米 琳, 李子揚(yáng), 李曉輝, 朱家佳, 竇 帥, 張 靜, 苑馨方, 李傳榮

1(中國科學(xué)院 空天信息創(chuàng)新研究院, 北京 100094)

2(中國科學(xué)院 定量遙感信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100094)

伴隨低軌大型衛(wèi)星星座蓬勃發(fā)展、在軌衛(wèi)星數(shù)量急劇增加, 衛(wèi)星星座在軌長(zhǎng)期管理過程中需要編制大量具有嚴(yán)格格式要求的健康狀態(tài)管理文檔. 此類文檔涉及多項(xiàng)遙測(cè)參數(shù)的查詢和計(jì)算, 關(guān)鍵參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)錯(cuò)綜復(fù)雜, 文檔知識(shí)難以細(xì)粒度復(fù)用, 給工程技術(shù)人員帶來巨大的工作量, 需要花費(fèi)大量時(shí)間編制, 因此迫切需要提出一種面向衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔的自動(dòng)生成方法, 對(duì)其進(jìn)行有效管理及智能編制.

近年來, 國內(nèi)外關(guān)于文檔自動(dòng)生成的研究也有很多, 如王興強(qiáng)等[1]提出了一種電子病歷共享文檔的自動(dòng)生成方法, 實(shí)現(xiàn)了XML格式的電子病歷共享文檔；王兵兵[2]基于Spring Boot開發(fā)框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了某公文文檔自動(dòng)生成系統(tǒng)； 曲明成等[3]基于工作流引擎對(duì)文檔生成過程中的必要操作及文檔模板進(jìn)行了定義,實(shí)現(xiàn)了電力制造企業(yè)中某些復(fù)雜計(jì)算文檔的自動(dòng)化生；姜鵬等[4]提出了一種基于水利云平臺(tái)的防汛文檔智能生成模型.

上述文檔自動(dòng)生成的研究成果大多基于工作人員在運(yùn)行時(shí)手動(dòng)輸入的內(nèi)容或者是經(jīng)過簡(jiǎn)單的計(jì)算公式所得數(shù)據(jù), 替換模板內(nèi)預(yù)先編輯好的標(biāo)簽, 從而生成所需文檔, 其業(yè)務(wù)邏輯較為簡(jiǎn)單, 無法實(shí)現(xiàn)較為繁瑣的邏輯計(jì)算以及文檔中圖表的繪制等復(fù)雜操作步驟. 此外,當(dāng)前文檔自動(dòng)生成成果與方法往往針對(duì)特殊應(yīng)用, 通用性有限, 在應(yīng)用中需要提取的數(shù)據(jù)來源相對(duì)單一、有限, 信息量不大, 無法同時(shí)解決諸如Word、Excel等多種格式文檔的自動(dòng)生成問題, 難以滿足衛(wèi)星星座在軌長(zhǎng)期管理過程中海量數(shù)據(jù)(以中繼衛(wèi)星星座為例, 每年度的數(shù)據(jù)量可達(dá)數(shù)億條)的信息提取和健康狀態(tài)管理文檔的自動(dòng)生成需求.

實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔的自動(dòng)生成, 其問題的關(guān)鍵是如何設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)ξ臋n進(jìn)行多樣式處理、可靈活編輯、結(jié)構(gòu)化查詢語言自定義、圖表可個(gè)性化設(shè)置、支持多種文檔輸出格式、通用性強(qiáng)的文檔自動(dòng)生成系統(tǒng). 本文提出了一種衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔的自動(dòng)生成方法, 通過建立數(shù)據(jù)匯總文檔自動(dòng)生成模型, 實(shí)現(xiàn)了文檔編制過程中的知識(shí)復(fù)用和通用內(nèi)容生成, 最終建立規(guī)范有效的文檔編制流程. 目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于中繼衛(wèi)星星座在軌運(yùn)行長(zhǎng)期管理,提升了文檔質(zhì)量并縮短了編制周期.

1 模型構(gòu)建與算法研究

衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔一般是基于數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 按照一定的業(yè)務(wù)規(guī)則經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)據(jù)匯總文檔. 為了更直觀地展示衛(wèi)星星座在軌運(yùn)行狀態(tài), 部分文檔要求把行、列中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦幸饬x的圖形, 以便決策者更快地從大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象或規(guī)律. 對(duì)于不同時(shí)期同一衛(wèi)星星座相同在軌運(yùn)行管控任務(wù)的數(shù)據(jù)匯總文檔, 在格式和樣式上基本相同, 主要工作是針對(duì)特定的日期對(duì)遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、處理, 以及圖表繪制等. 衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔的自動(dòng)生成方法的處理流程如圖1所示.

