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摘要：由于飞机设计、研制、生产需要做大量的试验验证工作，由此产生了海量的试验数据信息，大量数据的存储存在数据分散管理，数据类型多、试验流程与数据无法形成严密的逻辑联系等问题，使得试验数据信息难以得到充分利用。为解决上述问题，本文设计了一种基于B/S架构的数据管理系统，应用于大型铁鸟试验台上的试验数据管理，解决了数据的统一管理、记录完整、试验过程全程记录等问题，实现了多种数据的存储、高效查询以及数据历史趋势分析等一系列丰富的功能。结合某型飞机的试验任务进行了论述，对今后相关应用场景的数据管理系统的设计具备一定的参考意义。

关键词：铁鸟试验台；数据管理系统；B/S架构；飞行试验；集中管理

Abstract：As aircraft design， development and production need to do a large number of test verification work， resulting in a large number of test data information， a large number of data storage problems exist in the data scattered management， data types， test process and data can not form a strict logical connection， which makes the test data information difficult to be fully utilized. In order to solve the above problems， a data management system based on B/S architecture is designed in this paper， which is applied to the test data management of the large iron bird test bench. It solves the problems of unified data management， complete record and the whole test process record， and realizes a series of rich functions such as the storage of various data， efficient query and data historical trend analysis. Combined with the test task of a certain type of aircraft， it is discussed， which has a certain reference significance for the design of data management system in related application scenarios.

Key words： Iron bird test bed; Data management system; B/S architecture; Flight test; Centralized management

中图分类号：U675.96

引言

试验是产品研发、生产制造、维修保障过程中必不可少的重要技术手段，试验技术和试验管理效率的高低是影响一个产品周期、成本的重要体现，对于验证飞机型号的功能、性能、质量等均具有至关重要的作用。

国外飞机设计领域中常应用数字化技术进行相关试验的检测与验证。由于国外对此类高端技术的保密较为严格，目前所能查询及参考有关数字化管理、试验的相关资料十分有限。

美国波音公司通过数字化技术的研究，通过对整个试验、检测周期进行合理规划安排，形成了数字化试验、检测任务系统的检测方式。大大降低了检测费用、缩短试验周期、检测周期。

美国的洛-马、EDAS、ASE、GE等公司，加拿大的MDS公司、加拿大航空公司，英国R·R公司、Sigma Aerospace公司等，都有集测量、控制、处理、管理为一体的试验系统。

国内近年来，数字化技术已经广泛应用到航空、航天、船舶等多个领域，并且相关企业已经开始了新一代的综合性数字化试验平台的建设工作。

由于国内对高科技装备研制能力的日益增长的需求，加之长期以来在试验技术手段方面投入的不足，国内企业在试验技术手段方面将迎来有史以来最大的发展时期。总结各方面的现状，结合国外试验技术发展的历程，集成各种试验软硬件资源构成综合平台，实现试验各阶段信息的完整的数字化采集，试验全过程的监控，试验数据分析处理，实现试验信息的网络发布和共享已经成为数字化发展的趋势。

1 总体设计

为了完成试验过程中的数据管理和分析，设计一套专用数据系统对整个试验的运行及数据管理进行自动化、智能化的系统管理，减少人员参与，同时对整个试验环节可追溯，对试验数据集中管理分析和研究。

数据管理系统主要用于对试验过程中的试验采集数据、仿真数据、音视频数据、操纵状态数据等进行实时检测、收发、分析、处理和保存，并生成相应的数据类报告，完成整个试验的过程记录和试验周期的，为铁鸟试验和飞机相关功能与性能的验证提供有力基础。

数据管理系统分为软件和硬件两部分。软件主要完成铁鸟试验台的试验管理系统软件中的数据管理和分析。通过对试验过程中的试验采集数据、仿真数据等进行实时检测、收发、分析、处理和保存，生成相应的报告文档，完成整个试验全周期的数字化管理。

2 软件设计

数据管理系统主要完成对试验数据存储、分析、对比、可视化、试验结果管理和分析结果报表生成功能；一个试验项目的数据包括以下类型并形成一个整体、针对数据的处理主要针对下面试验数据进行处理。

1）试验人员对系统的操作输入信息；

2）试验设备状态及运行参数数据；

3）试验产生的数据；

试验数据管理系统包括试验数据存储、数据分析、数据可视化展示等功能。系统功能组成见图2所示：

2.1数据记录与存储

数据的记录与存储主要通过时钟同步网，完成不同设备之间时钟的统一，在此基础上采用UDP协议，利用以太网进行网络通信及数据的传输，从而完成接收并存储数采系统、各试验器、仿真模型、其他试验系统的试验数据，对于视频监控系统的音视频数据按照时间也进行实时存储。

