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han wei, científico jefe de la corporación estatal de construcción naval de china: aunque la economía de baja altitud de china está en su infancia, también debería comenzar a considerar la construcción de arquitectura de sistemas.

2024-09-20

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autor |

editor | yang ruiqing, liu yukun

ifeng.com technology news, 20 de septiembre, ayer se celebró en fengtai, beijing, la primera conferencia de liderazgo en innovación económica a baja altitud de "phoenix yufeng intelligent leading low altitude". han wei, científico jefe de la corporación estatal de construcción naval de china, pronunció un discurso de apertura sobre el diseño y la aplicación de la arquitectura de sistemas no tripulados. en su discurso, han wei dijo que aunque la economía de baja altitud de china está en su infancia, también debería comenzar a considerar la construcción de una arquitectura de sistema.

han wei dijo que los sistemas de drones extranjeros se están desarrollando muy rápidamente y tienen las características de agrupación, sistematización, inteligencia, bajo costo y modularidad. los algoritmos, el software y los datos son elementos comunes en el nuevo campo de la productividad, y su importancia está aumentando. no sólo son factores de producción importantes en la construcción de una arquitectura de sistema económico de baja altitud, sino también resultados importantes.

en general, el estado de desarrollo real de la economía de baja altitud y el estado de desarrollo de los equipos militares no tripulados tienen mucho que aprender uno del otro. basado en la nacionalización, es adecuado para más plataformas no tripuladas, admite un diseño general distribuido a gran escala y se desarrolla en la dirección de la inteligencia como la tendencia futura de ambos.

se entiende que la primera conferencia de liderazgo en innovación económica de baja altitud, con el tema "phoenix yufeng liderando intelectualmente la baja altitud", fue copatrocinada por la alianza de desarrollo de la industria económica de baja altitud de beijing y phoenix.com. la conferencia reúne a los mejores expertos y académicos para discutir las tendencias de desarrollo de la industria a través de intercambios profundos de ciencia y tecnología de vanguardia, lanzar las últimas innovaciones y dibujar conjuntamente una nueva imagen de las aplicaciones de baja altitud.

el siguiente es el texto completo del discurso, editado y publicado:

es un gran honor para mí que el organizador de la conferencia me haya confiado mi experiencia laboral y mis conocimientos. soy de china state shipbuilding corporation. hemos realizado algunos trabajos en el campo de los equipos no tripulados, especialmente en el nivel de integración de sistemas "militares". la tecnología industrial y la tecnología civil se integran y aprenden unas de otras." ”, me gustaría compartir mi experiencia con ustedes desde esta perspectiva.

sistemas marítimos no tripuladostendencias básicas de desarrollo.

ya sea desde la perspectiva de los requisitos de planificación de alto nivel o del diseño del sistema, la aplicación de equipos no tripulados y sistemas no tripulados en el mar presenta un estado de "uso sistemático". desde esta perspectiva, es similar a la "economía de baja altitud". la aplicación sistemática implica el diseño y la planificación de toda la arquitectura de integración del sistema, incluida la planificación a nivel de políticas, nivel institucional y nivel técnico. como instituto de investigación militar, lo que estudiamos es cómo aprovechar mejor las ventajas y beneficios de los equipos no tripulados a nivel técnico, especialmente los equipos de clúster.

el informe del xx congreso nacional del partido comunista de china señaló que se debe acelerar el desarrollo de fuerzas de combate inteligentes no tripuladas, aumentar la proporción de fuerzas de combate de nueva calidad en nuevos dominios y construir fuerzas de combate de nueva calidad. se deben promover sistemáticamente las capacidades. por definición, los sistemas marítimos inteligentes no tripulados incluyen varias plataformas no tripuladas, embarcaciones no tripuladas, submarinos no tripulados, armas submarinas preposicionadas y drones submarinos en el mar. pueden utilizarse de forma independiente en una única plataforma o a través de redes autónomas y se utilizan algoritmos inteligentes para integrar aplicaciones. , los cuales cuentan con una serie de características como alta emergencia, autoorganización e inteligencia de cluster.

en términos de espacio, el rango de espacio de movilidad es más amplio y la adaptabilidad y flexibilidad son mayores. en términos de tiempo, los equipos no tripulados han evolucionado de 3d a 4d, con capacidades a largo plazo, estables y profundas. al mismo tiempo, tiene ventajas de fuerza, incluidas ventajas asimétricas, ventajas de uso continuo y ventajas del sistema. la guerra en ucrania lo ha reflejado profundamente, y ha habido tropas tripuladas que se han rendido a los drones. estas son las características de los equipos no tripulados.

