某型武器装备IETM 的设计与实现

孙春春，涂卫军，安卫东，李新武

（1.航空工业洪都，江西 南昌，330024；2.空装驻南昌地区军事代表室，江西 南昌，330024；3.北京数之行科技有限公司，北京，100043）

0 引言

随着世界信息化进程的加快，我国通信和计算机网络飞速发展，国家信息化基础设施建设有了一定规模，交互式电子技术手册（IETM）的各种开发技术，如数据库技术、数据挖掘技术、保密技术、多媒体技术、网络编程技术、虚拟现实技术都已日趋成熟，为IETM的研究和开发提供了良好的环境和技术条件。随着计算机技术和信息技术的高速发展，采用新的技术手段取代传统的工程图纸和技术资料已经逐步得到实现。

计算机技术特别是计算机多媒体技术的发展，使得没有相关军事装备技术背景的普通人可通过相关的技术手段了解、操作和维护复杂设备成为可能。

IETM 作为一种装备维修保障信息化的重要技术手段，在欧美国家已经形成了一系列的标准。最新的IETM 技术标准是欧洲提出的S1000D 4.2 国际标准，我国也发布了基于S1000D 的GJB6600 标准。而如何在GJB6600 标准的基础上建立起IETM 的工业体系，并将之应用到企业乃至军队对产品或装备的维护、维修和培训上，使得一个没有经过系统培训的新人能够在最短的时间内掌握产品或装备的应用、维护和维修，还有很长一段路要走。

本项目的研究主旨是实现某型装备纸质技术手册的数字化，开发一套具有一定拓展功能的IETM，有效提高使用人员的学习效率和使用训练水平，提升使用人员对装备的日常维护保障能力，从而提高装备的保障能力和战备能力。

1 总体设计

1.1 需求与功能分析

IETM 是一种按标准的数字格式编制，采用文字、图形、表格、音频和视频等形式，以人机交互方式提供装备基本原理、使用操作和维护维修等内容的技术出版物。

本项目IETM 具备的基本功能：

1）提供基本原理：按照装备类型、手册类型进行导航或关键字实现资料检索。

2）指导操作使用：采用文字、图形、表格和视频等多媒体展现形式，利用程序类数据模块结合交互技术，能够指导用户进行装备使用、维护保养等操作。

3）辅助维修：建立IETM 故障库，利用故障类数据模块结合交互技术，通过故障代码或故障现象描述，为用户提供故障隔离手段和故障原因分析，辅助用户对装备进行维修。

IETM 面向部队基层级装备培训、学习及使用维护，为满足用户实际任务需求，减轻履历信息管理人员的工作负担，IETM 还需具备以下扩展功能：

1）创建及下发维护/维修任务：用户可以通过服务器创建装备维护/维修任务并下发给PAD 终端，PAD 终端会根据任务模板执行任务，并记录任务数据，任务执行完毕后上传至服务器电脑。

2）装备履历信息管理：服务器电脑中存储装备基础数据，能够对PAD 终端任务数据进行收集、统计，形成全部装备的履历信息，提供筛选、查看、导出功能，方便制造商收集与分析，掌握装备全寿命周期健康状况。

3）定检提醒：服务器电脑能够为装备创建定检计划，设置定检周期，提醒用户执行定检任务，避免装备过期维护，影响作战任务。

1.2 架构设计

本项目IETM 软件部分由数据管理子系统、数据模块可视化编辑子系统和数据浏览子系统组成。系统架构如图1 所示。

图1 系统架构图

其中，数据管理子系统采用B/S 架构，主要负责管理公共源数据库（CSDB），在IETM 研制过程中用来控制数据版本、人员权限、数据关系、数据类型、数据结构等；为提高工作效率，数据模块可视化编辑子系统采用C/S 架构，主要负责提供简洁的可视化界面，方便用户对数据模块进行可视化编辑、数据模块发布预览、数据标准符合性可视化校验等；数据发布子系统集成在数据管理子系统中，供用户组织出版物结构、管理出版物版本、选择出版类型并进行发布验证；数据浏览子系统部署在Android 系统PAD 终端中，供用户对发布的手册进行可视化浏览。

