王景浩 盛懷潔

IETM即是一種結(jié)構(gòu)化、智能化的技術(shù)數(shù)據(jù)載體，也是一種信息化的技術(shù)手段。使用IETM能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化傳輸、智能化管理和交互化利用，為學(xué)習(xí)無人機(jī)的系統(tǒng)原理、操控使用以及診斷系統(tǒng)故障提供技術(shù)支撐。

國防科技大學(xué)

無人機(jī)具有技術(shù)密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、整體性強(qiáng)、精確度高等裝備特點(diǎn)，使其需要更多、更及時(shí)的裝備保障才能滿足整體裝備的可靠性要求，傳統(tǒng)技術(shù)保障手段已逐漸不能滿足無人機(jī)的技術(shù)保障需求。

IETM的中文名稱為交互式電子技術(shù)手冊(cè)，是在現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及軍事需求的不斷牽引下，產(chǎn)生的一項(xiàng)重要裝備保障信息化技術(shù)。在無人機(jī)技術(shù)保障中，運(yùn)用IETM可以使裝備學(xué)習(xí)更便捷、故障診斷更智能、信息管理更高效。

IETM綜述

將IETM進(jìn)行拆分理解，TM（Technical Manual）即技術(shù)手冊(cè)，表示IETM是以傳統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)為填充，技術(shù)手冊(cè)是IETM的內(nèi)容基礎(chǔ)，通常包括系統(tǒng)技術(shù)說明書、操作使用手冊(cè)、維修手冊(cè)等;E（Electronic）即電子化，指在存儲(chǔ)方式上，IETM將技術(shù)資料數(shù)字化處理并存儲(chǔ)到電子設(shè)備中;l（Interactive）即交互式，從獲取資料的手段而言，用戶運(yùn)用人機(jī)交互的方式通過IETM獲取技術(shù)信息，IETM數(shù)據(jù)資料呈現(xiàn)非線性結(jié)構(gòu)，可通過對(duì)話框、樹形圖導(dǎo)航、超文本鏈接、查詢?cè)L問等方式來滿足用戶對(duì)信息的快速查找。

通過對(duì)IETM的拆分可知，IETM是以圖文、音頻、視頻等多媒體為信息載體，以人機(jī)交互作為信息索取手段的數(shù)字化技術(shù)出版物。與傳統(tǒng)技術(shù)資料相比，IETM具有訪問交互良好、信息共享便捷、資料維護(hù)簡(jiǎn)單、更新迅速等特性，傳統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)與IETM出版物的制作流程區(qū)別如圖1所示。

傳統(tǒng)技術(shù)資料制作是把工程數(shù)據(jù)分類后，直接生成對(duì)應(yīng)的電子文檔進(jìn)行印刷出版。IETM的制作則是把工程數(shù)據(jù)“打碎”成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)模塊（DataModule，DM），每個(gè)數(shù)據(jù)模塊都包含一套完整的技術(shù)信息，具有不可再分性。這些數(shù)據(jù)模塊可以按照用戶的不同需求進(jìn)行隨意組合形成相應(yīng)的IETM出版物，形成的IETM既可以在計(jì)算機(jī)中交互顯示，也可打印成冊(cè)。

IETM的制作標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)是IETM的基礎(chǔ)，為保證同一份IETM數(shù)據(jù)能在不同用戶、不同計(jì)算機(jī)平臺(tái)之間被解析識(shí)別利用，避免不兼容的數(shù)據(jù)格式帶來的頻繁轉(zhuǎn)換問題以及低效的數(shù)據(jù)共享和利用問題，需要采用一定的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范IETM的數(shù)據(jù)制作及平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)。

IETM的標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展逐漸形成了美國標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)，兩種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)格式、顯示方式、系統(tǒng)功能等方面提出了不同要求，但均不符合我軍裝備發(fā)展實(shí)際要求。2009年，隨著GJB6600《裝備交互式電子技術(shù)手冊(cè)》的頒布，為我軍研制裝備IETM提供了依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)IETM進(jìn)行了兩個(gè)方面的規(guī)定：一是對(duì)IETM軟件平臺(tái)進(jìn)行規(guī)范，主要包括軟件功能、界面樣式、安全保密、安裝運(yùn)行等內(nèi)容;二是對(duì)IETM數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范，主要包括文本、圖形、音頻、視頻等多媒體的樣式格式，以及數(shù)據(jù)模塊的種類、結(jié)構(gòu)和編碼。目前，該標(biāo)準(zhǔn)是我國軍用IETM研制、定型、驗(yàn)收以及使用和維護(hù)的主要依據(jù)和必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)。

無人機(jī)IETM的必要性和可行性

無人機(jī)IETM應(yīng)用的必要性

常見的技術(shù)資料數(shù)字化電子文檔有PDF、Word以及PPT等，這類電子文檔都滿足交互性、電子化和標(biāo)準(zhǔn)化要求，并且這類無人機(jī)電子技術(shù)資料已經(jīng)普及，為什么還要研究無人機(jī)IETM呢？

