【裝備理論與裝備技術(shù)】

國外裝甲車輛電子體系結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展

趙媛媛，劉川，陳姝，陽亮

(中國北方車輛研究所，北京10072)

摘要：論述了開發(fā)新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的必要性，指出了新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)將最大限度地采用開放式標(biāo)準(zhǔn)，介紹了在新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域幾種具有代表性的研究成果和產(chǎn)品實例，就我國裝甲車輛未來新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展提出了建議。

關(guān)鍵詞：車輛電子系統(tǒng)；坦克；裝甲車輛

收稿日期：2014-10-19

作者簡介：趙媛媛(1979—)，女，副研究員，主要從事車輛信息研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.05.001

中圖分類號：F416.48

文章編號：1006-0707(2015)05-0001-06

本文引用格式：趙媛媛，劉川，陳姝，等.國外裝甲車輛電子體系結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展[J].四川兵工學(xué)報，2015(5):1-6.

Citation format:ZHAO Yuan-yuan, LIU Chuan, CHEN Shu, et al.Development of Foreign Armored Vehicle’s Electronic Architecture[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(5):1-6.

Development of Foreign Armored Vehicle’s Electronic Architecture

ZHAO Yuan-yuan, LIU Chuan, CHEN Shu, YANG Liang

(China North Vehicle Research Institute, Beijing 100072, China)

Abstract:The essentiality of developing the new generation of vehicle electronic architecture had been addressed, which indicates that the open standards are farthest used for the new generation of foreign vehicle electronic architecture. Several typical researches and products at this area were introduced as well, and proposals for the development of the future new generation electronic architecture of our armored vehicles were presented.

Key words: vehicle electronic system; tank; armored vehicle

自20世紀(jì)90年代以來，西方主要軍事強國的車輛綜合電子系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，繼在其第三代主戰(zhàn)坦克或改進(jìn)型上引入車輛綜合電子系統(tǒng)技術(shù)之后，又逐步將其應(yīng)用范圍推廣到步兵戰(zhàn)車、裝甲人員輸送車及輪式戰(zhàn)術(shù)車輛等多種車型上。車輛綜合電子系統(tǒng)不僅成為裝甲車輛領(lǐng)域的一項重要關(guān)鍵技術(shù)，也成為現(xiàn)代先進(jìn)裝甲車輛的一項標(biāo)準(zhǔn)特征。由于車輛電子體系結(jié)構(gòu)對車輛綜合電子系統(tǒng)的性能具有極其重要的影響，車輛電子體系結(jié)構(gòu)的演示驗證和研究開發(fā)得到高度重視。

1現(xiàn)役裝甲車輛的電子體系結(jié)構(gòu)

就現(xiàn)役裝甲車輛而言，大部分車輛的綜合電子系統(tǒng)采用的是基于MIL-STD-1553B總線或MilCAN總線或CAN總線的車輛電子體系結(jié)構(gòu)，將車內(nèi)安裝的電子、電氣、指揮、控制、計算機、情報、監(jiān)視、偵察等部件或子系統(tǒng)綜合起來，但隨著戰(zhàn)場要求的變化，上述裝甲車輛的車輛電子體系結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出兩個主要問題：一是現(xiàn)役裝甲車輛以MIL-STD-1553B總線或MilCAN總線或CAN總線為核心的電子體系結(jié)構(gòu)無法滿足網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)或網(wǎng)絡(luò)使能戰(zhàn)的視頻信號傳輸要求；二是為了滿足戰(zhàn)場需要，現(xiàn)役裝甲車輛加裝越來越多的C4ISR/EW(指揮、控制、通信、計算機、情報、監(jiān)視&偵察/電子戰(zhàn))子系統(tǒng)，這些缺乏相關(guān)性的子系統(tǒng)通過栓接方式加裝到現(xiàn)役裝甲車輛的電子體系結(jié)構(gòu)上，每種子系統(tǒng)都有其自己的控制裝置和電力需求，可能還有其自己的顯示器，結(jié)果引發(fā)嚴(yán)重的SWaP-C(尺寸、重量&功率-冷卻/費用)問題，不僅使車輛損失空間和有效載荷能力，還引發(fā)過度電力需求和電子不相容性[20-24]。