圖1 衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔文檔自動(dòng)生成流程

建立文檔模板, 劃分常量域與變量域, 根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其通用格式進(jìn)行自定義設(shè)置, 文檔模板的格式可以為 Word、Excel、PowerPoint、PDF等, 以Word為典型代表的文檔模板是本文解決的主要問題. 在此基礎(chǔ)上, 根據(jù)模板中所包含的元素, 建立一個(gè)文檔描述模型, 對(duì)變量域進(jìn)行具體數(shù)據(jù)的填充, 進(jìn)而導(dǎo)出為目標(biāo)格式的文檔. 為了闡述的準(zhǔn)確性, 后文中出現(xiàn)的文檔片段均以“某衛(wèi)星某次位置保持”為例.

1.1 文檔自定義模板

衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔中包含內(nèi)容相同, 格式、樣式與版式一致, 并且位置固定的區(qū)域?yàn)槌Ａ坑?常量域以外的區(qū)域?yàn)樽兞坑? 常量域與變量域中的數(shù)據(jù)既可以是文字, 也可以是圖片. 對(duì)文檔中的變量域進(jìn)行編輯, 保留常量域, 即可生成文檔模板[5]. 對(duì)于格式為Word的文檔模板, 本文采用書簽功能以解決文檔變量域的導(dǎo)航問題[6,7]； 對(duì)于格式為Excel的文檔模板, 本文采用行列標(biāo)號(hào)作為每個(gè)數(shù)據(jù)所在位置的唯一標(biāo)識(shí).對(duì)于每個(gè)變量的實(shí)際數(shù)據(jù)顯示位置, 分別插入相應(yīng)的書簽, 可以輕松快速地定位到所在位置. 不同名稱的書簽固定被解釋為某一業(yè)務(wù)指標(biāo), 可以進(jìn)行添加、刪除或者修改, 但同一篇文檔模板中不可出現(xiàn)重復(fù)的書簽名稱.

為了將書簽名稱及對(duì)應(yīng)的變量信息進(jìn)行持久化存儲(chǔ), 本文采用了XML文件為文檔變量域信息提供存取支持[8,9]. XML是W3C組織定義的計(jì)算機(jī)文檔表示的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記元語言, 遵循清晰嚴(yán)格的語法, 將數(shù)據(jù)的顯示樣式與數(shù)據(jù)本身分離, 具有比關(guān)系模型更靈活和更強(qiáng)的描述能力, 因此可作為一種“數(shù)據(jù)庫邏輯模型”應(yīng)用于文檔自動(dòng)生成, 實(shí)現(xiàn)文檔模板的可定制化.

衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔的變量域所包括的數(shù)據(jù)類型可歸納為以下6種: (1)直接獲取的數(shù)據(jù), 包括通過用戶輸入或者從外部文件直接讀取的數(shù)據(jù), 定義為Direct data； (2)通過數(shù)據(jù)庫檢索所得數(shù)據(jù), 定義為Database data； (3)基于Direct data結(jié)合業(yè)務(wù)公式計(jì)算所得數(shù)據(jù),定義為Calculated data； (4)重用Database data/Calculated data, 結(jié)合數(shù)據(jù)庫搜索和業(yè)務(wù)公式進(jìn)行綜合計(jì)算所得數(shù)據(jù), 定義為Complicated data； (5)增長(zhǎng)下降類文字, 例如增加/減少, 上升/下降等, 定義為Trend word； (6)反應(yīng)一定時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)的圖表, 結(jié)合業(yè)務(wù)公式計(jì)算得到的數(shù)據(jù), 定義為Chart.

不同類型的變量對(duì)應(yīng)于不同類型的書簽, 所存儲(chǔ)的變量信息也有所不同, XML文件作為與文檔模板配套的輔助索引文件, 負(fù)責(zé)記錄填充文檔模板生成目標(biāo)文檔所需的關(guān)鍵信息, 包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)索引、數(shù)據(jù)計(jì)算公式以及數(shù)據(jù)填充索引等信息. 在后續(xù)數(shù)據(jù)匯總的過程中, 根據(jù)XML文件記錄的索引關(guān)系, 針對(duì)于不同的數(shù)據(jù), 匹配相應(yīng)的計(jì)算公式和函數(shù)將最終的數(shù)據(jù)填充到文檔模板中生成目標(biāo)文檔.

