卫星装备在役考核数据采集研究∗

齐分岭 韦国军 侯 炜 何能波

（1.航天工程大学研究生院 北京 101400）（2.中国人民解放军66389部队 太原 030031）（3.航天工程大学航天保障系 北京 102206）

1 引言

在役考核是新形势下装备试验鉴定活动的重要组成部分，是我军为适应装备转型发展所提出的一种新型试验鉴定样式，其目的是通过跟踪掌握装备在列装服役后的实际使用和保障情况，发现问题缺陷，为装备运用、后续采购、改进升级提供意见建议［1］。数据采集是在役考核工作的重要环节，是进行后续评估分析的基础，但由于在役考核需要结合部队日常工作组织开展，使得在役考核数据采集工作又具有自己的特点和难点。本文以卫星装备为研究对象，开展装备在役考核数据采集研究，有助于探索在役考核数据采集的方法机制，推动在役考核高质量开展。

2 卫星装备在役考核数据来源与采集内容

在役考核通常结合部队战备训练、日常管理、维修保障等工作任务进行，主要考核装备适编性、适配性等在役适用性内容，进一步验证装备作战效能及作战适用性［2］。在役考核数据主要产生于日常训练、装备管理、实装演习、维修保养等多样化军事任务中，有着明显的分散性特点。

2.1 卫星装备在役考核数据来源

结合卫星工作特点及卫星装备在役考核实际［3］，经调查研究，卫星列装服役后的工作任务可主要归纳为战备值班、联合演训、日常训练、装备管理四个方面，因此卫星装备在役考核数据也主要来源于战备值班、联合演训、日常训练、装备管理等活动产生的相关服役数据，如图1所示。

图1 卫星装备在役考核数据来源

战备工作是部队全局性的工作，战备值班作为战备工作中的一项重要内容，能够直接反映卫星装备列装服役后的工作状态与任务效能，卫星属于典型的天基信息支援装备，其“平战一体”的特点明显，服役后大部分时间都需要执行战备值班任务，时刻准备接受指令与传输信息。在役考核数据来源联合演训是检验部队训练标准质量与装备战法运用的重要手段，也是和平时期促进装备战斗力生成的主要手段，一般部队会安排年度联合演训计划，通过联合演训验证人装结合能力及装备主战效能。卫星装备联合演练主要包括信息支援流程演练、联合作战演习、战略战役集训等军事活动。

日常训练是装备操作人员熟悉装备性能、掌握操作方法促进战斗力生成的必要手段，卫星装备系统服役后的日常训练既包括专业基础训练、专业技能训练，也包括任务处理流程训练、卫星操作管理训练、地面站运行维护测试训练以及目标信息处理传输训练等内容［4］。

装备管理主要是根据装备的技术特点实行科学化、制度化、经常化管理，保持符合战备规定的完好性水平和良好的技术状况［5］，保证装备能够随时遂行各项天基信息支援任务，主要包括备品备件使用管理、地面系统维修管理、天地一体联调联测等内容。

2.2 卫星装备在役考核数据采集内容与部队工作任务间的关系

卫星装备在役考核主要结合日常工作任务开展，因此在役考核数据采集内容也应围绕指标体系并紧密结合日常工作任务进行。根据卫星工作特点，参照在役考核指标体系构建一般模式［6～9］，给出某型卫星在役考核指标体系如图2所示。在役考核数据采集内容需要根据在役考核大纲要求进行具体明确，一般按照采集时序分为历史数据与现场数据。为使数据采集更加具有针对性，可以依据指标体系进行分类采集，将采集的数据分为适编性数据、适配性数据、质量稳定性数据、部队适用性数据及任务效能数据，从而得到与在役考核指标吻合度较高的各类数据，这样更加方便后期的分析评估。