2開發(fā)新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的必要性

就地面作戰(zhàn)平臺而言，一方面，迫切需要地面作戰(zhàn)平臺的綜合電子系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)代化，以增強網(wǎng)絡(luò)存在和C4ISR/EW能力，但同時另一方面，又存在嚴(yán)格的SWaP-C約束[21]。為了滿足未來網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)或網(wǎng)絡(luò)使能戰(zhàn)的數(shù)據(jù)、音頻、視頻信息傳輸要求以及實現(xiàn)更為集成的解決方案和低的SWaP-C目標(biāo)[25]，有必要開發(fā)新一代開放式車輛電子體系結(jié)構(gòu)。西方軍事強國已開始研究以Ethernet為主干的新一代開放式車輛電子體系結(jié)構(gòu)，面向新型裝甲車輛研制計劃和現(xiàn)役裝甲車輛改進(jìn)計劃，最具代表性的實例包括英國的SV(專用車輛)計劃以及美國的GCV(地面戰(zhàn)車)計劃和HBCT(重型旅戰(zhàn)斗組)現(xiàn)代化改進(jìn)計劃。

在西方軍事強國研究開發(fā)新一代開放式車輛電子體系結(jié)構(gòu)的工作中，有兩點值得重點關(guān)注：增多COTS的應(yīng)用，這可快速應(yīng)用最新商用技術(shù)，使硬件具備更多的功能；啟動互操作性的研究，這可實現(xiàn)現(xiàn)有裝置的更有效使用，避免平臺內(nèi)裝置的重復(fù)使用[22]。

3開放式標(biāo)準(zhǔn)的新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)

除了模塊化、開放性、可縮放性的特點之外，新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的最主要特征實質(zhì)上體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化方面。就面向新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)而言，具有代表性的包括英國的GVA(通用車輛體系結(jié)構(gòu))標(biāo)準(zhǔn)和美國的VICTORY(C4ISR/EW互操作性的車輛集成)標(biāo)準(zhǔn)。兩者的最大共同特點是最大限度地利用開放式標(biāo)準(zhǔn)、采用Ethernet為主干、注重互操作性、面向車輛所有子系統(tǒng)(機動系統(tǒng)和任務(wù)系統(tǒng))。此外，英國的GVA標(biāo)準(zhǔn)與美國的VICTORY標(biāo)準(zhǔn)具有順應(yīng)性。

3.1英國GVA標(biāo)準(zhǔn)

英國國防部在2010年8月頒布了第一版的GVA標(biāo)準(zhǔn)。它為英國車輛電子體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了指南，旨在以標(biāo)準(zhǔn)化的形式在未來將各種系統(tǒng)集成到車輛平臺之內(nèi)[15]。GVA標(biāo)準(zhǔn)沒有提供具體方案，確定了通用接口、功率標(biāo)準(zhǔn)、傳輸數(shù)據(jù)的方法以及數(shù)據(jù)的格式[13]。圖1為GVA標(biāo)準(zhǔn)的平臺體系結(jié)構(gòu)內(nèi)接口和邊界的示意圖。

GVA標(biāo)準(zhǔn)適用于所有未來地面平臺的采購計劃和現(xiàn)有平臺的改進(jìn)計劃，適用于簡單(復(fù)雜的所有類型地面平臺。按照GVA標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的車輛電子體系結(jié)構(gòu)能夠接納未來技術(shù)、降低集成風(fēng)險性、提高通用性和減少車隊費用[12,14]。

3.2美國VICTORY標(biāo)準(zhǔn)

美國陸軍在2011年7月29日頒布了第一版VICTORY標(biāo)準(zhǔn)——VICTORY 1.0。VICTORY標(biāo)準(zhǔn)是VICTORY初步研究計劃的產(chǎn)物。這項研究計劃旨在開發(fā)在地面平臺上集成C4ISR/EW和其他電子任務(wù)裝置的體系結(jié)構(gòu)，以便于將現(xiàn)有的和先進(jìn)的C4ISR/EW裝置集成到美國陸軍的地面平臺之上。為了營造一個開放的競爭環(huán)境，VICTORY確定部件和系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)并使之成熟。VICTORY通過接口標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)互操作性的目標(biāo)，接口標(biāo)準(zhǔn)被確定在部件和系統(tǒng)的接口層。在VICTORY范圍之內(nèi)的接口被指定使用Ethernet技術(shù)在C4ISR、EW和平臺系統(tǒng)之間傳送信息[23]。

