唐鎖夫 董文娟

（海軍702廠 上海 200434）

1 引言

潛艇聲納系統(tǒng)組成設(shè)備復(fù)雜，維修保障要求高。目前技術(shù)資料和手冊大部分仍以紙質(zhì)形式存儲，導(dǎo)致技術(shù)資料及信息的管理任務(wù)日益繁重，資料重復(fù)率和冗余度增大，且難于更新，數(shù)據(jù)互操作性、傳遞實時性和共享性難度比較大。為滿足該型聲納系統(tǒng)維修、保障、教學(xué)訓(xùn)練的需要，實現(xiàn)裝備保障信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，達到“靠前保障、精確保障”的要求，進行該型聲納裝備系統(tǒng)交互式電子技術(shù)手冊（以下簡稱聲納IETM）的開發(fā)制作任務(wù)。交互式電 子 技 術(shù) 手 冊 （IETM，Interactive Electronic Technical Manual）［1］作為一種先進的裝備維修保障輔助手段，通過交互方式為使用人員提供詳盡的電子化文檔，可顯著提高維修的準(zhǔn)確率和快捷性，對維修使用人員的經(jīng)驗水平要求大幅降低，可以顯著提高裝備保障能力，降低維修保障費用。

2 IETM開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)

IETM是以數(shù)字形式在一種合適的介質(zhì)上，采用人工編程或自動編程系統(tǒng)編寫的技術(shù)手冊，是應(yīng)用先進的計算機技術(shù)，為方便在電子顯示屏顯示和使用而設(shè)計制作的、以數(shù)字形式存在的技術(shù)手冊。IETM是技術(shù)手冊的一種高級形式，包括三層含義［2～3］：

1）IETM是技術(shù)手冊，是包括各種系統(tǒng)、系統(tǒng)部件和保障設(shè)備的安裝、使用、維修、培訓(xùn)以及保障說明書在內(nèi)的一種出版物，為用戶和維修人員提供使用和維修該項設(shè)備所需的資料和說明。

2）IETM是電子格式，其存儲方式、傳播途徑和顯示方式大都采用電子方式。

3）IETM是交互的，主要指用戶和IETM的交互，交互功能是為了用戶提供友好的IETM使用環(huán)境，但是明顯增加了IETM的創(chuàng)作成本。

美國最早就開始了IETM相關(guān)技術(shù)研究，并制定了一系列IETM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在美國的影響下，其他國家或區(qū)域組織將IETM作為一種重要的CALS應(yīng)用技術(shù)加以研究。目前，國外較典型的、通用的IETM 標(biāo)準(zhǔn)有：S1000D、MILPRF－87268A、MIL－PRF－87269A 和 MIL－HDBK－511［4］。

ASD／AIA S1000D［5］：歐洲航空工業(yè)協(xié)會（AECMA）發(fā)起的采用通用資源數(shù)據(jù)庫（CSDB）來創(chuàng)建的，正逐漸取代MIL－PRF－87269A成為創(chuàng)建技術(shù)文檔的通用國際標(biāo)準(zhǔn)。所創(chuàng)建的技術(shù)文檔以中性數(shù)據(jù)格式存儲，因此可以跨平臺、跨系統(tǒng)使用［11］。

MIL－PRF－87268A［6］：美國國防部頒布的交互式電子技術(shù)手冊通用內(nèi)容、風(fēng)格、格式和用戶交互要求，提出了對IETM的一般內(nèi)容、規(guī)格、管理性與系統(tǒng)的基本要求，以及對文字、表格、圖形、音頻、視頻等內(nèi)容類型及格式的要求，還提出了與用戶交互的功能要求［11］。

MIL－PRF－87269A［7］：美國國防部頒布的可修改的交互式電子化技術(shù)手冊數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，主要目的是制定共同的數(shù)據(jù)規(guī)范，使得文字或圖形存儲于數(shù)據(jù)庫，而不受軟、硬件限制，即可跨平臺進行數(shù)據(jù)交換［11］。

MIL－HDBK－511［8］：美國國防部頒布的IETM 互操作性手冊，主要規(guī)定了JIA（Joint IETM Architecture）的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信息流程、用戶網(wǎng)絡(luò)、交互界面、通信安全和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面［11］。

3 IETM開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

交互式電子技術(shù)手冊是以最新信息技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷進步；互用性、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)前IETM技術(shù)發(fā)展的主要方向。本文根據(jù)當(dāng)前研究的熱點在IETM開發(fā)過程總結(jié)出其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)如下。