图2 卫星装备在役考核指标体系

由于在役考核数据主要来源于服役期间所涉及的工作任务，数据采集工作也要结合部队工作任务在实际使用环境中采集，在役考核数据采集内容与装备服役期部队工作任务有着密切的关系［10］，可用矩阵表示，如表1。简单来说就是在役考核所需的三级指标数据值可以直接或间接从“战备值班、联合演训、日常训练、装备管理”这四项工作任务中获取，数据采集内容与部队日常工作任务间存在一定映射关系。

表1 数据采集内容与部队工作任务矩阵关系表

从表格中可以看出战备值班与在役考核指标关系最密切，说明装备在战备值班期间的表现能够充分展示卫星在役适用性的好坏，战备值班期间所产生的卫星运行状态数据、故障数据、任务响应数据、人机交互数据、用户体验数据等数据正是在役考核的需要重点采集的数据。联合演训任务中卫星系统的表现可以反映卫星主战效能、保障效能、体系融合度、人机结合效能及编配适应性。日常训练及装备管理工作中产生的维修保养数据、卫星遥测遥控数据、动用使用数据、卫星可用性数据、地面装备配套完好率数据等能够反映卫星系统经济性及质量稳定性。

2.3 卫星装备在役考核数据采集内容

2.3.1 适编性数据

适编性指装备在编配到部队实际使用环境下，装备与操作使用人员间的适用性，可用人员适编性、数量适编性、任务适编性等指标来衡量。卫星系统的适编性数据应设计调查问卷进行调查统计，主要调查了解当前卫星数量是否满足战备值班任务需求，编制人员能否满足卫星测控管理要求，卫星值班人员专业素质是否达标。通过调查问卷采集卫星数量任务满足度、编配业务值班人员合理性、运控设备及应用系统编配合理性等数据。适编性数据采集应当定期开展，在卫星服役的不同寿命周期开展，在战备值班、联合演训等重大任务完成后组织，结合战备任务调整、部队编制调整、卫星星座数量变动等时机进行。

2.3.2 适配性数据

适配性重点从装备与作战体系的协调程度进行考核，梳理卫星和运控系统、测控系统、应用系统之间实际使用中发现的通用性问题。卫星装备适配性数据一般也采用问卷调查的方式收集，通过问卷调查收集官兵对卫星与运控系统、应用系统之间匹配性，了解卫星星座内卫星通联情况、卫星组网能力、侦察卫星与通信中继卫星、导航卫星信息传输融合度及存在问题。适配性数据采集也要定期组织，紧密结合战备值班、联合演训、日常训练工作开展调查统计。

2.3.3 服役经济性数据

服役经济性数据能够反映卫星装备服役期间效费比，主要统计收集卫星系统各部分的使用保障费用。分析卫星系统的费用效能比及寿命周期费用，为装备设计使用、升级改造、维修以及为后续装备研制与相关决策提供参考。服役经济性数据应注重平时收集积累，做好原始资料留存，结合值班值勤落实好登记统计制度，这些经济性数据主要来自于日常管理工作，包括地面运控、应用系统预检费用、部件维修保养费、软件升级费，另外还包括年度训练费、战备任务及联合演训产生的直接费用与间接费用。

2.3.4 质量稳定性数据

质量稳定性数据主要来自于卫星装备在执行任务时的状态数据，是对卫星长期运行状况的观察统计，主要结合战备值班、训练管理等任务采集。在轨卫星及地面系统服役期间的故障事件、告警事件、检修情况都应重点采集，不同寿命期载荷的目标识别能力、信息转发能力、任务响应时间等性能数据，平台太阳能电池功率、蓄电池充放电电压、推进剂剩余量等数据逐年变化情况都需要从遥控遥测数据中采集。质量稳定性数据的采集主要来自两个方面，一是对收集相关历史数据，包括各种卫星列装时下发的手册及说明书、官兵值勤日志、故障事件登记本等；二是从卫星遥测遥控状态数据中提取。

