试验评估系统论文摘要-

飞机试验验证评估平台北京瑞风协同科技股份有限公司目前洪庆总对我们的要求主要在：1、要以MBSE的思想从需求出发进行试验验证的分解；2、区分TDM和EDC的功能，所里需要能够整合管理试验数据的TDM，edc所里统筹考虑，我们的方案可以不提。3、结合飞控，航电、机电专业的数据特点提出“功能性试验”数据的管理方法。4、管理范围：所级试验数据统筹管理，获取各试验室、风洞、强度外场、各成品厂提供的数据并进行管理，试验室端试验业务及数据怎样采集不在建设范围内。瑞风公司以往方案更倾向于批产型号或者针对某个部件的性能试验，601所的试验主要偏向预研，以功能联合验证为主，管理思路完全不一样。同时所内试验室站的角度不高，信息化又不了解业务，因此需要我们成为纽带把两方整合起来统筹规划，如果想参与就在两周内定制个方案，说清楚功能试验数据都有哪些应该怎么管。（秦提供）飞机集成验证试验平台规划研究摘要:在现代大型飞机的研发过程中，为了保证飞机的飞行安全，开展飞机地面模拟试验是飞机成功研制的重要保证。通过对飞机的试验需求进行分析，指出了全机级集成验证试验平台建设的原则，对铁鸟综合试验台、航电综合试验台和电源综合试验台的规划进行了说明。通过试验件互联、试验设备互联及试验接地技术，将不同的综合试验台连接起来，形成了全机级集成验证试验平台架构。综述：多系统之间的综合验证试验是飞机需求最直接有效的验证手段。国外著名飞机制造商对不同机型采用了不同集成验证方法:波音777飞机采用了飞机系统综合试验台，综合了电源系统、飞控系统、机电系统、航电系统、环控系统、推进系统等关键机载系统;波音787采用了模块化集成方式，综合了飞控系统、液压系统、航电系统、起落架系统和环控系统等关键机载系统［2］;空客A350采用了Aircraft“Zero”试验台和集成仿真试验

Aircraft“Zero”试验台综合了铁鸟飞控系统、液压系统、起落架系统和电气系统，集成真试验台综合了真实的驾驶舱和飞机电子［3］。全机集成验证技术不仅提高了飞机地面模拟试验的充分性，增强了试验结果的可信性，而且能够利用飞行试验数据在试验台上进行飞行复现，实现系统飞行故障在地面的复现和检查，对飞机故障的排除和飞行安全起着重要作用。因此，对飞机集成验证试验平台规划进行研究具有十分重要的意义。本文在分析了全机集成验证需求的基础上，借鉴了国外飞机系统集成验证经验，提出了一种全机集成验证试验平台方案。飞机集成验证试验平台规划研究1需求分析飞机在研制过程中的试验需求包括设备级验证需求、系统级验证需求、多系统级验证需求、全机级集成验证需求。设备级需求:对飞机的功能和性能起到重要影响作用的机载设备的功能、性能、安全性、稳定性等进行验证，确保机载设备的完好;系统级需求:验证系统的功能符合设计要求，验证系统动、静态性能符合设计要求，验证系统故障检测/隔离/告警功能，验证系统和其他系统的接口正确性;多系统需求:通过不同系统之间的交联试验，验证系统联合工作的功能和性能是否满足设计要求，验证不同系统之间接口信号的正确性，验证不同系统之间的控制逻辑、响应

是否正确、可靠、达到设计要求;全机级需求:开展各种飞行场景和飞行操作模拟试验，动态检查飞机系统交互逻辑、飞机系统与驾驶员逻辑接口，包含故障条件下系统之间的逻辑，验证全机告警系统设计是

否合理，优化全机能量和数据流需求，暴露飞机系统协同工作内部缺陷，增长飞机系统

设计和集成的成熟度。此外，支持试飞试验，复现故障和排故。飞机集成验证试验平台规划研究全机集成验证平台规划思路全机级集成验证试验平台的规划是从飞机试验需求出发，以传统的飞机子系统试验验证技术为基础，在系统设计及系统试验方案制定时综合考虑各相关系统试验设施的配置，既有利于各系统的单独试验，又能进行多系统集成试验。在全机级集成验证平台建设过程中，弱化专业界限，从试验需求出发，自下而上验证，通过模型迭代实现从虚拟集成验证到物理集成验证、从单系统集成验证到多系统集成验证的转换，最终形成完善的飞机级集成验证试验环境。飞机集成验证试验平台规划研究2．2规划原则集成验证试验平台的规划主要遵循以下原则：真实构型原则为了保证试验结果的可信度，在进行集成验证试验平台的规划时，试验构型应尽可能逼近飞机真实构型。最先需求原则根据飞机集成验证试验的整体建设规划和系统对飞机的影响，对试验平台的项目、资金、设备、场地等资源进行设计规划和配置优化。先进性原则从试验项目的规划到试验方案的选择，整个过程都要与飞机集成验证技术的发展紧密结合。在综合考虑技术前瞻性和技术成熟度的基础上，合理规划试验平台及试验项目。资源共享原则飞机的各个系统并不是相互独立的，而是密切的联系。因此，在建立集成验证试验平台的时候，需要统筹考虑不同系统之间功能及技术上的的联系，对于具有相同试验需求，或重叠试验需求的不同系统，在充分考虑试验时间安排的前提下，建立可以共用的试验平台，以充分提高试验设备的利用率，实现最大程度的资源共享。飞机集成验证试验平台规划研究综合建设原则飞机在设计过程中不仅有系统级的试验需求，还有飞机级的试验需求。飞机级集成验证试验要求在尽可能接近飞机真实构型下进行功能及性能试验，这就要求在进行试验平台的规划时要考虑不同系统试验台之间的交互作用。可扩展原则飞机各系统的试验需求可能会随着飞机研制进程中遇到的问题而出现新的试验验证需求，因此在试验平台规划时要充分考虑扩展试验功能，为试验功能的提升和持续发展提供可能。规范化管理原则飞机集成验证试验包含了不同系统、不同专业的试验需求验证，为了满足不同系统、不同专业对验证试验的需求，需要在符合企业实际情况下制定科学、规范的管理模式，为快速、高效地完成各级试验需求任务提供保障。2．3综合试验平台组成根据以上规划思路及原则，本文提出了一种基于“分布式”布局的飞机集成验证试验平台规划方案。将具有相同或相似试验需求的系统规划到同一个试验台，然后将不同的试验台通过互联系统进行联通，构建全机集成验证试验环境。飞机集成验证试验平台规划研究2．3．1仿真试验台虚拟仿真平台在飞机设计的早期阶段，通过仿真的方式对系统的控制逻辑关系、功能关系、输入/输出参数、数据流进行需求确认，对系统进行可行性分析、验证，对全机能量流及信号流进行优化，有助于进行早期评估以及资源优化，在短时间内检验构型变化，减少开发时间。为了满足全机级的验证需求，仿真试验台应该具备与真实飞机相同的仿真模型，其中包括各系统的模型以及飞行过程中的各种环境模型，如图2所示。后续继承系统数字仿真的结果，并将其转变成为具备真实物理接口的实时仿真模型。在真实设备研制出来后，通过真件与仿真件之间的逐一替换，逐步完成试验平台的集成工作。图2大规模飞行仿真飞机集成验证试验平台规划研究2．3．2铁鸟综合试验台铁鸟综合试验台主要是验证主飞控系统、高升力系统、液压系统、起落架系统以及刹车系统的功能及性能的符合性，除此之外，还要验证各系统结构安装定位的准确性、机械运动的合理性、控制逻辑的正确性、计算机软硬件运行的正确性及匹配性以及各种工作模式下各系统的控制率，如图