XML文件存儲(chǔ)規(guī)則如下:

(1) Direct data: 業(yè)務(wù)名稱和唯一英文標(biāo)識(shí)；

(2) Database data: 業(yè)務(wù)名稱, 唯一英文標(biāo)識(shí), 以及需要查詢的數(shù)據(jù)庫字段和表單信息；

(3) Calculated data: 業(yè)務(wù)名稱, 唯一英文標(biāo)識(shí), 以及該數(shù)據(jù)的計(jì)算公式；

(4) Complicated data: 業(yè)務(wù)名稱, 唯一英文標(biāo)識(shí), 以及該數(shù)據(jù)的查詢信息或者計(jì)算公式；

(5) Trend word: 業(yè)務(wù)名稱, 唯一英文標(biāo)識(shí), 以及所參考的數(shù)據(jù)英文標(biāo)識(shí)；

(6) Chart: 圖表名稱, 數(shù)據(jù)源, 以及坐標(biāo)軸和標(biāo)題等自定義信息.

1.2 文檔描述模型

文檔模板建立后, 要解決的關(guān)鍵問題是如何對(duì)文檔中變量域(書簽所在位置)進(jìn)行數(shù)據(jù)的填充. 為了方便數(shù)據(jù)匯總文檔生成過程中數(shù)據(jù)的計(jì)算, 本文建立了一個(gè)文檔描述模型, 將文檔模板、文檔變量域、目標(biāo)文檔以及文檔生成過程中一些必要操作用數(shù)學(xué)符號(hào)和語言進(jìn)行了表述和定義[3,4].

(1) 文檔模板抽象為一個(gè)二元組T(C,K), 其中,C為文檔模板中的常量域部分,K為文檔模板中變量域的標(biāo)識(shí)(書簽或者行列標(biāo)記)部分,K的取值為一個(gè)六 元 組K={K1,K2,K3,···,Kn},K=＜αK,βK,γK,δK,μK,σK＞, 式中, αK,βK,γK,δK,μK,σK分別代表目標(biāo)文檔變量域6種元素(Direct data, Database data, Calculated data, Complicated data, Trend word, Chart)在文檔模板中對(duì)應(yīng)的變量域標(biāo)識(shí), 即數(shù)據(jù)填充索引.

(2) 目標(biāo)文檔為一個(gè)二元組D(C,V), 其中,C為文檔中常量域部分,V為目標(biāo)文檔中變量域在給定輸入條件下的最終取值.V的最終取值為一個(gè)六元組V={V1,V2,V3,···,Vn},V=＜αV,βV,γV,δV,μV,σV＞, 式中αV,βV,γV,δV,μV,σV分別代表變量域中所包含的6類元素.

以“中繼衛(wèi)星某次位置保持”業(yè)務(wù)文檔片段為例——“2016年1月12日衛(wèi)星東西位置保持, 控制衛(wèi)星運(yùn)行軌道點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸1214米, 熄火點(diǎn)半長(zhǎng)軸1000米, 半長(zhǎng)軸減小214米, 控制期間陀螺組件溫度變化如圖1所示”. 在該片段中, “2016年1月12日”、“1214”、“1000”、“減小”、“214”、“圖1陀螺組件溫度變化”是變量域, 對(duì)應(yīng)的類型分別是 αV,βV,γV,δV,μV,σV. 在文檔模板中將其分別轉(zhuǎn)化為書簽K1,K2,K3,K4,K5,K6, 對(duì)應(yīng)的書簽類型為 αK,βK,γK,δK,μK,σK. XML文件示例如圖2所示.

圖2 配置文件示例

圖2中, 業(yè)務(wù)名稱為點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)填充索引為 σK-1, 判斷該數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型為Database data,英文標(biāo)識(shí)為FIREAXIS, 查詢的數(shù)據(jù)庫字段為Axis_Fire,查詢的表單信息為Sys_Dictionary, 根據(jù)這些信息可以準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)庫中查詢到點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸的數(shù)值.