IETM最早由美軍提出，當(dāng)時(shí)僅為解決傳統(tǒng)紙質(zhì)技術(shù)資料的重量重、體積大、造價(jià)高、編制周期長以及更新使用不便等弊端，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展，IETM的理念也在逐步更新。如今，IETM所承擔(dān)的任務(wù)已不僅僅是為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)信息數(shù)字化，還要實(shí)現(xiàn)信息的交換便捷、準(zhǔn)確化以及信息管理的智能化。

無人機(jī)技術(shù)正向多任務(wù)、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。一方面，無人機(jī)的檢測(cè)項(xiàng)目增多、測(cè)試精度增高，無疑為故障診斷、故障排除帶來困難;另一方面，無人機(jī)復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和密集的信息化技術(shù)，為人員學(xué)習(xí)無人機(jī)的原理和操控使用帶來一定困難，而且無人機(jī)在使用和保障期間產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)也對(duì)信息管理與利用提出挑戰(zhàn)。

顯然，以人工為主的裝備信息管理、故障檢測(cè)維修等傳統(tǒng)手段在無人機(jī)保障面前越顯力不從心;同時(shí)，以PDF、Word以及PPT等格式的文檔雖然滿足電子化存儲(chǔ)，但是交互手段不夠豐富，不能承擔(dān)故障交互診斷、技術(shù)狀態(tài)自動(dòng)分析等復(fù)雜的無人機(jī)技術(shù)保障工作，在探究無人機(jī)裝備保障的道路上應(yīng)貼合技術(shù)信息數(shù)字化、信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化的新理念。而IETM作為自動(dòng)化檢測(cè)、專家診斷和一體化維修等裝備保障新技術(shù)之一，可以使裝備資料的呈現(xiàn)方式由單一轉(zhuǎn)向多元，故障診斷由人工轉(zhuǎn)向智能，數(shù)據(jù)管理由繁瑣轉(zhuǎn)向便捷，技術(shù)信息由孤立轉(zhuǎn)向共享，而這些功能正滿足無人機(jī)技術(shù)保障工作的需要。

IETM對(duì)無人機(jī)的技術(shù)支撐

在無人機(jī)裝備學(xué)習(xí)方面，IETM可以充分利用圖文、動(dòng)畫、3D模型等素材綜合顯示無人機(jī)裝備的技術(shù)信息，使得技術(shù)資料的呈現(xiàn)方式白靜態(tài)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)，由單一轉(zhuǎn)向多元，能夠幫助相關(guān)人員更直觀、主動(dòng)地學(xué)習(xí)無人機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、操控使用。

在無人機(jī)信息管理方面，IETM適用于無人機(jī)系統(tǒng)全壽命周期。一方面，可以儲(chǔ)存和管理無人機(jī)的技術(shù)說明書、產(chǎn)品樣圖、維修規(guī)程等用戶技術(shù)資料，還可以記錄并分析無人機(jī)全壽命周期內(nèi)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)信息，如根據(jù)裝備使用記錄、維修保養(yǎng)記錄、資源使用情況分析裝備的維修性、可靠性等裝備質(zhì)量特性，在實(shí)現(xiàn)技術(shù)信息統(tǒng)一管理的同時(shí)，為無人機(jī)保障活動(dòng)提供輔助決策;另一方面，IETM可有效打通裝備論證、設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、使用、退役、報(bào)廢等無人機(jī)裝備的管理環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息交換共享，利用無人機(jī)裝備前期設(shè)計(jì)、研發(fā)資料服務(wù)于裝備使用及保障環(huán)節(jié)，以提高資料利用效率，豐富維修資源，增強(qiáng)裝備的可保障性。

在無人機(jī)裝備維修方面，能夠與維修員進(jìn)行交互式引導(dǎo)排故，可依據(jù)維修人員提供的故障現(xiàn)象自動(dòng)分析故障原因，經(jīng)多次人機(jī)交互之后確定故障件，并提供相關(guān)的維修程序以及維修工具使用說明，故障維修之后IETM還可進(jìn)行故障報(bào)告自動(dòng)化擬制，便于打印存檔，還可把維修數(shù)據(jù)存人數(shù)據(jù)庫，便于統(tǒng)計(jì)分析。

IETM在無人機(jī)裝備保障中的應(yīng)用

無人機(jī)IETM系統(tǒng)架構(gòu)

無人機(jī)IETM系統(tǒng)可采用四層體系架構(gòu)：用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層。

用戶界面層提供可視化圖形界面接口，為給用戶完成交互操作，主要分為登錄界面、IETM制作界面、IETM閱讀界面、故障維修界面、維護(hù)保養(yǎng)界面和統(tǒng)計(jì)管理界面等。

業(yè)務(wù)邏輯層主要對(duì)用戶發(fā)出的請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，處理數(shù)據(jù)訪問層提供的數(shù)據(jù)信息并提交給用戶界面層。