3.1 IETM標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)化是創(chuàng)作IETM的關(guān)鍵技術(shù)之一?！皹?biāo)準(zhǔn)化（Standardization）”是適用于各行各業(yè)的術(shù)語，軍事裝備系統(tǒng)“標(biāo)準(zhǔn)化”的定義是：利用一致通用的工程準(zhǔn)則、術(shù)語、原理、應(yīng)用、材料、成品、過程、設(shè)備、備件、分組件和部件來達到產(chǎn)品、保障和工程實踐最大的實用一致而形成的方法，用以保證可行的最少多樣性，并實現(xiàn)設(shè)備的備件和零部件最佳的互換性。所以，“一致性、通用性、減少多樣性”是裝備實施標(biāo)準(zhǔn)化的主要目標(biāo)。交互式電子技術(shù)手冊IETM的標(biāo)準(zhǔn)化問題，其實就是解決信息在實現(xiàn)共享、產(chǎn)品數(shù)據(jù)實現(xiàn)互操作性的過程中使用共同“語言”問題［2，10］。

3.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)即數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，IETM具有良好的互用性和共享性，要實現(xiàn)各部門及各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享，必須規(guī)范各開發(fā)單位的元數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)庫開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。例如美國國防部專門為第四、五級IETM的元數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作制定了規(guī)范即 MIL－PRF－87269。MIL－PRF－87269規(guī)范的目的在于提供標(biāo)準(zhǔn)化的文檔結(jié)構(gòu)方式，并將之應(yīng)用于第四、五級IETM的功能中，并且結(jié)合使用SGML或 XML標(biāo)記語言［4，11］。

3.3 數(shù)據(jù)描述技術(shù)

互用性和共享性是IETM的重要特征，美國起始的IETM發(fā)展目標(biāo)是希望其能在海軍系統(tǒng)內(nèi)部各部門以及陸海空三軍之間互操作，以減少各部門及各軍種之間數(shù)據(jù)的冗余度，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資料的共享，因此互相傳遞數(shù)據(jù)時必須以一種大家都公認的中性格式。為此，首先要制定標(biāo)準(zhǔn)并推廣實施，然后選擇標(biāo)記語言，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計DTD（文檔類型定義），開發(fā)數(shù)據(jù)庫［5］。

4 系統(tǒng)設(shè)計

基于某型潛艇聲納系統(tǒng)的IETM自動交互手冊是在.NET開發(fā)平臺下，采用ASP.NET開發(fā)語言，以SQL Server 2005為數(shù)據(jù)庫支撐，通過IETM的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電子化、標(biāo)準(zhǔn)化，方便對相關(guān)診斷策略的查找，形成可供維修保障人員使用的電子手冊。

4.1 IETM的開發(fā)環(huán)節(jié)

交互式電子技術(shù)手冊IEIM的開發(fā)，運用了多媒體、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，而且隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展而呈現(xiàn)出不同的內(nèi)容。實施IETM主要體現(xiàn)在電子圖像化、電子文檔化、多媒體支持和數(shù)據(jù)庫支持四個環(huán)節(jié)［11］。

1）電子圖像化

將所有設(shè)計圖紙等原始的圖形和紙張轉(zhuǎn)換成數(shù)字式電子資料，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)存放在資料庫文件中，通過建立索引，以方便查詢；

2）電子文檔化

將所有說明書冊、技術(shù)文檔等用文字描述的資料轉(zhuǎn)換成電子文檔格式，轉(zhuǎn)換后的資料以ASCII或單純文字為主；

3）多媒體支持

即采用多媒體開發(fā)軟件，將以聲音、圖像、文本、錄像片段和動畫演示等格式存儲的各種資料組織起來，以多媒體軟件的方式保存，提供給產(chǎn)品用戶各種功能，實現(xiàn)基本層次的交互；

4）數(shù)據(jù)庫支持

即結(jié)合多媒體界面風(fēng)格，將產(chǎn)品各壽命周期的各種數(shù)據(jù)和資料通過后臺數(shù)據(jù)庫來管理和維護，支持各種查詢和統(tǒng)計功能，最終實現(xiàn)通過單一系統(tǒng)獲取多處信息來源的不同信息功能。

4.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

面對裝備信息化保障的需求，本文提出了基于.NET平臺的Web交互式電子技術(shù)手冊應(yīng)用框架，采用面向?qū)ο蟮腁SP.NET技術(shù)開發(fā)，系統(tǒng)具有安全可靠性強、執(zhí)行效率高、可擴展性好的特點［3～4］。某型潛艇聲納IETM的體系結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 某型潛艇聲納系統(tǒng)IETM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

第一層是用戶界面層，即瀏覽器層，主要完成用戶的接口功能，使用人員通過該層向Web服務(wù)器提出服務(wù)請求，Web服務(wù)器接收相應(yīng)的請求，將相應(yīng)的文件資源通過HTTP協(xié)議顯示在瀏覽器端，完成使用人員權(quán)限允許范圍內(nèi)的操作請求。

第二層是服務(wù)層，即 Web服務(wù)器層，主要完成操作使用人員的應(yīng)用功能，負責(zé)接收瀏覽器端的操作請求，通過ASP（Active Server Page，動態(tài)服務(wù)器主頁）與數(shù)據(jù)庫連接，完成相應(yīng)的請求，將結(jié)果返回給瀏覽器端。