1.3 文檔書簽匹配算法

文檔描述模型的求解過程就是利用XML文件中的索引信息對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、計(jì)算和填充, 以生成目標(biāo)文檔. 文檔書簽匹配算法中主要涉及到3種公式, 分別為業(yè)務(wù)公式、變量公式和算術(shù)公式.

業(yè)務(wù)公式[A]: 如文檔中的“軌道半長(zhǎng)軸改變量=熄火點(diǎn)軌道半長(zhǎng)軸—點(diǎn)火點(diǎn)軌道半長(zhǎng)軸”, 該計(jì)算公式即為業(yè)務(wù)公式.

變量公式 [B]: 將文檔中特定的業(yè)務(wù)名稱映射為系統(tǒng)變量, 如熄火點(diǎn)軌道半長(zhǎng)軸FI, 點(diǎn)火點(diǎn)軌道半長(zhǎng)軸NI, 則上述業(yè)務(wù)公式對(duì)應(yīng)的變量公式為FI-NI. 特別需要指出地, 對(duì)于只有一個(gè)變量的情況, 如N,(N+2)/100也是變量公式. 用戶可根據(jù)語言習(xí)慣定義系統(tǒng)變量, 一個(gè)變量只能固定被解釋為某一個(gè)業(yè)務(wù)指標(biāo).

算術(shù)公式[X]: 變量公式在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)針對(duì)特定的輸入條件自動(dòng)生成算術(shù)公式, 如已通過查詢或者計(jì)算得到FI=1000,NI=1214 , 則FI-NI自動(dòng)生成“1000-1214”.

在文檔模板自定義階段, 操作人員需要首先完成業(yè)務(wù)公式到變量公式的轉(zhuǎn)化, 并根據(jù)已制定的XML文件存儲(chǔ)規(guī)則將變量信息寫入配置文件.

下面討論文檔書簽匹配算法中最關(guān)鍵也是最復(fù)雜的步驟——變量公式到算術(shù)公式的轉(zhuǎn)換. 根據(jù)上文對(duì)衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔中6種數(shù)據(jù)類型的描述,需要針對(duì)每類元素采用不同的公式進(jìn)行求解.

(1) 直接獲取的數(shù)據(jù)(Direct data), 無需進(jìn)行任何計(jì)算；

(2) 數(shù)據(jù)庫搜索所得數(shù)據(jù)(Database data), 需要利查詢條件從數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索, 計(jì)算函數(shù)如下:

式中,CN代表數(shù)據(jù)庫字段名稱,TN代表數(shù)據(jù)庫表單名稱,F代表選擇標(biāo)準(zhǔn), 如日期時(shí)間(直接獲取的數(shù)據(jù))等篩選條件.

變量名稱數(shù)據(jù)庫字段和數(shù)據(jù)庫表單的部分對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示.

圖3 變量名稱與數(shù)據(jù)庫字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系

以圖2所示 βK-1為例, 如需計(jì)算“2016年1月12日衛(wèi)星東西位置保持的點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸”, 需調(diào)用公式:Vβ=Q(Axis_Fire,Sys_Dictionary, '2016-01-12')得到執(zhí)行數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語句(Structured Query Language,SQL): “select Axis_Fire from Sys_Dictionary where Date= to_date('2016-01-12', 'yyyy-MM-dd')”所查詢的數(shù)據(jù)FIREAXIS(即目標(biāo)文檔中 βV類型變量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)).

(3) 基于Direct data結(jié)合業(yè)務(wù)公式計(jì)算所得數(shù)據(jù)(Calculated data), 計(jì)算函數(shù)如下:

式中,VF代表求解得到Calculated data所需的變量公式,Vα代表重用的數(shù)據(jù)Direct data.

以圖2所示的γK-1為例, 需要計(jì)算“某次位置保持的脈沖周期”, 獲取所需的計(jì)算公式, 并依據(jù)變量唯一標(biāo)識(shí)查找需要重用的數(shù)據(jù)(脈沖頻率), 計(jì)算公式如下:

式中, 1 /MCPL代表求解脈沖周期MCZQ所需的變量公式, 0.4代表已直接獲取的脈沖頻率MCPL的數(shù)值(Direct data).

(4) 重用Database data/Calculated data, 結(jié)合數(shù)據(jù)庫搜索和業(yè)務(wù)公式進(jìn)行綜合計(jì)算所得數(shù)據(jù)(Complicated data), 具體計(jì)算函數(shù)如下:

式中,VF代表求解Complicated data所需的變量公式,Vβ‖Vγ代表需要重用的數(shù)據(jù)Direct data/Calculated data.

