[发明专利]一种基于区块链的导弹贮存期健康管理系统

说明书

本发明提出一种基于区块链的导弹贮存期健康管理系统方案，其功能性架构包括数据采集、数据处理、状态监测、故障诊断、寿命预测、健康评估、维修决策共七个层次，物理性架构包括传感器网络和区块链网络，传感器网络含有传感器和网关，用于采集反映导弹状态信息的监测数据，并对数据进行预处理和特征提取，区块链网络含有边缘节点、过渡节点和管理节点，边缘节点具有查询网络中区块链的功能，过渡节点充当边缘节点频繁访问网络时实时响应查询的中间服务器，管理节点上部署以视情维修基线状态的特征值为阈值的智能合约，以实现对导弹全面、长期的安全风险预警，该方案能解决以中心化方式运行的装备健康管理系统存在的数据不确定性问题。

技术领域

本发明属于武器装备健康管理领域，涉及一种基于区块链的导弹贮存期健康管理系统。

背景技术

导弹作为一种长期贮存、一次使用的飞行器，贮存期占据了全寿命周期的绝大多数时间。在贮存期内，导弹不仅要承受静态载荷、动态载荷等作用，还面临着温度、湿度、辐射、氧化等多种恶劣环境的影响，严重威胁导弹的使用可靠性。有必要对贮存期内导弹的健康状态进行及时感知，以保证导弹的使用完好性，提高其作战使用效能。

目前在导弹贮存期内，主要是通过检测人员手持设备或依赖地面设备，定时对导弹进行检测和测试，以确定导弹是否具有完成战术任务的能力，这不仅会耗费大量的人力、物力和时间，而且要求检测人员具有足够多的经验，否则可能在导弹中引入新的故障；此外，人工检测通常难以察觉导弹中较隐蔽的故障。同时，随着大量新型材料、先进工艺以及信息技术、微机电技术等的发展和应用，导弹的性能更加优越，但其结构愈发复杂，成本也越来越高，传统的人工检测技术效率和准确度都比较低，已不能充分满足导弹的可靠性、经济性等要求。

装备健康管理技术能利用传感器技术等先进的数据采集技术，对贮存期内的导弹装备进行实时监测，并能进一步提取数据的特征信息，综合利用历史信息和当前的实时状态信息，实现对装备整体健康状态的感知和管理。文献(马凌,李俊,赵韶平,等.面向导弹贮存延寿的PHM技术研究与工程应用[J].装备环境工程,2014(4).)中提出了一种面向导弹贮存延寿的故障预测与健康管理系统架构，分为弹载部分和地面装备部分，并给出了典型的应用场景；文献(李志强,王茜,张孝虎,et al.空空导弹PHM系统总体设计研究[J].航空兵器,2014,000(005):55-59.)中在分析空空导弹结构组成的基础上，参照视情维修开放体系结构，提出了一种面向空空导弹的故障预测与健康管理总体方案；文献(刘建.弹用贮存装置内环境监测及健康诊断系统研究[D].哈尔滨工业大学，2019.)中研究了弹用贮存装置的内环境监测及健康管理系统，搭建了弹用贮存装置监测系统原型，并利用监测数据开展了装备健康评估研究。这些研究工作表明建立面向贮存期内导弹装备的健康管理系统的需求日益旺盛。

但需要指出的是，目前针对贮存期内的导弹装备提出的健康管理系统多是以中心化方式运行的，数据在传输、处理、存储过程中容易受到攻击和篡改，导致数据的真实性和可信度较低。

发明内容

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于区块链的导弹贮存期健康管理系统，解决导弹贮存期健康管理系统中数据导致的不确定性问题，并实现导弹的状态信息在作战指挥部门、维修部门、资源保障部门等机构之间的高效共享。

本发明的技术方案为：

所述一种基于区块链的导弹贮存期健康管理系统，包括传感器网络和区块链网络；

所述传感器网络实现对反映导弹健康状态的数据进行数据采集和数据处理，并发送至区块链网络；

所述区块链网络划分为边缘网络、过渡网络和核心网络；

所述边缘网络中包括若干边缘节点，所述边缘节点只具备访问区块链的功能，实现访问区块链网络中存储的导弹状态信息；

所述过渡网络中包括若干过渡节点，充当边缘节点查询区块链时的响应服务器，且拥有访问控制机制，当有边缘节点访问区块链时，用以校验访问者是否被授权；