3所示。铁鸟综合试验台架构主要安装有主飞控系统、高升力系统、液压系统、起落架系统和刹车系统LＲU(LineＲeplaceable

Unit，简称LＲU)试验件、结构试验件、管路试验件以及电缆试验件，除了受客观原因所做的必要等效或简化外，试验台构型应与真实飞机构想完全相同。为了试验方便，铁鸟综合试验台建设有独立的模拟驾驶舱，并且通过视景仿真系统模拟更加直观反映试验时飞机的飞行状态。此外，为了保证试验安全，平台还有视频监控系统。图3铁鸟综合试验台飞机集成验证试验平台规划研究2．3．3航电综合试验台航电综合试验台主要用于支持航电各子系统的原理仿真验证，既可用于前期的概念设计验证，也可用于后期各子系统功能及性能的符合性验证。航电综合试验台架构如图4所示，主要包括：测试系统、数据管理系统、非航电系统仿真试验台和航电相关系统试验模块。航电相关系统试验模块包括:通信系统试验模块、指示/飞行数据记录系统试验模块、导航/监视系统试验模块、机载维护系统试验模块、自动飞行系统试验模块以及其他与航电系统有数据交互的系统仿真模块。图4航电综合试验台飞机集成验证试验平台规划研究2．3．4电源综合试验台电源综合试验台主要验证供电系统的供电性能、容错能力和控制功能，除此之外，还要验证配电系统的逻辑原理、配电原理、负载特性、接口与功能，并对电源系统处于故障状态下对飞机的影响进行评估。电源综合试验平台如图5所示，主要由试验控制系统、供电系统、配电系统、模拟负载、测试系统和半物理仿真系统等组成。为了验证以上试验需求，除主发动机的动力源采用电力拖动系统和部分用电设备采用变频模拟负载外，组成电气系统的部件都应是与装机产品相同的定型产品试验件，馈电线和控制线的规格、长度、线束组合以及盘箱盒等都与飞机设计情况一致。辅助发电机的动力源采用真实辅助动力装置驱动，并采用航电及仿真系统支持电气系统的验证试验，电气系统的布局与机载状态保持一致。以确保实验室驱动装置与实际驱动装置特性之间差异不超出允许范围，以避免因差异造成对系统性能的影响。图5电源综合试验台飞机集成验证试验平台规划研究备如载验集单验级试现括与2．3．5其他试验台除了集成到上述平台的试验设外，还有一些单独的试验设备三轴转台、总静压模拟器、加系统等一并对全机集成验证试进行支持。对于一些无法方便成到上述试验台的系统，可以独规划单系统试验台进行系统证。3某型号全机级试验集成方案以某型民机为例，在进行飞机集成验证试验时，不同的综合验平台应能够通过互联系统实试验网络的互联互通，主要包不同平台设备之间、真实设备虚拟设备之间的信号交互。飞机级集成验证试验架构飞机集成验证试验平台规划研究航电综合试验台提供工程驾驶舱、真实的航空电子系统、告警系统、显示系统等，外部环境的大气数据、位置信息、地面塔台及卫星发射的无线电波及视景信息由相关的仿真试验台提供;铁鸟综合试验台提供真实的主飞控、高升力、液压、起落架系统，提供飞行仿真系统、数据采集系统、舵面加载系统、物理效应激励设备和部分飞机系统信号仿真设备;电源综合试验台为铁鸟综合试验台及航电综合试验台的试验件及各用电设备供电，此外，还通过航电网络与其他系统进行信号交联;厂房互联系统提供各种信号的传输和中继。3．2试验件互联试验件互联系统包括信号互联和强电互联。基于“分布式”布局的航电综合试验台、铁鸟综合试验台和电源综合试验台之间的距离较远，因此，信号会因为远距离传输而出现衰减和失真情况。各试验台之间传输的信号类型主要包括AＲINC429信号、AＲINC664信号、离散量信号、模拟量信号。对于离散量信号和模拟量信号而言，过长的距离会导致其衰减，因此交联时必须增加中继;对于AＲINC429信号、AＲINC664信号来说，过长的距离会导致其波形失真，因此交联时必须增加中继。针对这种情况，可以利用“电光-光交换机-光电”转换技术，实现电气信息的远距离和无损传输，实现多试验平台的物理接口互联互通。飞机集成验证试验平台规划研究3．3试验设备互联试验设备互联系统包括不同试验平台间设备的时钟同步，试验数据互联互通，仿真数据的实时交互。1)时钟同步系统:利用统一的GPS时钟源授时，采用1588时钟同步协议，保证各试验台、仿真系统都在同一个时间基准下完成互联和试验;2)以太网:通过千兆以太网实现试验数据、文件、视频等的互联互通;3)实时光纤反射内存网:基于反射内存的仿真数据互联网络，将飞机模型、发动机模型等仿真数据实时交互，实现模型资源共享，数据优势互补。3．5试验开展基于以上集成方案及平台进行了以下试验:(1)作动器等试验件的性能验证;(2)飞控、液压、起落架、刹车、电源、航电等系统的功能与性能验证;(3)航电与非航电Ｒig、航电与铁鸟、航电与电源、铁鸟与电源等不同系统与平台的交联试验;(4)首飞飞行剖面模拟、300

/450

m航线起落以及特殊场景等全机级验证试验。以上试验均取得了良好的试验结果。飞机集成验证试验平台规划研究4结论在充分分析全机集成验证试验需求的基础上，借鉴了国外飞机系统集成验证经验，遵循试验平台规划原则，提出了铁鸟综合试验台、航电综合试验台和电源综合试验台的建设方案。以某型民机为例，通过厂房互联系统将不同试验台连接起来组成了全机集成验证试验平台，进行了相关试验，提高了集成工作质量，大大提升了全机集成验证试验的有效性和置信度。2基于模型的航电系统集成验证技术研究2基于模型的航电系统集成验证技术研究摘要:为了满足系统集成度高、交联关系复杂的航电系统集成验证需求，提出了基于模型的航电系统集成验证技术。详细介绍了基于模型的航电系统仿真和测试方法，航电系统仿真建模规范，以及基于模型运行的航电系统集成验证平台。通过在航电系统集成过程中的应用，基于模型的集成方法有效地提高了航电系统集成效率，保证了航电系统集成准确度。该方法可应用于航电系统全数字集成、半物理集成和全实物动态集成，保证各阶段试验的衔接，持续提升航电系统集成工作的技术水平。基于模型的航电系统集成验证技术，并基于航电系统不同设计阶段和集成验证阶段的需要，开发了航电系统模型，搭建了航电系统集成验证平台，进行了航电系统的试验室集成和验证测试。基于模型的航电系统集成采用增量式的集成策略，在全系统数字仿真的基础上，通过真实试验件与仿真件之间的逐一替换，逐步完成从核心处理、机载网络集成开始，到完成通信导航系统以及其他航电子系统集成的增量式集成验证工作。这种分步集成的策略使得每一次集成的关注点从子系统级需求、系统级需求逐步转移到最终的航电系统飞机级需求以及性能需求，使得整个集成过程中充分验证了飞机航电系统各层级需求，确保最终整体系统集成的顺利完成，降低了整体系统集成的复杂度。逐一替换的增量式集成方式如图1所示。2基于模型的航电系统集成验证技术研究为了很好地实施分步集成策略，需要搭建航电系统集成验证平台，该试验平台既可以在设计研发的早期运行航电各系统仿真模型，支持航电系统研发测试，又具备接口数据仿真激励能力，可以与模型一起构建硬件在环的试验场景，完成半物理集成测试。同时，试验平台还提供高效的配线系统，可以方便地进行仿真件与真实试验件的切换，保证数字模型试验、半物理试验以及全实物试验的构型顺利切换。通过这样的方法，使得设计阶段的模型和测试用例可以被反复地应用到后续各层级的系统集成测试当中，提高了系统研制的效率，保证了测试的一致性，最终提高产品的质量。逐一替换的增量集成方式2基于模型的航电系统集成验证技术研究该集成策略需要将各个系统开发的仿真模型集成到统一的硬件平台，并接受统一的人机界面控制。仿真试验运行过程中，模型与模型之间、或模型与其他试验分系统之间需要配合工作，通过试验网络进行控制指令、状态和数据的相互收发，所以在模型开发之初，必须从仿真系统总体设计的角度，提出航电系统仿真建模规范，对模型的外部接口形式进行规范化约束，以保证模型能够被集成到试验系统中。航电系统仿真建模规范如图2所示。统一的航电系统仿真建模规范示意图2基于模型的航电系统集成验证技术研究基于模型的航电系统集成验证实施模型化、自动化和分布化的航电系统集成验证方法已经在某型号飞机航电系统集成验证活动中得到了充分的实施和应用。在航电集成验证工作中，搭建了基于模型的航电系统集成验证环境，并基于航电系统集成验证环境，完成了全数字、半物理到全实物在环的航电系统集成验证。基于模型驱动的航电系统集成验证平台基于模型驱动的航电系统集成验证平台为航电系统模型、航电系统总线接口仿真和航电系统真实试验件提供了统一的运行环境，可以方便地进行全数字、半物理、全实物的切换，在不同试验构型需求下，搭建/切换不同的试验构型，支持从设备到子系统、系统以及飞机级不同试验需求的试验。试验平台由工程驾驶舱(安装了飞机驾驶舱的显示器和控制组件)、设备架(安装了飞机E－E舱设备架的LＲU)、飞行仿真与飞行环境仿真、仿真激励器、配线系统(真件/仿真件切换)、数据采集/记录系统、故障注入模块等子系统组成。试验平台将集成航电系统以及与航电系统有交联关系的飞机系统控制器部分。这些系统有两种模式:使用真实的LＲU或者该系统控制器的仿真器。仿真器采用基于

