基于S1000D 4.0的IETM标准化对策研究
交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual，IETM)是装备维修信息化热点之一，也是装备采办和全寿命支持(CALS)的重要组成部分。随着信息技术的不断发展，IETM成为世界各国装备保障领域研究的热点，其中以美国为首的一些发达国家研究最早也最为成熟。标准化是IETM关键技术，也是实现信息共享的关键。美国和欧洲已开发了一系列的标准，以规范IETM的制作和实现数据的共享传输。我国对IETM研究较晚，目前也没有制定相关的技术标准。因此研究国外技术标准，对我国开展IETM的研究和开发，加快我国装备维修信息化具有重要意义。
1 交互式电子技术手册标准化现状
自1992年美国国防部提出开展交互式电子技术手册研究与开发以来，世界各国正积极将IETM应用到国防和工业制造领域，以加速装备保障信息化，从而提升国家国防保障能力和工业制造能力虽然IE在各类信息化装备中得到充分应用，如“长弓一阿帕奇”直升机的数字化维修系统、“艾布拉姆斯”主战坦克的数字诊断与预测“工具箱”，但目前仍面临许多问题。其关键问题之一就是如何制定一套统一的标准和规范，以实现信息共享和互操作要求。
目前，国际上有关IETM的标准很多。主要有：美国国防部的MIL-PRF-87268、MIL-PRF-87269和MIL-HDBK-511系列标准，美国海军的交互式文档元文件标准，美国陆军的MIL-STD-2361，美国CALS的MIL-PRF-2008C军用标准，美国运输协会的ATA i2200，欧洲的ASD S1000D，以及ISO的STEP Prod.Doc&ISMID标准等。其中，影响最大、应用最广泛的主流标准是美国军用系列标准和欧洲的SI000D。
2 S1000D发展历程
S1000D是由欧洲航空航天和国防工业协会(ASD)与美国航空航天工业协会(AIA)共同制定的一个有关技术出版物采办和编著的国际规范。但它应用于民用和军用航空航天，航海、陆军装备。自从1989年AECMA正式颁布S1000D第一版以来，到2002年共进行了9次较大的更改。2003年，S1000D2.0版本颁布，其中包含了美国工业界的需求；2004年2月，S1000D2.l版本颁布：2005年5月，S1000D2.2版本颁布，2006年10月颁布2.3版本，以满足民用航空需求；2007年7月颁布3.0版本，全面覆盖民用航空的需求；2008年8月已颁布4.0版本，进一步进行升级。S1000D已成为能够规范航空、航海、陆地装备技术出版物的影响最大的技术标准。按照IPSMG的计划，SI00D仍将逐步发展下去。
3 S1000D主要内容
3.1信息集合(Information Sets)
信息集合是将装备设计、生产、使用、维修、保障等技术信息按照不同的目的、范围、用途而划分的集合。它被用来建立要求范围的信息和数据模块的编码策略。公共的信息集合有：机组/使用者信息、描述和操作信息、维修程序、故障隔离、无破坏性实验、侵蚀控制、储存、馈线数据、装备信息、训练、维修计划信息等21项。另外还有专业信息集是专门为航空航天系统和陆地、航海系统而定义的。
3.2公共源数据库(CSDB)
从第2.0版开始，其适用范围扩展到了陆、海、空装备，可适用于各种类型的军用和民用装备。它主要规范的是使用公共源数据库(CSDB)的技术出版物。
S1000D中通过数据库管理系统（DBMS）实现公共源数据库。通常情况下，CSDB采用的是某些类型的文件管理工具。在CSDB中存储的信息对象主要有3种类型：数据模块、图形对象和出版物模块。存储在通用资源数据库中的信息对象有：数据模块、插图(Illustration，及所有与数据模块相关联的非SGML/XML格式的文件)、数据模块需求列表(Data Module Requirement List)，列出当前IETM系统中所有需要的数据模块；状态列表(CSDB Status List，CSL)用来确定CSDB状态；出版模块(Publication Module，PM)，用于管理组成技术出版物的所有数据模块；数据分发备注(Data Dispatch Notes，，DDN)用于描述分发数据模块的方法及其注意事项。所有信息对象都有其相应格式的编号，可通过信息对象编号、信息种类以及其他的元数据信息以目录或搜索的方式将信息对象从CSDB中检索出来。
3.3 数据模块(Data Module，DM)
