摘要：為了解決飛行控制總線數(shù)據(jù)處理效率低和多課題同一時(shí)間完成參數(shù)數(shù)據(jù)處理難的難題，在數(shù)據(jù)處理方法上提出新思路，以飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為平臺(tái)，采用分布式中間件技術(shù)，設(shè)計(jì)了飛行控制總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化處理軟件，實(shí)現(xiàn)飛行控制總線數(shù)據(jù)的并發(fā)處理和數(shù)據(jù)分發(fā)。重點(diǎn)介紹了軟件的體系結(jié)構(gòu)、功能模塊、算法設(shè)計(jì)，目前該網(wǎng)絡(luò)化軟件已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)型號(hào)的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中，處理效率滿足飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的需求。飛行控制總線網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)處理方法為隨后的1553b總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化，F(xiàn)C總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化提供了技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞：飛行控制總線數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)化處理；軟件設(shè)計(jì)；分布式中間件技術(shù)

0 引言
    FCS(Flight Control System)是現(xiàn)代電傳飛機(jī)所具備的自動(dòng)化飛行控制系統(tǒng)。它所依賴的用于傳遞飛行控制信息的通訊總線，稱之為飛行控制總線。FCS總線數(shù)據(jù)指的是飛控系統(tǒng)工作的完整數(shù)據(jù)信息，稱為百分之百的飛控?cái)?shù)據(jù)信息，簡(jiǎn)稱100％FCS數(shù)據(jù)信息。
    隨著我國(guó)航空技術(shù)的飛速發(fā)展，在飛行試驗(yàn)中不僅總線數(shù)據(jù)的采集方式發(fā)生著改變，而且試飛參數(shù)個(gè)數(shù)急劇增加(從原來(lái)的幾十到現(xiàn)在成千上萬(wàn))，數(shù)據(jù)量從幾個(gè)GB到上百GB成指數(shù)增加，及各課題參數(shù)處理要求多樣，伴隨著我院試飛工作的全面開(kāi)展，后續(xù)型號(hào)任務(wù)的增多，處理人員的短缺等現(xiàn)狀。
    目前，飛行控制總線數(shù)據(jù)處理模式采用單機(jī)處理，多課題第一時(shí)間同時(shí)需要數(shù)據(jù)時(shí)，單機(jī)處理不能滿足處理需求；當(dāng)課題需要變更參數(shù)時(shí)，必須經(jīng)過(guò)“編寫(xiě)文檔→領(lǐng)導(dǎo)簽字→提交文檔”方可進(jìn)行處理。針對(duì)以上的現(xiàn)狀和問(wèn)題，設(shè)計(jì)了飛行控制總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化處理軟件。在C ／S、B／S多層體系架構(gòu)的飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)下，通過(guò)接收客戶端選擇的參數(shù)信息、時(shí)間段信息和數(shù)據(jù)信息，調(diào)用該網(wǎng)絡(luò)化處理軟件進(jìn)行處理，在服務(wù)器端運(yùn)行處理數(shù)據(jù)并回傳結(jié)果數(shù)據(jù)給客戶端，解決了單機(jī)版處理效率低和多課題參數(shù)處理難的問(wèn)題。

1 軟件運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖
    以飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為平臺(tái)，利用分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)，以100％FCS中間件的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理?？梢詾g覽、查詢和下載相關(guān)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)自己的需要，定義所要處理的參數(shù)、時(shí)間段等信息，實(shí)現(xiàn)海量試飛數(shù)據(jù)的快速處理，并可以利用系統(tǒng)提供的各種數(shù)據(jù)分析工具，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)告輸出和數(shù)據(jù)分析計(jì)算，解決了面向多用戶數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享難題。分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)制。用戶通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理服務(wù)請(qǐng)求的準(zhǔn)備，服務(wù)器接到服務(wù)請(qǐng)求后，啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的100％ FCS中間件接口軟件，利用存儲(chǔ)在陣列的試飛數(shù)據(jù)文件，完成用戶的服務(wù)計(jì)算請(qǐng)求，然后將結(jié)果返回給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 軟件設(shè)計(jì)
2．1 軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖
    該軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思路，主要由接口解析模塊，參數(shù)校線解析模塊，原始數(shù)據(jù)塊整理模塊和數(shù)據(jù)解析模塊4個(gè)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。其軟件的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