ICD的接口仿真，并在后台采用仿真模型驱动。飞行仿真提供一个6自由度的飞机模型用于模拟一

个完整的飞行起落过程以及飞行员的操作接口。飞行环境仿真提供标准大气仿真，风和紊流仿真，无线电导航台站仿真，地面地效(摩擦力)及机场等。飞行仿真和飞行环境仿真为航电系统的测试提供飞行状态和环境数据激励源，要求飞行仿真能够进行全飞行包线的仿真。在试验过程中，飞行仿真模型将解算出的飞行参数共享给各参试系统，使整个试验环境协调在一个共同的飞行场景下，构成基于模型的全动态试验环境，满足航电系统基于场景测试的全动态试验要求。基于模型的航电系统集成验证平台设计如图3所示。2基于模型的航电系统集成验证技术研究2．2基于模型的航电系统集成基于模型的航电系统集成从全数字集成开始，逐步替换为带有物理总线接口的仿真件，再全部替换为真实试验件，最终完成航电系统实物构型的场景试验，试验过程如图4所示。在某型飞机航电系统集成过程中，首先基于APS开发环境，开发了显示系统模型以及相关的控制板、顶部版、中央操纵台模型，用以对POP(飞行员操作程序)和显示器接口逻辑进行虚拟集成。同时基于simulink模型开发了大气数据、惯导等子系统仿真模型，基于C++开发了飞行管理系统模型。各系统模型统一运行于航电系统全数字网络环境下，对航电系统进行基于模型的集成，充分验证各个系统间信号和数据流传输和逻辑接口，并对各个仿真模型组成的航电系统功能以及飞行员操作程序进行验证。基于模型驱动的航电系统集成验证平台2基于模型的航电系统集成验证技术研究系统模型开发的流程以及基于模型的航电系统集成过程如下:依据航电系统仿真建模规范，首先搭建了通用的飞行仿真和飞行环境仿真模型，可以模拟飞机的整个飞行过程，并提供了飞行仿真、飞行环境仿真接口;依据仿真规范定义的接口规范和设计ICD文件，开发和集成飞机系统和传感器模型，并通过面向数据订阅/发布机制，与飞行仿真和飞行环境仿真实现一体化集成，在此过程中，如果可以协调系统供应商提交高精度系统与设备功能模型，则可逐一替换和迭代，提高仿真功能和能的逼真度，完成基于模型的航电系统全数字集成。图5说明了供应商提交的发动机模型和飞机操稳专业提供的飞机气动模型对通用发动机和飞机模型的替换过程。在完成基于模型的全数字集成后，集成过程逐步过渡到半物理仿真集成阶段。在这一阶段，模型的输入、输出数据通过硬件板卡发送到真实的飞机网络，利用真实的飞机网络与其它系统进行通信。某型飞机航电系统使用的飞机总线包括AＲINC664、AＲINC429、AＲINC825、AD、DA、DIO等总线，系统模型与各型总线板卡结合，形成了半物理环境，在半物理环境下完成对系统功能、输入/输出接口、逻辑功能的验证。图4基于模型的航电系统集成过程2基于模型的航电系统集成验证技术研究在完成基于模型的半物理仿真集成阶段后，集成过程逐步替换到实物集成阶段，如图6所示。在全实物在环集成阶段，通过激励器的方式激励各个航电传感器设备工作，其中艾法斯公司提供的激励设备完成对通信、导航、监视系统的激励，采用总静压模拟器完成对大气数据系统的激励，采用三轴转台和加速度转台同时激励并融合惯导参数完成对惯性导航系统的激励，其余非航电系统采用仿真模型的方式进行激励。航电系统的激励器和非航电系统的仿真器数据来源于统一的飞行仿真与飞行环境仿真，可以在此构型下完成基于真实飞行场景的航电系统全实物在环动态集成试验。图5系统模型对通用模型的替换过程2基于模型的航电系统集成验证技术研究图6航电全实物集成阶段及设备激励示意图2基于模型的航电系统集成验证技术研究3结论在某型飞机航电系统集成验证过程中，采用了基于模型的航电系统集成验证方法。在该方法的指导下，提出和编制了航电系统仿真建模规范，搭建了基于模型驱动的航电系统集成验证平台，集成了航电系统仿真模型、航电系统仿真件、航电系统蓝标签、红标签试验件，完成了基于模型集成的全数字集成阶段，基于仿真器集成的半物理集成阶段，基于系统实物件集成的全实物在环集成阶段，最终完成了航电系统集成活动。它们不仅支持了航电系统研发各个阶段的需求确认和方案论证等研发活动所必需的测试，同时完成了飞机系统和产品的集成和验证试验。在整个集成过程中，各种试验构型可以灵活切换，支持航电系统原型与原理级研发测试，支持子系统级、系统级和飞机级集成验证活动，整个活动在统一的飞行仿真环境下进行，为各系统试验件和模型的动态集成提供了统一的动态集成环境。基于模型的航电系统集成验证方法提升了各个阶段集成的继承性，提高了集成工作效率，保证了集成的质量，大大提升了某型飞机航电系统集成验证的有效性和置信度。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究引言随着电子技术的飞速发展，航电系统的成本在飞机上所占的比重逐步上升，对航电系统设计在安全性、可靠性、维修性、测试性等方面提出的要求也越来越苛刻，仅通过局部改进或优化已难以满足这种苛刻的要求。通过航电综合验证平台的引入，全面考核所涉及到航电、非航电众多专业和系统，并根据各系统、各专业之间相互关联的特性，设计规范的测试进程，在进行机上地面试验之前，对航电系统进行大量的试验、分析、比对，通过多轮从简至繁的设计、验证循环迭代，提高设计效率和质量，确保系统的设计完善、最优。航电综合验证平台架构分析需求分析航电系统验证试验通常采用增量式集成测试策略，从设备集成测试开始，逐步进行分系统级、系统级、飞机级的集成测试。通过这种增量式集成测试的策略，使得每一次测试的关注点从设备级的需求逐步转移到最终的整体性功能需求，使得不同层级的问题在集成测试过程中都能得到充分暴露，确保最终整体系统测试的顺利完成。因此航电综合验证平台应完成以下几个方面的测试。静态测试。对于设备级的验证试验，需要参照需求分析和功能描述文档，按照其中对系统总体及设备的要求，逐条设计激励-响应式的测试用例，通过静态测试的方法为待测设备提供激励信号，触发其内部的一系列运算、状态切换或数据传递，最后对其响应结果进行采集或测量，并与期望的响应进行比对，以得出测试的结论。动态测试。对于系统级或者飞机级的试验，不仅需要全面考核航电系统在实际飞行任务环境下的工作情况，还需要综合考察航电系统在各类故障模式下的处理方式，因此需要采用动态综合测试的方法，通过飞行仿真模型及故障注入方式提供试验所需的参数来实现系统联试。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究（3）自动化测试。为了提高系统测试效率，减低人力和时间成本，在航电综合验证平台内引入自动化测试，使得自动化测试与手工测试完美结合，在测试质量保证的前提下获得最高效益。组成架构航电综合验证平台通过半物理仿真、全实物联试两种测试手段，提供激励航电LRU工作的环境，重点是验证航电LRU软硬件环境的匹配情况、航电LRU间接口的匹配情况、航电与非航电系统间的交联逻辑关系，考核航电系统的设计符合性。平台包括综合仿真系统、故障注入系统、接口管理系统、数据分析系统、测试管理系统、试验配电系统、实时数据交互系统及其他相关环境。试验总控系统总控系统包括实时数据交互系统、测试管理系统、数据分析系统，是整个验证平台的核心，通过集成各类高性能软件，对试验平台进行设定、配置、调度和管理，对试验任务进行规划和设定，对试验过程进行监控，并对试验结果进行分析。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究实时数据交互系统实时数据交互系统是整个航电综合验证平台的中枢，以配置的状态、数据包等为桥梁，以可视化、易操作的人机界面为手段，按配置的ICD、NCD传输周期为条件，实现试验设备与被测设备的逻辑连接，形成整个试验平台的总体调度，完成综合验证平台及航电被测设备之间实时数据的交互和控制，从而实现系统的集成和协作处理，主要完成以下三部分功能：系统初始化。按照系统试验需求，在人机操作界面上对整个试验环境进行配置，主要包括试验系统构型、试验任务规划、航电设备通信数据、飞行环境初始化数据等内容的配置。