计算机远程测试平台研究论文

2022-04-29

摘要:针对GPIB,VXI,PXI等测试总线为平台的测试系统架构已不能适应无人飞行器需求的问题,设计了一种基于LXI总线的远程自动测试系统。系统应用虚拟仪器、LXI总线等技术,可以对无人飞行器的参数进行测量、显示、打印和存储,测量结果可供查询。利用触发器实现了各个测试模块之间的时间同步测量,解决了自动测试系统中常见的各仪器模块之间的协同工作问题。今天小编为大家推荐《计算机远程测试平台研究论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

计算机远程测试平台研究论文 篇1:

远程计算机辅助普通话水平测试的改进策略研究

【摘 要】 随着互联网技术的普及和发展,计算机自适应性语言测试的理论和实践问题成为远程教育策略模式研究的热点之一。作为国家级测试的普通话水平测试也需要顺应时代需求,利用网络实现管理、测试、培训和研究的现代化。本文在对现有计算机辅助普通话水平测试系统存在的问题进行分析的基础上,提出如下改进策略:①利用技术优势,改进“读单音节字词”和“读多音节词汇”的呈现方式,提高测试信度,并逐步向基于网络的自适应语言测试方向迈进;②对“朗读短文”和“命题说话”采取自动评分和人工评分相结合的方式,引入远程呼叫服务,实现准即时评分,以提高语言测试的反馈效果,同时避免计算机在语篇运用能力方面自动评分的不足。

【关键词】 普通话水平测试;远程呼叫;远程学习支持;计算机自适应性考试

一、引言

随着计算机网络技术的飞速发展,各个领域都在探索如何利用信息技术解决所面临的问题,寻求新的发展机遇。语言测试也不例外。从20世纪60年代开始,就使用计算机对大规模测试数据进行分析、保存测试题库和提供测试结果报告。80年代以后,传统的基于纸笔的语言测试(Paper-and-Pencil Based Language Testing, PBLT)逐步发展为基于计算机的语言测试,并向基于网络的个性化自适应性语言测试(Web-Based Individualized Self Adaptive Language Testing)迈进[1]。美国教育考试服务中心(Educational Testing Service, ETS)于2005年正式推出了网络版托福(Test of English as a Foreign Language, TOEFL)测量模式TOEFL iBT[2];全国大学英语考试(College English Test, CET,下文采用“大学英语四、六级考试”)委员会也从2008年开始了多次远程网络考试的实验研究,为全面实现远程化、网络化和自适应性考试模式奠定了基础。针对计算机自适应性语言测试的理论和实践问题正在成为远程教育测量模式研究的热点[3]。

普通话水平测试(Putonghua Shuiping Ceshi, PSC)作为我国唯一一项面向汉语母语人的口语测试,也必然顺应时代的需要,利用网络实现管理、测试、培训和研究的现代化。但尚存在一些值得深入研究的问题。

二、普通话水平测试的特点

及其面临的主要问题

作为语言测试的一种,普通话水平测试具有语言测试的共同属性,但其自身存在着一定的独特性,需要探求独特的问题解决方案。

1. 高测试级别及其带来的高风险问题

《中华人民共和国国家通用语言文字法》明确规定:“凡以普通话作为工作语言的岗位,其工作人员应当具备说普通话的能力。以普通话作为工作语言的播音员、节目主持人和影视话剧演员、教师、国家机关工作人员的普通话水平,应当分别达到国家规定的等级标准;对尚未达到国家规定的普通话等级标准的,分别情况进行培训。”这为普通话水平测试奠定了法治基础,也确立了普通话水平测试的高级别特性。现任教育部语言文字应用管理司司长姚喜双指出,“普通话水平测试不是一般的学术性测试,不是可有可无的,而是关系到推普大业的一项测试”[4]。从社会维度来看,“当一项考试的结果用于考试以外的目的时,该考试结果(分数或证书)就获得了社会权重,这项考试就变成了高风险考试”[5]。

2. 大规模测试及其带来的高资源配置问题

普通话水平测试等级证书已经成为我国教师、播音员、主持人、影视从业人员、公务员等行业的准入条件;香港的招聘广告也有60-70%会提出对普通话水平的要求[6]。这些因素推动普通话水平测试的规模不断扩大。自1995年实施以来,全国已有约4000万人次参加了普通话水平测试,近几年的年测试量保持在300万人次左右。与托福(TOEFL)、雅思(IELTS)等大规模语言测试相比,普通话水平测试已经是不折不扣的大规模语言测试。为满足应试需要和保证评测的信度,国家及各省级普通话培训测试机构已经培训了5万余名测试员。但是,不管这支测试员队伍如何勤勉敬业、甘于奉献,远距离、长时间的人员调配对测试组织方来说仍然是一个难题。

3. 纯口语测试及其带来的实施困难问题

托福(TOEFL)、雅思(IELTS)和大学英语四、六级考试(CET-4,CET-6)等语言测试,无论是从作答内容还是作答方式来看,都以笔试为主,形成了一套较为完整的理论系统和测试方法,而且相互之间参考价值很高。普通话水平测试与这些测试的主要区别在于它是完全的口语测试,对测试成绩的评判主要取决于测试者对应试者发出的语音信号及其表达的内容信息的评价[7]。普通话水平测试完全口试的测试形式使得成绩的评判常常面临准确性的挑战。