數(shù)據(jù)訪問層按照業(yè)務(wù)邏輯層的請(qǐng)求，利用IETM系統(tǒng)提供的API訪問本地?cái)?shù)據(jù)庫。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層主要表示數(shù)據(jù)庫實(shí)體，分為SQLite數(shù)據(jù)庫以及公共源數(shù)據(jù)庫（CSDB），其中用戶信息、裝備信息、維修維護(hù)等信息存放在SQLite數(shù)據(jù)庫中，IETM數(shù)據(jù)則以XML數(shù)據(jù)文本的形式保存在CSDB中，其中CSDB以文件夾的形式體現(xiàn)。

無人機(jī)IETM系統(tǒng)功能劃分

根據(jù)IETM為無人機(jī)提供的技術(shù)支撐，可以將本系統(tǒng)細(xì)化為四個(gè)子系統(tǒng)如圖2所示：IETM閱讀子系統(tǒng)、IETM制作子系統(tǒng)、維護(hù)維修子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。

（1 ）IETM閱讀子系統(tǒng)。

IETM閱讀子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)IETM數(shù)據(jù)資料的閱讀，該子系統(tǒng)包括裝備簡(jiǎn)介模塊和操控使用模塊。裝備簡(jiǎn)介模塊提供無人機(jī)系統(tǒng)組成、工作過程、戰(zhàn)技性能以及作戰(zhàn)運(yùn)用等信息，操控使用模塊主要提供無人機(jī)裝備操控員在指控站與發(fā)射站操控中的相關(guān)信息，這兩個(gè)模塊均提供多媒體素材展示、關(guān)鍵字搜索、導(dǎo)航及保存打印等功能。

（2）IETM制作子系統(tǒng)。

IETM制作子系統(tǒng)向技術(shù)人員提供制作無人機(jī)IETM數(shù)據(jù)文檔的操作平臺(tái)，所制作的IETM數(shù)據(jù)文檔包括描述類、故障類、過程類等數(shù)據(jù)以及與相應(yīng)數(shù)據(jù)模塊匹配的樣式表，同時(shí)該模塊還包含制作發(fā)布預(yù)覽功能，制作完成的IETM數(shù)據(jù)包可存儲(chǔ)在CSDB中以及發(fā)布成PDF出版物。

（3）維護(hù)維修子系統(tǒng)。

維護(hù)維修子系統(tǒng)主要包括輔助維修模塊和維護(hù)保養(yǎng)模塊。輔助維修模塊包含無人機(jī)系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象、故障隔離程序、故障報(bào)告擬制以及故障記錄功能，維護(hù)保養(yǎng)模塊包含裝備維護(hù)保養(yǎng)所需的維護(hù)指南以及維護(hù)記錄。故障報(bào)告、故障記錄以及維護(hù)記錄均存儲(chǔ)于SQLite數(shù)據(jù)庫。

（4）數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的用戶對(duì)象為無人機(jī)技術(shù)保障人員，管理對(duì)象為存儲(chǔ)在SQLite數(shù)據(jù)庫中的無人機(jī)裝備信息和IETM用戶信息，存儲(chǔ)在CSDB數(shù)據(jù)庫中的多媒體素材、IETM數(shù)據(jù)模塊、顯示控制腳本和IETM出版物等數(shù)據(jù)信息，以及單獨(dú)存儲(chǔ)的隨機(jī)資料信息。

無人機(jī)IETM的實(shí)現(xiàn)

利用C++語言的Qt框架完成通用無人機(jī)IETM的開發(fā)，主要利用Qt框架中的QWebEngineView控件開發(fā)IETM閱讀功能，利用QsciScintilla控件開發(fā)IETM制作功能，利用QXmIStreamReader類開發(fā)了IETM故障類數(shù)據(jù)模塊解析功能，利用QCharts和QSqITableModel類開發(fā)裝備信息管理與統(tǒng)計(jì)分析功能。

以故障診斷為例，故障診斷界面如圖3所示。以自檢BIT1狀態(tài)通不過為例，在故障現(xiàn)象搜索框中輸入BIT1關(guān)鍵字，系統(tǒng)自動(dòng)匹配“自檢BIT1狀態(tài)通不過”這一故障現(xiàn)象，在目錄中選中該故障現(xiàn)象名稱后，系統(tǒng)與用戶以問答的方式進(jìn)行排故，例如系統(tǒng)提示是否存在導(dǎo)航故障，用戶在檢查無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)后以是或否的形式反饋給系統(tǒng)，由此經(jīng)多次判斷之后，系統(tǒng)將最終確定故障單元并向維修人員提供具體的維修方法。

結(jié)束語

面對(duì)無人機(jī)信息化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，必須匹配相應(yīng)的保障方法、保障手段，才能更加有效地實(shí)施精確化保障，促進(jìn)無人機(jī)效能的發(fā)揮，IETM作為裝備保障的信息化手段，可以為無人機(jī)裝備保障所用。