CN107341648A - 远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，该方法主要包括以下几个内容：1)系统模块化构建，分离在功能性和数据交互上具有独立性的模块,创建各层级监视进程或线程,对各模块进行模块监视与动态加载；2)动态维护机制，运用标准协议搭建三库,建立流水式同步机制，为维护人员和终端显示用户提供维护、测试、应用的分级管理平台；3)实时运行机制，将各系统模块间流通的数据进行封装和隔离流通，确保各系统在独立开展组织指挥过程中，不被其他系统影响。该方法在西昌卫星发射中心西昌发射场和文昌发射场的一体化指挥显示系统中得到应用，系统稳定可靠，应用效果良好。

Description

远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法

技术领域

本发明属于大型一体化指挥系统，具体属于一种远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法。

背景技术

多系统指挥显示信息的一体化集成指多个系统利用同一个软件平台给广大终端用户提供跨系统、多种类信息的综合信息展示，是实现跨系统跨领域开展协作，并构建大型信息服务系统的重要途径，尤其是在航天领域，参与系统多，各系统在独立开展信息采集和应用同时，还要与其他系统协作共同向更多的用户提供信息服务。在各系统时而分散独立、时而统一协作的情况下，实现所有系统集成一体化开展软件系统的维护应用意义十分巨大。

传统指挥显示软件缺乏统一的集成平台，通常情况下，不同专业领域的指挥显示信息由不同技术团队维护，当需要多个系统融合应用时，只能在显示终端同时布署多个系统，且由于不同技术团队采用的技术路线不同，系统间数据往往无法交叉流通和应用，难以开展数据融合应用。

本方法通过标准模块和动态挂载技术，实现多个系统在同一架构下开展指挥显示数据的发布、应用和显示。结合流水式的维护机制，不同专业的系统可以十分方便地构建起规模可伸缩的一体化指挥显示系统，网络终端通过同一平台掌握所有系统的指挥显示信息，同时为多系统多团队间协作开发和运维扫清了技术障碍。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种系统稳定可靠、应用效果良好的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法。本发明的技术方案如下：

一种远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其包括以下步骤：

1)系统模块化构建步骤，在信息发布、信息传递、信息展示三个流通层次上，分离在功能性和数据交互上具有独立性的模块,共设计了五类标准模块：包括数据源、参数字典、资源文件、解析插件、界面模板，其中数据源用于按统一格式组装和发送指显数据包；参数字典用于解释指显数据包的信息格式、量化单位、量程、编码等信息；资源文件用于管理皮肤、底图、三维模型、视频动画等rc资源文件；解析插件用于接收并解算网络指显数据包，将解算结果存偖在共享区域，供界面使用；界面模板用于读取参数解算结果，并以图表曲线三维可视化等方式展现信息。这五类模块按照子进程、字典文件、UI界面之一的非耦合接口方式进行封装和交互，并在各层级创建管理和看护进程,对各层级模块进行模块监视与动态加载。

2)对步骤1)的系统化模块建立动态维护机制，运用标准协议搭建开发库、受控库和产品库，建立流水式同步机制，为维护人员和终端显示用户提供维护、测试、应用的分级管理平台；

3)建立实时运行机制，将步骤1)建立的系统模块间流通的数据进行封装和隔离流通，确保各系统在独立开展组织指挥过程中，不被其他系统影响。

进一步的，所述五类标准模块由一体化主框架进程和看门狗看护进程动态加载和实时监视，所述一体化主框架进程用于加载和管理参数字典、资源文件和展示模块，并以进程方式启动解析模块；看门狗进程用于实时监视主框架进程和所有解析进程，当某进程异常时及时重启。通过主框架和看护进程的调度管理，保持了模块在横向系统间和纵向数据流向上的独立型，单个系统在不影响其他系统正常工作的情况下方便对五类模块进行维护和变更，个别模块的维护变更和错误异常不影响其他系统其他模块的正常运行。

进一步的，所述步骤2)运用SSH标准协议搭建开发库、受控库和产品库,用于对各分系统维护的代码、半成品、测试品、发布品进行集中管理和版本控制，开发库存放系统所有正在维护和已完成维护的源代码，供维护人员下载进行软件维护；受控库存放阶段性工作完成后经审核集成并通过测试验证的稳定版本源代码；产品库存放经基地评测中心测试通过的稳定软件产品，供用户下载使用。