虽然有研究者指出,口语测试的重要性体现在对被试口语交际能力的评价上,通常认为面试型口语考试(Oral Proficiency Interview, OPI)是最具真实性的口语考试方式[8],但是,由于是一种主观性的语言测试,许多教师和测试专家都承认口语测试很难做到客观公正,其信度往往较低[9]。菲利普·利文斯(Filip Lievens)指出,对被试口语水平的最终评价始终无法摆脱评分员主观判断误差的影响[10]。

另外,纯口语形式一般采用人工测试,费时费力,增加了人力财力投入。根据赵昌汉对大学英语四、六级考试中面对面口语测试实考情况的调查,两名测试员在每天工作8小时的情况下最多能测试64名考生;雅思口语考试的面试员每人每天最多只能测试16人[11]。同样,在普通话水平测试的考场,两名测试员一天的测试量也只能是15-20人,否则就很难保证质量。而且,测试员的动作、表情、语气语调、施测态度和综合印象等,都是应试者产生焦虑情绪的影响因素,都会影响应试者测试水平的发挥[12]。

三、利用信息技术改进普通话

水平测试的可能性

普通话水平测试是在现代信息网络技术和大规模计算机语言测试学科发展背景下酝酿、诞生和发展起来的,其信息化建设受到高度重视和不断加强。

2004年9月,普通话水平测试国家题库系统通过鉴定;2005年8月,国家普通话水平测试管理信息系统上线,逐步实现了信息管理的远程化、自动化和无纸化。目前采用的 “普通话水平智能测试系统”,以《普通话水平测试大纲》(以下简称“《大纲》”)为基础,可准确地对“命题说话”之外的所有测试题型实现自动评测,并可以自动检测发音者存在的语音错误和缺陷,对使用者高效提升普通话口语水平具有积极的指导意义[13]。据报告,2007年开展“普通话水平智能测试系统”试点当年,就有27万人参加了计算机辅助测试;截止到2011年年底,全国累计参加计算机辅助测试的考生总数达到589万人次。计算机辅助普通话水平测试系统的应用,一定程度上缓解了人工测试所面临的问题,主要体现在:

1. 规范了测试程序,体现了国家级测试的客观公正性

与人工测试相比,“机测”优化了测试手段,规范了测试程序,统一了测试标准,降低了测试成本,提高了测试效率,体现了国家级测试的客观性和公平性[14]。试点单位也普遍认可计算机辅助测试具有“测试效率高、组织难度降低、管理更加规范、客观性强、公平公正”等优点[15]。

2. 避免了测试员在场引发的心理压力

对使用Skype网络语音电话进行英语口语测试的实证研究表明:考生对远程口语测试表现出很高的积极性,在“语言输出的真实性”、“内容效度”和“焦虑程度”等方面,普遍认为远程条件下的表现更令人满意[16]。实施基于网络的远程计算机辅助普通话水平测试,也可以有效缓解应试人员面对面测试时的心理压力。

3. 缓解了大规模测试的资源配置问题

普通话水平智能测试系统实现了对前三项测试内容的自动评分,应试人完成测试后立即生成评分结果,测试员只需要对第四项进行评测,该项内容测试时间为3分钟,大大提高了整体评测效率。有的测试站一天可以完成几百人次的测试,这是人工测试难以实现的。

四、网络化普通话水平测试的

主要问题及其改进策略

计算机辅助普通话水平测试系统的实施,一定程度上解决了考试的客观性,缓解了应试者的心理压力,节约了大量人力物力资源的投入。但是,有研究者认为,该系统能够解决的问题有限,其准确性与可操作性有待于进一步提高[17]。普通话水平智能测试系统将前三项作为整体进行汇总的综合评分方式,会使第一项“读单音节字词”和第二项“读多音节词汇”的测试意义不明显。有研究者指出,该系统对高分段(如一级甲等)以及低分段(如三级乙等)甚至以下的成绩判定和人工测试的误差较大[18]。鉴于此,本研究提出如下改进策略:

(一)利用网络技术改进普通话水平测试的施测和评分方式

《大纲》规定,计算机辅助普通话水平测试中采用的是四种题型[19]:①读单音节字词(不含轻声、儿化音节),测查应试人声母、韵母、声调读音的标准程度;②读多音节词语,测查应试人声母、韵母、声调和变调、轻声、儿化读音的标准程度;③朗读短文,测查应试人使用普通话朗读书面作品的水平,在测查声母、韵母、声调读音标准程度的同时,重点测查连续音变、停连、语调以及流畅程度;④命题说话,测查应试人在无文字凭借的情况下说普通话的水平,重点测查语音标准程度、词汇语法规范程度和自然流畅程度。

按《大纲》的设计,每种题型有着不同的目的,也有着不同的评分标准,人工测试时会分别给出每一种题型的成绩,从中能够清晰地分析应试人在各个题型上的表现。而当前的普通话水平智能测试系统,将前三项作为整体进行综合评分,体现不出《大纲》的设计精神,给应试人的反馈信息不够充分和具体。

1. 合理利用技术,改善第一、二项测试内容的呈现方式

从第一项“读单音节字词”和第二项“读多音节词语”的试题呈现方式来看,当前的普通话水平智能测试系统只是“人测”的“平移”(如图1所示)。

虽然采取分色的方式提示不同的文字行,但对有些人来说,“由于不习惯前两题计算机视频显示的蓝黑相间字体,导致应试者漏字、漏行现象存在”[20]。要避免这些情况,应当在设计时充分考虑到屏幕阅读与书籍阅读的区别。

