等4個(gè)維度出發(fā)，其中大數(shù)據(jù)的規(guī)范是基礎(chǔ)，沒有規(guī)范會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是離散的和不統(tǒng)一的。就各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)都需要人員信息而言，如果每個(gè)系統(tǒng)都各自建立一套人員信息，那么就無法實(shí)現(xiàn)對(duì)于某個(gè)人進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘時(shí)提取整體信息。其他包括財(cái)務(wù)信息、元器件庫、物資編碼庫等都應(yīng)該是統(tǒng)一的。因此，大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)需要對(duì)整個(gè)研制過程全要素進(jìn)行規(guī)范。

2　現(xiàn)狀與建設(shè)需求

大數(shù)據(jù)的生成和存儲(chǔ)必須基于網(wǎng)絡(luò)。雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)一般可在雷達(dá)裝備研制單位現(xiàn)有涉密內(nèi)網(wǎng)的基礎(chǔ)上拓展生成。目前，典型涉密內(nèi)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　典型涉密內(nèi)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

但是，隨著雷達(dá)裝備研制能力的提升和創(chuàng)新發(fā)展，僅有涉密內(nèi)網(wǎng)無法滿足業(yè)務(wù)的需求，如高端機(jī)床需要互聯(lián)，產(chǎn)品質(zhì)量檢測需要互聯(lián)，部分設(shè)備調(diào)試需要互聯(lián)，等等。這些都不能納入涉密內(nèi)網(wǎng)。同時(shí)，外場采集的雷達(dá)數(shù)據(jù)由于量大而與保密要求的數(shù)據(jù)導(dǎo)入途徑相沖突，無法有效存儲(chǔ)和利用，嚴(yán)重影響了知識(shí)積累。

從業(yè)務(wù)的角度，應(yīng)該將雷達(dá)裝備研制生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都納入一張大網(wǎng)中。這些環(huán)節(jié)包括論證、設(shè)計(jì)、仿真、生產(chǎn)、制造、調(diào)測和外場試驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用等。但是，由于生產(chǎn)制造和調(diào)測等設(shè)備存在保密上的不可控問題，比如高端機(jī)床和高端儀器儀表等設(shè)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(huì)將涉密信息竊取都無法確定，因此現(xiàn)階段保密要求上不允許將機(jī)床、儀器儀表等設(shè)備直接接入到涉密內(nèi)網(wǎng)。這無形中割裂了業(yè)務(wù)所需的大網(wǎng)。

3　雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)構(gòu)建的突破

業(yè)務(wù)和保密的矛盾需要進(jìn)行解決，哪怕現(xiàn)階段不能完全解決，但必須有所突破。主要突破在于雷達(dá)裝備研制單位建立非密的生產(chǎn)制造調(diào)測網(wǎng)(以下簡稱非密調(diào)測網(wǎng))，用于其他業(yè)務(wù)需要但保密不允許連入內(nèi)網(wǎng)的互聯(lián)。

非密調(diào)測網(wǎng)用于承載的數(shù)據(jù)是非密的內(nèi)部信息，因此也不允許連接其他任何非密網(wǎng)絡(luò)。由于保密技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段可以將此網(wǎng)絡(luò)與涉密內(nèi)網(wǎng)相連，但是數(shù)據(jù)只能從非密調(diào)測網(wǎng)向涉密內(nèi)網(wǎng)單向傳輸，數(shù)據(jù)從涉密內(nèi)網(wǎng)向非密調(diào)測網(wǎng)傳輸是被禁止的。

非密調(diào)測網(wǎng)的建設(shè)需要有單獨(dú)的數(shù)據(jù)中心，用于承載高端機(jī)床互聯(lián)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測互聯(lián)和部分設(shè)備調(diào)試互聯(lián)等應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)端。