los componentes básicos del sistema marítimo inteligente no tripulado, además de la plataforma, también incluyen el centro de control general del clúster y el sistema de control externo, que son similares en términos de arquitectura al llamado control de baja altitud. además, desde una perspectiva extranjera, los sistemas uav extranjeros se están desarrollando muy rápidamente y tienen las características de agrupación, sistematización, inteligencia, bajo costo y modularidad. en primer lugar, está respaldado por la teoría operativa, que en cierto sentido es un respaldo político. el gobierno central fomenta el desarrollo de la economía de baja altitud. esto se llama apoyo político a la plataforma, lo que significa que debemos tener aviones excelentes y una gran cantidad de experimentos y aplicaciones verificados en colaboración. la segunda es que un sistema de datos enorme requiere demasiadas cosas para diseñar y los datos son relativamente densos. la tercera es que está impulsado por inteligencia, una gran cantidad de fusión de datos y fusión entre negocios, la integración es más compleja; implica múltiples tipos de heterogeneidad y los requisitos de puntualidad son relativamente altos.

desde la perspectiva del diseño arquitectónico, la búsqueda de la modularidad, la computación distribuida, la optimización en tiempo real y la toma de decisiones inteligente es un desafío serio. la "arquitectura" también se está haciendo en el extranjero. lo primero que hicieron los estadounidenses fue la arquitectura del sistema de control ucs para sistemas no tripulados; la otra es la arquitectura conjunta para sistemas no tripulados jaus, que es para drones. la arquitectura conjunta de drones militares estadounidenses lanzó oficialmente el año pasado la arquitectura de sistema universal no tripulado para sistemas marítimos no tripulados (umaa). las características de estas arquitecturas son una integración profunda desde el modelo de datos y el marco de componentes de diseño hasta los módulos más internos del marco.

umaa define cuatro partes: interfaz de plataforma, modelo de datos y método de gestión. la interfaz de la plataforma define la relación entre la plataforma y la carga útil, la plataforma y la estación de control, y los sistemas tripulados y no tripulados. hay muchas plataformas de vehículos aéreos no tripulados y se pueden utilizar más para uso marítimo. operaciones de plataforma. ¿cómo elegir la mejor? ¿qué capacidad de carga y capacidades de servicio se prefieren? ¿qué algoritmo de control es mejor? todas estas son consideraciones para los algoritmos arquitectónicos. umaa define ocho funciones avanzadas y sus interfaces de servicio estándar, define las interfaces de bibliotecas de software relevantes y define bibliotecas de servicios para maximizar la interconexión heterogénea y la selección de las mejores.

en general, en primer lugar, el futuro de los equipos marítimos es una dirección de desarrollo importante y debe acelerarse; en segundo lugar, la alta complejidad plantea graves desafíos a la arquitectura del sistema; en tercer lugar, el desarrollo en el extranjero lleva mucho tiempo y los militares y civiles nacionales lo están haciendo; por ejemplo, la armada ha lanzado interoperabilidad de equipos no tripulados 2.0. muchas cosas aún están en proceso. nuestra economía de baja altitud está en su infancia, y deberíamos comenzar a considerarla después de alcanzar una cierta etapa de desarrollo y todas las chimeneas. , podemos comenzar desde el sistema. fortalecer las relaciones a nivel sistémico es un poco tarde en ese momento.

conceptos de diseño para sistemas marítimos no tripulados.

¿cuáles son las características de los equipos no tripulados? es necesario diseñar una arquitectura no tripulada única.

el primer equipo no tripulado incluye equipos uav. las nuevas tecnologías se repiten muy rápidamente, lo que requiere que la arquitectura tenga actualizaciones independientes y capacidades de integración eficientes, incluidos los automóviles actuales, una gran cantidad de ota, actualizaciones en línea en tiempo real, recopilación de datos, etc. diseño completo de la arquitectura del sistema al diseñar, debemos considerar la integración y la capacidad de implementación.

también se presta atención a la segunda característica: equipos de bajo costo y alta confiabilidad, modularidad y alta reutilización.

el tercer algoritmo, el software y los datos, son comunes en el campo de la "nueva productividad" y están adquiriendo cada vez más importancia. no sólo son factores de producción importantes, sino también resultados importantes.