(1)依靠详细的受试者分析,提供友好的用户界面

以现有的呈现方式,就是在平时也难免出现“漏字”、“串行”现象,更何况是在参加具有“高风险”性质的国家级考试现场。而右下角的“下一题”按钮,不管在什么情况下,只要点击,都会自动结束当前题目的测试,直接进入“下一题”。如果应试者在考试过程中出现误操作,除了取得低等级或不合格之外,“重考”往往是唯一的结局。作为一套高质量的系统,除了要提供必备的功能(如这里的试题呈现、时间提醒、音量提示等)之外,还应该考虑到以什么样的方式避免用户出现误操作,以及在出现误操作时的急救措施。

(2)发挥技术支持能力,提高测试目的的契合度

以第一项“读单音节字词”为例,试卷的编排有一定的规定性,在顺序上,音节的排列要避免同一测试要素连续出现,以此来考查应试人对普通话音节的声母、韵母、声调等要素的掌握情况。人工施测时,如果出现不按顺序朗读的情况,测试员会进行干预。在机辅测试中没有测试员干预,应试人的随意朗读就违背了试题的设计理念。另外,对读错但没有读出下一个字词前以第2次读音为准的规则、字词读音缺陷和错误的扣分规则,测试软件不能详细反映出来[21]。如果不以“屏”为单位来呈现试题,就可以摆脱这样的“顺序”关系依赖,准确地建立试题与应答之间的映射关系,不仅提高了评测的信度,对于测试题目的重现和结果的复审,也提供了基础和便利。

(3)合理规划各测试项的原子单位,提高真正意义上的自动化

当前系统采用的是固定的试卷组合方式,使得试卷的曝光率很高。以河北省为例,目前采用的是十套试题,经过几年的测试,所有内容已成为公开的秘密。有研究者建议,题库内的单音节字词、双音节词语、短文及说话题目应各有足够数量,每一套试题的形成应由题库内不同类型的题随机搭配组成[22]。这种在四项测试类别之间进行随机搭配的方式,在一定程度上降低了试卷的曝光率,但效果有限。要实现目前主流的计算机自适应测试,尚需时日。

其他单位研发过的“计算机辅助普通话水平测试评分系统”,以实验语音学和计算机语音信息处理为基础,建立了集图形、音频、文字为一体的“普通话水平测试各等级标准数据库”,通过不同等级样本音波图、语图、音高图、音强图、audio音频的对比,客观地展现出普通话水平测试不同等级的语言面貌和各种数据,为《普通话水平测试等级标准》提供言语声学的数据支持[23],是一种有效的探索。

2. 尝试引入远程服务呼叫改善第三、四项测试内容的实施方式

现有普通话水平智能测试系统对第三项“朗读短文”采取了全面的自动评判,而作为分值最重的“命题说话”,则是唯一还在采用人工评分的测试项目。有研究者指出,朗读中根据回读次数扣分,增、漏、错读字音每一个音节0.1分的扣分要求,朗读中自然流畅,语调偏误等重点考查项目上的评分细则,测试软件不能详细反映出来[24]。口语交际中的说话和书面交际中的写作都很难采用纯客观题的形式加以考查,对这类综合性主观题进行计算机自动评分是个难题。计算机口语考试(Computerized Oral Proficiency Interview, COPI)是以牺牲部分交际真实性为代价来提高测试的可行性与评分的可靠性的[25]。Versant英语口语测试(The Versant English Test)号称“世界上第一个使用语音识别和处理技术的全自动口语考试”,能对跟读单词的准确性、发音、朗读流畅性进行评分,全球多个学术、商业和政府组织都用来对求职者、雇员、学生或国际助教的英语口语能力进行评估。但研究表明,Versant英语口语测试的六类试题中,能够考查到语篇运用能力的复述故事和开放问答题并不参与评分,但考生的作答会被保留下来“供相关授权人员审核”[26]。为尽量保证测试评分的准确性和一致性,托福目前采用人工评分和自动评分相结合的办法,人工评分主要评测作文的内容和意义,自动评分主要对语言特征进行评分[27]。可见,对同一测试内容采用人工评分和自动评分相结合的方法,得到较广泛的认可。因此,本文提出对第三项“朗读短文”采用自动评分和远程实时人工评分相结合的办法,而对第四项“命题说话”采用远程实时人工评分的办法,这需要通过远程呼叫中心服务的形式来实现。

当前,在远程教育中,已经采用并在不断强化呼叫中心式(Call Center)的实时学习支持服务功能,它所提供的服务主要包括:将Web服务系统和语音服务系统相结合,提供教学信息和资源的全方位教学服务;建立基于互联网的CC,提供教与学双向交互服务,如文本交谈、语音电话、网上协作等;利用远程坐席服务建立专家答疑系统等[28]。

借鉴这一研究成果,本文对现有省中心拓扑结构进行改造,将连接测试员的评测机(目前只用来调取第四项“命题说话”的考试录音,并进行评测),改为基于远程网络呼叫的“普通话水平测试呼叫中心”,其拓扑结构如图2所示:

其业务流程相应的更改如下:

① 当考生开始应答第三、四题时,通过呼叫中心与在线的测试员发出服务请求;

② 测试员接受测试任务后,建立单向语音连接,并在测试员端启动相应的评分系统;

③ 考生回答完该测试题目后,测试员回传其评分数据,断开本次呼叫连接;

④ 管理系统获取各测试员(2-3位)对该考生本次测试的成绩,进行评分汇总,生成结果报告;