第三層是數(shù)據(jù)層，即數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，存儲應(yīng)用系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，以便實施信息的集中管理，滿足保密要求。

考慮到實際應(yīng)用，具體實現(xiàn)時將信息存儲和Web服務(wù)集中在同一服務(wù)器中，采用邏輯分開編程實現(xiàn)。為提高系統(tǒng)運行速度和效率，客戶端使用瀏覽器模式。

4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

該聲納IETM按照海軍標(biāo)4.1對IETM的分類，以第二類IETM為指導(dǎo)實施開發(fā)，即建立面向?qū)ο蟮牡男畔⒔Y(jié)構(gòu)，考慮到目前研制開發(fā)的實際需求，實現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)IETM，為此，按照裝備保障、裝備使用的業(yè)務(wù)流程，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)信息的層次化以對信息的綜合管理。

1）故障信息庫設(shè)計

本數(shù)據(jù)庫存儲該型聲納系統(tǒng)發(fā)生典型故障的基本信息，根據(jù)這些信息可引導(dǎo)相關(guān)部門實施有效的故障排除。

故障信息庫的基本描述信息見表1。

表1 故障信息表

2）零部件信息庫設(shè)計

零部件信息庫存儲該型聲納裝備的零部件信息。零部件包括機械零部件、備件零部件和電氣元器件等。零部件分為裝艦件和備件，其中備件又分為長期、基地和隨艦三種類型，根據(jù)上述分類，建立相應(yīng)的零部件信息庫，具體零部件信息見表2。

表2 零部件信息表

4.4 信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）信息結(jié)構(gòu)設(shè)計

按照海軍標(biāo)，將聲納IETM按照第二類IETM開發(fā)，將其信息分為技術(shù)信息、輔助信息和管理信息，并將該系統(tǒng)分為基本信息層、主題信息層和應(yīng)用信息層，其信息結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 某型聲納系統(tǒng)交互式電子技術(shù)手冊信息結(jié)構(gòu)圖

·基本信息層按照海軍標(biāo)附錄A中提供的DTD建立XML文檔，為形成文本、表格、圖形、對話框等基本元素，并將所需的視頻、動畫作為外部程序存儲。

·主題信息層建立在基本信息層基礎(chǔ)上，定義艦船裝備可使用的幾種通用信息模塊，包含了描述該型聲納IETM的系統(tǒng)組成、技術(shù)性能、儀器組成及結(jié)構(gòu)、工作原理、使用與維護、零部件信息的所有文本、圖形、表格、對話框、警示信息、動畫及音頻和視頻。

·應(yīng)用信息層是利用主題信息層的五種通用信息模塊進行組合，構(gòu)建用該型聲納IETM。

2）信息總體界面

本文嚴格遵守IETM海軍標(biāo)的規(guī)范，充分利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，用數(shù)據(jù)庫管理裝備構(gòu)成和使用信息，設(shè)計和研制了潛艇綜合聲納系統(tǒng)IETM。實現(xiàn)了對潛艇綜合聲納系統(tǒng)資料進行全面收集、整理，并對裝備的線路及其工作原理進行深入消化和理解，進而細化、補充、核實相關(guān)資料。

5 系統(tǒng)實現(xiàn)

在上述分析和設(shè)計基礎(chǔ)上，以某型潛艇聲納為研制背景，開發(fā)實現(xiàn)了其交互式電子技術(shù)手冊。

6 結(jié)語

本文研制的潛艇聲納系統(tǒng)IETM以某型潛艇的聲納裝備為背景，旨在為其操作使用和維修保障人員建立一套基于IETM的技術(shù)資料信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)遵循IETM海軍標(biāo)準(zhǔn)，達到IETM 4級標(biāo)準(zhǔn)，使用數(shù)據(jù)庫存儲相關(guān)信息，對聲納裝備的結(jié)構(gòu)、功能、工作原理、使用方法和維護維修等內(nèi)容進行層次化編排，以直觀、方便的電子交互手段為裝備維修人員提供資料查詢、培訓(xùn)學(xué)習(xí)、故障診斷與維修等技術(shù)支持。該IETM可用于輔助維修、人員培訓(xùn)，大力提高了裝備的維修和使用人員的維修水平，是裝備維修信息化建設(shè)的重要組成部分。

由于該交互式電子技術(shù)針對的是某型艇的聲納設(shè)備，技術(shù)資料單一，信息量有限，若要對海軍所有裝備構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、一體化的交互式電子技術(shù)手冊體系，應(yīng)結(jié)合各類裝備的實際需求，建立分層的信息存儲結(jié)構(gòu)，設(shè)計快速有效的故障排除算法和流程，優(yōu)化查詢?yōu)g覽功能，逐步實現(xiàn)智能化、規(guī)范化的海裝裝備交互式電子技術(shù)手冊架構(gòu)和研制框架，進而提高海軍維修保障工作信息化建設(shè)水平。

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