由于網(wǎng)絡(luò)的非涉密性質(zhì)，可以使用虛擬化[2]技術(shù)實(shí)現(xiàn)私有云，靈活地滿足業(yè)務(wù)的服務(wù)端和終端需求。例如，可以為新應(yīng)用動(dòng)態(tài)分配服務(wù)端資源；可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工車間的無紙化加工，通過私有云中的桌面虛擬化技術(shù)只提供給制造者終端顯示，用于保證數(shù)據(jù)的便捷傳輸和安全使用。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)將海量的外場采集或試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到非密調(diào)測網(wǎng)中進(jìn)行集中存儲(chǔ)和利用，并通過數(shù)據(jù)提取將有效的非密數(shù)據(jù)發(fā)往涉密內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行利用。

4　雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)信息化系統(tǒng)技術(shù)

隨著雷達(dá)裝備戰(zhàn)技性能、可靠性、研制周期和服務(wù)保障水平等需求的提升，雷達(dá)裝備研制能力建設(shè)需要不斷創(chuàng)新，通過信息化手段實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)要素主要有：

(1) 設(shè)計(jì)仿真類：智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)、仿真過程管理系統(tǒng)、技術(shù)狀態(tài)管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)軟硬件研發(fā)平臺(tái)、微波與天線系統(tǒng)研發(fā)平臺(tái)；

(2) 制造工藝類：智能化工藝平臺(tái)、工藝過程管理系統(tǒng)；

(3) 質(zhì)量控制類：智能質(zhì)量管理系統(tǒng)、可靠性及環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)平臺(tái)、綜合性能及效能試驗(yàn)平臺(tái)；

(4) 服務(wù)保障類：智能化服務(wù)保障平臺(tái)、裝備全壽命周期保障平臺(tái)；

(5) 頂層決策類：智能決策系統(tǒng)。

4.1涉密內(nèi)網(wǎng)承載的系統(tǒng)

涉密內(nèi)網(wǎng)承載的系統(tǒng)一般有涉密內(nèi)網(wǎng)承載的包括智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)、智能化服務(wù)保障平臺(tái)、仿真過程管理系統(tǒng)、技術(shù)狀態(tài)管理系統(tǒng)和智能決策系統(tǒng)等，如圖2所示。

圖2　涉密內(nèi)網(wǎng)承載的系統(tǒng)

這些系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)主要為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、三維設(shè)計(jì)模型、三維仿真模型、產(chǎn)品文件、設(shè)計(jì)文件、規(guī)范、產(chǎn)品保障信息、技術(shù)狀態(tài)信息等，需要高性能、高可靠性的傳輸和處理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以及高性能大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份平臺(tái)。

4.2非密調(diào)測網(wǎng)承載的系統(tǒng)

非密調(diào)測網(wǎng)承載的系統(tǒng)一般有智能化工藝平臺(tái)、工藝過程管理系統(tǒng)、智能質(zhì)量管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)軟硬件研發(fā)平臺(tái)、微波與天線系統(tǒng)研發(fā)平臺(tái)、可靠性及環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)平臺(tái)、綜合性能及效能試驗(yàn)平臺(tái)和裝備全壽命周期保障平臺(tái)等，如圖3所示。

圖3　非密調(diào)測網(wǎng)承載的系統(tǒng)

這些系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)主要為制造工藝數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)、天線測試、可靠性、環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)、外場試驗(yàn)等。它們同樣需要高性能大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及高性能、高可靠性的傳輸和處理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

5　典型雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)建設(shè)方法

雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)的涉密內(nèi)網(wǎng)與非密調(diào)測網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)單向傳輸進(jìn)行相聯(lián)，形成統(tǒng)一的整體。由于數(shù)據(jù)不能雙向傳輸，因此兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要分別建設(shè)數(shù)據(jù)中心。涉密內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)可在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升，而非密調(diào)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心需要新建。

5.1涉密內(nèi)網(wǎng)的主要建設(shè)方法

在網(wǎng)絡(luò)層面，將主干網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用服務(wù)接入傳輸速率提升至萬兆，實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸。