以圖2所示的δK-1為例, 需要計(jì)算“衛(wèi)星某位置半長(zhǎng)軸的改變量”, 首先獲取點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸FIREAXIS和熄火點(diǎn)半長(zhǎng)軸CUTAXIS的值, 并判斷兩者是否都已被獲取, 如果沒有, 則通過點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸和熄火點(diǎn)半長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)的唯一的英文標(biāo)識(shí)符在XML文件中查找, 并匹配對(duì)應(yīng)的求解算法, 得到點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸FIREAXIS和熄火點(diǎn)半長(zhǎng)軸CUTAXIS的值, 然后獲取計(jì)算半長(zhǎng)軸AXISCHANGEDATA的變量公式FIREAXIS-CUTAXIS,

計(jì)算出半長(zhǎng)軸改變量, 具體計(jì)算公式如下:

式中,FIREAXIS-CUTAXIS代表求解半長(zhǎng)軸改變量AXISCHANGEDATA所需的變量公式, 1200代表已獲取的點(diǎn)火點(diǎn)半長(zhǎng)軸的數(shù)值, 1214代表已獲取的熄火點(diǎn)半長(zhǎng)軸的數(shù)值.

(5)增長(zhǎng)下降類文字(Trend word), 計(jì)算函數(shù)如下:

式中,Vβ‖Vγ‖Vδ代表求解Trend word所參考的數(shù)據(jù).

以圖2所示的 μK-1為例, 需要判斷“衛(wèi)星某位置半長(zhǎng)軸是增大還是減小”, 首先獲取半長(zhǎng)軸改變量AXISCHANGEDATA并 判 斷AXISCHANGEDATA是否已獲取, 如果沒有, 則通過AXISCHANGEDATA變量唯一英文標(biāo)識(shí)在配置文件查找, 并匹配對(duì)應(yīng)的求解算法, 獲得參考數(shù)據(jù), 然后根據(jù)參考數(shù)據(jù)獲得Trend word.通常情況下, 如果參考數(shù)據(jù)大于零Trend word為增大,反之則為減小. 此例中AXISCHANGEDATA=-14, Trend word對(duì)應(yīng)為“減小”.

(6) 反應(yīng)一定時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)的圖表(Chart), 計(jì)算函數(shù)如下:

式中,Vβ代表圖表的數(shù)據(jù)源,AI代表從配置文件中讀取的待繪制圖表的屬性信息(例如坐標(biāo)軸、標(biāo)題和圖例等自定義信息).

以圖2中的 σK-1為例, “中繼衛(wèi)星某次位置保持”需要繪制“陀螺組件溫度變化曲線”. 首先進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查詢, 調(diào)用如下公式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫檢索獲取數(shù)據(jù)源:

執(zhí)行數(shù)據(jù)庫SOL語句“select TE11, TE12, TE13,TE14 from Sys_Parameter where Time between to_timestamp ('2016-01-12 00:00:00','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss') and to_timestamp ('2016-01-13 00:00:00','yyy-MM-dd hh24:mi:ss')”, 返回結(jié)果后調(diào)用上述公式,依據(jù)圖表屬性信息進(jìn)行繪制, 結(jié)果如圖4所示.

圖4 陀螺組件溫度變化曲線

待所有變量處理完畢, 調(diào)用替換函數(shù)R(K,V), 將模板中所有書簽進(jìn)行替換, 其中K為文檔書簽,V為在給定輸入條件下變量的最后取值.

1.4 文檔自動(dòng)生成流程

文檔自動(dòng)生成的流程如圖5所示.

圖5 文檔自動(dòng)生成流程圖

步驟1. 建立空白文檔, 劃分常量域和變量域, 按照上述歸納的6種類型的數(shù)據(jù)對(duì)衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)分類, 對(duì)變量域進(jìn)行標(biāo)記, 保留常量域, 生成文檔模板；

步驟2. 針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)自定義XML文件, 記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)索引、數(shù)據(jù)填充索引及數(shù)據(jù)計(jì)算公式等信息；

步驟3. 統(tǒng)計(jì)待填充數(shù)據(jù), 獲取書簽類型, 匹配文檔書簽求解算法, 將變量公式轉(zhuǎn)化為計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算, 計(jì)算比完畢后, 調(diào)用替換函數(shù), 將模板中的書簽進(jìn)行替換；

步驟4. 數(shù)據(jù)處理完成后, 判斷文檔模板中待填充的數(shù)據(jù)是否都已經(jīng)處理完畢, 若處理完畢, 則直接導(dǎo)出目標(biāo)文檔, 若沒有處理完畢, 則重復(fù)步驟3直到用戶需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)都處理完成, 再導(dǎo)出目標(biāo)文檔.

