引言
近年来，航天发射任务呈现出载荷型号多样、多任务并行开展等新特点，迫切需要高效、可扩展的数据引擎，来优化指挥显示系统数据应用效能，提升任务决策指挥效率。因此，航天发射指挥显示系统一体化发展被提上了日程[1-4]。目前，通过构建通用数据引擎，实现了对各发射场不同数据协议、流程的支持，推进了一体化发展进程[3]。然而，受限于单体软件架构，仍存在以下不足：(1)缺乏快速部署与跨平台应用手段，持续集成能力有限；(2)终端设备性能差异，导致设备间数据不同步；(3)未根据使用需求对数据进行分类管理，部分类型数据访存时延较高。
针对上述不足，袁国伟等[5]通过构建分布式算网融合，实现了高强度任务下数据的分布式共识计算，但该系统部署过程较复杂，且新需求下拓展性有限；赵振杰等[6]采用Oracle及ClickHouse构建多级数据管理系统，来增强数据管理和分析效能，但跨平台部署能力也存在不足，数据分类管理设计较弱；钟伟宏等[7]通过对服务进行划分，并依托Kubernetes进行管理，实现了跨平台部署以及服务的高可用性，但持续交付与敏捷开发方面仍有不足。
在寻找解决方案时，其他领域的成功实践提供了借鉴。Solomon等[8-9]通过云原生技术在航空空域管理自动化领域构建了一种基于服务的新架构，在提供可靠数据服务的同时，降低了系统研发成本，缩短了新功能交付部署所需时间，显著提高了服务的整体效率及灵活性。于景鑫等[10]在土壤墒情监测领域也通过云原生技术，消除了环境制约，通过布设多个不同服务模块，实现了灵活、高效的敏捷开发。因此，本系统设计可以采用类似解决方案。
本文针对此背景，结合一体化指挥显示系统中数据引擎软件实际使用需要，系统性地设计了一种基于云原生技术的航天发射一体化指挥显示系统数据引擎架构和数据处理机制，旨在实现以下几个目标：（1）设计一种基于云原生的数据引擎系统，支持快速部署与动态扩容，运行稳定；（2）提出航天试验任务数据处理机制，解决负载均衡问题并提高了运算效率，显著提升了数据访存速度；（3）对上述数据引擎架构和数据处理机制进行测试，并验证其有效性。
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作者信息：
董宇航，焦冬冬，尹志锋，孟令刚，淮晓永
（华北计算机系统工程研究所，北京 100083）
