「夢を実現するために空を飛ぶ」大量の情報インタラクションを心配することなく、効率的でインテリジェントな「船の秘書」についてお知らせします

宇宙ステーションの孟天実験モジュールは10月31日に打ち上げられ、コアモジュールとドッキングして以来、ほぼ1か月間軌道上で安定して稼働している。 「孟天を解読する」では、効率的で知的な「船の秘書」について理解することができます。

「船舶長官」、その正体はどこから来たのか？

30年前、中国の有人宇宙計画が正式に開始されました。開発チームが最初に受けた任務は、神舟宇宙船の「機内秘書」、つまりシステム コントローラーと多機能ディスプレイを開発することだった。これら 2 つの組み合わせにより、宇宙飛行士と宇宙船の相互作用のためのヒューマン マシン インターフェースが確立されます。無人検証後、最終有人飛行中に宇宙飛行士が宇宙試験、船外活動、ドッキング、その他の宇宙船ミッションを完了するのを直接支援します。これは、開始点が高く、技術的な難易度が高く、複数の分野に関係する包括的な電子申請システムです。

神舟シリーズの宇宙船のすべてのサブシステムのパラメータ内容は、データ管理サブシステムを介して宇宙船の計器に転送され、表示されます。 「オンボード・セクレタリー」は、複雑なパラメータを宇宙飛行士が理解できる直感的な数値に変換することができ、宇宙飛行士と直接やりとりする重要なシステムです。具体的には、宇宙船のサブシステムが動作を開始すると、生成されたデータがデジタル制御サブシステムに収集されます。インテリジェント管理者はデータを要約し、宇宙飛行士が直感的に識別して操作できるコンテンツに変換し、機器に表示します。これにより、宇宙飛行士は宇宙船に搭載された計器を通じて宇宙船に関するあらゆるパラメータを直感的に理解することができ、宇宙船の各部の動作状況を常に把握することができます。

さらに、「Ship Secretary」では、宇宙船の各部の状態や世界地図、宇宙飛行士の体調など、関連するコンテンツを表示するページも提供できます。独自のグラフィック表示技術を採用し、宇宙船の軌道、姿勢、飛行状態、各種サブシステムの情報をテキスト、グラフィック、アニメーションで表示します。この独自のグラフィック表示技術は、計器コントローラの斬新な表示効果を生み出すだけでなく、計器内のグラフィックとテキストの処理と表示の空間インテリジェンスも実現し、宇宙飛行士にミッションを遂行するための明確で直感的かつ快適な表示インターフェースを提供します。

2003年には神舟5号宇宙船が初の有人飛行を実現し、「船長」が実際に宇宙飛行士とともにミッションを遂行することになる。宇宙船システム全体は、ミッション中の宇宙飛行士の生命の安全を非常に重視しており、製品の安全性と信頼性に非常に厳しい要件を課しています。システム コントローラーと多機能ディスプレイ ソフトウェアの信頼性を確保するには、表示されるデータはすべて正確でなければなりません。宇宙飛行士に、よりユーザーフレンドリーな人間とコンピュータのインターフェースを提供するために、設計者はSARSの流行の影響を乗り越え、課題に立ち向かい、より厳しい要件に従ってソフトウェアの詳細な最適化テストと共同テストを実施しました。

初期のシステムコントローラと多機能ディスプレイの開発現場

「船長」がさらに大きな「舞台」へ！

最初の有人宇宙船「神舟5号」から現在の「神舟14号」宇宙船まで、天宮1号目標宇宙船と天宮2号宇宙実験室から現在の天宮宇宙ステーションまで、軌道上ソフトウェア更新、漢字入力方法、自律緊急帰還など、多くの重要な技術が継続的に「追加」されてきました。研究開発チームは、各タスクを成功裏に完了しただけでなく、大容量宇宙情報処理、組み込みディスプレイ、自律ソフトウェア更新などの貴重な研究開発経験を蓄積してきました。

宇宙ステーションでは、機器コンピュータアプリケーションソフトウェアが、実験室キャビン内の機器データを処理するための中心的なシステムです。宇宙飛行士が孟天実験室で情報を処理する「機内秘書」として重要な役割を果たします。地元当局が孟天研究室に指示を送った後、「船秘書」は正式に自律的に活動を開始した。実験キャビン内の機器は大量のデータを処理する必要があり、データ情報の計算方法も異なるため、パラメータ間の関係は複雑かつ入り組んでおり、特にバスに必要な通信負荷は膨大です。この問題を解決するために、研究開発チームは、合理的なタスク割り当てと最適化アルゴリズムを通じて、高いバス通信スループットと高いリアルタイム性能の問題を効果的に解決しました。

孟天実験モジュールの「船秘書」は、コアモジュール上の同じ機能を維持しながら、コアモジュールおよび文天実験モジュールとのデータ相互作用を追加し、データ量が大幅に増加し、ソフトウェア機能がより強力になりました。これは、孟天実験モジュールがコアモジュールとドッキングした後、3つのモジュールが「ワーキンググループ」を形成し、情報交換を実現することを意味します。

さらに、「オンボード秘書」は、注入による軌道上ソフトウェア係数およびコード更新技術も実現し、更新されたソフトウェアの信頼性と安全性を確保するために、いくつかの信頼性対策を採用しました。アップデートプロセス中もソフトウェアの通常の動作には影響がなく、宇宙ステーションの10年以上の運用期間中、安定した動作を維持できることが保証されます。

3モジュール宇宙ステーションの基本的な「T」構成