圖1　GVA標(biāo)準(zhǔn)的平臺體系結(jié)構(gòu)內(nèi)接口和邊界的示意圖

VICTORY計劃的產(chǎn)品包括計劃的介紹材料；標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)&成熟計劃；體系結(jié)構(gòu)文件；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的附錄；參考設(shè)計文件；初步驗證人工制品；參考軟件庫；VTK驗證工具組件；順應(yīng)性要求文件。

VICTORY計劃將提供分階段推出的一套標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，涉及集成C4ISR/EW任務(wù)裝置和平臺應(yīng)用程序所需的各種能力。VICTORY的總體技術(shù)途徑包括數(shù)據(jù)總線中心設(shè)計；可共享的硬件部件，在不增加硬件的情況下來使用軟件；開放的標(biāo)準(zhǔn)的物理接口和邏輯接口，應(yīng)用在系統(tǒng)與C4ISR/EW部件之間；一套共享的數(shù)據(jù)總線服務(wù)；共享的硬件和軟件的信息安全部件，使系統(tǒng)集成商能夠構(gòu)建安全的設(shè)計，保護(hù)和控制信息的訪問。

3.2.1VICTORY數(shù)據(jù)總線

車輛網(wǎng)絡(luò)通過VDB(VICTORY數(shù)據(jù)總線)來體現(xiàn)。VDB是遵循VICTORY標(biāo)準(zhǔn)的、被作為地面車輛一個組成部分的一個概念結(jié)構(gòu)，它實質(zhì)上是一個提供域特定特征的Ethernet網(wǎng)絡(luò)。圖2是VDB示例，它提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)功能——在各個數(shù)據(jù)源之間傳送、路由和傳遞數(shù)據(jù)，而且嵌入了不同特質(zhì)的服務(wù)層。除了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之外，VDB還提供共享的服務(wù)(定時、位置、方位和行軍方向)和共享的硬件裝置(處理資源、顯示器、用戶接口裝置)。此外，VDB還提供數(shù)據(jù)保護(hù)功能，保護(hù)數(shù)據(jù)在傳送中和在休止中的機密性。存取控制服務(wù)功能包括實體身份驗證和授權(quán)控制，以保護(hù)資源。最后，管理服務(wù)也被嵌入VDB，管理服務(wù)為全面配置、控制和監(jiān)視VDB的狀態(tài)以及VDB所連接的部件和系統(tǒng)的狀態(tài)提供接口。

C4ISR系統(tǒng)和EW系統(tǒng)在圖2的左側(cè)。含義是這些系統(tǒng)通過VDB來集成，這意味著其部件彼此之間的相互通信是通過在VDB網(wǎng)絡(luò)上傳送信息。就這些系統(tǒng)而言，VICTORY確定和指定部件級和系統(tǒng)級的網(wǎng)絡(luò)接口。平臺系統(tǒng)組合在圖2的右側(cè)，表示這些系統(tǒng)或是車輛平臺的一個組成部分或是與平臺系統(tǒng)緊密集成。例如，武器系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)總線。就這些系統(tǒng)而言，VICTORY僅確定和指定系統(tǒng)級的網(wǎng)絡(luò)接口。例如，推進(jìn)系統(tǒng)可以利用1個CAN網(wǎng)絡(luò)來將發(fā)動和變速器的控制器與傳感器連接起來，而且一種實時控制算法可以與CAN網(wǎng)絡(luò)上的裝置緊密集成。VDB并不是旨在取代CAN網(wǎng)絡(luò)。代之以，VICTORY確定VDB與CAN網(wǎng)絡(luò)之間能夠作為橋接器的接口，借此，數(shù)據(jù)提供給位于動力傳動系緊密控制環(huán)路之外的VDB。這個概念使機動性能數(shù)據(jù)能夠發(fā)布在VDB上供其他用途(例如維護(hù)和其他后勤功能)使用，而不會干擾CAN網(wǎng)絡(luò)的定時。就平臺系統(tǒng)而言，這是信息使用的概念。

圖2　VICTORY數(shù)據(jù)總線(VDB)的關(guān)系示意圖

3.2.2系統(tǒng)類型和部件類型

VICTORY定義的基于網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)除了確定一套概念模塊以及對應(yīng)的接口技術(shù)規(guī)范之外，還確定系統(tǒng)類型和部件類型。按照2012年1月16日頒布的“VICTORY體系結(jié)構(gòu)—A1版”，VICTORY體系結(jié)構(gòu)是組成以一個能夠被例示&集成來形成設(shè)計的類型集合。這個集合包括系統(tǒng)類型、部件類型及其接口。VICTORY體系結(jié)構(gòu)還確定功能+接口的VDB結(jié)構(gòu)。