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用效果

依據(jù)上文中定義的文檔描述模型、相關(guān)操作和算法, 構(gòu)建衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔自動(dòng)生成系統(tǒng). 系統(tǒng)將相關(guān)操作、算法及各類函數(shù)封裝為特定的功能模塊, 最終實(shí)現(xiàn)了文檔的智能化生成.

系統(tǒng)主要分為文檔模板定義模塊、XML文件建立模塊和目標(biāo)文檔生成模塊, 實(shí)現(xiàn)了程序代碼與模板文檔的相互獨(dú)立. 在系統(tǒng)的開發(fā)過程中采用了Microsoft專門為Office套件開發(fā)的宏語言VBA. VBA提供了訪問Office文檔的接口, 包含有大量針對(duì)該類文檔的函數(shù)和對(duì)象, 可以對(duì)文檔中各對(duì)象的屬性和狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和讀取[10,11]. 目前系統(tǒng)可支持衛(wèi)星星座月份、年鑒、地影總結(jié)、位置保持控制總結(jié)等5類文檔的自動(dòng)生成.以衛(wèi)星某次東西控制總結(jié)為例, 首先建立衛(wèi)星星座東西控制總結(jié)模板文檔及其對(duì)應(yīng)的XML配置文件, 然后通過界面輸入獲得衛(wèi)星代號(hào)、控制日期和起止時(shí)間,如圖6所示.

圖6 文檔自動(dòng)生成系統(tǒng)運(yùn)行效果圖

以衛(wèi)星控制時(shí)間段內(nèi)參數(shù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 采用本文提出的文檔自動(dòng)生成數(shù)學(xué)模型生成《A星第20次東西控制總結(jié)》. 對(duì)比圖7與圖8可以發(fā)現(xiàn), 自定義模板中采用書簽標(biāo)識(shí)的變量域在生成的文檔中均填充了有效數(shù)據(jù), 并且生成文檔的字體、段落及版面格式與自定義模板保持一致, 提升了文檔質(zhì)量, 節(jié)省了用戶自行核對(duì)文檔格式的時(shí)間. 與此同時(shí), 基于文檔自動(dòng)生成數(shù)學(xué)模型同步生成了配套的Excel文檔, 如圖9所示, 用戶可以清晰瀏覽圖表的數(shù)據(jù)源并手動(dòng)修改坐標(biāo)軸、標(biāo)題和圖例等自定義信息.

圖7 自定義模板

圖8 生成Word文檔效果

圖9 生成Excel文檔效果

分別對(duì)5類文檔手動(dòng)和自動(dòng)生成的時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比分析, 如圖10所示, 可以發(fā)現(xiàn)該文檔自動(dòng)生成方法大幅縮短了編制周期, 復(fù)雜業(yè)務(wù)文檔的生成耗時(shí)從3個(gè)小時(shí)縮短至10分鐘.

圖10 文檔生成時(shí)間對(duì)比圖

3 結(jié)束語

本文針對(duì)復(fù)雜衛(wèi)星星座健康狀態(tài)管理文檔批量生成與文檔中海量數(shù)據(jù)查詢計(jì)算繁瑣復(fù)雜的問題, 提出了一種高效簡(jiǎn)潔且通用的文檔自動(dòng)生成算法. 通過建立文檔模板及對(duì)應(yīng)的配置文件, 構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)了文檔描述模型和自動(dòng)生成算法, 進(jìn)而對(duì)模板變量域進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)填充, 導(dǎo)出為目標(biāo)文檔. 應(yīng)用驗(yàn)證表明, 該方法實(shí)現(xiàn)了規(guī)范有效的文檔編制流程, 極大地提高了文檔生成工作的時(shí)效性和規(guī)范性, 大大降低了人力資源的開銷, 具有很強(qiáng)的實(shí)用性.