引言

近年來，航天發(fā)射任務(wù)呈現(xiàn)出載荷型號多樣、多任務(wù)并行開展等新特點，迫切需要高效、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)引擎，來優(yōu)化指揮顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用效能，提升任務(wù)決策指揮效率。因此，航天發(fā)射指揮顯示系統(tǒng)一體化發(fā)展被提上了日程[1-4]。目前，通過構(gòu)建通用數(shù)據(jù)引擎，實現(xiàn)了對各發(fā)射場不同數(shù)據(jù)協(xié)議、流程的支持，推進(jìn)了一體化發(fā)展進(jìn)程[3]。然而，受限于單體軟件架構(gòu)，仍存在以下不足：(1)缺乏快速部署與跨平臺應(yīng)用手段，持續(xù)集成能力有限；(2)終端設(shè)備性能差異，導(dǎo)致設(shè)備間數(shù)據(jù)不同步；(3)未根據(jù)使用需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，部分類型數(shù)據(jù)訪存時延較高。

針對上述不足，袁國偉等[5]通過構(gòu)建分布式算網(wǎng)融合，實現(xiàn)了高強(qiáng)度任務(wù)下數(shù)據(jù)的分布式共識計算，但該系統(tǒng)部署過程較復(fù)雜，且新需求下拓展性有限；趙振杰等[6]采用Oracle及ClickHouse構(gòu)建多級數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，來增強(qiáng)數(shù)據(jù)管理和分析效能，但跨平臺部署能力也存在不足，數(shù)據(jù)分類管理設(shè)計較弱；鐘偉宏等[7]通過對服務(wù)進(jìn)行劃分，并依托Kubernetes進(jìn)行管理，實現(xiàn)了跨平臺部署以及服務(wù)的高可用性，但持續(xù)交付與敏捷開發(fā)方面仍有不足。

在尋找解決方案時，其他領(lǐng)域的成功實踐提供了借鑒。Solomon等[8-9]通過云原生技術(shù)在航空空域管理自動化領(lǐng)域構(gòu)建了一種基于服務(wù)的新架構(gòu)，在提供可靠數(shù)據(jù)服務(wù)的同時，降低了系統(tǒng)研發(fā)成本，縮短了新功能交付部署所需時間，顯著提高了服務(wù)的整體效率及靈活性。于景鑫等[10]在土壤墑情監(jiān)測領(lǐng)域也通過云原生技術(shù)，消除了環(huán)境制約，通過布設(shè)多個不同服務(wù)模塊，實現(xiàn)了靈活、高效的敏捷開發(fā)。因此，本系統(tǒng)設(shè)計可以采用類似解決方案。

本文針對此背景，結(jié)合一體化指揮顯示系統(tǒng)中數(shù)據(jù)引擎軟件實際使用需要，系統(tǒng)性地設(shè)計了一種基于云原生技術(shù)的航天發(fā)射一體化指揮顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)引擎架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理機(jī)制，旨在實現(xiàn)以下幾個目標(biāo)：（1）設(shè)計一種基于云原生的數(shù)據(jù)引擎系統(tǒng)，支持快速部署與動態(tài)擴(kuò)容，運行穩(wěn)定；（2）提出航天試驗任務(wù)數(shù)據(jù)處理機(jī)制，解決負(fù)載均衡問題并提高了運算效率，顯著提升了數(shù)據(jù)訪存速度；（3）對上述數(shù)據(jù)引擎架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理機(jī)制進(jìn)行測試，并驗證其有效性。

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作者信息：

董宇航，焦冬冬，尹志鋒，孟令剛，淮曉永

（華北計算機(jī)系統(tǒng)工程研究所，北京 100083）