进一步的，所述远程协作类多系统一体指挥显示系统在信息发布、信息传递、信息展示三个层次上，按发布源、二次分析、综合显示的节点开展部署，其中，发布源和二次分析层主要部署数据源、资源文件、参数字典三类模块，综合显示主要部署参数字典、资源文件、解析插件、综合界面四类模块。

进一步的，在同步机制配合下，当某分系统欲加入一体化综合指挥显示平台时，只需按标准维护五类模块，提交部署于相应位置即可，系统启动后，先在预设的路径下寻找各类模块，在完成相应检查后自动加载通过检查的模块。

进一步的，所述数据源采集根据参数字典采集完一张完整表数据后，以节约带宽为主要原则，发布以BYTE为单位的二进制数据包，该过程中只发布实时测量值；解析插件后根据参数字典查询并解算数据包，结合自身需求提取理论值、装订值、告警域信息，判断超差情况以后，以字符串映射链表形式向调度管理传递，传递内容包括解算值和超差情况，调度根据界面与表格对应关系，将字符串映射链表推送到需要的界面。

进一步的，所述步骤3)建立实时运行机制，对纳入一体化的系统按照三层交换结构的硬件网络部署数据发布源和显示终端群，配合指定源组播和自动路由技术，为各系统数据发布建立独立的虚拟网络，网络传递以最低字节数发布信息，当其他指挥厅没有终端用户时不传递数据。

本发明的优点及有益效果如下：

本发明与以往的不同系统独立维护一套显示系统的方式形成鲜明对比，传统指显系统由于缺乏统一的集成架构，不同专业领域的数据接口、发布方式、软件架构存在差别，难以实现系统间数据融合应用和综合显示。当面临多系统融合应用的需求时，需布署多个系统，而不同系统一般由不同的技术团队维护，采取技术路线常常不同，面临接口不统一、数据不流畅、显示难融合等集成难题，成为构建更大规模一体化指挥显示系统的技术障碍。

本发明以标准模块的思维构建指挥显示系统，通过统一规范模块的功能、架构和接口，实现多个系统在同一架构下开展指挥显示数据的发布、应用和显示。同时结合动态维护机制，为多系统多团队间协作开发和运行维护扫清了技术障碍，使全网络多系统的技术人员通过一个平台，即可开展一体化指挥显示系统的维护、发布、运行等集成应用，十分方便地构建起规模可伸缩的一体化指挥显示系统。

附图说明

图1是本发明提供优选实施例一体化综合显示模块化构建示意图；

图2是一体化集成维护工作流程图；

图3是系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

本发明在软件模块化重构的基础上，分别构建动态维护机制和实时运行机制，实现多系统指挥显示系统的不间断运行和动态维护。

(1)系统模块化构建

系统以“规范性”和“开放性”的思想构建一套扩展性强、灵活性高、稳定性好的一体化指挥显示系统，在保持良好“健壮性、灵活性”的同时，降低单点故障风险；数据传输过程中，简化中间环节，不改变发布方数据的结构和信息，非信息类交互以离线方式为主，实时中减少干预性服务(例如中转、变换、升级等)。

按层次结构分为信息发布、信息传递、信息展示，系统总体架构如图1所示。

在信息发布、信息传递、信息展示的三个层次，设计五类标准模块：数据源、参数字典、资源文件、解析插件、界面模板，这五类模块按照子进程、字典文件、UI界面等非耦合接口方式进行封装和交互，并由一体化主框架、看门狗等看护进程动态加载和实时监视，保持模块在横向系统间和纵向数据流向上的独立型，单个系统在不影响其他系统正常工作的情况下方便对五类模块进行维护和变更，个别模块的维护变更和错误异常不影响其他系统其他模块的正常运行。

(2)动态维护机制

1)流水式同步机制

在模块化重构的基础上，集成过程采用“流水式”维护同步机制。建立升级管理服务器，以SSH协议建立集中的开发库、受控库和产品库(简称三库)，对各分系统维护的原码、半成品、测试品、发布品进行集中管理和版本控制，开发库存放本系统所有正在维护和已完成维护的原代码，供维护人员下载进行软件维护；受控库存放阶段性工作完成后经审核集成并通过测试验证的稳定版本源代码；产品库存放经基地评测中心测试通过的稳定软件产品，供用户下载使用。

各分系统维护人员按照标准独立维护所属五类模块(数据源、参数字典、资源文件、解析插件、界面模板)，将维护内容上传至受控库；总体人员对各分系统提交的内容进行集中认证和测试，检查各模块是否按标准定义接口，确认功能与接口无误的情况下，将变更的模块发布到产品库，由各终端根据自身组织指挥工作进度，按异步方式完成自动更新。