美國陸軍TRADEC(坦克機動車輛研究、開發(fā)&工程中心)2011年4月啟動VICTORY系統(tǒng)集成實驗室的建設(shè)，根據(jù)2011年7月29日公布的VICTORY 1.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建成了一個用來演示、發(fā)展&驗證VICTORY 1.0標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)未來執(zhí)行的環(huán)境。按照計劃，這個集成實驗室在2012年6月實現(xiàn)初步使用能力(IOC)，2012年9月實現(xiàn)全面任務(wù)能力(FMC)，做好支持“艾布拉姆斯”和“布雷德利”系列車輛的工程修改建議(ECP)的準(zhǔn)備[3]。

英國的GVA標(biāo)準(zhǔn)和美國的VICTORY標(biāo)準(zhǔn)均面向車輛所有子系統(tǒng)(機動系統(tǒng)和任務(wù)系統(tǒng))確定一套通用開放式標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)獨立于具體硬件解決方案或軟件解決方案。執(zhí)行GVA標(biāo)準(zhǔn)和VICTORY標(biāo)準(zhǔn)將使地面戰(zhàn)斗系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)輪式車輛能夠：降低重量、節(jié)省功率、恢復(fù)可用空間；平臺系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享和給乘員提供綜合圖像；提供一種開放式體系結(jié)構(gòu)，平臺在無需進(jìn)行重大重新設(shè)計情況下即可接納未來技術(shù)。GVA標(biāo)準(zhǔn)和VICTORY標(biāo)準(zhǔn)都將隨著新研究成果的獲得和技術(shù)的發(fā)展，不斷推出新版本。

4研究成果和產(chǎn)品實例

到目前為止，西方軍事強國已推出數(shù)種以Ethernet為主干的新一代開放式車輛電子體系結(jié)構(gòu)和取得諸多研究成果。下面，簡要介紹幾個具有代表性的研究成果和產(chǎn)品實例。

4.1CIDS核心基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分布系統(tǒng)

通用動力(英國)公司開發(fā)了滿足GVA標(biāo)準(zhǔn)的CIDS(核心基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分布系統(tǒng))[4]。CIDS提供貫穿車輛的1個數(shù)據(jù)環(huán)路以及電力線路和離散信號線路，其布線的體積和重量大大低于傳統(tǒng)布線[7]。

CIDS的密封殼體內(nèi)含有1個電力單元和1個數(shù)據(jù)單元。它“進(jìn)入”一系列的連接長度，以易于故障發(fā)現(xiàn)和故障修理。數(shù)據(jù)單元提供1個20 Gbit/s以太網(wǎng)。在一定的間隔上，即有1個CIDS節(jié)點，為各種所連接裝置提供電力連接器和數(shù)據(jù)連接器。

例如:在Scout-SV(偵察型專用車輛)上，有1個車體的CIDS環(huán)路和1個炮塔的CIDS環(huán)路。兩者通過Moog公司的旋轉(zhuǎn)連接器來實現(xiàn)連接，可在炮塔與車體之間發(fā)生相對運動時確保炮塔與車體之間的不斷連接。連接到這些環(huán)路上的有：車長、炮長、駕駛員的乘員站；火控系統(tǒng)；防御機構(gòu)，例如激光告警系統(tǒng)和煙幕彈發(fā)射器；主要武器和輔助武器的瞄準(zhǔn)具以及LSAS(本地態(tài)勢感知系統(tǒng))；駕駛和導(dǎo)航輔助裝置，例如后視攝像機和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)； Bowman通信系統(tǒng)和戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)；車輛狀態(tài)&使用監(jiān)視系統(tǒng)(HUMS)。在隨后的SV車型中，例如在C2(指揮&控制)車型中，CIDS將能夠在指揮站的人員之間實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)共享。

動態(tài)數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)的工作方式如同發(fā)布&訂閱系統(tǒng)。任何一個用戶都能夠訂閱數(shù)據(jù)流，但所有數(shù)據(jù)都是被存儲在連接到CIDS的1個視頻服務(wù)器和1個數(shù)據(jù)服務(wù)器之中。這些服務(wù)器不僅能夠借助硬件加密來處理不同密級的數(shù)據(jù)，而且能夠同時被電子清除。