在服務(wù)器層面，提升數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和重要應(yīng)用服務(wù)器的性能，采用冗余架構(gòu)，以提高可靠性，保證業(yè)務(wù)的持續(xù)開展。

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層面，采用冗余架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，保證數(shù)據(jù)的高可用性和安全性。

在數(shù)據(jù)庫層面，整合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，建設(shè)集中的SQLServer和Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，采用RAC[3]等冗余架構(gòu)。

在系統(tǒng)備份層面，涉密中心機(jī)房采用雙UPS系統(tǒng)，形成供電冗余架構(gòu)，為設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。如果做不到異地備份，至少在園區(qū)其他樓宇建設(shè)涉密內(nèi)網(wǎng)容災(zāi)機(jī)房，對(duì)重要應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)形成系統(tǒng)級(jí)的容災(zāi)，以保證業(yè)務(wù)的不斷。該主要設(shè)施包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、UPS和空調(diào)系統(tǒng)等。

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

同時(shí)，根據(jù)國家安全保密要求，完善保密技術(shù)防護(hù)措施和管理規(guī)范。

5.2非密調(diào)測網(wǎng)的主要建設(shè)方法

非密調(diào)測網(wǎng)新建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心環(huán)境，結(jié)合虛擬化技術(shù)，對(duì)DNC、質(zhì)量檢驗(yàn)、調(diào)試系統(tǒng)等應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行整合，滿足資源整合和按需獲取的需要。

采用虛擬化技術(shù)、高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、刀片服務(wù)器群和高可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)搭建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、功能完善硬件平臺(tái)。結(jié)合創(chuàng)新建設(shè)模式，為承載的應(yīng)用平臺(tái)提供良好的支撐，加快業(yè)務(wù)的部署，大大縮短系統(tǒng)上線時(shí)間，節(jié)省設(shè)備投資和能源消耗。

采用基于VDI[4]架構(gòu)的桌面云集中部署用戶環(huán)境，建立一個(gè)共享開放、先進(jìn)高效的終端服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)按需分配資源、數(shù)據(jù)集中可控的目標(biāo)，特別適用于生產(chǎn)加工的圖紙傳輸。

在高性能集群計(jì)算層面，同樣需要建立用于非密調(diào)測網(wǎng)的高性能集群計(jì)算的公共系統(tǒng)，用于生產(chǎn)、調(diào)測等需求，共享使用。

與涉密內(nèi)網(wǎng)一樣，根據(jù)國家安全保密要求，完善保密技術(shù)防護(hù)措施和管理規(guī)范。

5.3拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

6　結(jié)束語

雷達(dá)裝備大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化研制平臺(tái)構(gòu)建應(yīng)該規(guī)范先行，對(duì)于業(yè)務(wù)流程進(jìn)行重建，用涉密內(nèi)網(wǎng)承載涉密數(shù)據(jù)，用非密測試網(wǎng)承載內(nèi)部非密數(shù)據(jù)，并在性能和安全保密上滿足需求，同時(shí)在保密允許的最大程度上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和形成可升級(jí)、可擴(kuò)展能力，以此來滿足多種體制和多批量雷達(dá)裝備研制需求，并適應(yīng)雷達(dá)裝備研制能力進(jìn)一步提升的發(fā)展需求。

[1]朱進(jìn)云，陳堅(jiān)，王德政.大數(shù)據(jù)架構(gòu)師指南[M].北京:清華大學(xué)出版社,2016:1-89.

[2]GustavoAASantana.數(shù)據(jù)中心虛擬化技術(shù)權(quán)威指南[M].張其光,袁強(qiáng),薛潤忠譯.北京:人民郵電出版社,2015:1-15.

[3]高斌.OracleRAC核心技術(shù)詳解[M].北京:機(jī)械工業(yè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及信息系統(tǒng)。

TP311.52

A

1009-0401(2016)03-0067-04