2.3.5 部队适用性数据

部队适用性数据能够反映装备是否适用、是否好用、是否耐用，是对作战适用性的进一步验证，是在役考核关注的重要内容指标数据。部队适用性数据要结合战备任务、联合演训、装备管理等任务进行采集，数据来源于官兵值勤时的登记统计资料及卫星遥测遥控状态数据。比如反映卫星可靠性的数据：卫星故障时间、故障次数、紧急任务保障成功次数、失败次数。反映维修性的数据：历次卫星故障调试时间、星上备份部件切换率、运控系统及运控系统维修历史数据。反映测试性的数据：星上故障告警正确次数、错误次数、告警隔离成功率。

2.3.6 任务效能数据

在役考核期间需要对装备作战效能进行进一步验证，但并非是对所有作战效能指标的再次验证，而是仅对反映装备主战能力及官兵关注的关键指标进行考核验证，为区别于作战试验中的作战效能考核，本文将在役考核阶段需要验证的“作战效能”部分称为“任务效能”。任务效能数据直接反映了装备的战斗力，应结合战备值班、联合演训等任务进行采集，在各种实战对抗环境下考察卫星装备任务效能发挥情况。需要采集的数据有反映卫星侦察探测能力的数据：区域覆盖时间、目标重访周期、可视侦察范围；反映卫星目标识别定位能力的数据：成像分辨率、目标发现概率、目标识别成功率、色彩失真度、平面定位偏差、高程定位偏差；反映卫星信息传输时效性的数据：任务准备时间、卫星成像时间、数据传输时延、信息处理时间［11］。

3 卫星装备在役考核数据采集流程

卫星装备在役考核数据采集通常需要根据在役考核目的进行详细筹划，制定切实可行方案计划，依据在役考核大纲及所构建的指标体系确定采集内容，确保考核任务圆满完成。数据采集流程通常包括五步，如图3所示。

图3 在役考核数据采集流程

3.1 明确采集需求及内容

成立在役考核数据采集领导小组，结合在役考核目的，依据在役考核大纲明确数据采集需求，根据考核目的与要求，采用“使命-任务-能力-指标”的分析方法，构建在役考核指标体系，进而将需要采集的数据内容具体化，把数据采集需求定准定好，设计好数据的需求类型以及采集方法，确保采集需求明确、采集内容具体。

3.2 制定采集计划

在役考核多是结合部队工作任务进行，主要根据在役考核大纲要求和具体实施条件组织实施，为不过度影响部队工作任务，需要制定详细的采集计划，紧密结合部队战备值班、联合演训、日常训练、装备管理等工作任务来安排，当部队任务活动调整时，计划应同步调整。

3.3 数据采集与获取

考核部队根据采集计划和采集标准进行数据采集，适编性、适配性等主观感受类数据应制定问卷组织装备使用人员进行调查统计，质量稳定性、部队适用性及任务效能数据通过查阅历史资料、查看遥控遥测数据或跟班作业采集等形式获取，每项数据的获取都应实行逐级负责制，分别由数据采集人员和审查人员签字确认，并及时将采集到的数据梳理汇总到计算机中，保存备份。

3.4 数据梳理汇总

在役考核领导小组负责对采集到的数据进行再次核查校对，根据需要建立数据状态矩阵，进行压缩、检索、归档，分门别类进行梳理汇总，对音视频资料、纸质版数据进行数字化处理，做好装备在役考核数据预处理工作。

3.5 数据应用管理

对在役考核采集的数据进行预处理后，可根据考核目的综合运用决策树、支持向量机、神经网络等算法进行挖掘评估［12］，根据评估结果为装备运用及改进改型提供意见建议。数据入库后做好数据维护、更新、共享等管理工作，定期进行数据备份与安全措施升级，建立健全数据管理规章制度，加强数据应用管理人才队伍建设。

