IETM中馈线数据交互性的研究与应用

引 言

交互式电子技术手册( IETM)概念最早是在20世纪80年代提出的，通过计算机、多媒体和网络等先进的技术，将装备的技术资料进行数字化、信息化处理，以最优化的方式呈现给用户。起初是为了解决纸质技术资料耗费高、运输困难、时效性差等问题。随着科技的发展，人们对IETM 的需求也逐渐提高，对IETM 进行深层的研究和开发，将IETM中数据模块的种类由最初的9种发展到现在的17种之多。

IETM的数据模块种类繁多，而且还有增加的趋势，各数据模块功能各异，但都是最终为用户提供最优化的信息，都希望实现人机交互，交互功能的实现是对数据模块性能的校验， IETM交互性一直是研究者关注的热点之一。然而在所有的数据模块中馈线数据模块与装备本身联系最为紧密，它是指用来描述与电路连接有关的数据信息，包括导线数据、电气设备信息、标准零部件、线路图等，可见馈线数据模块的交互性在装备实际的综合保障操作中尤为重要。本文将对馈线数据模块的交互功能的进行以下几方面的研究。

1  IETM的交互性

传统的技术资料大都是线性阅读模式的文档，交互性能十分有限，很难满足用户对数据信息快速、准确查找以及智能化学习的需求，因此，人们提出了人机对话的交互性技术，采用了对话框、属性结构导航与目录、超文本与超媒体链接、信息检查与搜索等非线性方式来为用户提供数据信息。交互性是指具有双向信息传递方式， 即不仅可以向用户演示信息，同时允许用户向程序传递一些控制信息，它改变了用户只能被动接受的局面，而可以通过键盘、鼠标等来控制程序的运行。

对于IETM的应用来说，交互性是提高装备维修和人员训练效率与效益的关键所在， IETM 交互性的设计开发也相当复杂，包括用户的操作模式( 鼠标、键盘、话筒等)、系统界面的设计、数据库开发、外部信息的控制等多个模块。而且产品数据的交换与互操作一直是 IETM 的核心问题，模块化的思想又将IETM分为许多不同功能的数据模块，各模块自身的交互性则直接与装备维修保障工作相关联。

2 馈线数据模块的交互性

2.1 馈线解析

国内对IETM的研究起步较晚，对馈线数据模块的应用研究更是凤毛麟角，至今尚未有一套较为完整实用的馈线数据体系，而IETM探索较早的国家已经在逐步的开发和完善 IETM中馈线数据模块的功能。其中国外开发的馈线解析( Wiring Illuminator) 较好地实现了馈线数据模块的交互性 。

馈线解析是一种计算机化的馈线数据系统，交互功能的应用可以减少在复杂线路中发现并维修故障的所花费的时间和精力，大大提高了用户的工作效率。馈线解析从馈线数据图表和馈线维修手册中获得广泛、多样的信息，为用户提供一体化的馈线数据并显示在计算机上， 在实际的应用中馈线解析已经很好地满足了许多系统的馈线故障检修的需要，如F /A－18 C /D和E /F 战斗航行器、阿帕奇长弓先进攻击型直升机，馈线解析同样也能够满足商业、非军用器材技术数据的需求。

2.2 动态数据显示

动态数据显示的是经过技术过滤后的馈线数据信息，呈现给用户的是处于工作状态下有用的特殊单元信息，与传统的纸质技术资料相比，具有十分重要的意义，它为用户展示了多种可能存在的结构类型，并在制图上进行注解以帮助用户判断测试单元中哪种馈线是正确的选择，由动态数据显示给用户的是高质量、最新、简单易读的馈线图形。

动态数据显示是实现设备间快速查找和显示电路连接关系的功能，例如在故障排除时要检查设备序号为1337和7384之间的接线连接情况，用户只需将要查找的序号输入到查找标签内，单击“标记 ”电路中就会将设备间的接线情况进行标记；此外，用户还可以通过“显示 ”按钮，来显示需要查找的内容，其他的电路信息将会隐藏，方便用户独立的查看，当查看的电路图电器件较多、图纸较大时，独立显示将给用户进行检修带来极大便利。

2.3 智能图形

智能图形是由交互式图表或接线图从静态接线图中采集信息后，而创造的一种连接到馈线数据库的智能矢量图形。在智能图形中可以对电路中电流进行追踪，例如当图形中的一根连线和零部件部件正常运行时，将会引起整个信号通路的高亮显示，同时对电路中的有源元件如开关、断路器可以像在现实中操作一样。

智能图形是数据模块中新添加的功能，能够充分满足用户对电路图形的要求，较大程度地发挥人机交互的理念，本文就在该理念的指导下设计开发了动态布线单元，为用户提供所选择的电路信号通路的追踪情况。