人机交互控制。通过人机操作界面，完成上位机软件与试验人员之间的数据/指令的交互，显示必要的运行数据，接收试验的控制指令，并将指令传递给实时调度模块执行。试验实时调度。根据试验任务规划，操作多项上位机软件，启动多个不同优先级的测试进程，并管理这些测试进程的调度，控制接口通信，为测试任务提供数据，保证各测试任务能按规划正常启动、运行和结束。测试管理系统测试管理系统是以航电系统顶层需求为来源，通过可视化测试脚本的编辑，按需求编写测试用例，定量的、完整的完成对整个航电系统的测试规划、管理、运行、记录及自动生成测试报表，实现有效的、高质量的航电验证、分析，主要实现以下两部分功能：手动测试。测试人员按照一定的操作流程，控制模拟座舱内的各种按键、旋钮等，通过实时数据交互系统与被测系统/设备进行通讯，手动进行测试操作。自动测试。测试人员通过测试管理系统内的测试编辑器可以重新建立测试内容，也可以修改早期的测试流程，完成新测试脚本的编译，最终将测试脚本组织成测试任务的形式执行。测试人员只需调用预先制定的测试任务，自动执行测试进程即可。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究数据分析系统数据分析系统是以用户定义的ICD、NCD、过程设计等需求为依据，通过测试用例、仿真模型对航电系统仿真、试验等过程中的数据进行监视、分析、存储、回放等处理，完成对航电系统通讯数据的分析与评判，主要包括以下三部分内容：数据测试分析。主要将仿真、测试过程中的数据按照ICD、NCD中规定的格式进行测试、分析，用于实时的显示、记录和分析。数据采集记录。主要对试验数据按照设定的格式进行存储记录，如记录数据的类型、数值、记录条件、起始和终止时间等，可以用于系统/设备的回归测试等。数据统一时标。主要对试验过程中数据的通讯或记录采用统一的时间轴，以保证对各类相关试验数据进行分析时的合理性。数据回放查看。主要是针对存储的历史试验数据，根据试验情况有选择的对其进行解析、显示，辅助试验人员进行事后分析。2.2.2综合仿真系统综合仿真系统为航电综合验证平台提供一个通用的模拟环境，其中既可以运行各子系统/设备的机载软件，也可以通过扩展的接口程序运行仿真模型，包括以下两部分内容：航电系统的数字仿真。主要包括航电系统各分系统/设备的机载软件或仿真模型（包括系统/设备内部的综合处理逻辑、数据传输接口等内容的仿真）；航电系统的环境仿真。主要包括支持航电系统工作的环境仿真软件（如：飞机的运动仿真；发动机、飞行控制、燃油等非航电系统的仿真；大气、地形、导航台等物理环境的仿真；视景仿真等）。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究2.2.3接口管理系统接口管理系统主要为航电系统综合验证平台提供航电接口支持。通过接口管理系统可以使将各模拟系统、外围仿真器、待测设备等按设计要求进行交联，从而构建一个半实物、实物的或多系统联合的综合验证平台，主要包括以下四部分内容：配线矩阵。通过被测系统配线矩阵的控制，可实现被测系统仿真模型与真实设备之间的切换，从而决定整个平台的构型，实现航电系统从数字仿真到半实物仿真的平滑过渡。数据I/O接口。通过被测系统的数据I/O接口，为航电系统的仿真模型提供数据交互的硬件接口资源和中间服务，完成航电系统半实物仿真，并支持航电系统的开环测试和接口数据采集。测试接口。通过被测系统的测试口，接入第三方测试工具，可实现被测设备通信数据的监视及故障状态的注入，完成整个航电系统某些重要设备通信数据的测试。对外交联接口。通过平台对外交联接口，实现航电综合验证平台与其他系统完成数据交互，辅助完成飞机级的交联试验。2.2.4故障注入系统故障注入系统为航电综合验证平台各待测设备提供任意的软性和硬性的故障注入，检测航电系统在预期故障状态下的处理情况，验证整个航电系统的健壮性、可靠性、安全性，其中：软性故障注入。上位机软件模拟实际系统中可能产生的故障现象，通过实时数据交互系统，间接的与接口管理系统交联，使故障模拟信号与仿真模型/待测设备的输入信号进行叠加。硬件故障注入。外围测试工具对某些通信链路提供多种故障信号，直接与接口管理系统交联，使故障输入信号与仿真模型/待测设备的输入信号进行叠加。2.2.5试验配电系统试验配电系统负责为整个航电试验中参试的真件设备、试验设备提供统一的电源支持，并实现对配电系统的模拟和电源管理（如进行电源的通断控制）等。为便于试验操作，航电综合验证平台提供硬件操作和软件控制两种方式，实现配电系统的本地或远程的电源管理。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究2.2.6其他辅助系统由于在地面综合验证试验阶段，要求航电综合验证平台能够逼真的模拟被测设备的飞行环境，并且能够实时的接收其他系统的数据输入，同时在将这些内容经过综合处理后，输出被测设备所需的激励信息，来驱动被测设备工作。为满足试验对环境仿真的要求，可以增强综合仿真系统环境仿真部分的功能，集成所有飞机运动状态、物理环境、非航电等方面的仿真；或者通过接口管理系统接入其他辅助系统，采用相对独立的环境仿真系统（如：视景系统、激励系统等），来实现航电系统自动的、实时的、全面的闭环测试。试验室简介TA600飞机的航电系统综合验证平台是在仿真的基础上，通过仿真件与真件的切换逐步完成两大飞机级功能性试验：航电系统试验、航电系统与非航电系统的MINI-RIG联试。综合验证平台主要由主控台、模拟座舱、综合机柜组成，其效果如图1所示。验证平台组成主控台主控台采用开放式控制平台，用于部署工作站和上位机应用软件供试验人员使用。上位机软件用于试验资源的统一管理，包括：试验总控系统、综合仿真系统、接口管理系统、故障注入系统、试验配电系统相关的试验资源。在试验开始前，通过应用软件对整个试验环境进行配置，并向各试验设备发送控制指令，设置试验参数；在试验过程中，对试验进程进行控制，并对个模型的运行情况和设备间的接口数据进行监控，同时支持故障注入或静态测试等试验；在试验完成后，对试验过程中产生的数据进行统一存储和管理。3基于飞机航电综合验证平台的架构研究主控台上安装的试验软件主要包括：ICD开发与管理工具；硬线连接管理软件；试验健康监控管理软件；自动化测试软件；航电仿真管理软件；综合配线/配电管理软件；IO资源配置与数据激励软件；试验数据采集监控管理软件。3.2.3模拟座舱模拟座舱由模拟座舱平台、模拟座舱台架、遮光罩、左右操纵台、中央操纵台、顶部控制板、顶部控制板安装架、驾驶舱操纵组件、多功能显示器、告警指示组件、相关控制面板、指示记录分系统控制盒、导航监视分系统控制盒、通信分系统控制盒、灭火控制组件、驾驶员座椅、机械师座椅和万向机械臂等组成，如图2所示。模拟座舱中的操纵系统和模拟件等通过I/O计算机与飞行仿真系统进行铰接，航电系统、顶部控制板等真件直接与飞行仿真系统交联，完成航电验证试验平台中各系统的交互通讯。3.2.3综合机柜组服务器机柜：主要包括仿真服务器和数据服务器两大部分。仿真服务器提供航电仿真环境和飞行仿真环境，各仿真模型之间通过数据网络实现数据的共享和传递，同时通过数据网络与I/O接口资源进行双向数据传输以实现仿真模型与参试设备的半物理仿真。数据服务器能够将I/O接口采集的数据连同时钟同步信息进行保存。I/O接口柜：在试验台与真件设备间搭建桥梁，为仿真模型提供硬件接口资源，实现仿真模型与真件设备的互联，支持半物理航电系统的开环测试和接口数据采集。综合配线柜：可同时接入所有待测设备与相应的仿真模型，通过对信号的程控切换完成试验构型的灵活管理，实现真件设备与仿真模型之间的配线切换和信号交联，并对交联信号提供采集和测试接口。电源管理柜：为参试的真件设备提供电源与电流监控。其他机柜：包括无线电设备激励柜、非航电系统MINI-RIG、航电设备柜。