4 卫星装备在役考核数据采集方法

卫星装备服役期间产生大部分运行状态数据储存于测运控系统，任务数据存储于应用管理系统，其他数据分散于操作手册、登记统计资料中，针对不同类别的数据应采用不同的采集方法。通过调查研究发现，在役考核数据采集工作在实际落实上还存在不少困难，主要问题是试验鉴定部门所需要的在役考核数据并不能从装备使用单位完全获取，有些数据因部队在执行任务中并不关注而没有记录，有些数据虽然部队能提供但是标准质量又难以满足考核需要。

4.1 基于制度的数据采集

4.1.1 坚持历史数据定期采集，主动做好数据采集工作

历史数据是在役考核数据的重要来源，需要试验部门人员和一线装备官兵配合完成，应从制度上固化数据采集方法与机制，坚持定期采集、长期跟踪、周期汇总［13］。一线官兵结合日常工作任务开展采集记录，结合工作安排抓好周期性任务数据采集汇总，通过更新装备操作使用手册内容等方式，将数据采集工作嵌入官兵值班值勤等日常工作任务中，让在役考核数据采集融入官兵日常工作，平时注重积累在役考核数据，抓好可靠性指标等数据的长期跟踪采集，以制度规范为约束做好维护保养类数据的定期采集，做到每周登记统计，每月整理汇总，装备出现重大问题时及时采集状态数据。

4.1.2 坚持现场数据伴随采集，全程确保数据采集质量

对于结合式在役考核，试验人员应以在役考核任务为牵引，结合不同考核目的建立健全现场数据采集制度规范，做好装备任务期间的伴随采集，运用先进的数据采集仪器装置，全方位采集装备任务期间各项数据。根据部队担负的任务情况，搞好统筹安排，在制定任务方案时就充分考虑到数据采集需求，安排好数据采集人员进行数据的采集，在任务开始前、任务进行中、任务完成后按流程采集装备状态数据与任务数据。在需要考核装备适编性、适配性等主观感受类数据时，也要有针对性地设计好问卷（如表2），做好登记统计；在进行卫星任务效能考核时，应根据考核目的制定专用采集表格（如表3）进行专门采集。

表2 XX型卫星适编性问卷调查表

表3 XX型卫星任务效能数据采集表

4.2 基于设备的数据采集

4.2.1 设备在线采集

装备试验鉴定中实时数据采集多采用机器设备采集，主要包括各类传感器、存储器及配套软硬件，由于卫星装备大部分数据均能传输到地面站后台，研究智能采集软件进行数据采集也是一种高效的方法，随着物联网、人工智能、大数据技术的发展应用，完全可以通过软件实现对后台数据库在役考核数据的实时提取，比如电池输出电压、任务响应时间、目标分辨率等数据。从装备研制论证的角度考虑在地面运控系统中加装智能采集设备模块，实现部分数据在线采集，如将卫星发生故障、告警信息实时采集到专用磁盘，再通过安全渠道上报至数据采集管理系统，这样就可以减少大量登记统计工作，而且不会过度影响部队正常工作。

4.2.2 设备离线采集

由于卫星装备信息保密程度高，在役考核涉及的单位部门多，有些数据只能现场调阅查看，不能通过网络传输，对于实时性要求不强或者无法实现实时性采集的在役考核数据，可以应用试验测量仪器设备进行离线采集。在役考核实施过程中，任务单位应当根据在役考核数据需求，在考核小组的指导下指定专人采用专门设备到卫星管控单位离线下载数据，有些数据还需要装备使用单位平时采集、定期汇总，逐级汇报给业务部门，并作为未来在役考核的重要参考资料。例如可利用大数据采集软件设备对卫星运控服务器后台日志信息进行离线爬取，获取卫星分系统状态变化数据，分析预测卫星健康情况，大幅度节省人力物力［14］。

