S1000D下IETM的研究与实践

发布日期：2014-12-26 　　信息来源：来自网络　　浏览次数：

1 引言

交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manuals，IETM)是当前武器装备保障信息化领域研究的一个热点，它在军事领域的应用能显著地提高武器装备的综合保障水平，增强部队的战斗力。根据我国装备保障信息化建设的实际需求，我们研制开发了“某型飞机便携式辅助维修(PMA)系统”，其中最主要的一项研究内容就是IETM的创作研究。

2 技术解决方案

2.1系统模型

美国国防部将IETM分为五级，签于某型飞机资料现状及保障条件，我们将系统定位于基于数据库的IETM(第Ⅳ级)，典型特点将数据资料存储成无冗余的数据库形式，便于数据的集成和扩展、安全性高、易于实现数据的查询过滤及多样性显示等。除了一般技术资料，系统还集成了典型的故障排除措施指导、维修程序的交互显示及部分专家系统规则等高级功能的解决方案。当前Web技术的发展已经非常成熟，采用基于Web环境下的协同性IETM系统结构成了发展的必然，综合部队的业务需求和现实环境，系统采用B/S结构实现各个部队武器装备维修保障过程中的信息共享、协同操作，系统模型如图1所示。

2.2创作标准

IETM的创作要按标准实施，标准化的目标在于技术的无关性，开发者只有按统一的标准进行设计开发，才会实现数据交换、信息共享、操作确保协同。标准涉及的内容一般有数据格式、界面要求、交互方法、数据库定义，以及安全与质量保证等诸多方面。

IETM起源于军事领域，现行标准以军用标准和工业标准居多。随着信息技术的发展，标准的军、民通用化是一个趋势，并逐渐向现有商业标准靠拢。我国目前没有IETM的相关标准，我们参照欧洲航空航天和防卫工业协会(ASD)颁布的《使用公共源数据库的技术出版物国际标准(ASDSPEC1000DIssue2.2)》进行了系统设计和IETM的创作。

2.3相关技术

IETM创作涉及的技术很多，本系统中，除了开发环境，还涉及到XML技术、数据的交互技术、数据库技术、矢量图形图像技术、加密解密技术等。

3系统总体结构

完整的IETM系统包含编著系统和阅读系统。编著系统实现数据资料的生成，完成技术数据的定义、转换和入库，阅读系统则以交互方式实现信息的查阅和维修过程的程序指导。两个系统可以独立(如雷神的AIMSS系统)，也可以集成在一起(如波音的Quill系统)。

本系统采用基于Web的协同性IETM体系结构，编著系统与阅读系统分离的架构。系统总体结构如图2所示。

3.1 S1000D数据库

S1000D数据库是系统的核心(也叫公共源数据库，CSDB)，它可以是直接的文档集合，也可以是第三方的数据库产品，本系统采用SqlServer2005进行信息存储。CSDB是一个通用的、海量的数据信息集合，CSDB主要存储以下内容：

数据模块(Data Module，DM)：数据模块以XML格式存在，是技术信息最小的、自包含的数据单元。S1000D根据信息类型的不同，将DM分为描述信息、维修程序、故障信息等八种类型，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。

出版物模块(Publication Modules，PM)：PM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。S1000D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。

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。资料中复杂的、有较高显示要求的图像，S1000D推荐使用的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。此外，S1000D还允许使用多种格式的图形如TIFF、PNG、JPEG、GIF等。

数据库还包含一些其它的数据对象，如数据模块列表(DML)、数据分发记录(DDN)等。

3.2 XML知识库

XML知识库存储用户要访问的全部XML文档集合，它由CSDB生成，自动完成对Xlinks链接内容和元数据的包含，从而将分散的、无冗余的数据模块转换为面向用户的、有冗余的技术文档。系统中，它以Web服务器的形式存在。

3.3阅读系统

阅读系统用于维修技术人员对IETM信息的交互访问。用户通过交互方式发出请求，系统把用户的查询指令转化为查询XML文档的XQL语句，实现对相关XML文档的查询。查询激活后台应用程序，应用服务器通过数据库管理系统对S1000D数据库进行操作，查询到的XML文档根据相应的XSL转为Web浏览器可接受的格式并提交给终端用户。