4总结航电综合验证平台为航电系统提供按系统需求或设计内容制定的测试验证，逐步完成从设计、仿真到地面联试的测试与分析，实现航电系统开发各个阶段的无缝连接。平台的应用将会大大提高综合开发的效率和质量，缩短型号研制周期，同时大幅度提高飞机的安全性、先进性，为我国飞机的发展提供有利的平台和条件。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究摘要：由于大型民用飞机采用了多种新理念、新功能和新技术，给机载系统综合验证增加了复杂性和难度。为了提高机载系统综合验证能力，从全机地面综合试验验证具体需求出发，借鉴国内外飞机系统集成验证经验，提出了桌面仿真、硬件在环实时仿真与物理试验一体化的全机系统地面试验验证平台方案，详细研究了机载系统试验件、硬件在环实时仿真、测试设备与驱动设备、综合试验管理系统等技术方案和特殊要求，为进行实际工程合理、有效的全机系统地面综合验证试验提供技术参考。仅仅依靠传统的多系统集成试验台，如航电试验台、铁鸟试验台、电气试验台和环控试验台等验证技术手段难以满足飞机研制进度、研制成本要求和市场切入点要求。本文在分析全机综合验证具体需求的基础上，借鉴了国外飞机系统集成验证经验，提出了一个桌面仿真、硬件在环实时仿真与物理试验一体化的全机地面综合验证平台方案和适航要求。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究1全机地面综合试验验证需求分析从全机验证角度出发，有以下试验需求：验证飞机级需求：由于飞机级功能由各个机载系统共同实现，需要验证机载系统综合后功能和性能满足飞机级需求，尤其是模拟飞行需要进行场景试验，包括单发故障、单套液压故障、单套电源故障等，验证机载系统故障情况下系统的兼容性。优化全机能量需求：设计过程中设计余量层层叠加会导致设计余量过大，因而需要对液压源和电源进行优化。优化全机数据流需求：由于设计过程存在数据流不够合理，需要进行全机数据优化。减少试飞架次和支持试飞排故：由于机载系统功能耦合和交联复杂，给试飞试验增加试飞架次和排故困难，需要在地面充分验证需求，并且充分浮现故障和对比试飞数据，提高试飞试验效率。适航验证试验需求（MOC4和MOC8，Means

ofCompliance）：由于机载系统功能耦合和交联复杂，各个机载系统审定计划（Certification

Plan，CP）交叉引用给适航验证验（包括演示）带来难度，难以充分地表明符合性。工厂和客户服务试验需求：总装功能试验程序、自动化测试设备和维护工具试验。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究全机地面综合试验验证技术方案全机地面综合验证方案组成依据全机综合试验验证具体需求，结合多系统试验铁鸟、航电、电气集成试验技术经验和适航验证试验技术经验，提出一个机载系统全机地面综合试验的地面综合试验方案，其物理框图如图1所示。总体技术方案共分为5部分，具体如下：全机桌面仿真系统：完成全机系统、航电、飞控、液压、起落架、电气、动力、环控等的仿真模型的建模、编译、运行等和测试用例开发。全机试验管理系统：完成测试用例、桌面仿真数据、半实物仿真数据、全机地面试验数据、机上地面试验数据（导入）、试飞数据（导入）的图形化显示、数据对比、数据回放等等，完成试验件、机载仿真件、测试设备驱动设备的信息状态（硬件构型、软件构型、仿真模型、计量、质量合格证等）管理以及测试用例、自动化试验等。试验件层（被测对象）：配备航电、飞控、液压、起落架、电气、动力、环控等机载系统试验件。硬件在环实时仿真层（机载系统仿真件）：配备航电、飞控、液压、起落架、电气、动力、环控等试验仿真件，实时运行仿真模型。测试设备与设备驱动层：视景系统、数据采集系统、能源驱动装置和信号切换装置等。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究全机机载系统试验件技术方案试验件技术方案全机试验件是全机地面综合试验的验证对象，直接关系到仿真设备、测试设备与驱动设备、数据综合显示系统、综合试验管理系统的设计方案。全机试验件分为全电子试验件和带有机械系统的电子试验件，主要包括以下几种：真实驾驶舱：真实驾驶舱布置，包含真实驾驶杆盘（或侧杆）、真实脚蹬、真实油门杆、真实减速板手柄、真实襟缝翼手柄、真实前轮转弯手柄、各种开关控制板、告警灯、各种显示器等。照明系统试验件：一套照明系统试验件，必须含驾驶舱照明试验件，视情选择外部照明和客舱照明。飞控系统试验件：高升力系统试验件和主飞控系统试验件，配备主飞控系统机械部分仿真模型和高升力系统机械部分仿真模型。航电系统试验件：大气数据系统、惯导系统、显示系统、记录系统、机载维护系统（包含健康管理系统）、飞行管理系统、无线电导航、通信系统、综合监视系统、航电核心处理系统等。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究自动飞行系统试验件：自动飞行系统试验件，包含飞行模式控制板和自动飞行控制计算机。液压系统试验件：一套液压系统试验件，包含驱动泵和管路等，同时配备机械部分仿真模型。起落架系统试验件：一套完整起落架系统，同时配备机械部分仿真模型。电气系统试验件：一套电源系统试验件，包含供电系统、配电系统、电缆试验件和部分用户负载。环控系统试验件：一套环控系统试验件，同时配备机械部分仿真模型。发动机试验件：一套全数字控制器，配备动力部分仿真模型。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究3.2试验件特殊改装和安装要求试验件特殊注入接口要求为了满足全机地面综合试验模拟飞行需要，要求在大气数据系统、惯导系统、无线电导航、综合监视系统等与外界数据交换的试验件，提供特殊注入接口要求，能够注入飞行仿真系统计算后的仿真数据和试飞测试数据。试验件特殊抽引接口要求为了满足全机地面综合试验的试验件内部抽取信号要求，要求飞控计算机能够提供抽引信号接口，满足数据验证和故障检测试验要求；要求作动控制电子提供作动系统内部的舵面位置信号，用于模拟飞行需要。特殊管路试验件改装要求为了满足液压系统压力或管路振动测试要求，需要对发动机驱动泵输出的管路、加装流量传感器和压力传感器的管路进行改装。仿真模型故障注入要求针对配备的机械系统和动力仿真模型，应具备故障注入（包括重要参数更改）等。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究4硬件在环实时仿真技术方案根据全机地面试验件，配备相应的全机试验仿真件，包括航电、液压、飞控、起落架系统等仿真件。仿真件具体要求如下：仿真件全部采用实时Linux操作系统。仿真件硬件接口与真实飞机的接口一样，但是在搭建仿真环境时候，采用VMIC反射内存。仿真件具备全机桌面仿真系统一一对应，能够实时运行仿真模型。仿真件具备IEEE1588时钟同步接口。仿真件具备仿真模型故障注入口。