维护工作流程如图2所示。

2)系统扩展与动态挂载技术

在信息发布、信息传递、信息展示三个层次上的服务器和终端上，可根据需求部署为发布源、二次分析、综合显示三种结点，每种节点所部署的五类标准模块有所不同，其中，发布源和二次分析层主要部署数据源、资源文件、参数字典三类模块，综合显示主要部署参数字典、资源文件、解析插件、综合界面四类模块，同时在每个节点部署主框架进程和看门狗进程，对五类标准模块进行实时监视和动态加载，在同步机制配合下，当某分系统欲加入一体化综合指挥显示平台时，只需按标准维护五类模块，提交部署于相应位置即可。系统启动后，先在预设的路径下寻找各类模块，在完成相应检查后自动加载通过检查的模块。

(3)实时运行机制

1)数据封装与信息融合

为全系统定义格式统一的参数字典，规范所有系统参数索引值、名称、格式、阈值、单位等信息，参数字典格式如表1所示。

表1参数字典格式

各系统信息的传递和流通以参数字典为依据，根据不同阶段规范不同的数据包格式。

数据源采集根据参数字典采集完一张完整表数据后，以节约带宽为主要原则，发布以BYTE为单位的二进制数据包，该过程中只发布实时测量值，如表2所示。

表2最优带宽格式

头标识

时间

表号

参数1值

参数2值

参数3值

…

参数n值

尾标识

各系统解析插件后根据参数字典查询并解算数据包，结合自身需求提取理论值、装订值、告警域等信息，判断超差情况以后，以字符串映射链表形式向调度管理传递，传递内容包括解算值和超差情况，调度根据界面与表格对应关系，将字符串映射链表推送到需要的界面。字符串映射链表格式如表3所示。

表3字符串映射链表格式

界面模块或分析模块再根据自身需求从参数字典提取中文名称、代号、单位、理论值、装订值、告警域等信息。当界面收到推送的映射表，提取所需参数的实测值和判读情况，结合字典中其他信息开展显示。

在以索引代号为基础的的参数字典编码规则下，各系统数据依据该规则封装传递，“下游”模块解封数据后再提取信息，运用数据封装和解封技术，实现横向系统间数据不干扰，纵向模块间数据不耦合，各分系统产生的试验信息在互不交叉的模块中流转。

2)隔离流通

对纳入一体化的系统按照三层交换结构的硬件网络部署数据发布源和显示终端群，配合指定源组播和自动路由技术，为各系统数据发布建立独立的虚拟网络，网络传递以最低字节数发布信息，当其他指挥厅没有终端用户时不传递数据，当某指挥厅存在多个终端用户时只传递一份数据，有效节约跨地域间和跨系统间交换机的带宽消耗，有效克服了系统内组播和系统间转发等方式带来的信息转发少、带宽消耗大、信息孤岛多等弊端。

3)组织指挥隔离

在数据封装、模块化集成和数据隔离流通等技术支持下，规范各分系统在试验项目组织过程中，按模块分离数据发布功能与组织指挥交互功能，并按照一体化指显“启动中升级、应用中不自动”的原则构建自动同步机制，实现单个分系统的维护、部署不影响其他系统正在开展的试验项目和测试活动，各分系统既能独立开展试验活动，也能与其他系统一起协作开展流程式测试项目。

例如：当某个系统在利用一体化集成产品开展单元测试、系统检查等活动的同时，其他系统能同时开展软件维护、融合集成、部署应用等工作，各系统在完成当前组织指挥或测试活动结束后，自动更新其他系统的最新成果。

本方法在多层交换结构的以太网上构建并实施，具体做法部署一体化管理服务器，系统部署文件比对软件，检测对文件变更情况进行监视，并建立代码库、受控库、产品库。各系统维护终端部署编程环境和同步工具，连接代码库；总体管理和测试人员在网络上任何一台终端上部署测试环境和同步工具，连接测试库；全系统浏览用户部署同步脚本，连接产品库，设置为软件启动中自动升级。

一体化五类标准模块部署情况为，在各系统发布终端部署同步脚本、监视进程、数据源、本系统参数字典等文件，升级管理服务器产品库发布产品文件，包括监视进程、各系统解析插件、全系统参数字典、各系统显示界面、各系统资源文件。

