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在战争条件下,影响军事电子信息系统可靠性和安全性的因素很多。当系统出现故障时,如何发现故障、精确地定位故障并在最短的时间内排除故障已经成为提高军事电子信息系统可靠性和可维修性的重要手段,因此军事电子信息系统的远程监控技术在“战场数字化”中具有十分重要的作用。这一技术也是提高数字化部队整体战斗力和抗打击能力的重要保障。军事电子信息系统是一个易损系统,又是一个要求高可用性的系统,当系统受损时对其进行维护和修复是非常重要的。因此军事电子信息系统的远程监控技术也是保障军事电子信息系统在恶劣的战场环境下发挥应有作用的有效手段,这一技术在现代高科技战争中具有十分重要的作用。本文的工作就是对远程监控技术这一新的技术领域做预先探索性的研究。对相关的军事电子信息系统监控共性技术进行研究;对军事电子信息系统的双独立互联的数据采集结构进行研究;对适用于本系统的决策选举算法和通用负载均衡算法进行研究;通过对军事电子信息系统设备及可能出现的软、硬件故障的研究,分析各类故障的各种维护与修复方案;在此基础上研制出数据采集设备和监控设备,并进行了系统应用试验。论文的主要创新工作如下:
(1)提出了一种新的军事电子信息系统监控体系——多元监控体系结构MMCA。这种监控体系结构可以全面、有效地收集系统中各种设备的工作状态,监视系统运行的工作环境,及时地采取措施来重新组织系统,以保障作战指挥效能正常发挥。
(2)提出了一种高可靠的双独立互联数据采集结构,满足了军事电子信息系统对高可靠性和高精度的需求。在数据采集过程中采用轮询与事件驱动相结合的数据采集策略,从而解决数据采集实时性与高效性的矛盾。
(3)提出了决策选举算法,在专用监控设备出现故障时通过本选举算法在系统中选举出一个新的管理者来替代专用监控设备的工作,以保证整个故障检测系统在易损条件下的高可用性。并在集中式系统中引入分布式机制,利用决策选举算法,在集中式管理者出现故障时,选举产生系统中性能最优的节点部分或全部替代管理者,从而保证在专用监控设备出现故障的条件下仍可对军事电子信息系统进行有效的检测与维护。
(4)提出了通用负载均衡算法,保证新管理者选举成功后系统工作的稳定性。因为当专用监控设备出现故障时,系统利用决策选举算法选出一个新的管理者用于承担专用监控设备的工作。因此,可利用通用负载均衡算法将任务分配到系统中的各个节点上,从而最大限度地保证系统的正常运行。
(5)在上述研究的基础上,结合集团军(师)防空作战军事电子信息系统,采用数据预处理处理技术和重构技术,构建了系统远程维护与修复实验系统;研制出数据采集设备和监控设备,并进行了系统应用实验。应用表明我们研制的设备工作可靠达到要求。
课题的研究依托于国家“十五”国防重点预研课题“系统监控技术研究”和国家863重点项目,已通过阶段验收,所做工作得到了863专家组的肯定。通过本课题的研究,为军事电子信息系统远程监控技术的研究提供了先进技术和方法。