el cuarto es la heterogeneidad e interoperabilidad eficientes. hacemos esto a través de tres aspectos: el primero es el desacoplamiento total; el segundo es la abstracción total, que incluye la abstracción de recursos de hardware, la abstracción de servicios y el diseño de arquitectura orientada a servicios; el tercero es la apertura de interconexión autónoma, que es lo que hacemos desde la perspectiva del método de diseño; .

el objetivo del diseño es lograr comunicaciones unificadas, datos unificados, acceso unificado y computación unificada en sistemas marítimos complejos, sentando las bases para una integración a mayor escala y, en última instancia, logrando una arquitectura de sistema no tripulado que sea abierta, confiable, segura y de alta calidad. -rendimiento, desde aquí también hacemos nuestro trabajo de diseño de arquitectura, uno es garantizar la coherencia del comportamiento; el segundo es garantizar la coherencia de los datos; el tercero es considerar completamente la agilidad empresarial y el cuarto es desacoplar las funciones de los datos; de gestión y mantenimiento.

aproveche al máximo la tecnología avanzada de internet de las cosas para implementar una arquitectura de agente de red liviana, logrando así la confiabilidad de todo el sistema. según el objetivo general de la tarea, ¿cómo descomponer la tarea? en el caso de la descomposición de la tarea, cómo encontrar la combinación de servicios óptima y lograr la tarea final a través de la combinación de servicios es una cuestión relativamente técnica.

diseño de arquitectura general de sistemas marítimos no tripulados.

en la primera parte dijimos que es muy importante, en la segunda parte hablamos de lo que quiere solucionar y en la tercera parte, con qué aspectos debemos empezar en términos de arquitectura del sistema.

el primer paso para cualquier producto es el diseño de la arquitectura de software y hardware, el segundo paso es el diseño del dominio funcional, el tercer paso es el diseño de la especificación de la interfaz y el cuarto paso es el diseño de la integración de la arquitectura.

primero, el diseño de la arquitectura de software y hardware se combina con productos y prácticas específicos para brindar una introducción general.

en primer lugar, trabajamos en el mar. las plataformas offshore son básicamente barcos no tripulados, barcos no tripulados, drones, etc. el extremo del barco incluye estructura, potencia, electricidad, sistema de control autónomo, equipo de carga, etc. el diseño general de acceso al hardware del software implementa el acceso heterogéneo a dispositivos, la virtualización de dispositivos y la programación e invocación basadas en servicios de software después de la virtualización. desde esta perspectiva, se expone una interfaz de control consistente al mundo exterior, lo que hace que el proceso de control subyacente sea completamente transparente; el software de control de capa superior y el software de aplicación del controlador se empaquetan como servicios para proporcionar flexibilidad general del sistema.

desde la perspectiva del dominio físico, necesitamos poder acceder a los equipos de carga útil relacionados. estos equipos de carga útil relacionados tienen sus propias particularidades en el mar, porque en el mar es relativamente claro adoptar el método de plataforma general + carga de tarea, más un método. aplicación lograr tareas específicas. desde esta perspectiva, es inconsistente con el principio de diseño actual de tareas de rol único en la plataforma, que proporciona una base para la utilización posterior de recursos y capacidades.

el segundo dominio de control es abstraer y virtualizar varios recursos; el segundo es desarrollar de forma independiente los requisitos de tareas en componentes e implementar paquetes de tareas para escenarios típicos, lo más independiente posible de la plataforma durante el proceso de desarrollo del escenario. acabo de mencionar. ¿su producto es adecuado para los nuevos requisitos de la escena en el futuro? se puede adaptar, pero esta adaptación debe realizarse con anticipación en el diseño del sistema.

el proceso general incluye aligerar los servicios de aplicaciones de proceso anteriores, toda la red de agentes de servicios intermedios y la abstracción de las cargas de algoritmos para todos los dispositivos. hay trabajo relacionado en esto.

lo que hemos hecho hasta ahora es que actualmente estamos trabajando en nada menos que 20 tipos de cargas que están básicamente involucradas en el mar, ya sea radar, radar de navegación, lidar, motor principal, potencia, etc., y hemos logrado un acceso y reemplazo y carga modular.