⑤ 考试结束。

引入远程实时在线测试服务有着重要的意义。首先,对于第三项“朗读短文”,可以改善当前采用完全自动评分带来的不确定性;其次,实现了对第四项“命题说话”的实时测试,使得考生在测试结束后几分钟之内就可以得到最终结果,进一步提高反馈效果;再次,实现测试员的远程接入,减少测试员的远距离移动,提高了灵活性;最后,可以实现全国范围内测试员的整体调配。

(二)基于网络的普通话水平测试系统应该为远程学习者提供学习和培训支持服务

语言测试与语言教学密不可分,测试的终极目的是促进学习,开展普通话水平测试的目的就是为了“以测促训”,促进普通话的普及和水平的提高。信息技术作为影响学生学习的重要因素,以一种具有时代特征的物化文明为实体而“无缝嵌入”现代学习活动之中,是人类技术的外在表现,使现代学习的外在表现形态发生了不同以往的变化[29]。基于网络的普通话水平测试系统本身应该为远程学习者提供学习和培训支持服务。通过参加测试,让学习者得到反馈信息,从而发现问题,有针对性地改进学习。在国外的第二语言测试领域,以欧洲语言共同框架(the Common European Framework of Reference, CEFR)为基础开发的、由计算机传输的大规模自我评估和诊断性测试系统(DIALANG),能为语言学习者提供欧盟39种语言学习的自我评估和诊断结果[30]。目前的普通话水平智能测试系统只能提供针对前三项总体的得分评测,没有细化到各测试项,关于语调和流畅程度等要素的评测也是缺失的,对应试人准备下一次测试和真正改善学习情况来说,这些信息就显得非常有限了。利用现有的网络技术,实现与人工测试相似的分离式评分,对各个项目分别评分,这样的结果能够反映应试人究竟在哪些评分项目上存在不足。如果应试人在参加完测试之后不仅拿到等级证书,还能拿到一份诊断说明,接下去的学习就有了更明确的方向,对学习者来说真是功莫大焉。因此,计算机辅助测试带来的改变不仅是测试手段的现代化,还包括对语言能力的认识和学习普通话的方式的改变。

五、结语

在第二届全国普通话水平测试学术研讨会上,时任教育部语言文字信息管理司司长的李宇明教授曾描绘了普通话培训测试现代化建设的蓝图,“普通话培训测试手段的现代化,就是利用计算机、互联网及相关的现代技术设备,使普通话培训测试工作从管理、测试、培训到研究都实现现代化”[31]。前两个方面已经基本实现,多媒体的远程培训课程还主要是自发的探索和小范围的应用,利用计算机建立关于普通话培训测试的知识库和用于普通话培训测试研究的语音数据库,以及对这些数据库的开发利用等,更是有待加紧进行。本文针对现有普通话水平测试系统对第一、二项内容呈现方式的改善,对前三项采取综合评分所导致的准确度问题,提供了解决思路。以“字”、“词语”为单位,更有利于不断积累数据,为后续研究提供数据支持。就可否精简现有测试内容,以缩短测试时间、降低测试成本,以及能否只采用必要的测试内容对应试人的普通话标准程度和规范程度做出准确的评测等问题,已经催生了计算机自适应性测试(Computer Adaptive Testing, CAT)这种形式。但是,现有计算机辅助普通话水平测试系统要实现自适应性测试尚有很远的路要走。

本研究提出的改进策略,也存在着一些不足,也可能引发相应的问题。

1. 对以字、词为单位进行屏幕呈现,上百个字、词,其操作所需的时间、可能引发的误操作等,目前还没有进行大规模的试验研究;是否具备与印刷版测试材料具备同等的效度等问题也需要进一步开展研究。

2. 引入远程呼叫服务后,如何实现全国范围内测试员的资源配置,使之公平地服务于普通话水平测试业务,如何公平地对其进行评价,需要一整套改革方案。

3. 采用人工评分和自动评分相结合的办法,并没有改变“命题说话”项人工评分的现状,如何部分地实现“命题说话”项的自动评测,非常值得探讨。

4. 提供的改进策略,基本上还是以测试站、测试中心为基础施测的,尚不能实现“时时、处处”的网络语言测试服务。尤其是对高风险、高级别的测试而言,远程呼叫服务为实现“时时、处处”的网络语言测试服务,提供了基础设施方面的支撑,但是,如何识别应试者的身份、防止考试过程中的舞弊行为等,这也是目前各语言测试都采用“考场”制的原因之一,还需要进一步探讨。

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收稿日期: 2013-09-16

作者简介:朱丽红,助理研究员,博士,教育部语言文字应用研究所与北京语言大学联合培养博士后研究人员,教育部语言文字应用研究所(100010)。

韩世梅,博士研究生,北京师范大学教育学部教育技术学院(100875)。

责任编辑 日 新

作者:朱丽红 韩世梅

计算机远程测试平台研究论文 篇2:

无人飞行器远程自动测试系统设计

摘要:针对GPIB,VXI,PXI等测试总线为平台的测试系统架构已不能适应无人飞行器需求的问题,设计了一种基于LXI总线的远程自动测试系统。系统应用虚拟仪器、LXI总线等技术,可以对无人飞行器的参数进行测量、显示、打印和存储,测量结果可供查询。利用触发器实现了各个测试模块之间的时间同步测量,解决了自动测试系统中常见的各仪器模块之间的协同工作问题。测试结果表明,系统具有自动化程度高、性能可靠和操作简便的特点,满足系统的测试要求。