1）数据管理子系统

数据管理子系统采用MCV 架构，主要分为界面层、控制层、数据层，另外还提供了插件模块和公用模块。

其中，界面层只处理界面控件的响应和显示，尽量避免业务及数据处理。设计时尽量模块化，不同功能的页面要分开，减少不同空间之间的耦合性。

控制层提供各种处理的方法，接收来自显示层的数据请求，调用数据层获得数据，并将处理结果传递给界面层和数据层。

数据层只能由总体控制操作，界面层和界面层的分控制不对数据层进行直接操作，在数据层中可以调用解析模块获得本地数据。

2）数据模块可视化编辑子系统

软件采用分层架构，主要分为展示层、业务逻辑层、数据层等多个不同的层次和模块。除了三层模块，它还提供了插件模块和公用模块。

其中，展示层只处理界面控件的响应和显示，尽量避免业务及数据处理。设计时尽量模块化，不同功能的页面要分开，减少不同空间之间的耦合性。

业务逻辑层提供各种处理的方法，接收来自显示层的数据请求，调用数据层获得数据，并将处理结果传递给界面层和数据层。

数据层可以由业务逻辑层获取。下层为上层提供服务，单向依赖，下层不依赖上层，这样降低了各层之间的耦合度，保证系统灵活性和扩展性，降低了维护难度。对于下层对上层依赖的方式，可采用逆向依赖反转。逆向反转的两种方式：在下层定义事件或消息，由上层来订阅；在下层定义抽象类，上层来实现这个抽象类。

2 具体功能模块设计[1]

2.1 数据管理子系统模块设计

数据管理子系统分为管理员界面和普通用户界面，管理员界面可以对系统的一些常用配置进行设置，如各种对象的类型、图标等。普通用户界面可以对文件夹、零部件、文件、供应商、部门、人员、材料、物质、警示信息、特征、批、物料清单、物理零部件、维护计划、工卡、维护任务等进行操作，数据管理子系统功能模块划分如图2 所示。

图2 数据管理子系统功能模块

数据模块可视化编辑子系统用于对装备IETM数据模块内容进行可视化编辑、预览、标准符合性校验等。其功能模块组成如图3 所示。

图3 数据模块可视化编辑子系统功能模块

2.2 数据浏览子系统模块设计

数据浏览子系统分为两部分：Windows 浏览终端及Android 浏览终端。

Windows 浏览终端部署在终端计算机中，供相关人员在资料室计算机上查看装备电子技术手册内容；Android 浏览终端部署在加固PAD 终端中，供新兵训练学习、浏览装备电子技术手册、任务执行人员记录任务结果及记录装备故障信息等。主要功能包括：访问控制模块、手册管理模块、书架模块、手册内容浏览模块、全文检索模块、状态表模块、任务模块、数据管理模块、打印控制模块、系统设置模块、帮助模块及评注反馈模块。其功能模块组成见图4 和表1。

表1 功能模块设计

图4 数据浏览子系统功能模块

3 关键技术特点

1）目录导航与内容检索

IETM 页面通常由标题栏、目录区、导航区、内容浏览区四部分组成[2]。目录按章节和主题显示电子手册的内容，用户可通过点击各个章节和内容主题快速定位需要浏览的内容。目录导航界面见图5。

图5 目录导航界面

用户也可在搜索界面通过搜索关键词来浏览主题内容[3]，会出现搜索列表，如图6 所示。点击搜索列表中主题则会跳转到数据模块具体内容，如图7 所示。

图6 搜索列表界面

图7 数据模块内容

2）标准符合性实时校验

成功开发了IETM 可视化编辑器，并依据相关标准生成符合标准规范的XML 文档，在IETM 可视化编辑工具中嵌入Schema 可视化校验模块，实现了IETM 可视化编辑，标准Schema 文件可实时对生成的IETM 文档进行符合性实时校验。当出现不合规项时，编辑工具内置的解析器会自动快速将异常项抛出并定位，清晰明确地提示异常位置及原因。XML 视图见图8。

图8 XML 视图

3）三维轻量化模型跨平台显示

将JT 三维轻量化技术应用于IETM 开发，解决了工业三维模型占据硬盘空间较大、消耗系统内存/CPU/显存等资源严重、终端浏览工具多样化、跨平台限制严格的问题。通过JT 轻量化技术与HTML 技术结合，在有限的资源消耗下实现了工业三维模型跨平台部署、可视化操作以及流畅浏览。三维模型显示界面见图9。

图9 三维模型显示界面

4）可视化数学公式编辑与显示技术

在IETM 中引入了latex 数学公式语法，方便用户更直观地使用及查看数学公式，代替了以往使用图片或符号展示数学公式的形式，丰富了公式的展现形式，解决了图形公式放大失真、展现形式单一的问题。数学公式数据模块浏览界面如图10 所示。

图10 数学公式数据模块浏览界面

4 结语

IETM 在降低装备保障费用，提高工作效率，提高装备可靠性及维修保障等方面具有显著优势。经过几个月的试用，用户评价该型武器装备IETM 使用流程清晰，易于接受，操作简洁，人机交互良好，延展性强且能兼顾其他武器装备的数据管理，能够满足部队使用维护需求。