4.2.3 设备跟踪采集

从在役考核工作内容来分析，部分在役考核所需数据可以直接从相关部门纸质版或电子版资料里中提取，但也有少部分数据不能从部队工作中直接采集或者说能够采集到的数据并不能完全满足考核要求。这类数据往往需要采用多种试验采集终端进行跟踪采集。例如对卫星系统任务支援流程合理性进行考核时，就需要对指挥员任务筹划、操作员指令上注、情报员情况判读等环节进行全程音视频跟踪，再从音视频资料中提取关键数据，各点位数据采集人员协同配合共同完成全流程跟踪采集，跟踪采集的数据资料将成为复盘检讨重要资料。

5 加强卫星装备在役考核数据采集工作的意见建议

为加强在役考核数据采集工作，提高数据采集标准与效率，推动卫星装备在役考核工作顺利开展，充分发挥数据价值，下面主要从组织领导、制度规范、人才队伍、技术应用四个方面提出意见建议。

5.1 建强组织领导机构

卫星装备在役考核是一项长期、复杂的工作，而在役考核中数据采集工作又涉及部队、院校、研制方、生产方等多个单位，为保证在役考核数据采集工作顺利进行，应建立强有力的组织领导机构，以便统筹协调各方关系，牵头抓好在役考核工作。在上级机关首长统一领导下，明确各单位、各部门任务分工，确保各类数据的采集都有专门机构或专人负责。按照统一领导、科学组织、分工负责的原则，高效完成在役考核数据采集工作，并积极协调工作中遇到的各种程序上、技术上的困难，全程跟踪数据采集管理流程。

5.2 建立健全制度规范

制度规范是在役考核数据采集的基础，为提高数据采集效率，充分发挥在役考核数据效益，应加强数据采集制度研究，健全数据开放与共享机制，建立符合装备运用特点的数据采集规范。通过对装备担负的使命任务进行分析，明确不同类型装备数据采集类别及在役考核数据指标，规范数据采集组织指挥流程，提供统一的数据接口协议、测试测量工具、分析评估模型。利用制度固化官兵采集数据的内容与要求，构建全域多维的数据采集、传输、显示和共享体系［15］，规范数据采集、处理、存储的技术要求，实现数据采集智能化自动化、数据传输实时化、数据格式标准化、数据处理批量化等要求。

5.3 加强人才队伍建设

由于在役考核试验体系庞大复杂，数据采集量大，如果没有专业人才严格依据规范的数据采集流程和标准去采集，就容易导致数据杂乱无章。加强专业人才队伍建设，应着重培养既懂装备使用又懂数据管理的数据采集人员，按编制科学配备数据维护管理人员，通过专项任务实践锻炼，提升数据采集维护人员数据采集和维护管理能力。加强顶层设计，科学设置编制岗位，合理配备数据采集相关人员，可以在连排级单位编配数据采集员、数据维护员，旅营级单位编配数据管理员、维护工程师，军（基地）级单位编制数据开发工程师、运维工程师、总工程师。

5.4 深化技术研究应用

随着技术的进步，装备的发展，在役考核数据大数据特征越来越明显，在役考核数据采集与管理应注重应用大数据、云计算、物联网等新技术［16］，加大智能化自动化采集设备研制力度，加快适应卫星装备在役考核数据采集管理平台研发，实现在役考核数据的高效存储、科学管理、深入挖掘，最大限度使数据增值。注重在役考核数据积累，强化数据采集基础性研究，通过考核评估科学调整数据采集内容，不断更新完善在役考核数据库，通过安全可靠的网络化能力提升数据信息的共享程度，实现一方试验，多方受益，为装备实战应用、研制论证、改进升级提供意见建议。

6 结语

本文面向卫星装备在役考核数据采集需求，分析了卫星装备在役考核数据来源，结合部队实际工作任务给出了卫星装备在役考核需要采集的具体数据内容，梳理了在役考核数据采集一般流程，提出了基于制度于基于设备的采集方法，总结了加强卫星装备在役考核数据采集的意见建议，为卫星装备在役考核数据采集工作提供了具体思路方法，也为其他装备在役考核数据采集工作提供参考。