关键词:无人飞行器;远程;LXI总线;自动测试系统

0引言

目前无人飞行器自动测试系统主流的总线仪器主要包括USB,VXI,PXI,基于USB的仪器的可热插拔、即插即用以及数据传输速率高的特点,使其在手持、便携产品方面广泛运用;基于VXI,PXI总线的仪器需要价格昂贵的机箱、零槽控制器或系统控制器,且有较高的供电需求、体积较大,但由于出现的时间较早、技术成熟、产品种类多,所以应用最为广泛。

LXI总线是继GPIB,VXI,PXI之后的自动测试系统总线[1-3],具有标准开放、价格低廉、互操作性强、兼容性强以及易于远程操控等特点。LXI总线是基于网络架构的自动化测试平台技术。在这种平台架构下,系统控制仪器与其他仪器间的关系是对等的,测试任务分解为若干个与相关仪器对应的子任务,配置到相应的仪器中,其执行过程为内部封闭式,测试信息在仪器间通过总线直接传递,软件系统的运行则依靠同步触发功能驱动。这种架构的自动测试系统具有开发灵活、运行高效和扩展能力强等特点。并且由于LXI总线标准对自动测试系统标准化程度进一步提升,加强了系统对测试资源的动态分配和管理,增强了仪器设备的可互换性能,系统通用性也大大加强。本文采用LXI总线进行系统设计。

1系统远程服务功能架构

系统远程服务功能架构如图1所示。LXI总线有2种系统模式,一种是基于浏览器/服务器(B/S)模式,为产品提供了浏览器控件访问仪器的控制方式。该模式使得用户可以通过网络浏览器进行仪器操控和数据传输,通常只需要在客户端安装一个浏览器就可以直接访问相应测试模块,完成相应测试和监控。这种模式拥有维护方便、成本低、界面友好和操作方便等特点。另一种是基于客户端/服务器(C/S)模式,是网络通信中经常采用的模式,通过这种模式构建的系统,可以获得更好的测试性能,并且可以实现并行测试。在C/S模式中,现场测试计算机通过网络通信协议与LXI仪器建立了一条通信通道,现场测试计算机运行驱动程序,相应的LXI仪器端接收服务请求,执行相关函数,然后将结果反馈给现场测试计算机。这种模式拥有成本低、测试性能强等特点。本文所设计的系统使用C/S架构模式,采用LabVIEW作为开发平台[4]。

系统通过LAN将其中每台总线仪器设备、计算机、服务器、故障诊断中心及其他客户端进行连接。远程操控计算机对現场测试计算机进行远程操控,现场测试计算机通过测试服务器调用数据库服务器和应用程序服务器中的相关程序和数据形成相应测试组件,控制相关仪器进行测试操作,将运行结果进行处理后反馈给远程显示端和远程操控计算机,并将结果存储到数据库服务器中,如果测试过程中出现故障,可以通过远程故障诊断中心进行故障诊断和排除。

1.1系统远程控制工作流程

系统远程控制工作流程如下:

①现场测试计算机向远程操控计算机发出连接请求;

②远程操控计算机响应请求,远程连接成功;

③远程操控计算机发出远程控制请求;

④现场测试计算机应答远程控制请求,远程操控计算机即可通过网络向现场测试计算机发送命令;

⑤现场测试计算机解析收到的命令,控制仪器开展测试,实时读取当前仪器状态与测试结果,并通过网络发送至远程操控计算机;

⑥远程操控计算机接收数据,并实时显示。

1.2系统数据库

为了便于数据管理和监测,系统设立了独立的数据库服务器对系统数据进行管理。服务器对访问数据库的用户进行权限控制,并对传输数据进行加密,保证了数据访问和传输的安全性。访问接口包括添加、修改、查找和删除数据,同时也提供了数据库备份、恢复和迁移的接口。系统数据库可分为3类:

①用户信息数据库

用户信息数据库用于用户管理和维护所有用户的基本信息,包括用户名、密码和用户权限等信息。

②资源数据库

资源数据库用于管理测试软件所需的资源,这些资源主要分为测试单元资源、测试软件资源和测试仪器资源3类。测试单元资源包括已经设计完成的测试单元和测试序列。用户可以根据要求从数据库的已有项中选择测试单元和测试序列,减轻用户测试前的准备工作。测试软件资源包括测试被测对象时用到的软件资源,例如算法等。软件资源可能是由多个文件组成(可执行程序、动态库和文件等)。测试仪器资源包括仪器名称、型号、数量和驱动等信息。

③成果数据库

成果数据库用于记录任务信息、测试信息和成果数据。测试信息包括测试时所采用的测试序列,测试序列中包含的测试单元及测试仪器、测试日志和操作用户等信息。根据不同的测试任务、被测对象和产生的测试成果数据类型不同,动态地生成适用的数据表存储成果数据。

2系统测试现场硬件结构

系统测试现场由现场测试计算机、LXI总线、LXI总线仪器设备、信号调理模块、通用接口模块、自检模块以及转接适配器等组成[5-7],如图2所示。

2.1系统测试现场硬件结构及功能

整个系统的核心是现场测试计算机向用户提供人机界面,控制各LXI仪器的工作状态,负责整个系统测试命令的输入、测试数据的分析处理、任务调度,判定被测参数合格与否,可以存储、显示、打印测试结果[8-10]。

