面向武器装备训练的IETM技术方案研究

近几年来，随着部队装备保障信息化建设的深入，交互式电子技术手册(IETM-Interactive Electronic Technical Manual)技术逐渐成为武器装备使用、维修培训领域研究和应用的热点。它综合了计算机网络、多媒体、人工智能、数据库以及电子出版等多项技术，在提高技术手册效用的同时，对装备研制、训练、维修、管理以及后勤保障等工作产生了积极的推动作用。研究面向武器装备训练的IETM技术，将IETM应用于装备技术培训，可大大提高训练的质量，缩短训练周期，节省训练经费，并为推广装备在职培训创造条件，从而有效地解决当前高技术复杂武器系统的培训难题，产生军事和经济的双重效益。

1 IETM技术概况

根据美国防部颁布的有关IETM的政策文件和军用标准的定义，IETM是一个用于武器系统操作、维修、训练和后勤保障，能够为电子显示系统的终端用户提供精心安排和规格化的交互式视频显示内容的信息包。它能够将武器装备全寿命周期内产生、传递和使用的大量技术信息和数据分割成基本的信息单元，按照一定的结构加以组织和存储，并以多种方式满足用户的查询需求，为技术人员提供适时、强交互、高度共享的技术数据、信息支持和操作指导，因此，IETM是一个集资料、数据、信息、知识为一体的综合应用信息系统，其主要特点体现在以下几个方面：

⑴优化的信息组织和表现形式。采用文字、表格、图形、图像、视频、动画及虚拟现实技术等多种形式显示相关信息，为用户提供详实、生动、易于理解的“电子化”技术资料。

⑵互为关联的信息元素构成。用户可通过多种高效的检索途径，方便、快捷地从大量技术资料中获取所需信息，大大提高了技术资料的访问速度和效果。

⑶交互的信息支持和操作向导。能够在实际的操作过程中，根据用户的输入和响应实时给出操作提示、技术指导和帮助。

IETM技术在装备研制、技术训练、维修及后勤保障等方面都具有较高的应用价值。由于IETM能够对用户的实际操作和维修步骤起到良好的引导作用，即使是缺乏技能和经验的人员也能在IETM的帮助下完成操作和维修任务，无形之中可大大削减装备技术培训的内容和训练要求。根据美国防部90年代中期的统计数据，对于大型武器系统的技术培训，IETM能够减少33%的必修课程和28%的训练时间，降低受训者知识的遗忘率达到75%，并大大减少教学设备设施的需求量，在整个装备服役期内产生十分可观的综合效益。目前，IETM技术除在军用领域获得广泛应用外，还扩展到了工业制造、航空、教育、电信等民用领域，其军用标准规范已开始向通用的商业标准靠拢。

2 面向武器装备训练的IETM技术方案

按照技术手册的体系结构、数据格式、显示方式和功能，国际上通常将电子化技术文档和技术手册分为5级，其中最基本的是I级，最先进的是V级。目前，面向装备训练的IETM技术方案主要有三种，即独立式、集成式和嵌入式方案。

2.1独立式方案

如图1所示，其特点是IETM与一定的训练应用系统相互独立，而仅仅作为训练应用系统的数据源，为其提供装备技术信息和数据，供训练中有选择性地使用。按照IETM数据采集和处理过程中所采取的策略，又可分为并列开发型和同时开发型：

⑴并列开发型。即装备IETM的开发与培训技术资料的开发分别作为独立的开发项目，并列进行。在IETM数据采集和处理过程中，仅仅根据技术手册的功能需要来组织和表达装备技术信息和数据，而不考虑装备训练的要求。再将成型的IETM产品通过专用接口与训练应用系统连接，彼此交换技术数据和相关软件，以此达到辅助训练的目的。

⑵同时开发型。即IETM的开发与培训技术资料的开发联合规划，同时进行，共享部分数据和软件。IETM源信息素材的采集和处理需充分征求训练领域专家的意见，在数据的内容、命名和组织等方面充分考虑装备训练的需要，方便IETM源数据能同时应用于开发装备培训技术资料。

由于IETM仅仅作为数据源，具备一般的查询、浏览、索引、调用、编辑等功能即可，可按照文档型的电子技术手册的标准来开发制作，这样开发周期短，开发成本较低，而且IETM和基于IETM源数据库的装备培训技术资料都保持线性格式，可以完整打印输出，如训练场地未配备电子显示设备，则可选择使用相应的硬拷贝。但是，后期为满足与训练平台的连接需要，须对已有的一些IETM应用组件进行改进，而且从海量的IETM信息和数据中提取和处理训练需要的信息也需要一定的花费。

上述并列开发方案中具体采用II级电子滚动文档式IETM即可满足基本的使用要求。其显示风格为滚动式文本窗口，数据格式以ASCII编码文本为主，具有的交互性很有限，因此为训练提供的信息支持也相对有限。为使开发方案中的IETM更贴近训练的需要，宜采用SGML或XML格式的III级线性结构化IETM。它应用SGML标记将电子技术手册分成更小的逻辑快，并开始引入浏览包(VP—View Package)技术传递技术信息，一方面增强了信

息的互用性，另一方面使其信息的表现形式更为丰富灵活，信息服务的效率更高，与用户的交互能力得到增强。当然其开发成本要相对高一些。

2.2集成式方案

如图2所示，其特点是建立一个涵盖装备操作、维修、训练等多个领域技术信息的结构化IETM综合数据库，使IETM数据与训练用技术数据有效地集成为一体，可根据用户的请求对其中的信息和数据进行剪裁、封装，形成不同用途的IETM浏览包，传递培训技术信息。