CIDS還可以通過電力需求優(yōu)先排序和智能電力截斷，實現(xiàn)響應(yīng)性較高的電力管理。這能夠減少不需要運行的具體功能的電力消耗。此外，還可以實現(xiàn)管理啟動&關(guān)閉以及在電路出現(xiàn)故障時適度的降級使用。

4.2Battlenet Inside開放式電子體系結(jié)構(gòu)

雷諾卡車防務(wù)公司推出了它與塔爾斯公司合作，以Volvo 公司開發(fā)的電子體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)所研制的Battlenet Inside 開放式電子體系結(jié)構(gòu)。Battlenet Inside以Ethernet網(wǎng)絡(luò)和所有現(xiàn)有協(xié)議為基礎(chǔ)，面向傳送圖像、視頻和音頻信息。在其上面能夠集成各種模塊。將機動性平臺與這些裝備項實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)新的協(xié)作功能，同時還可提高任務(wù)系統(tǒng)在行動、訓(xùn)練和維護(hù)中的總體效能。

以應(yīng)用Battlenet Inside的VAB Mk3裝甲車為例來說，VAB Mk3裝甲車實現(xiàn)了多項新的能力：每個乘員站均可完全按照任務(wù)類型來進(jìn)行配置，顯示來自炮塔安裝攝像機的實時圖像，給3名主要操作人員提供一個共享的戰(zhàn)術(shù)環(huán)境；炮塔隨動于敵軍射擊探測系統(tǒng)，使乘員能夠更快速、更高效地對威脅做出響應(yīng)；無線電系統(tǒng)，連同車輛核心電子設(shè)備，能夠確保與數(shù)字化戰(zhàn)場的其他空間(特別是其他裝甲車輛)保持音頻和數(shù)據(jù)鏈接；內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)擴大了徒步作戰(zhàn)的距離，使步兵能夠在最遠(yuǎn)距離車輛 1 000 m 保持無線電聯(lián)系；引入有路線輪廓和地形信息的導(dǎo)航輔助系統(tǒng)，再加上混合型GPS/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅能夠確保車輛高水平的地理定位精度，而且還能夠連接到目標(biāo)指示系統(tǒng)，而且進(jìn)一步的能力包括借助晝夜視頻反饋的輔助駕駛能力；車輛后勤數(shù)據(jù)(燃料和彈藥等)能夠中繼到高級指揮部，使乘員能夠自主管理其能量使用，從而實現(xiàn)車輛的長時間持續(xù)作戰(zhàn)任務(wù)能力的最大化。

所有這些服務(wù)都集成在雷諾卡車防務(wù)公司和塔爾斯公司開發(fā)的互補性的開放式體系結(jié)構(gòu)之中[8]。Battlenet Inside系統(tǒng)連接車輛的所有系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠協(xié)同工作。

4.3SiVAN和ST6800 SuperneT [10]

諾斯羅普(格魯曼公司推出了一個類似CIDS的發(fā)展成果——SiVAN(智能型綜合車輛局域網(wǎng))，它為車內(nèi)的數(shù)據(jù)分配提供1個公用的以太網(wǎng)總線。ST Electronics公司推出了ST6800 SuperneT車輛綜合通信系統(tǒng),其核心是1個基于IP的、連接所有通信系統(tǒng)和顯示器的吉位以太網(wǎng)雙環(huán)超級總線[9,11]。

4.4HBCT通用VICTORY開放式電子體系結(jié)構(gòu) [2]

Curtiss-Wright公司在過去幾年一直在專門針對HBCT(重型旅戰(zhàn)斗組)車輛電子系統(tǒng)來研究網(wǎng)絡(luò)中心方法，以滿足HBCT的需求，例如VICTORY使能網(wǎng)絡(luò)交換。Curtiss-Wright公司研究的網(wǎng)絡(luò)中心方法已成熟到：可具體表明如何利用開放式標(biāo)準(zhǔn)COTS產(chǎn)品(即使是跨越多個保密級別)合成滿足要求的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。下面是Curtiss-Wright公司開發(fā)的一種基于開放式標(biāo)準(zhǔn)的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，它適用于采用一套車輛通用不可知論部件、充分利用VICTORY標(biāo)準(zhǔn)的多種HBCT平臺。