    通過(guò)客戶端自主生成的接口信息文件，服務(wù)端通過(guò)解析接口信息，獲取處理軟件要處理的參數(shù)名稱、個(gè)數(shù)，參數(shù)類型，時(shí)間段信息以及數(shù)據(jù)文件、校線文件、結(jié)果文件等的信息。
    (1)參數(shù)校線解析模塊
    對(duì)100％FCS校線文件進(jìn)行分析，獲取不同的表號(hào)的參數(shù)信息，包括參數(shù)名稱，參數(shù)類型，參數(shù)校線等信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)，完成校線文件的解析，為參數(shù)數(shù)據(jù)的提取作好準(zhǔn)備。
    (2)原始數(shù)據(jù)塊整理模塊
    根據(jù)100％FCS參數(shù)輸出數(shù)據(jù)格式的特點(diǎn)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，讀取一幀數(shù)據(jù)，如果接收到的FCS數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)超過(guò)了定義的完整FCS數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)，那么就將這個(gè)數(shù)據(jù)塊丟掉；如果接收到的FCS數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)等于定義的完整FCS數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)，那么就進(jìn)行下面的數(shù)據(jù)解析模塊處理；如果接收到的FCS數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)小于定義的完整FCS數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)時(shí)，需要考慮續(xù)接數(shù)據(jù)問(wèn)題。
    (3)數(shù)據(jù)解析模塊
    通過(guò)原始數(shù)據(jù)塊整理模塊取得完整的FCS數(shù)據(jù)塊結(jié)合校線解析模塊對(duì)每塊數(shù)據(jù)進(jìn)行添加校線，然后結(jié)合接口解析模塊中的參數(shù)名進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，根據(jù)飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接口輸出文件格式要求，所有輸出信息文件在服務(wù)器上存儲(chǔ)在用戶之前已經(jīng)建立的任務(wù)單號(hào)文件夾內(nèi)，計(jì)算結(jié)束后，返回給客戶端和服務(wù)器上存儲(chǔ)的任務(wù)單號(hào)相同的文件夾，用戶通過(guò)點(diǎn)擊系統(tǒng)界面下的輸出報(bào)告輸出相應(yīng)的文本文件，碼值文件。
2．2 軟件設(shè)計(jì)總流程圖
    100％FCS總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化軟件設(shè)計(jì)針對(duì)新型飛控?cái)?shù)據(jù)采集器的特點(diǎn)，結(jié)合飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件的調(diào)用接口協(xié)議，應(yīng)用分布式中間件技術(shù)編寫(xiě)了基于Web下的100％FCS總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化接口軟件，為所有需要100％ FCS總線數(shù)據(jù)處理的型號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如圖3所示。

3 分布式中間技術(shù)
    分布式中間件是存儲(chǔ)在計(jì)算服務(wù)器的應(yīng)用程序，用戶發(fā)出分布式計(jì)算請(qǐng)求后，由服務(wù)器軟件啟動(dòng)分布式計(jì)算，完成用戶的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
    分布式中間件與用戶應(yīng)用端的分布式計(jì)算監(jiān)控ActiveX控件之間需要進(jìn)行信息通信，監(jiān)控計(jì)算過(guò)程的狀態(tài)。
    針對(duì)非結(jié)構(gòu)化的100％ FCS試飛數(shù)據(jù)，將100％FCS數(shù)據(jù)處理軟件以分布式中間件形式嵌入到試飛數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，借助該系統(tǒng)，利用分布式中間件技術(shù)，通過(guò)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)通信，軟件快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并準(zhǔn)確的將結(jié)果信息返回給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，見(jiàn)圖4。

    (1)客戶端ActiveX根據(jù)調(diào)度服務(wù)器列表中的IP及端口號(hào)循環(huán)嘗試建立Socket通信，發(fā)出計(jì)算請(qǐng)求；
    (2)客戶端ActiveX與調(diào)度服務(wù)器建立連接后，調(diào)度服務(wù)器經(jīng)過(guò)負(fù)載均衡計(jì)算，返回給客戶端ActiveX一個(gè)計(jì)算服務(wù)器的IP及端口號(hào)；
    (3)客戶端ActiveX與計(jì)算服務(wù)器建立Socket連接；
    (4)客戶端ActiveX發(fā)出執(zhí)行計(jì)算命令；
    (5)計(jì)算服務(wù)器接收到計(jì)算命令后，啟動(dòng)確定的分布式中間件執(zhí)行分布式計(jì)算任務(wù)，并將狀態(tài)信息輸出到控制臺(tái)，計(jì)算服務(wù)器中的狀態(tài)監(jiān)控程序用管道技術(shù)將分布式中間件的輸出作為自己的輸入，并通過(guò)Socket方式返回給客戶端ActiveX；
    (6)客戶端ActiveX接收任務(wù)執(zhí)行的狀態(tài)信息，顯示給用戶；
    (7)當(dāng)分布式中間件執(zhí)行完畢，計(jì)算服務(wù)器中的狀態(tài)監(jiān)控程序?qū)⒆詈蟮慕Y(jié)果文件通過(guò)Socket傳給客戶端ActiveX；
    (8)客戶端ActiveX控件將文件保存至客戶端，分布式計(jì)算結(jié)束。

4 使用情況
    通過(guò)上述的軟件流程圖，在此設(shè)計(jì)了飛控網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)了非結(jié)構(gòu)化的飛行控制總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化處理，有效解決了處理人員緊缺、數(shù)據(jù)處理效率低的問(wèn)題。圖5為某型號(hào)100％ FCS原始數(shù)據(jù)截取圖。圖6為調(diào)用100％FCS網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)處理軟件處理圖4數(shù)據(jù)的結(jié)果文件。

5 結(jié)語(yǔ)
    100％FCS總線數(shù)據(jù)處理軟件在科研飛機(jī)試飛數(shù)據(jù)處理中有著舉足輕重的作用。本次通過(guò)飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了100％FCS總線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化處理，大大地提高數(shù)據(jù)處理效率。目前該網(wǎng)絡(luò)化軟件已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)型號(hào)的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中，數(shù)據(jù)處理速度完全能夠滿足我院“數(shù)據(jù)處理不過(guò)夜”的要求，數(shù)據(jù)處理結(jié)果已經(jīng)成為試飛工程師排除系統(tǒng)故障的重要依據(jù)，為型號(hào)試飛的順利進(jìn)行提供了可靠的數(shù)據(jù)。