由于此方案对装备技术信息的管理水平要求很高，需选用数据库型的IV级阶层结构化IETM，数据库管理系统可采用关系型或面向对象型。其结构化、无冗余的信息和数据既能够从内容和力度水平上充分满足训练的需要，便于生成标准化的培训技术资料，也大大提高了数据的查询、维护工作效率以及数据的可重用性和安全性。IV级IETM所采用的浏览包技术与III级IETM有很大区别，其浏览包中所含的数据和数据呈现的顺序无需预先专门定义，而是由浏览应用程序根据当前用户的输入请求和已完成训练的情况综合给出，这种强交互的数据表现形式能够更好地激发用户的求知欲，为针对用户的需要实施个性化训练创造了有利条件。

需指出的是，由于该方案中数据和信息呈结构化的组织形式，开发成本较高。这时，可采取一种折中的策略，即适当减少信息对象的处理量，扩大每个对象的信息量，保留一些冗余数据，这样虽然会造成IETM数据库维护工作效率的降低，但不会影响IETM整体的功能。另外，IETM数据和信息只能选择电子显示或屏幕打印，不能完整打印，因而相应的训练场地必须配备电子显示设备。

2.3嵌入式方案

类似于集成式方案，建立一个IETM综合数据库。所不同的是，使用同一个浏览包支持不同用户的信息需求，这样培训资料信息和装备操作、维修等其他领域的信息密不可分，装备训练、故障诊断与排除、后勤保障等各种不同过程的信息支持全部集中在这个共同的数据库上进行。训练、维修、专家系统等功能模块将嵌入到IETM系统内部，如同IETM自身的功能模块一样实现各自的功能，如图3所示。

为适应该方案对多功能整合的需求，须采用目前最先进的V级整合数据库IETM。它除具备IV级IETM的功能以外，还可实现同一个对话、浏览系统对多种领域信息的同时访问，同时显示。由于其培训技术信息可以根据用户的需要，智能化地与维修、故障诊断等领域的信息同时显示于用户终端，且可以根据实际的操作过程，使数据和信息自动得到实时扩展，因而它所提供的训练辅助功能更加强大，获得的训练效果更好。

3 IETM技术方案的选择

⑴分析武器装备的技术属性。对于规模大、配置繁杂、技术含量高的大型复杂武器系统，如果其技术数据和信息的数量很大，更新周期较短，且包含许多动态过程数据，操作、维修过程比较复杂，要求较高，技术培训的难度较大，则通常选用集成式或嵌入式方案，开发基于数据库的IV或V级IETM。而对于那些不太复杂的装备，由于其所含的技术信息量不大，信息更新不频繁，对信息组织的要求不高，操作、维修也相对容易，可以采用独立式方案，开发文档型的IETM，在使技术手册达到辅助训练的基本要求的基础上节省开发费用，缩短开发周期。这其中对于新研制的装备必须同时计划开发IETM和培训技术资料，采用III级IETM，一方面保证训练用技术信息和技术手册信息的一致性，避免信息资源的重复建设，另一方面也为技术手册今后向更高的级别转换奠定基础。

⑵分析装备训练的环境条件。实施装备训练的环境条件大体可分为两种，即集中同步式电子化训练环境和异步远程训练环境，训练环境不同，对支持训练的IETM的功能要求也有很大差别。集中同步式训练环境下，教员围绕预定的训练目标，有针对性地选择IETM数据和信息或基于IETM源数据库开发的培训技术资料辅助训练，并确定它们在何时、以何种方式传授给学员，以达到最佳的训练效果。由于教员对整个训练过程起到了良好的引导和监控作用，对IETM本身的功能性要求不高，可采用独立式方案，开发较低级别的II或III级IETM。异步远程训练环境下，学员基本上自主完成训练过程，结合自己的工作和学习基础自行制订学习计划，在训练中更多地依赖于这些培训技术资料和IETM的指导，对资料和IETM的交互性和智能性要求较高。特别是对于一些复杂且具有一定危险性的装备训练项目，必须借助IETM强大的工作帮助和警告、提示信息来完成。因此该类环境下应采用集成式或嵌入式方案，开发IV或V级IETM。

⑶分析装备技术手册的开发应用现状。技术手册总体上可分为已有的和即将为新装备制作的两大类。对于已有的纸质或扫描页式技术手册，如果没有必要全部重新编写内容，而只是希望在一定程度上改善手册的查询、智能索引等使用性能，方便将手册的内容转化为培训资料，则选用独立式方案，将技术手册转换为II或III级IETM即可。对于需全新制作的技术手册，从技术手册今后高效、多功能、交互性、互操作性的发展趋势考虑，需选择较高级别的IV级以上IETM类型，采用集成式或嵌入式开发方案。

在选择面向武器装备训练的IETM技术方案的过程中，除要考虑上述3方面的主要因素以外，还有许多相对次要的因素，如装备的服役年限、IETM的用户数量、使用环境等。这些因素针对不同的装备所起的作用各不相同，有时也能决定IETM技术方案的最终抉择。

4结束语

目前，国内对于IETM技术的研究尚处于起步阶段，可见的技术产品大多为经光学处理、PDF生成或SGML语言编程制作的电子技术文档或交互式电子技术出版物，与应用系统的接口交互能力和互操作性不强，因而并未真正发挥出IETM的技术优势。本论文的研究成果，对于促进IETM技术在更广泛领域的应用，提高我军武器装备的综合保障能力能够起到积极的引导作用。