圖3示出了Curtiss-Wright公司開發(fā)的一種車內(nèi)高級網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)，它采用VICTORY數(shù)據(jù)總線(VDB)。這個網(wǎng)絡(luò)的核心是以太網(wǎng)交換機，不僅便于子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，而且還是一個將VICTORY信息橋接到傳統(tǒng)協(xié)議的便利地方，從而使系統(tǒng)能夠是VICTORY友好的。

VICTORY賦能交換機，或是一個獨立單元[例如Curtiss-Wright公司的“數(shù)字橋頭堡“(Beachhead)]，或是一個裝在系統(tǒng)機箱內(nèi)的交換機模塊(一個交換機LRM，例如VPX3-683/-5)。這是一個COTS解決方案，基于硬件和軟件領(lǐng)域的開放式標(biāo)準(zhǔn)。

這個網(wǎng)絡(luò)概念在設(shè)計上是通用的。根據(jù)平臺的需求，能夠相應(yīng)地采用模塊(子系統(tǒng))。成為這種網(wǎng)絡(luò)的理想居民的唯一準(zhǔn)則：能夠在以太網(wǎng)上通過平臺VDB進(jìn)行通信；能夠與VICTORY信息和協(xié)議通信。

圖3　Curtiss-Wright公司的一種概念性的

VICTORY已經(jīng)確保期望支持任何一種子系統(tǒng)的服務(wù)和協(xié)議都是100% COTS的。例如，VDB本身即是通用的以太網(wǎng)。期望子系統(tǒng)提供的任何服務(wù)也是具有代表性的。子系統(tǒng)可以是處理裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機、直接或網(wǎng)絡(luò)連接存儲器、防火墻、路由器、用于靜態(tài)數(shù)據(jù)和聯(lián)機加密的裝置等。這些裝置的管理，以及健康&狀態(tài)信息的交換，均是利用COTS服務(wù)和基于開放式標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)來實現(xiàn)。

具體的車輛相關(guān)服務(wù)和子系統(tǒng)，通過將C4ISR/EW領(lǐng)域的各種車輛具體唯一性橋接到VICTORY環(huán)境的網(wǎng)關(guān)，保持在VDB網(wǎng)絡(luò)的外圍。

就Curtiss-Wright公司開發(fā)的系統(tǒng)總體構(gòu)成而言，為了開發(fā)一種完全通用的HBCT體系結(jié)構(gòu)，車輛的計算&網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必須被模塊化成為一套通用模塊+一套車輛具體模塊。

通用體系結(jié)構(gòu)將被分為下述主要項：通用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模塊，用以構(gòu)成VICTORY數(shù)據(jù)總線；通用VICTORY共享處理單元，標(biāo)準(zhǔn)化到VITA48 LRM波形因數(shù)和仔細(xì)選擇的OpenVPX(9VITA65)Module Profile；通用LRU子集，帶有供通用LRM和關(guān)鍵車輛具體連接(例如TPU Ⅲ)使用的卡槽。

在Curtiss-Wright公司開發(fā)的HBCT通用開放式電子體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方式中，沒有任何東西抵觸VICTORY規(guī)范，也沒有任何東西需要專用標(biāo)準(zhǔn)。

5結(jié)論

要確保裝甲車輛在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)或網(wǎng)絡(luò)使能戰(zhàn)中的作戰(zhàn)效能，同時降低裝甲車輛的全壽命周期費用，需要能夠確保車載裝備項互操作性的開放式電子體系結(jié)構(gòu)。同時，因為裝備是不斷變化的，還需要選擇可長期存在的開放式標(biāo)準(zhǔn)，確保能夠在不改進(jìn)其基本體系結(jié)構(gòu)的情況下改進(jìn)整個系統(tǒng)。開放式電子體系結(jié)構(gòu)，連同車輛核心電子設(shè)備，是確保裝甲車輛在未來戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)效能和發(fā)展?jié)摿Φ年P(guān)鍵之一。下面，就未來一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展提出以下幾點建議：

1) 重視新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的研究與開發(fā)工作。為了滿足未來網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)或網(wǎng)絡(luò)使能戰(zhàn)的數(shù)據(jù)、音頻、視頻信息傳輸要求以及實現(xiàn)更為集成的解決方案和低的SWaP-C目標(biāo)[5]，應(yīng)重視以Ethernet為主干的新一代開放式車輛電子體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究與開發(fā)工作，其中包括標(biāo)準(zhǔn)的制訂。在這方面，英國在制訂GVA標(biāo)準(zhǔn)，特別是美國在制訂VICTORY標(biāo)準(zhǔn)過程中所進(jìn)行的研究開發(fā)工作，具有極其重要的參考意義。