数据记录与存储具备存储数据的导入导出功能，对于试验数据支持按照不同试验项内容进行数据存储配置、数据文件分类等存储，同时开发的软件支持存储文件名自动设置及手动设定、支持数据存储周期修改等特点，软件支持对于波形曲线导出为图片格式进行存储，试验数据存储由用户配置默认数据存储路径，不同的测试项目和测试结果采用不同的文件名进行存储。文件名以试验时间、设备编号和顺序号为格式命名文件。具体功能显示过程见图3。

2.2 数据分析

对于试验进行中的实时试验数据及试验结束后的实验结果，数据分析模块通过FTP完成原始数据地上传，利用反射内存网从数据库直接提取过程数据文件，实时地提供分类列表显示，采用地B/S架构地软件模式，在前端页面中嵌入算法的分析与算法的扩展功能，用户可自定义分析算法，完成试验数据的分析，具有脚本生成编辑器可使重复性的数据处理任务自动完成；使用公式解释器实现基本科学函数，包括平方根、正弦、余弦、正切、绝对值和求余运算；使用工具进行积分、微分、求和、峰值搜索、均方根、排序和取平均值，计算曲线拟合，运行平均值和线性回归，提取统计信息，包括标准偏差、方差、平均值和最小/最大值。

2.3 数据可视化

数据可视化模块支持多次测试数据叠加以及可视化关联结果的能力，可针对多个测试结果进行比对分析。数据可视化模块中通过表格和图形的交互检查数据，同时可以通过滚动和缩放光标来识别数据中的峰值和特性，并用不同的光标选项灵活删除、拟合或复制数据范围。数据显示见图6、图7，具体功能如下：

a）软件支持创建自定义布局，以最合理的方式显示数据；

b）软件支持同步数据与视频、3D 模型、声音播放和GPS 地图显示等功能；

c）支持标记数据轨迹区域，以便进行复制、删除或曲线拟合；

d）支持使用图形图例显示与光标相关的数据点值和数据属性；

e）具有可视化、缩放、滚动和比较跟踪。

2.4 试验结果

试验结果管理功能模块实现了整个试验过程所有试验结果的管理。提供了导入、导出、删除和根据试验结果名称和创建人的多条件搜索的操作，还提供了进入数据记录、数据分析、数据回放、数据对比通道的功能。试验界面如图8所示：

上图提供了所有试验结果的目录，用户可以对目录中任意一试验结果进行操作，包含数据分析、数据回放、数据的对比、数据记录、删除。

试验结果的信息包括：

1）名称：试验结果名称；

2）测试项名称：测试项的名称；

3）创建人：创建或生成此试验结果的人员；

4）创建时间：创建或生成此试验结果的时间；

5）操作：数据分析、数据回放、数据的对比、数据记录、数据删除。

试验结果包括试验时的测试项引用，能够查看到测试项的试验大纲、试验件、试验设备、试验用例、试验步骤，并可以检索进行的试验分析。

3 硬件设计

数据管理系统计算机选用HP品牌，DL388高性能服务器，数量1台，产品规格参数如下：

a）2u机架式服务器；

b）1* Intel Xeon Silver 4210 （10-Core， 2.2 GHz， 85W）CPU；

c）4*16G 2R 2933内存；

d）P816I SAS阵列卡 2G缓存；

e）2*10T HPE SATA3.5寸热插拔硬盘；

f）1*800W PT冗余电源；

g）3*PCI-E带双m.2槽；

h）4*1G NIC网卡；

该服务器配置HP 27英寸显示器，具体型号：P27vG4，数量：1台。产品规格参数如下：

a）27英寸，屏幕宽高比：16：9 ；

b）IPS液晶显示器；

c）1个VGA，1个HDMI接口；

d）亮度：300尼特（nits）；

e）静态对比度：1000：1，动态对比度8百万：1；

f）灰阶响应时间：5ms；

g）原始分辨率：1920x1080（全高清）。

4 系统界面

数据管理系统的界面按照功能模块进行设计排列，包括五大模块：试验配置和过程管理，构型信息管理，数据处理管理，可视化管理，系统信息管理，具体模块界面见图9所示。

5 结论

本文通过分析现有数据管理系统的原理、功能特点，阐述了应用于某型号飞机升级研制试验任务中，数据管理系统展现出特有的优势，并通过大量相关试验验证，证明了数据管理系统的可行性，基于铁鸟试验台的数据管理系统将是后续航空等领域发展的关键技术。

数据管理系统的特点

a）保证了存储数据的完整性。通过矩阵过程保证了试验信息，监控信息的采集、记录不会因为服务器的突发故障等意外情况造成后期查询和统计数据的确实。

b）数据查询地高效性。实现了高效的数据库查询，显示功能。常规存储数据需要通过手动输入数据只数据库软件中，查询需要通查询命令获取数据显示，不利于及时地查询数据。通过将嵌入数据库查询功能插件，很好地解决了这一问题。

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作者简介：

万义爽（1994.04-），男，湖北省黄冈市人，中国特种飞行器研究所，助理工程师，硕士研究生，研究方向：测控技术。