LXI总线仪器设备用于产生激励信号,对被测对象的反馈信号进行数据采集和数据传输,具有网络通信功能。LXI总线使系统便于拆装和集中管理,用于对数据信号进行传输和处理。

转接适配器提供系统和被测对象的连接接口,用于连接系统与被测对象,对相关信号进行变换。系统产生的激励信号通过适配器送往被测对象,测试结果信号经过适配器送往系统内部进行处理。适配器应按照被测对象的测试需求进行设计。由于各被测对象的测试信号种类、信号特征和接口的路数不尽相同,如果不设计转接适配器,被测对象与系统的连接就会变得非常繁琐,操作复杂、容易出错。因此转接适配器应根据被测对象的接口特征进行设计,只要用电缆将适配器上相应的接口与被测对象的接口进行连接,就能实现系统与被测对象之间的可靠连接。

通用接口模块是LXI总线仪器设备与转接适配器间的信号“枢纽”,通过机内电缆连接LXI总线仪器设备,与转接适配器配合用于实现通用测试资源向被测对象专用测试信号的过渡。通用接口模块具有较强的通用性和功能扩展能力,需要功能扩展时,不需要改变通用测试接口的架构,只需增加相关连接即可。

信号调理模块内部设计有调理电路,作用是将测试系统提供的激励信号集中后,按照要求分配到被测对象相应接口上,然后输入到被测对象内。同时,被测对象产生的被测信号经过它的调理后传输到系统的信号采集端。

自检模块负责在未连接被测对象时对系统具备的各项功能进行自检。

2.2 LXI总线模块功能

LXI总线各模块功能如下:

①控制器模块负责整个系统测试命令的输入及任务调度功能。

②A/D模块、D/A模块负责系统信号的A/D、D/A转换功能。

③信号监测模块用于对重要信号进行全程记录、监测和安全控制,可根据测试监测需求,对相关信号进行监测、实时记录和存储;记录的数据可通过软面板进行指示灯、曲线、数据等多种方式的显示,用于提供重要信号的监测、安控及故障诊断。当重要监测信号触发安全控制设置时,信号监测设备可自动切断设备供电,确保供电安全。

④信号源模块负责提供系统测试所需的微波信号,可根据功能需求灵活配置微波模块组成和使用,通过变换微波模块配置组合的方式,分时实现不同波段、不同体制微波信号输出功能。

⑤示波器模块负责实时显示相关信号的时间、幅度等信息功能。

⑥通信模块负责测试系统与被测对象之间的通信功能。

⑦电源模块负责给系统内各个模块及被测对象提供电源,电源电压可在系统的控制下由系统测试接口输出;负责系统内部用电的输出汇集和管理,可以将系统内设备(不包括电源)所有电源进行分配管理,实现每路用电的程控输出,可设置限流/安全门限、监控电流电压、模块温度和机箱温度等参数,具有过载保护、滤波等功能;它采用交流380 V输入,并可提供多路220 V输出、28 V输出和14~75 V直流供电输出;还可根据用电需求一键自动、快速配置各模块,对各模块进行电能管理、分配;电源模块采用接插式安装结构,可根据需要增加或减少电源模块数量,便于容量扩展、设备维修和维护。

⑧数字表模块负责完成电阻、电流和电压等信号的测试功能。

⑨多路开关模块负责实现各项测试功能所需信号间的相互切换功能。

3系统软件架构

系统软件架构分为3层:物理接口层、硬件驱动层以及用户管理层,如图3所示。

物理接口层:软件平台架构层的最底层,能够直接驱动系统硬件部分,直接控制LXI总线仪器的I/O接口库和设备驱动器,组成一个完善的系统。提供了计算机与仪器设备之间物理连接的通道,通道基于LXI总线,通过驱动程序完成对接口控制卡的I/O操作控制,在现场测试计算机的统一调度下实现对LXI仪器的控制以及数据的高速交换。

硬件驱动层:主要由仪器驱动程序组成,提供系统软件操控仪器的方法,是上层软件和底层软件互通的桥梁。系统采用IVI-COM驱动,在仪器发生变化时,用户不用修改系统软件,就可完成仪器的驱动和连接,实现了仪器的互操作和互换性。

用户管理层:用户管理层是系统软件开发的主要工作,也是系统软件对资源高效管理的体现。用户管理层要根据系统功能及软件设计需要,开发出互相独立的能够被任意调用的功能模块,即具备复用功能的测试函数,实现软件的通用化设计。用户管理层能够完成硬件平台资源的综合配置与管理以及硬件资源静态、动态的重组,是整个系统软件的控制核心,可以控制系统仪器设备,实现激励信号的产生、反馈信号的采集。通过一系列信号分析处理程序,实现数据存储、分析处理,能够生成结果报告,可以显示和打印报告等。用户应用层能够为用户提供简洁的图形界面和易学的操作流程,避免用户的误操作。

4系统工作流程

系统工作流程如图4所示。

運行测试主程序,首先进入用户身份验证界面,系统调用数据库中的用户信息与用户的输入信息进行比对,如果比对正确,则进入系统工作主界面,系统在比对信息正确后,用户身份验证界面程序会根据用户名的系统权限,赋予用户相应的操作权限,从而实现用户的权限控制机制;如果比对错误,则弹出报错对话框,然后返回用户身份验证界面,清空输入信息,如果输入信息错误次数超过3次,用户身份验证界面将自动退出[11-13]。