5测试设备与驱动设备技术方案5.1测试设备与驱动设备技术方案测试设备与驱动设备技术方案主要由以下系统组成：电源和液压拖动系统：主要由液压拖动台、电源拖动台和反推台等组成，实现电液源的驱动。环控气源拖动系统：主要由真空泵和压缩机等组成，给环控提供气源。计算机网络与存储系统：主要由数据传输网（以太网）、时钟同步网（IEEE1588）、实时控制网（VMIC）和数据存储系统组成，实现数据传输、时间同步和实时传输。数据采集系统：由各种传感器（包括位置传感器、电压传感器、压力传感器等）、信号调理板卡以及各种A429、A664、CAN总线采集板卡等组成。信号互联系统：实现仿真信号和实物信号切换功能。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究5.2测试设备和驱动设备特殊要求驱动设备集成度要求：模拟发动机需要提供同时能够驱动液压驱动泵和发电机的拖动台以及反推系统，并根据发动机N2要求进行驱动。仿真信号和真实切换要求：能够采用高速集成的基于现场可编程门阵列（FPGA）的信号切换装置，以减少空间需求。为了减少电缆改装和减少抽引模块，采用特殊微型三通接插件进行信号抽引。6综合试验管理系统技术方案综合试验管理系统主要由以下部分组成：视频显示模块：主要由屏幕显示系统、视频切换系统和监控摄像头组成，用于实时显示测试用例（包含误差带）、仿真数据、全机试验数据、铁鸟试验数据、机上地面试验数据以及试验现场视频监控。自动化测试系统：主要由自动化测试模块组成，能够进行脚本文件Python编写和运行，远程控制试验设备。数据存储管理模块：主要由数据服务器和磁盘阵列等组成，用于试验数据显示、存储、回放、分析和处理。资源管理模块：主要由试验件模块、试验设备模块、试验数据模块、试验计划模块、试验文件模块和试验人员模块组成，用于有效管理试验构型。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究7全机仿真系统技术方案全机桌面仿真系统主要由ADI

Advantage、Raphsody、AMEsim、Catia、Simulink等组成，该平台能够实现是一套开放结构的无缝一体化环境，可以在同一环境中完成软件在回路仿真、实时硬件在回路仿真和分布式实时仿真，具体如下：飞机级顶层功能主要采用Rhapsody软件开发，并生成飞机级测试用例。液压、起落架系统、作动器等机械系统仿真模型模块主要采用AMEsim和Catia软件开发，并采用Medelica语言接口。大气数据、惯导、无线电导航等机载系统电子模块采用Simulink开发。ADI