2) 新一代車輛電子體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)最大限度地利用開放式標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足SWaP-C約束要求，以及為了實現(xiàn)商用技術(shù)能夠快速應(yīng)用于軍用系統(tǒng)，在開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)鼓勵采用開放式標(biāo)準(zhǔn)[19]。最大限度地利用開放式標(biāo)準(zhǔn)，目前已成為西方軍事強國針對所有重大軍事采購項目的一個要求。開放式標(biāo)準(zhǔn)可實現(xiàn)互操作性，從而能夠減少集成工作和風(fēng)險，而且能夠在計劃的全壽命周期內(nèi)在COTS供應(yīng)商之間保持競爭[6]。涉及開放式標(biāo)準(zhǔn)的幾個級別是：硬件互操作性；子系統(tǒng)互操作性；軟件互操作性。

3) 充分利用商用技術(shù)和COTS產(chǎn)品。隨著商用技術(shù)呈指數(shù)律地發(fā)展，再加上推向市場的時間縮短，軍方用戶日益希望獲得其私生活所習(xí)慣的類似性能。充分利用COTS技術(shù)是一個經(jīng)過證實的途徑，能夠快速、高效地將商用技術(shù)注入軍事工業(yè)。這里的COTS意味著在最基礎(chǔ)層面上充分利用商用技術(shù)[16-18]。

4) 注重電子體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)集成實驗室的建設(shè)。在最初版本的標(biāo)準(zhǔn)制訂完成之后，甚至是早在標(biāo)準(zhǔn)提案出臺之后，應(yīng)盡快進(jìn)行系統(tǒng)集成實驗室的建設(shè)。系統(tǒng)集成實驗室不僅是推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的新一代開放式地面車輛體系結(jié)構(gòu)所需要的一種關(guān)鍵能力，也是獲得降低SWaP-C和促進(jìn)互操作性方面的知識以及支持研發(fā)工作的一種重要工具。系統(tǒng)集成實驗室的作用包括：演示、發(fā)展&驗證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范未來實現(xiàn)；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的獨立驗證試驗；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的成熟化；評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所確定的技術(shù)解決方案的適用性；獨立驗證試驗供應(yīng)商所提供的實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的部件和產(chǎn)品(硬件和軟件)；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的獨立實現(xiàn)之間的互操作性試驗；建立自用環(huán)境和知識庫，支持有關(guān)車輛電子和體系結(jié)構(gòu)的未來研究與開發(fā)能力；開發(fā)測試工具，支持標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的測試。需要強調(diào)指出，車輛電子體系結(jié)構(gòu)集成實驗室在開發(fā)先進(jìn)的開放式電子體系結(jié)構(gòu)方面具有重要的作用，受到西方軍事強國的普遍重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]Michael S.Moore,Jeremy C.Price,Kay Griffith-Boyle.DEPLOYING VICTORY ARCHITECTURE AND SPECIFICATIONS[R].MICHIGAN:2012 NDIA GROUND VEHICLE SYSTEMS ENGINEERING AND TECHNOLOGY SYMPOSIUM,2012.

[2]Dr.Shubhagat Gangopadhyay,Mr.David Jedynak.OPEN SYSTEMS COMMON HBCT ELECTRONICS VICTORY ARCHITECTURE APPROACH[R].MICHIGAN:2012 NDIA GROUND VEHICLE SYSTEMS ENGINEERING AND TECHNOLOGY SYMPOSIUM,2012.

[3]Nikia Williams,Venu Siddapureddy,Leonard Elliott,et al.TARDEC’S VICTORY SYSTEMS INTEGRATION LABORATORY (SIL) IS A KEY TOOL FOR ADVANCING STANDARDIZED GROUND VEHICLE ELECTRONIC ARCHITECTURE[R].MICHIGAN:2012 NDIA GROUND VEHICLE SYSTEMS ENGINEERING AND TECHNOLOGY SYMPOSIUM,2012.

[4]General Dynamics:building dynamic vehicle architectures[EB/OL].http://www.contracts.mod.uk/general-dynamics-building-dynamic-vehicle-architectures/.

[5]DAVID JEDYNAK.VICTORY Standard Eliminates Costly Vehicle Redundancies[EB/OL].[2013-06].http://www.cotsjournalonline.com/articles/view/103432.