3.4编著系统

编著系统实现数据资料的分解、入库、更新等操作，主要面向创作和管理人员。它封装了S1000D针对数据对象的规则及要求，用户可以在图形化界面下，完成CSDB对象的生成、出版物的更改定义等操作，并能对XML对象文件实时更改。全部操作实现了技术细节的无关性，用户无需了解XML和S1000D的技术细节，就能方便地生成符合要求的数据集合。

4 创作流程与示例

IETM的创作主要分为确定信息集、数据分解、存储、定义出版物、数据发布等过程，创作流程如图3所示。

4.1确定信息集

飞机的技术资料数量庞大，包括技术说明书、技术图册、维护说明书等数十册、几十万页。此外，还有服务通报、更改页等新内容不断加入其中。创作者必须要确定技术信息的范围和深度，并对纸质文档中的文字、表格和图形，进行扫描、识别、修改、录入或者重绘，进行初步的数字化处理。

4.2数据分解

数字化的技术资料要按照其类型，参照S1000D确定的Schema或DTD转化为一系列分散的数据模块DM，并生成一个项目的数据模块列表DML，生成数据模块是技术信息重用的基础。应用时，开发者应根据需要确定各个类型模块的的元素和属性。

项目完成转化和分解后的图形数据模块部分示例如下(含图注)：

<ipc>

<title>三相115V交流电源线路原理图</title>

<xrefxrefid="fig-0001-trm-0001"xidtype="other"></xref>

</hotspot>

……

<hotspotid="fig-0001-hot-0002" apsid="hot002"apsname="15217"type="callout">

</hotspot>

</graphic>

<def>

136接线板

</xref>

</def>

……

4.3存储

分解生成的DM以离散的XML文档存在，S1000D对DM的组织方式没有定义。考虑到可操作性和安全性，系统采用SQL Server 2005来存储和管理DM。SQL Server 2005对XML有很好的支持，增加了XML文档数据类型，在字段中可以直接存储XML文档。数据库中的DM是通过标准结构的惟一性数据模块代码(Data Model Code)来标识和访问。

4.4定义出版物

出版物是面向用户的，S1000D通过PM用来定义、准备和管理由DM生成的出版物。项目对PM的定义以手册中的章为单位，每一章定义为一个PM，其中包含了该章节信息对应的DM。不同类型的手册也作为一个出版物定义为PM，这个PM按章节的顺序定义了对每个章节PM的引用。发布后提交给用户的就是按章节组织的技术信息。

4.5发布

发布就是将CSDB中的DM以PM的组织方式提交给用户。实现发布必须做两个转换：DM转为XML知识库、XML知识库转为HTML文件。

DM转为XML知识库：这个过程是将无冗余的XMLDM转化为面向显示的、有冗余的XML中间文档。XML知识库转为HTML文件：生成的XML文档只包含数据信息，没有文档的显示样式。同时将XML中的Xlink链接也转换为HTML中的超链接，示例如下：

XML文档：

<symbol xlink：type="simple"xlink：actuate="onLoad" xlink：

show="embed"xlink：href="URN：S1000D：ICN-AE-A-316200-0-

F0214-00352-A-01-1"boardno="ICN-AE-A-316200-0-F0214-00352-A-01-1"/>

HTML文档：

<imgsrc="ICN-1B-B-311501-B-K0999-00352-A-01-1.

CGM"></img>

5 结束语

系统采用基于Web的协同性IETM体系结构，以S1000D为创作标准，应用了信息对象定义、SQL Server数据库、XML中立文档等设计技术，针对应用的机型对象，实现了跨平台、跨系统的数据交换、信息共享、操作协同的目标，解决了IETM的应用、编著和管理问题。本文创新点：本文介绍了基于S1000D标准的IETM创作，详细地分析了Web环境下的协同性IETM系统结构、数据流程，并进行了示例设计。