关键词:
军民融合
空天运输
遥操作系统
净评估
可信度
形式化方法
国产自主可控
摘要:
为了统筹经济建设与国防建设协同发展,我国提出了“军民融合”国家战略,其核心是促进军民两个领域双向技术交流。空天运输是军民融合发展的重点领域和先导行业,在空天运输嫦娥系列任务中,一个关键组成部分是地面控制中心通过空天运输遥操作系统推送操控信息实现月面巡视器无人自动巡视和科学就位探测。但是,针对我国空天运输领域信息技术国产、自主和可控的发展需求,我国还没有相当的空天运输遥操作系统设计、实施、测试和维护等方面的质量评估方法、技术、体系和标准,在技术层面还缺乏军民融合准入/准出评估机制。围绕上述研究背景和研究问题,本文应用净评估理论,提出了空天运输遥操作系统系统净评估方法,定量认定了探月工程嫦娥系列任务遥操作系统的可信度,建立了空天运输遥操作系统净评估体系,意图保障嫦娥五号任务万无一失,为空天运输领域军民融合战略落地提供技术保障。本文的主要研究工作和创新点如下:(1)首次将净评估理论引入空天运输领域,提出了利用形式化方法建立空天运输遥操作系统净评估指标体系数学模型,借助自主可控的自动化工具采集系统可信证据,从而实现遥操作系统可信度认定的净评估方法。在嫦娥五号任务联调联试过程中,通过净评估方法准确定位了遥操作系统全生命周期的不可信因素,解决了系统质量不可控的问题,实现了遥操作系统联调联试零差错。(2)以遥操作系统相关的软件过程文档、国家军用标准和空天运输领域特性作为净评估指标来源,利用形式化Z语言构建了遥操作系统净评估指标体系数学模型,保障了评估指标的准确性和全面性,解决了嫦娥四号和嫦娥五号任务遥操作系统净评估指标二义性和需求动态变化的问题,为遥操作系统可信证据自动化采集打下基础。(3)以遥操作系统净评估指标体系数学模型为输入,搭建了国产自主可控的空天运输遥操作系统可信证据自动采集平台。在嫦娥四号任务执行前,该平台自动采集了科学客观的嫦娥四号遥操作系统可信证据,确保了嫦娥四号遥操作任务圆满完成。(4)利用偏差最小化方法提出了层次分析法和熵权法结合的组合赋权法。针对数学理论赋权方法的不实际性问题,在航天信息资源国产化的前提下,借助可视化技术实现了近十年来国家载人航天和探月工程历次航天任务数据的长期保存,完成了净评估前期知识积累。同时,构建了遥操作系统净评估虚拟仿真环境,通过回放和论证净评估过程,实现了工程实践数据持续优化数学理论赋权模型的研究方案,提高了净评估指标赋权的可靠性和可信性。(5)针对空天运输领域信息技术自主可控的核心需求,在Windows和国产麒麟操作系统上完成了探月工程嫦娥系列任务遥操作系统的设计、开发、测试、维护和评估,实现了跨平台且具有自主知识产权的航天任务信息推送平台,为嫦娥系列任务执行提供了安全保障。上述研究成果经探月工程二期实战检验,实现了遥操作系统可信度认定,精准实施并圆满完成了嫦娥三号和嫦娥四号任务,并通过了GJB 9001C-2017武器装备质量管理体系认证,为探月工程后续任务和火星探测任务信息系统的开发、质量评估和改进提供了技术框架。