各系统维护并提交本系统所属五类模块，总体管理与测试人员，将代码库提交的产品同步后，将集成产品发布到受控，在局部范围内测试，确认无误后，修改版本号，发布到产品库，供终端浏览用户更新使用。系统结构如图3所示。

本发明的技术效果如下：

利用本发明在西昌卫星发射中心西昌发射场和文昌发射场成功构建了一体化综合指挥显示集成平台，系统可靠性高、稳定性好，实现了全系统不间断运行情况下的远程维护、测试、部署和应用。该系统圆满完成了CZ-7首飞、CZ-5首飞、风云四号、北斗二号GEO-7星等多项重大任务，系统的实时性、稳定性、有效性和可靠性得到了有力验证。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)系统模块化构建步骤，在信息发布、信息传递、信息展示三个流通层次上，分离在功能性和数据交互上具有独立性的模块,共设计了五类标准模块：包括数据源、参数字典、资源文件、解析插件、界面模板，其中数据源用于按统一格式组装和发送指显数据包；参数字典用于解释指显数据包的信息格式、量化单位、量程、编码信息；资源文件用于管理皮肤、底图、三维模型、视频动画在内的rc资源文件；解析插件用于接收并解算网络指显数据包，将解算结果存偖在共享区域，供界面使用；界面模板用于读取参数解算结果，并以图表曲线三维可视化在内的方式展现信息，这五类模块按照子进程、字典文件、UI界面之一的非耦合接口方式进行封装和交互，并在各层级创建管理和看护进程,对各层级模块进行模块监视与动态加载；

2)对步骤1)的系统化模块建立动态维护机制，运用标准协议搭建开发库、受控库和产品库,建立流水式同步机制，为维护人员和终端显示用户提供维护、测试、应用的分级管理平台；

3)建立实时运行机制，将步骤1)建立的系统模块间流通的数据进行封装和隔离流通，确保各系统在独立开展组织指挥过程中，不被其他系统影响。

2.根据权利要求1所述的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，所述五类标准模块由一体化主框架进程和看门狗看护进程动态加载和实时监控，所述一体化主框架进程用于加载和管理参数字典、资源文件和展示模块，并以进程方式启动解析模块；看门狗进程用于实时监视主框架进程和所有解析进程，当某进程异常时及时重启，通过主框架和看护进程的调度管理，保持了模块在横向系统间和纵向数据流向上的独立型，单个系统在不影响其他系统正常工作的情况下方便对五类模块进行维护和变更，个别模块的维护变更和错误异常不影响其他系统其他模块的正常运行。

3.根据权利要求1-2之一所述的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，所述步骤2)运用SSH标准协议搭建开发库、受控库和产品库,用于对各分系统维护的代码、半成品、测试品、发布品进行集中管理和版本控制，开发库存放系统所有正在维护和已完成维护的源代码，供维护人员下载进行软件维护；受控库存放阶段性工作完成后经审核集成并通过测试验证的稳定版本源代码；产品库存放经基地评测中心测试通过的稳定软件产品，供用户下载使用。

4.根据权利要求1所述的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，所述远程协作类多系统一体指挥显示系统在信息发布、信息传递、信息展示三个层次上，按发布源、二次分析、综合显示的节点开展部署，其中，发布源和二次分析层主要部署数据源、资源文件、参数字典三类模块，综合显示主要部署参数字典、资源文件、解析插件、综合界面四类模块。

5.根据权利要求4所述的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，在同步机制配合下，当某分系统欲加入一体化综合指挥显示平台时，只需按标准维护五类模块，提交部署于相应位置即可，系统启动后，先在预设的路径下寻找各类模块，在完成相应检查后自动加载通过检查的模块。

6.根据权利要求4所述的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，所述数据源采集根据参数字典采集完一张完整表数据后，以节约带宽为主要原则，发布以BYTE为单位的二进制数据包，该过程中只发布实时测量值；解析插件根据参数字典查询并解算数据包，结合自身需求提取理论值、装订值、告警域信息，判断超差情况以后，以字符串映射链表形式向调度管理传递，传递内容包括解算值和超差情况，调度根据界面与表格对应关系，将字符串映射链表推送到需要的界面。

7.根据权利要求4所述的远程协同类多系统一体化指挥显示集成方法，其特征在于，所述步骤3)建立实时运行机制，对纳入一体化的系统按照三层交换结构的硬件网络部署数据发布源和显示终端群，配合指定源组播和自动路由技术，为各系统数据发布建立独立的虚拟网络，网络传递以最低字节数发布信息，当其他指挥厅没有终端用户时不传递数据。