试验数据应用体系架构设计

文/李进

1 试验数据相关概念及特点

1.1 试验数据概念

试验数据是指通过试验获得的经过解释或赋予定义后可得到量化信息的资料，包括数字、图表、符号、曲线等。武器装备试验与鉴定的过程就是一个获取和处理试验数据，并对技术装备的性能作出评定的、复杂的数据运动过程。

1.2 试验数据的特点

装备试验是一项严密组织的系统工程，对试验环境、试验设备、试验人员都有一定的要求。与其它数据相比，试验数据在来源、数据模式、数据时效性方面有很大的不同，具有以下特点：

1.2.1 数据来源广泛、数据量大

试验数据既包括试验文书和试验资料等试验资料档案数据，也包括测试数据、观测数据、目标特性数据、环境物理场数据、模型与仿真数据和计量标校数据等。此外，与试验相关的图片、媒体信息、原始时域文件等也属于试验数据的范畴。随着测试技术的进步，试验项目越来越多，所采集的试验数据也在不断增加，每次试验产生的数据量都可能达到几千兆，需要管理的试验数据量是非常庞大的。

1.2.2 数据价值相对稳定

一般的商业数据，随着时间的推移，历史试验数据的细节不再重要，只有简单的数据汇总值对以后的数据分析有利用价值。但武器装备试验数据对于装备全寿命管理周期的有效期很长，可以达到十几年。试验进行的早晚和试验数据的价值没有必然的联系；很多年前的试验数据，也可能有很高的利用价值，需要一直保存，不能被随意的删除。

1.2.3 数据类型多样

装备试验数据有多个维度，可以按不同的方法进行分类。比如，根据领域不同，试验可分为多种不同的项目。不同项目的试验信息资源数据在采集方式、数据模式上有很大的区别。随着测试技术的进步，试验项目处于一个动态变化的过程中。

图1：试验数据应用体系架构示意图

1.2.4 数据模式不确定

试验具有易变性特点。根据试验目的的不同，在具体的数据采集过程中，试验对象的运行情况和使用通道数目是变化的，对应的试验数据在模式上会各不相同。另外，试验装备的更新换代、试验方法的改进、试验环境的变化、具体试验对象的特点也会影响数据模式。

1.2.5 数据与数据处理程序紧密耦合

不同的试验项目会用到不同的采集分析软件，数据分析方法由对应软件提供；试验目的不同，则对数据的分析处理方法不同，生成的文件格式也不一样，即数据与处理程序是紧密耦合的。不同软件对同一个物理量的描述可能会使用不同的数据量纲，当对这些数据进行对比时，需要进行数值换算，正确体现数据间的关系。

1.3 试验数据应用概念

试验数据应用是指针对特定数据应用需求，依托各级试验数据管理部门，基于规范、可用、有效的数据实体，所进行的数据支撑环境建设以及数据生成、查询、分析、挖掘、展现、验证等一系列活动。

2 试验数据应用体系架构设计与分析

2.1 试验数据应用体系架构设计

试验数据应用体系主要由试验数据应用服务平台、试验数据应用基础条件和试验数据业务应用3部分组成，如图1所示。

2.2 试验数据应用服务平台分析

试验数据应用服务平台主要由试验数据服务系统、试验数据规划与设计系统以及试验数据采集系统等组成，包含整个数据应用运行流程。试验数据服务系统为试验数据应用提供基本运行保障，包括为试验数据应用提供了技术保障和方式方法等；试验数据规划与设计系统输出试验数据应用的总体思路，包括确定各系统及各数据产品之间的关系；试验数据采集系统按照总体思路，在基本运行和基础条件的保障下对试验数据进行采集、处理形成可用数据产品，是试验数据应用的基础和核心系统。

2.3 试验数据应用基础条件分析

试验数据应用基础条件是试验数据应用的前提和保障，主要由标准规范、体制机制、数据基础和技术基础等4部分组成。

标准规范是指为保障试验数据应用运行而发布的具有指导性、强制性的执行、应用标准和规范性文件，通常包括通信协议、集成标准、安全保密规定、相关国家军队标准等，具有约束和指导试验数据应用运行的作用。

体制机制是指为保障试验数据应用工作运行而制定的制度，是指试验数据应用内部工作关系和方式，体现了试验数据应用工作中各系统及数据的运行流程和方式。主要包含结构组成、层级关系和权限界面等。试验数据应用机制是保障试验数据应用工作顺利、效率开展的前提与基础。

数据基础是指为保障试验数据应用工作而准备的相关数据资源。数据基础主要包括实验过程中的实物、半实物和虚拟试验资源组件及相关的对象模型等，它的主要形式是一个分布式存储和可统一管理的逻辑数据库。其建设内容主要是建立分布式资源仓库框架，并创建能够存储对象模型、组件模型、资源属性等信息与文件的数据库结构。支持具有按区域、功能进行资源检索的能力，支持跨区域大系统集成应用，具有多种资源使用授权模式。

技术基础是指为保障试验数据应用工作而提供基础软硬件环境和相应的技术手段和方法。主要由硬件设施、基础软件和共用软件组成，为基地数据中心数据采集、处理、应用和展现提供运行稳定、安全可靠的基础支撑环境。其中，硬件设施包括计算、存储和网络设备；基础软件包括服务器操作系统、桌面操作系统、数据库管理系统、中间件和办公软件等；共用软件包括资源管理、调度管理、运行监控、虚拟化、用户管理和安全管理软件等。

2.4 试验数据应用业务系统分析

试验数据应用业务系统是试验数据用户应用的具体实现，也是试验数据发挥效能的有效途径。试验数据业务应用是在试验数据应用基础条件和服务平台的保障下，直接为用户提供的数据应用服务。典型数据应用系统主要用于对来自不同数据库的各种数据进行关联、重组、综合分析，主要包括试验数据管理系统、项目建设辅助管理系统、装备管理系统和科研管理系统等。

2.4.1 试验数据管理系统

试验数据管理系统主要用于对试验数据进行全寿命周期管理。通过定义试验数据模板，实现对试验计划、试验大纲、试验方案、试验结果等信息的采集和综合管理，从多个维度对试验进行展示，通过对试验数据的综合分析，利用多样化的数据可视化手段，为试验航区、站点、测控系统建设规划论证、试验方案辅助设计、试验综合效益评定等提供支持。

2.4.2 项目建设辅助管理系统

项目建设辅助管理系统主要实现对试验相关项目建设全过程管理，包括专项建设计划、方案、人才库等信息的综合管理，通过多样化的数据可视化手段，全面地展现专项建设项目的开展情况，通过对数据的挖掘分析，为首长机关进行管理决策提供支撑，并提供预警、提示等功能。

2.4.3 装备信息管理系统

装备信息管理系统主要辅助用户进行试验专用装备日常管理，跟踪、了解现有装备实力情况、技术状态、维修保养、参试保障情况等，为装备维修、退役报废等业务工作提供技术支撑。

2.4.4 科研管理系统

科研管理系统主要实现对靶场科研工作的全过程和相关信息的全要素管理，通过多样化的通过多样化的数据可视化手段，全面地展现科研工作情况，并通过对数据的挖掘分析，为首长机关进行科研管理决策提供支撑。

3 结束语

信息和数据作为现代科技战场的“制高点”，其效能的发挥在战争胜负中的权重越来越大。怎样科学划分试验数据应用层次，使数据变成可用信息、让信息流在参试单位之间高效的、受控的流转、应用，最大限度发挥试验数据应用效益，是现阶段数据工程所要完成的最重要工作，具有现实的军事、经济意义。