数据模块定义为包含文字和图形的最小自包容数据单元，用户可以通过数据代码访问数据模块。S1000D4.0支持数据模块使用XML和SGML两种语言定义，但主张使用XML。Sl000D4.0版本中数据模块的定义使用XML Schema4.0。所有的数据模块都有基本的结构，它由两部分构成：标识与状态段、内容段。数据模块结构如图l所示。不同类型的数据模块拥有不同结构的内容段，但拥有相同结构的标志状态段。
第一部分为标识状态段，包含了数据模块的元数据信息，即标识信息(编号、标题、发行号、发行时期、所用语言等)和状态信息(保密等级、数据模块大小、版权、更新原因等)。这些数据可以用于文档类型管理、适用性管理、质量控制程序管理、检索和查询管理等。第二部分为内容段，包含了要显示给用户的文本信息，是文档内容的主体。S1000D4.0根据信息类型的不同，将DM分为描述信息、程序信息、故障隔离信息等13种主要类型，每种信息都有严格的XML Schema/DTD定义和格式，从而保证了系统数据的标准化与通用性。系统中重复出现的内容只定义一次，需要时DM之间可以互相引用，从而提高了数据的共享性。
3.4 出版物模块(Publication Modules，PM)
出版物模块是针对内容组织的，它也以XML格式存在，有自己的元素和属性。Sl000D通过PM来组织和管理DM定义的技术信息。技术手册的内容是按一定的顺序组织的，具体的内容以数据模块的形式存在，要将这些分散的内容展现给用户，就需要PM按规则将内容组织起来。
3.5图像对象(Graphical Objects)
技术手册中存在大量的图解，而图像的交互与处理一直是个难点。图形对象可以是各种类型的插图，如：CGM(Computer Graphics Metafile)矢量图，TIFF(Tagged Image File Format)光栅图格式。用户可以通过插图控制码标识图形对象，以便于在CSDB中存储和提取。资料中复杂的、有较高显示要求的图像，S1000D推荐使用CGM失量图形格式。CGM格式可以包含热区信息，除了具有图形的基本显示操作功能外，还可以实现文本到图像、图像到文本、图像对象之间的互操作等高级交互功能，图2为S1000D4.0中定义的CGM文件结构。
3.6 多媒体对象(Multimedia)
多媒体对象包括了语音、视频、仿真和3D模型等。多媒体对象的目的是作为数据模块中的有效数据的一种增强，每个多媒体对象有其元素和属性，S1000D规定了声音比率，视频比率。
3.7信息显示(Information Presentation)
信息显示形式体现于电子出版物。电子出版物有两种发行的主流，一是在纸张或屏幕上的页向导表示(Page-oriented Presentation)：二是在屏幕上交互式电子显示(IETPs)。页向导出版物是由扉页和许多文件以数据模块的形式存储于公共系统数据库。在页向导表示中的版面是基于文件范例，这个文件范例提供了数据模块在纸张或屏幕上显示的可能性。几种版面样单提供页面的排版格式，页眉、页脚的设置等，另外对出版物的纸张型号，印刷、装订也有所规范，特别对描述性数据模块、程序数据模块、故障信息数据模块和插图的版面作了规范。
交互式电子出版物(Interactive Electronic Technical Publication，IETP)的输出标准中规范了屏幕的尺寸、样式风格、屏幕版面设计、内容版面的目录、导航版面(子标题栏、主菜单栏、返回上一级菜单、下一级菜单、退出、返回)、对话框、表格、超链接、警告等。
3.8信息处理流程(Information Processing)
IETP的制作流程基本上分为确定信息集、数据分解、存储、定义出版物和发布5个步骤。已声明的资源如数据模块和出版物模块以XML或SCML的格式存储在CSDB中。假如CSDB中数据以SGML定义，则经过中立格式转化成XML后加上相应的链接属性和元数据后存人到IETP中间存储器(Neutral repository)中：而CSDB中数据若是XML格式，则直接加上自动生成的链接属性和元数据。IETP中间存储器包含所有的数据模块和出版物模块，并都以XML格式存储。这种中间存储器没有具体的规定，它可以是文件存储系统、Web服务器、数据库或者是其他有效的表示，为了将数据模块呈现给最终用户，中间存储器的数据将转换成最终用户可见的形式。这个转换过程应用了XST/CSS(XML样式表/层叠式样式表技术，并且将Xlink(XML链接)转换成所需要的Hyperlinks(超链接)。
4 SI000D优势
4.1制定组织庞大、维护体制完善