Advantage集成全机机载系统仿真模型，并进行编译、运行和下载。

8全机地面综合试验制造符合性检查要求为了满足MOC4和MOC8适航验证试验要求，全机地面综合试验验证的制造符合性要求主要集中在以下几个方面：试验件制造符合性检查要求：电子试验件要求带适航标签，制造符合性声明（AC037）以及相关文件构型说明。试验件安装制造符合性检查要求：影响系统性能的机械试验件安装需提供制造符合性检查推荐清单，包括装配大纲和检测要求，通过局方批准。仿真设备制造符合性检查要求：提供质量合格证，包含仿真模型测试数据、测试用例和符合性报告。测试设备和驱动设备制造符合性检查要求：提供计量证书和质量合格证，针对影响系统测试性能的传感器安装要求需提供制造符合性检查推荐清单。数据处理制造符合性检查要求：数据处理算法，包含公式、参数和补偿修正，提供制造符合性检查清单。4飞机全机系统地面综合验证试验平台研究9结束语本文主要详细地介绍了全机地面综合试验技术方案架构、全机桌面仿真系统、半实物仿真系统、综合试验管理系统等以及制造符合性要求，为实际进行工程、合理的大型客机全机地面综合验证提供技术参考。5靶场联合试验评估需求与应用研究摘要：对靶场当前各专业模拟试验训练系统烟囱式开发严重，各系统之间难以资源共享，相互操作的问题进行了详细分析，为达到实现平时各试验训练靶场设施、仪器仪表、模型与仿真系统的互连，在使用时根据具体目标按需“无缝集成”的目的，对靶场基于“逻辑靶场”实现联合试验与评估的工程应用模式进行了研究，提出了方案推演、模拟训练、鉴定试验三种具体的靶场联合试验与评估应用模式。1引言我军当前正处于由机械化向信息化转型的关键时期，联合作战、信息战、网络中心战等作战方式在未来的大量应用中对武器装备研制、试验提出了多方位、深层次的挑战，它需要基于异类、异构、异地的各种测控资源之间实现互操作和可重用，为试验和训练提供一种新的技术基础。目前靶场各专业针对自己的试验训练需求，已经建立了多种模拟试验训练系统。但这些系统“烟囱式开发”状况严重，各系统之间难以共享资源，相互操作。因此，为了形成整个靶场的联合试验训练与评估，迫切需要一种能够充分利用靶场各种试验训练资源，使各种资源之间实现互操作、可重用和可组合的机制。在平时就实现各试验训练靶场设施、仪器仪表、模型与仿真系统的互连，在使用时根据具体目标按需“无缝集成”。从而使“烟囱化建设”的靶场变为一体化联合试验训练的靶场联合体。5靶场联合试验评估需求与应用研究当前靶场试验训练系统建设在集成共享方面的缺陷异类异构异地仿真试验训练系统综合集成方面异类仿真系统综合集成方面靶场现有的半实物仿真系统属于硬实时系统，回路中硬件的状态变化不可逆转，对实时性的要求很严格，而HLA并没有对此提出具体实现方法。为了保证仿真系统的协调运作、维护虚拟世界中正常的因果逻辑顺序，HLA需要对联邦进行严格的时间管理，而其复杂的时间管理算法保证了其时间逻辑的严格正确性但却不利于实时仿真，这给半实物仿真系统与全数字仿真系统的综合集成造成了一定的困难。目前，靶场使用的基于HLA的仿真训练系统与半实物仿真系统没有实现有效的联合，只能够分别单独应用。目前国外在将HLA与半实物仿真的结合方面已有不少典型的应用，但是我国在该方面始终无法摆脱国外技术垄断或敏感技术禁运等风险，技术上受到国外技术壁垒的严重限制。异地仿真系统综合集成方面目前靶场现有的基于HLA的分布式系统基本均为基于局域网（LAN）的中小规模分布仿真系统，由于联合试验训练与评估的需求，急需在此基础上进一步研究满足建立在广域网（WAN）上的大规模分布式仿真系统。很显然，重新开发是费时费力的；重用已有的系统，实现多联邦的互联是快速扩大仿真规模的重要手段。可以通过桥接成员来实现多联邦的互联，但这种方法对于整个联邦系统仍缺乏有效的监控和管理［6］。5靶场联合试验评估需求与应用研究HLA解决了模型重用和互操作问题，其运行时支撑系统RTI的一些具体实现（P-RTI、KD-RTI等）大量使用了组播技术，一方面提高了通讯性能，另一方面也限制了它们在目前条件下的广域网上的应用［7］。由于目前广域网（除MBone网外）不支持组播通信这种方式，在局域网环境运行良好的分布式仿真系统，在广域网上基于普通网络连接方式，已无法将各仿真节点组织成一个仿真系统，更无法完成节点间的分布式交互。因此需要构建新的平台体系结构实现基于广域网的分布式仿真系统。2.1.3异构仿真系统综合集成方面HLA只为分布仿真提供一个高层的体系结构，不对具体的仿真应用系统的设计和实现进行规范，因此目前出现了基于不同应用领域、不同仿真平台和不同地域等特点的各种异构仿真系统。在靶场，这一现象表现为基于HLA的分布式仿真训练系统并不是基于同一种RTI下构建的，所采用的RTI包括P-RTI、BH-RTI等。由于缺乏统一的通信协议标准、规范的仿真平台框架，使这些仿真系统难以直接进行互联，限制和降低了分布仿真的重用性和互操作性［3］。各种应用软件需要在多种平台之间进行移植，各个平台也需要支持多种应用软件，这要求软、硬件平台和应用系统之间能够进行可靠和高效的数据传递或转换，以保证各系统之间的协同性，在不同的技术之间共享资源［4］。因此需要实现一种独立的中间件来实现这种要求。该中间件应满足以下特点：能够满足大量仿真应用的需要；能够运行于多种硬件和操作系统平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和操作系统平台的交互功能；支持标准的协议和接口5靶场联合试验评估需求与应用研究2.2仿真系统与靶场其他资源综合集成方面为了实现靶场试验训练资源的充分利用，促进各种资源的互用性、重用性与组合型，以便能够根据具体任务要求快速、高效地建立一个“逻辑靶场”［5］。除靶场的仿真试验训练系统外，靶场的其他资源和能力（实装设备、仪器仪表和高性能计算能力）也需要通过网络集成起来。最终实现“逻辑靶场”各单元之间信息互联互通，靶场资源灵活配置组合，试验环境模拟，对抗训练环境模拟，时间统一，试验训练信息实时采集，实时监控指挥，试验训练指挥辅助决策，试验结果快速处理，训练效果分析评估，试验训练仿真推演，试验训练实时记录，试验训练过程重现和试验训练信息安全保护等功能。3分布式联合仿真平台靶场工程应用模式探讨目前，分布式仿真技术在靶场的应用尚处于起步阶段，应充分利用靶场试验数据资源丰富的优势，以试验需求为牵引，实现分布式仿真技术在靶场试验应用中的突破，从应用层面解决仿真技术靶场应用问题［8］。通过对靶场目前主要训练、试验事件的全生命周期以及靶场现有真实、虚拟与高性能计算资源调研，借鉴国内外先进技术的研究成果，我们提出了基于本单位现有实装、半实物与全数字仿真资源的几种基于分布式联合仿真支撑平台的靶场试验训练工程应用模式。5靶场联合试验评估需求与应用研究3.1舰艇作战系统试验方案推演、优化系统靶场试验方案是靶场试验部门根据国军标和技战指标制订的试验方案，是试验科技人员集体智慧的结晶，是归靶场所有的具有自主知识产权的一类特殊产品。因此，可以之作为切入点，以试验理论为基础，以先进仿真技术、虚拟现实技术、网络技术等为手段，以被试舰艇作战系统、参试设备、参试单位、靶场自然环境的数字模型为核心，实现一种基于分布式仿真技术的试验方案推演优化系统，完成试验方案的设计、推演与优化等全过程业务内容，并提供测试设备类型选择、布站优化、冗余配置等辅助决策和分析方法。下面以某型舰载指控系统试验所采用的试验方案推演、优化仿真系统为例，具体阐述分布式联合仿真技术在舰艇作战系统试验领域的试验方案验证、推演与优化方面的作用。该试验方案仿真验证系统组成如图1所示，由“模型封装”、“模型管理”、“任务想定”、“仿真运行”、“综合显示”和“数据管理”等子系统构成。各子系统功能如下所述：1）模型封装子系统用于对外来非标准仿真算法模型进行基于本平台标准的封装，形成适合于本平台使用的具有标准输入输出接口和规范化属性表述的模型组件，并允许通过“模型注册”过程注册进入模型库，形成被本平台识别和使用的标准模型组件。5靶场联合试验评估需求与应用研究模型管理子系统用于提供将外来模型进行系统注册的相关功能，即将外部标准模型通过导入、配置等方式变成本平台的有机成员，供平台根据“任务”内容的需要寻找、连接至运行框架中，并与其他相关模型一起在运行框架的调度下形成实际仿真运行系统，实现仿真运算、交互，共同完成需要的仿真任务。任务想定子系统任务想定子系统用于对用户的仿真需求进行录入、编辑、配置、解析，生成“运行框架”配置文件，并与仿真模型组装生成“运行系统配置文件”，供仿真引擎调用。仿真运行子系统该子系统实现本平台的核心功能，用于实现验证任务描述的仿真进程，在任务框架的约束下，通过仿真运行框架调度、数据加载、模型解算、数据交互、仿真过程干预控制等过程完成用户需要的仿真验证。5靶场联合试验评估需求与应用研究综合显示子系统用于形象化展示仿真运行过程数据与最终结果矩，展示的方式有二维图形（GIS）、三维数字地球与图表，将各个仿真实体的静态与动态过程在二维地图、三维地形图和图形化表格环境中进行实时显示，满足用户直观获取、掌握、分析事物状态和运动过程的需要。数据管理子系统用于对本平台仿真过程与结果数据库、数据文件进行日常管理和维护，消息日志管理，同时完成外部数据的格式转换。3.2舰艇作战系统试验模拟训练系统舰艇作战系统试验模拟训练所涉及的先进分布式仿真技术、虚拟现实技术、网络技术、软件工程技术等理论与技术都具有较高的成熟度，例如美国三军作战实验室，已经广泛采用分布交互式仿真技术与虚拟现实技术，实现对不同武器及指挥、控制、情报、监视和侦查系统的虚拟训练。同时，网络战争游戏中的逼真三维动画效果、强大的实时互动功能和特有的寓教于乐功效，也为受训者在逼真的虚拟环境中进行“试验”训练提供了良好的借鉴。舰艇作战系统试验模拟训练系统以软件为主，在采用先进设计思想和体系结构，并利用相关领域前沿技术手段的情况下，只需有限经费支持就可以实现基于仿真技术的虚拟训练空间，为不同层次、不同岗位的指挥、操作、总体人员提供不同业务内容的训练科目，进而推动“像训练一样试验”思想的实践［9］。因此，基于分布式仿真技术实现对舰艇作战系统试验的模拟训练，是分布式仿真技术在靶场应用一个很好的切入点。5靶场联合试验评估需求与应用研究以基于xx型指控系统实装开展的舰艇指控系统仿真模拟训练系统为例，具体阐述分布式联合仿真技术在舰艇作战系统训练领域的作用。全系统由xx型指控系统实装、xx型电子对抗半实物模拟台、xx型雷达半实物雷达台以及其他配属仿真模拟子系统组成，该系统具体功能组成如图2所示。各子系统功能如下：1）指挥模拟训练子系统该子系统基于xx型指控系统实装，用于对本舰指控信息处理、各系统指挥进行训练。实现对系统指挥流程、应急处置、辅助决策等指挥能力的训练和考核评估，同时担负训练过程的组织、指挥与评估。2）操作岗位模拟训练子系统该子系统包括xx型电子对抗半实物模拟台、xx型半实物雷达台以及其他舰载配属仿真模拟子系统，用于对雷达、导航、电子对抗、舰空导弹、主副炮系统等岗位操作人员的模拟仿真训练。实现对系统操作规程、故障处置、训练考核等进行模拟仿真训练。实现对系统指挥流程、应急处置、辅助决策等指挥能力的训练和考核评估。5靶场联合试验评估需求与应用研究可视化子系统该子系统用于对试验过程的二维、三维可视化。实现对舰艇运动、关键设备、控制与传输信号、设备操作与显示界面系统的直观演示。有利于增强受训者对舰艇指控原理的深入掌握，提升系统的训练水平。数据服务子系统该子系统运行于仿真系统后台，为前台各类仿真应用提供数据服务支持。用于对仿真模型、仿真数据、故障案例的管理；运行数学、电路原理的仿真计算；对整个仿真系统的运行进行运行调度。3.3舰艇指控系统试验分布式仿真系统鉴定定型是海军武器装备研制的重要环节。舰艇指控系统外场试验具有场景构设难、涉及兵力广、业务流程多、组织协同繁等难点，同时由于指控系统的特殊性，指控系统试验又具有信息交互杂、数据记录多、试验要素全等特点，这使得每进行一次指控系统外场试验都需要动用大量的人力、物力［10］，而且部分极限条件下或者大容量试验如果仍采用常规试验方法和统计分析方法，势必会影响鉴定结果的准确性。先进军事大国（如俄、美等）已建立了先进的仿真中心，其中包括有实物仿真、数字仿真和混合仿真。他们用这些仿真系统对舰艇指控系统的全过程进行模拟，以达到加快设计研制的目的［