系统工作主界面主要包括系统管理、测试功能以及记录管理3个模块。系统管理模块主要用于管理用户和系统资源;记录管理模块主要进行记录的查询、导出以及打印;测试功能模块主要完成系统自检、单元测试以及综合测试等测试功能。

系统自检模块主要完成对系统仪器设备的检测,如果所有系统仪器设备检测均正常,将进入系统软件的测试界面,用户可以选择单元测试或综合测试来完成对被测对象的测试。

软件进入单元测试模块后,用户可以选择相应单元对被测对象进行单元测试。单元测试一般用于相应单元的故障排除过程或测试模块调试过程。

软件进入综合测试流程后,首先初始化系统的仪器设备,获取测试开始的时间节点和被测对象的类型和编号,然后通过测试项目调用数据库中相应的测试模块,按照规定的测试流程,运行相对应的功能函数完成对规定测试项目的测试,并实时进行测试状态及测试结果的显示,在测试过程中,如果某一项测试项目测试出现异常,软件将自动弹出相应的对话框提示用户出错的原因,方便用户及时准确排除故障。

测试项目结束后,所有的测试结果、被测对象的类型和编号、用户信息、测试时间和过程状态信息都将自动保存到数据库中。

5结束语

在分析新一代LXI总线技术的基础上,设计了一套基于LXI总线的无人飞行器远程自动测试系统,提出了系统的软硬件架构方案。该系统符合模块化、通用化和标准化的原则,具有界面友好、自动化程度高、性能可靠、系统维护及操作简单等优点。但由于无人飞行器发展迅速,其测试需求也在不断提高,而LXI总线仪器品种和性能也在快速发展、不断丰富,所以系统还需要根据市场需求和技术发展进行更新换代,在更新换代中不断丰富和完善系统的功能和性能。

参考文献

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[10]陈慧星,任艳,俞少行.运载火箭燃料加注泵检测平台研究[J].兵工自动化,2017,36(6):46-48.

[11]方亮,刘林,廖晓林,等.高速风洞试验装备管理信息平台[J].兵工自动化,2018,37(6):40-43.

[12]李朝凤,姚静波,辛朝军,等.航天地面测试系统软件国产化设计[J].兵工自动化,2017,36(11):43-47.

[13]赵建平,赵建辉,顾培,等.一种基于数据库和面向对象的软件复用技术[J].兵工自动化,2011,30(8):92-96.

作者:薄志峰 李飞

计算机远程测试平台研究论文 篇3:

测量雷达技术状态通用测试技术研究

摘要:雷达装备在转产或运行中保持测量雷达的精度,在运行雷达装备的过程中,必须要对技术状态进行全面测试,这样有助于对充分掌握其运行情况,从而能够将测试的优势全面展现。对此,在实践分析的过程中,需要筛选多个测试方法,保证先进技术各类测试仪器的准确性,如较为常见的示波器测量、频谱测量等,通过合理的运用使得装备技术状态测试系统,促进开发与装备远程测试系统高效运行。

关键词:测试技术;测量雷达技术;性能测试;状态

引言:技术状态管理主要就是通过对应用技术的行政管理,对产品技术状态进行全面测试,有效展开控制与审核工作,保证产品的特性,从而将其功能有效展现。对于此环节工作的开展,需要以技术状态为基础,无论任何条件与环境,都应该确保技术状态处于良好运行的情况下,才能够更加合理的用软件进行描述。对于测量雷达技术应用来讲,其应用较为广泛,在实践运用过程中可以将自身的作用展现,为了能够保证测量精准度,在设备开始工作前,必须要做好全面检查工作,从而将其优势更加有效展现。

一、测试技术和仪器的选择

(一)示波器测量

示波器通常指的是一种波纹曲线,在实际应用的过程中可以通过其观察不同信号源的强弱,并通过时间变化痕迹的测试,了解不同幅度的电量数据,如电压频率、相位差等,在测试应用的过程中,可以直观的获取数据信息,从而掌握函数关系与逻辑关系,有助于将其应用的作用展现。而对于数字储存示波器在测量过程中,可以准确的记录波形将其融入到测试当中,方便长期储存,为下一步工作处理提供保障[1]。

(二)频谱分析仪器测量

频谱仪器用于信号调制度,失真度,频率稳定度等信号参数的测量可以运用到检测放大器和滤波器等电路系统当中。通过原理分析实时的掌握频谱仪的运行情况,这样对于通过合理的进行规划处理,分析连续信号与周期信号以工作评估进行控制,实施频谱分析,保证测量数据的准确性,为测量工作提供保障。在雷达技术状态连续進行测试过程中,频谱仪器应用较为广泛,可以通过多项测试展开工作,最大化保障测量的效果。

(三)矢量网络分析仪器测量

网络分析主要指的是对比较复杂系统中电路和元件电气性进行测量,系统在发出信号的过程中,能够最大化的用最小失真和最高频率进行测量,并将信息传输到另一处,保障测量的准确性,从而使得测试更加准确,避免受一定因素影响,导致测试的效果无法得到保障。在雷达技术应用测试过程中,矢量网络分析仪器主要测量天馈系统的延时线与馈线系数,在实际分析的过程中,必须要对测量数据有准确的把握,并通过合理的进行规范处理,提升信息化处理的效果。