S1000D有着庞大的制定组织。从最初的欧洲航空工业协会(AECMA)，到2002年美国航空工业协会(AIA)的加人，2004年欧洲航空航天和国防工业协会(ASD)的成立和2005年美国运输协会(ATA)的加人，至此世界上最大的军事和商业航空工业标准制定组织形成。其制定的标准也被欧洲、美洲、大洋洲和非洲等四大洲的十几个国家采用。S1000D维护体制也极其完善，有专门的组织机构—技术出版物标准维护组(TPSMG)进行维护。
4.2综合了现有各方标准的优点
ASD S1000D标准全面关注了源数据的标准化、用户交互机制、运行格式和用户体验。在静态源数据的标准化方面主要来源于AECMA S1000D。在动态数据的标准化方面主要来源于MIL-PRF-87269A和MILSTD-2361。用户的交互机制和运行格式参照了MIL-HDBK-511、MIL-STD-3001和AECMA S1000D中的有关要求和指导方针。另外此标准还采用ISO、W3C组织制定的42个标准。其中最主要的是ISO关于信息交换的系列标准和W3C关于数据存储标准。因此，S1000D集成了多个国际标准组织制定的标准，有着广泛的应用前景，也是最有可能成为今后IETM的国际标准。
4.3应用范围广
S1000D是一个国际标准，覆盖支持任何系统工程的技术出版活动。这些系统工程包括空间、海洋、陆地的交通工具、装备或设施等，同时包括民用或军用技术文档资料的所有方面。
另外，S1000D规范还有以下优点：基于国际认可的中间标准；降低技术信息的维护费用；允许生成信息的子集以满足客户的需要；信息和数据输出可以在全异构的IT系统间进行；它是非营利的，可以中立格式进行数据传递和管理；可以从相同的数据库生成不同的输出表格，以保证数据的安全性；支持以电子格式以及纸型文件管理技术文档数据；支持使用XML和Web技术的交互式电子技术手册。
5 制定我国IETM标准对策
在国内还没有关于交互式电子技术手册的编制标准而国外标准已相当成熟的情况下，我国应当结合实际国情，大胆借鉴国外标准，积极建设我国自己的标准。这样不仅能使我国开发出满足现代装备保障要求的交互式电子技术手册，同时也能与国际接轨，实现数据的传递、交换和共享。
5.1使用XML作为数据定义语言
XML作为国际标准，现已广泛应用于数据转换、Web开发技术等领域。XML定义的数据信息由于是中立的形式，因此可以方便地进行数据交换，不同数据格式之间只须使用XSLT将其转换为所需格式。XML文档不依赖于任何开发语言，各种开发语言都已经实现了与XML的沟通。随着XML技术不断地发展和成熟，必将成为未来信息世界的主流技术。TPSMG正是发现了XML的巨大潜力，因此在S100OD中采用XML语言来定义数据模块。因此，在我国IETM标准中采用XML技术，是符合信息时代发展趋势和国际潮流的。
5.2采用Web构架
随着网络发展的成熟以及基于Browser/Server（B/S）模式应用系统的推广，越来越多的应用转向了Web方式。在WWW和Internet环境下采用先进的B/S模式能较好地解决全球范围内信息共享、协同操作等问题。所以可以利用先进的计算机技术、网络通信技术和网络计算模式解决IETM在Web环境下的显示、使用和维护以及武器装备维修保障过程中的信息共享和协同操作等问题。因此，我国开发IETM应该架构在网络上，以利于数据的共享、交换和及时更新，而不应仅仅停留于开发存储在光盘或其他存储介质上的单机版IETM。基于Web的IETM架构模型应采用Web服务器+应用服务器+数据库服务器的结构(见图3)。这种网络架构不仅有利于XML文档管理，而且有利于在数据库的基础上开发各种应用程序，这种架构也有利于第4类交互式电子技术手册向第5类交互式电子技术手册的过渡。
5.3利用公共源数据库管理数据
XML文档虽然能够存储少量数据，但当数据量非常大的时候，就必须采用数据库技术来存储数据。目前存储XML数据有两种不同的数据方式：一是存储在关系数据库中；二是存储在XML原生数据库中。前者技术比较成熟，而后者则是正在发展的新技术。S1000D标准规定使用公共源数据库来管理XML数据，但并没有具体指明用何种数据库作为公共源数据库。世界各国多采用关系数据库存储XML数据，而XML原生数据库应用较少。目前我国信息资源大多建立的是关系型数据库，因此为了使数据能在不同数据库间进行交换和重用，使用关系型数据库来存储管理XML数据适合我国现状。
6 结束语
目前，我国还没有自己的IETM标准，应该在借鉴S1000D的基础上，立足本国国情，尽快开发出适合国情并与国际接轨的IETM标准。同时依据现有标准开发出适合我国军、民两用的IETM创作平台，达到高效管理技术信息和数据共享的目的，服务于我国的装备信息化建设。