desde el punto de vista del dominio funcional, debe haber escenarios de servicio y requisitos orientados a tareas en el diseño arquitectónico. para facilitar la integración y el uso de la capa superior a nivel del sistema en el futuro, deben existir funciones generales y su alcance. solo de esta manera podemos gestionar mejor una serie de revoluciones tecnológicas centrales de algoritmos provocadas por la ecología y los formatos comerciales relacionados. desde la perspectiva de los equipos no tripulados, se divide en siete dominios funcionales principales desde la perspectiva de los dominios funcionales, incluido el dominio de detección y percepción, el dominio de autoconciencia, el dominio de conciencia situacional, el dominio de toma de decisiones autónoma, el dominio de control de navegación y el dominio de control de misión. y dominio de operación.

aquí hay algunos ejemplos específicos para fines marítimos, el dominio de detección de detección incluye principalmente sonar, óptica, radar, etc. necesito abstraer equipos de carga útil específicos. después de la abstracción, todos los equipos de carga útil relevantes estarán orientados a servicios para proporcionar servicios de gestión de sensores. y servicios de conciencia ambiental, apuntan a servicios conscientes de atributos para brindar soporte de servicio, sirviendo así a las aplicaciones de la capa superior y haciendo que las cosas subyacentes sean transparentes.

para el diseño de la especificación de la tercera interfaz, necesitamos integrar todo el sistema comenzando desde abajo, definimos la base del hardware y el software desde el medio, definimos el alcance funcional y los módulos funcionales y luego debemos definir cómo; interactuar y cómo interactúan las funciones, incluido el mecanismo de integración de información de tipo de dominio, que incluye posicionamiento de liberación, respuesta de solicitud, etc., y entre plataformas, mecanismos comunes internos y mecanismos comunes externos entre plataformas, todos deben definir información mutua. luego, la definición del servicio y la integración del servicio se llevan a cabo con los servicios como límite. finalmente, debe haber un protocolo central para administrar de manera uniforme varios servicios integrados, incluidos equipos virtuales, programación de procesos independientes de la dirección, etc.

como se acaba de mencionar, el control sobre el estado no registrado de la plataforma no tripulada depende en cierto sentido de su grado de apertura. si hay un grado relevante de apertura en la definición inicial y ciertos permisos para llamadas independientes de la dirección, el control de vuelo puede. lograrse. defina el estado y el estado, que es la especificación para el acceso a la virtualización.

diseño de arquitectura integrada para sistemas marítimos no tripulados.

el equipo no tripulado no es solo una plataforma no tripulada, ni es una plataforma no tripulada + todo el equipo de carga útil que pueda completar el trabajo relevante. la nueva calidad y los nuevos dominios traen muchos factores de producción nuevos, como modelos, algoritmos, datos, etc. además del equipo en sí, las siguientes series incluyen pruebas, evolución, almacenes de algoritmos, etc. estos son recursos más grandes y requieren más inversión y uso real. para nosotros es imposible definir un avión, por ejemplo, es muy difícil realizar una certificación de vuelo real. sin embargo, en los buques, especialmente en el ámbito de los buques, un gran número de sociedades de clasificación extranjeras están optando por el camino de la certificación virtual. y pasar un poco de trabajo si se utiliza equipo virtual para la certificación, la cantidad de tiempos de aeronavegabilidad se reducirá considerablemente. esta también es una característica del desarrollo de equipos no tripulados. nadie le presta mucha atención, pero de repente aparece en el campo de batalla. esta es la situación general de implementación.

luego está la capa lógica de relaciones de flujo de datos y gestión de datos, y luego está la aplicación relacionada de cómo usamos los datos y cómo realizar la retroalimentación de los datos a nuestro sistema real.

en términos de estructura, china state shipbuilding corporation también ha formado sus propios productos, el sistema operativo de embarcaciones no tripuladas xuanlong y una serie de software de soporte para pruebas de simulación y recopilación y análisis de datos, así como diversas competiciones de equipos, productos y aplicaciones de clúster. también hay mucha experimentación.

perspectivas de futuro.

en general, nuestro departamento militar tiene este requisito, basado en la producción nacional, aplicable a más plataformas no tripuladas y respaldando el diseño general de grupos marítimos no tripulados distribuidos a gran escala.

el segundo diseño funcional debe desarrollarse en dirección a la inteligencia;

el tercer acceso de carga debe poder soportar más migración e invocación de servicios a nivel de servicio.

desde la perspectiva de mi trabajo, todavía hay mucho que aprender unos de otros sobre el estado actual de desarrollo de la economía de baja altitud y el estado de desarrollo de los equipos militares no tripulados.

gracias por escuchar. este es mi informe.