二、技术状态测试管理系统开发技术管理

测试管理系统应用相对较为广泛,为能够有效将其优势展现,需要对技术状态进行全面测试,并通过管理系统的建立有效提升测试的效果,从而能够避免所产生的影响极限。

(一)现场测试系统组成与开发技术

雷达技术状态测试系统包含内测试和主要测试仪器构成这种自动测试系统,其结构相对比较复杂,所涉及的内容需要合理的进行规范,这样对于实时在线监视测量与离线测试,完成机内测试与机外测试。测量仪器包括各种信号源功率计与频率计等,需要合理的进行规范处理,这样才能够保证现场测试系统组成结构符合各项原理[2]。

现场测试人员在实践展开工作的过程中,必须要遵循测试手册的具体要求,在现场测试计算机上运行测试管理软件,这样可以通过对部分软件与系统的整合,实施自动化测试与查询完成基本的诊断与判定工作,这样可以为后续测试提供保障。而且自动测试软件可以设置仪器的测量条件参数及数据读取方式,同时也可以通过手动测试来分析测量结果,最大化保障测量的效果,满足各项需求,从而杜绝所产生的影响,使得测试报告更加准确。

现场测试系统的开发应用采用通用技术框架,需要对面向对象技术进行修正,这样以便于后续修改与测试的顺利进行,对于各类测试仪器需要符合VISA标准构建一个基础类型,将测试方法作为基础虚拟函数展开,这样可以通过具体型号分别实现合理化控制,如合理的运用频谱分析一切可以参考IVI构造一个频谱分类,随后再工作开展接待,可以按照匹配频谱分析参考具体型号实现,这样可以通过频谱分析仪器合理的进行修改,最大化保障虚拟软件结构的合理性,使用各种仪器接口,支撑后续一切的更换与技术修复[3]。

测试软件包括测试和测试数据查询,而且所生成的测试报告有助于保证多种类型工作的有序进行针对测试对话框的画面分别实现来讲,必须要通过测试画面中仪器的合理化调节,按照系统测试要求设置仪器参数,从而通过读取技术状态参数存入到数据库当中,在完成测试后查询过去的测试数据生成测试报告,以便于更加有效的展开技术管理,建立健全针对性处理措施,避免受多元化因素影响,而导致技术测试的效果难以保障。而且针对开发技术来讲所涉及的工作相对较多,必须要得到全面设置,才有助于最大化将技术的优势展现,避免所受影响过于严重而导致测试过程中遇到瓶颈。

(二)远程测试系统的组成与设计

大型装备要求运行保障的可靠性,同时需要具备维护技能,这样对于对维护决策提供保障,为了能够及时对装备进行科学保障与维护,则必须要加强对保障测试技术应用的重视,合理的发展远程保障测试技术,及时通过检测掌握装备的运行情况,从而能够第一时间发现故障并合理的进行诊断与处理,判断故障的部位及产生原因,提高处理的效果。大型雷达远程和现场测试兼备测试系统的结构所包含的内容较多,在实际进行开发与系统设计的过程中,需要对所包含的内容有充足的掌握,这样对于在现场测试计算机中运行现场测试软件与数据库Web服务系统。在现场测试软件系统中包含远程通信,服务接口等应用服务,为了能够最大化保障其安全稳定运行,则需要建立诊断专家,通过网络连接到现场测试计算机上,这样有助于合理的展开工作,实现对软件的浏览,并通过远程协同诊断测试与现场测试等,最大化保障测试的效果[4]。

在装备远程测试系统中现场测试计算机与诊断管理中心,可以通过各种网络进行连接,如MODEM、专线、GPRS等通过对服务器结构的掌握,合理的健全诊断管理系统,实现对现场计算机服务器发出请求,并得到准确想要实现更为高效的进行处理,遵循多样化工作保证安全中心的稳定运行。基地级诊断管理中心在运行过程中对各项工作有着一定的要求,必须要通过多种装备测试软件系统的集成处理才可以围绕专家诊断等多元化措施合理的运行,最大化保障协同测试与诊断的效果。

在现场测试软件中远程通信服务程序来自于远程网络测试指令,通过转化为现场测试指令发送给现场相应的仪器或接口,并通过对测试结果的合理化分析将数据发送给远程端,从而能够实现网络测试。对于此环节工作的开展与落实能够实现网络远程测试,而且通过诊断专家有助于实现,从Web服务器上下载ActiveX组件,更加有效地诊断控制结果,保证其准确性,从而通过对多种仪器设备的合理化控制,制定一套通信协议,将现场指令设置为远程测试指令,如通过某频谱分析仪器操作在现场中给出设备名称,有助于保证数据处理的效果,避免所受影响过于严重而导致问题的产生[5]。

结束语:总而言之,雷达测量精准度的保障必须要充分发挥测量雷达中技术状态管理的作用,而且雷达技术状态管理中,测试软件设计与管理所包含的内容相对较多,需要对应用测试需求进行分析,了解测试技术与数据仪器的运用现状,从而实施远程监控系统的运用,提升数据监测的安全稳定性,经过多轮技术状态测试,全面保障远程监控管理的效果,以预防与诊断保障设备的稳定运行。

参考文献

[1] 黄志立. 测量雷达技术状态通用测试技术研究[J]. 2021(2015-10):70-70.

[2] 李涛. 测量雷达技术状态通用测试技术研究[J]. 电子质量, 2011(12):3.

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[4] 朱军, 陈新宁, 吴清源. 雷达技术状态测试系统方案探讨[J]. 计量与测试技术, 2010, 37(6):3.

[5] 卢晨. 雷达T/R组件通用测试平台及校准方法研究[D]. 南京理工大学.

作者:韩博峰

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