[6]Steve Edwards.The VICTORY architecture drives COTS-based interoperability on combat vehicles[EB/OL].[2012-04-18].http://mil-embedded.com/articles/the-cots-based-interoperability-combat-vehicles/.

[7]General Dynamics UK’s Core Infrastructure Distribution System for Electronic Architectures delivers measurable performance improvement for combat vehicles[EB/OL].http://www.generaldynamics.uk.com/news/general_dynamics_uks_core_infrastructure_distribution_system_for_electronic_architectures_delivers_measurable_performance_improvement_for_combat_vehicles.

[8]RENAULT TRUCKS DEFENSE PRESENTS ITS INNOVATIVE BATTLENET INSIDE VETRONIC SOLUTION AT EUROSATORY[EB/OL].[2014-06].www.renault-trucks-defense-group.com.

[9]SUPERNET?ONEHUB INTEGRATED COMMUNICATION SYSTEM ST6800[EB/OL].http://www.stengg.com/cn/products-solutions/products/supernet-onehub-integrated-communication-system-st6800.

[10]Superne TTMIntegrated Communication System (ICS) ST6800[EB/OL].http://www.stee.stengg.com/group/infocomm/solutions/emergency/SuperneT1.html.

[11]ST Electronics’ SuperneT VICS provides vehicular integration of C4ISR components[EB/OL].[2012-02-15].http://c4i-technology-news.blogspot.com/2012/02/st-electronics-supernet-vics-provides.html.

[12]About Generic Vehicle Architecture[EB/OL].http://www.theevent.co.uk/exhibitor/generic-vehicle-architecture.

[13]Gordon Hunt.Open for business:generic vehicle Architecture[EB/OL].[2011-08-19].http://www.army-technology.com/features/feature127511/.

[14]Christopher F Foss.UK moves to standardise vehicle architecture.Design[J/OL].[2010-02].Jane’s Defence Weekly.2010-2.

[15]Andrew White.UK’s Dstl details GVA capability advances[J/OL].[2010-02-03].International Defence Review.

[16]COTS Enabled Rapid Development Deployment[EB/OL].[2013-05-26].http://mil-embedded.com/white-papers/white-rapid-development-deployment/.

[17]Steve Edwards.Defense trends lead to a COTS renaissance[EB/OL].[2011-10-12].http://mil-embedded.com/articles/defense-lead-a-cots-renaissance/.

[18]John McHale.Military unmanned systems,C4ISR,avionics,and vetronics markets are COTS markets[EB/OL].[2012-09-04].http://mil-embedded.com/articles/military-avionics-vetronics-markets-cots-markets/.

[19]VanDomelen J.Need for SWaP Solutions[EB/OL].[2010-08-30].http://www.mentor.com/…ectrical-design-software/blog/post/need-for-swap-solutions-adc96aa5-bba5-4973-b6c7-f340eb8a4c0c.

[20]John McHale.Commonality and reduced SWaP drive vetronics Designs[EB/OL].[2013-05-03].http://mil-embedded.com/articles/commonality-reduced-drive-vetronics-designs/.

[21]Sally Cole.Vetronics designers focus on reduced SWaP-C and enhanced C4ISR[EB/OL].[2014-08-04].http://mil-embedded.com/articles/vetronics-focus-reduced-swap-c-enhanced-c4isr/.

[22]Jenny Bieksha.Modernizing Military Vehicles:Vetronics[EB/OL].[2012-10].http://www.connectorsupplier.com/100212-cs-bieksha-bolt-on-vetronics/.

[23]William Wong.VICTORY Initiative Standardizes Combat System Architecture[EB/OL].[2012-09-27].http://defenseelectronicsmag.com/systems-amp-subsystems/victory-initiative-standardizes-combat-system-architecture.

[24]Skyler Frink.The Victory Standard and its Influence on Future Vetronics Architectures webcast coming up on April 4[EB/OL].[2012-03-23.].http://www.militaryaerospace.

com/articles/2012/03/the-victory-standard-and-its-influence-on-future-vetronics-architectures-webcast-coming-up-soon.html.

[25]Curtiss-Wright Controls Defense Solutions to Demonstrate New “Poised for VICTORY” Modular Vetronics Architecture[EB/OL].[2012-02-22.].http://www.cwcdefense.

com.

(責(zé)任編輯周江川)