11~12］。为了搞好舰艇指控系统的试验与鉴定定型，有必要建立一个经济实用的数字仿真系统，来完成舰艇指控系统试验任务。5靶场联合试验评估需求与应用研究舰艇指控系统试验分布式仿真系统的研制思想如下：利用对舰载预警探测、电子对抗系统、舰空导弹系统、近程反导武器系统和各种测量系统所有验前的参数模拟舰艇指控系统试验时各系统可能发生的事件，分析各分系统影响试验的关键部件的状态测试参数，进行误差分析，分离输入误差，并运用仿真方法估算出设计密集度，作出可靠性有关评定结果。该系统可通过加载指控实装软件作为参试兵力接入试验回路，评定被试系统的战技指标。舰艇指控系统试验分布式仿真系统组成结构图如图3所示。5靶场联合试验评估需求与应用研究各子系统功能如下：1）试验监管子系统该子系统用于实现对整个试验系统的综合控制，包括试验想定加载、数据装订、系统运行控制、试验流程控制、各系统运行状态监控和兵力行动及设备状态显示等。2）兵力模拟子系统该子系统在模型驱动下，对舰载指控系统试验相关环境、本舰兵力和平台兵力进行模拟，为指控系统试验提供虚拟兵力平台和装备支持，并可在接入实装，生成模拟数据，形成虚实结合的试验环境。被试系统内场运行子系统该子系统通过加载不同指控实装软件分别各型指控系统，实现对四型指控系统的功能模拟，同时，通过接收兵力模拟子系统生成的各类模拟信息和数据，获取相应的试验结果参数，得到被视系统内场试验结论。数据采集处理与评估子系统该子系统试验前完成验前分布、验前概率及验前信息分析估计，实现对输入误差与试验结果分离，完成验前数据准备和试验输入参数过滤；试验运行中实时采集试验数据，完成对关键数据的采集和记录；并可根据预设评估指标完成对试验项目的检验。最终，可通过评定参数区间划分和折合因子，对比分析采集内场试验系统和外场试验数据差异，实现对内场试验的可靠性估计。5靶场联合试验评估需求与应用研究4结语我军目前正在大力推进部队转型，在联合环境下发展作战能力是部队转型的重要内容，联合作战环境将是未来武器作战的基本环境，如何使新研制的装备在联合环境中发挥最大效能，是目前试验鉴定领域面临的新课题与新挑战。基于分布式联合仿真支撑平台构建联合试验环境，能够更高效地利用靶场资源，提高联合试验能力，最大程度地降低未来靶场运作的费用。与科研院所联合攻关，自主开发我国自有知识产权的联合仿真支撑平台以及相关的各种核心软件工具，并在靶场实现其具体应用，是我们未来工作的重点内容。6导弹试验质量综合效能评估方法摘要:提出了导弹试验质量综合效能的基本概念，在分析导弹试验的基础上，确定了试验质量综合效能评估指标，建立了试验质量综合效能评估模型，并基于功能系数法给出了试验质量综合效能评估方法。对于深入开展导弹试验质量综合效能评估研究具有一定的参考价值，同时也对试验方案设计、具体实施以及结果评定的合理性、有效性具有一定的促进作用，从而进一步提高导弹试验质量综合效能，使导弹试验鉴定更加贴近实战化。0引言随着新型导弹的不断研制，单一性能、综合性能的不断提升，以及导弹更加贴近实战化试验鉴定的要求，其试验鉴定的难度越来越大，方法和手段也越来越复杂。比如不同类型的导弹(如舰空导弹、空空导弹、地空导弹等)，由于其作战使命的不同，试验项目、内容、测量分析、靶标等均有较大不同，其试验鉴定的方法和手段也不尽不同;另外同一型号导弹的不同试验鉴定阶段(研制试验、定型试验、批检试验、在役考核、作战试验等)，由于不同的试验目的，也会采用不同的试验鉴定方法和手段［1－3］。无论什么样的试验鉴定方法和手段，其目的或是评定导弹的战术技术性能、或是评定战术使用性能、或是评定作战效能等。而这些试验鉴定方法和手段是否对导弹鉴定作出了客观的评定，换言之试验质量综合效能如何，这就需要对试验质量综合效能进行评估。科学的评估不仅可以完善导弹试验鉴定保障条件建设，而且还能对导弹本身质量的提升起到积极的促进作用。本文就试验质量综合效能评估作一初步探讨。6导弹试验质量综合效能评估方法试验质量综合效能评估方法导弹鉴定试验是个复杂的系统工程，涉及的考核项目因试验性质的不同而有所不同，少者十几个，多者可达几十个，如杀伤区、单发杀伤概率、制导精度、火控精度、可靠性、维修性、抗干扰、多目标等等［2］。再加上试验录取数据的完整性、测量精度、靶标及试验环境的逼真度等因素的影响，使得导弹鉴定试验质量综合效能评估难度显著加大。因此需要根据不同的试验性质，确定相应的综合效能评估指标，建立相应的试验质量综合效能评估模型，从而进行科学的评定。试验质量综合效能指标的确定不同性质的试验，其试验质量综合效能评估指标是不同的。按照我国现行管理体制，对于研制性试验，由于是研制方负责的试验，关注的重点可能有试验考核项目的全面性、录取数据的完整性、录取数据的可信性等问题。因此，研制性试验质量综合效能评估指标为试验内容或项目的完整性、试验数据获取的完整性、试验数据精度(即可信性)等。而对于定型试验，由于主导试验方的改变，不仅要根据研制总要求关注试验内容或项目的完整性、试验数据获取的完整性、试验数据精度(即可信性)，还要关注系统分析的准确度、靶标模拟的逼真度、使用条件及环境的逼真度等［4－6］。此外，对于不同类型的导弹，由于试验项目、内容、测量分析、靶标等均有较大不同，在确定评估指标时，应具体分析，但总体原则是一致的。6导弹试验质量综合效能评估方法1．2试验质量综合效能模型的选择对于复杂导弹大型试验的质量综合效能评估，通常包括以下几个方面(如图1所示)(1)试验考核全面性(P)对于新型导弹的大型鉴定试验，由于受环境、靶标、技术水平、试验经费等各种因素限制，有时无法做到对导弹进行全面考核，这势必对试验质量造成一定的影响。通常用试验考核全面性P来表示试验完成的程度，该项指标可用试验实际完成的考核项目与研制总要求规定的考核项目之比来衡量。(2)试验质量系数(λ)试验质量系数可用鉴定试验方案的风险或置信度来评估。对于某项考核项目的鉴定试

验方案，该项指标可表示为(1－α)或(1－β)，也可用置信度γ

来表示，其中α，β

分别为鉴定试验方案的双方风险。式中:λ(0＜λ＜1)值越大，试验质量系数越大，表明鉴定试验越充分。但是受试验条件的限制，如试验保障条件、子样数的影响，质量系数不可能达到1。6导弹试验质量综合效能评估方法(3)试验模拟逼真度(Ｒ)导弹鉴定试验从根本上是一个模拟试验，与真实作战条件是有差别的，而试验环境与真实作战环境的逼近程度直接影响鉴定试验结果的可信度，因此要求尽可能模拟导弹实际使用的环境、条件。模拟的逼真度一般从以下3个方面进行评估:试验用靶