3 馈线数据交互功能开发的关键技术研究

3.1 交互过程

馈线数据模块的交互性思想与IETM的交互技术思想类似，大体分为两个过程：

 (1) 用户与机器的交互，即用户通过电子显示界面及其功能向计算机发出操作指令的过程。这个过程中，用户要根据使用馈线数据模块的需要，充分利用电子显示器的交互显示界面及其交互界面功能，以用户特有的认知方式通过键盘、鼠标等外部设备对馈线数据界面功能进行操作，将指令传递给馈线数据模块，如模块中设备间的查找。

(2) 交互界面功能与技术信息库中的数据之间的交互，即馈线数据模块按照交互界面功能的操作指令组织技术信息向用户显示的过程。

3.2 技术路线

下面将以馈线数据模块的动态布线为例，探讨馈线数据模块中交互功能的第一个过程( 用户与机器的交互) 中关键技术。图2为馈线数据模块中动态布线的功能技术路线。

馈线数据模块先将与电路连接有关的信息转化为数字文档，馈线数据包含有大量的连线、电器件等复杂、琐碎的信息，为了方便模块的组织和管理，系统将会参照事先选定的 Schema 模型，对这些复杂的信息进行XML(可扩展标记语言) 描述，然后存储到相应的数据库中，最后通过与多媒体、计算机等先进技术结合以最优化的方式呈现给用户( 通过 XSL + CSS来提供不同样式的现实风格)。当用户需要查找装备中的馈线数据信息时，只需在模块的查找界面中输入关键词或点击图片，就可以方便、快速地得到需求信息。

3.3 关键问题

在动态布线单元中，用户可以通过鼠标点击图片中的开关、断路器等电路组件，来查看电路中信号通路情况，实现了电路、流体系统的轨迹图，可以指导用户进行装备中电路的检修操作。由于装备中(特别是精密仪器) 线路十分复杂，涉及到的开关、插头、断路器等操作部件也相当繁多，如何有效地判断和实现某开关闭合后的流体流向，如何智能分析下一开关的闭合情况都是该功能的开发中的难点? 本文在馈线数据模块的开发中面对以上问题拟定采用两种方案解决：

(1) 从数据库中添加不同情况的插图。即每个开关(或断路器)的闭合情况都绘制一副插图，然后存储到数据库，当用户点击开关时，通过指令判断调用数据库中的插图。该方法实现方便，但需要绘制的插图太多数据量较大，而且功能的实现也不是真正的智能化。

(2) 通过添加脚本描述实现。即通过脚本语言来加载电路中每个开关(或断路器)闭合后的信号流通情况。需要先对电路中的电流的走向的所有情况进行描述并存储( 描述电流通过时电路图中导线、部件的变化情况)，当用户选择开关(或断路器)器时，系统自动加载脚本中该开关(或断路器) 闭合后相匹配的描述，生成目标轨迹。实际应用表明该方法实现了布线的智能化，占用的数据空间较小，灵活性强，工作效率较高。

 图3为采用方法(2) 实现的动态布线功能，从图中可以观察到当断路器闭合后，流体信号会流向电路中的4个继电器的线圈，当接地开关闭合后继电器开关自动闭合进行工作。 该模块中的脚本部分描述为如下：

   ＜script type = ”text /javascript”＞

   var xmlDoc; var moz;

   function importXML( ) {

   … …

   If ( moz ) { xmlDoc = document． implementation． createDocument

   (“” ， ””，null) }

   Else if( ie)

   { xmlDoc = new ActiveXObject( Microsoft．XMLDOM) ;

   xmlDoc． async = false;

   …… ． } }

   window．onload( file) ;

   function GetXML( ) {

   document．getElementsByName(‘DiagramWebControl1 ’ ) ．onmousemove

   = function( evt) {

   ……… ．．} / /得到鼠标点击位置的坐标

   importXML(“电路．xml” ) ; / /加载电路描述情况

   document．getElementById(‘DivEmp’) ．innerHTML = ”” ;

   var selList = _sfDiagramWebControl1 ．GetselectionList( ) ;

   Node node1 = ( Node ) this． diagran1 ．Controller．GetNodeMouse ( new．

   Point( e．x，e．y) ) ; / /确定鼠标节点

   Polygon poly = globeNode as Polygon;

   Random r = new Randow( ) ; / /节点转为多边形

   If( Poly．FullName = = Model．DBC－3 ) / /依据条件标注图形部件

   { selList［1］．Linecolor = red;

   Switch( Poly．Full．Name)

   Case“Model．BK2－2”:

   selList［2］．linecolor = red; selList［10］．Linecolor = red;

   selList［11］．Linecolor = red;

   … ．}

   …… ．

   ＜/script＞

馈线数据模块除了上述功能外还可以通过导线识别号查找线路图、备用线，查找插头上不用的插钉与孔，通过线路图上的设备号确定设备件号，通过设备清单查找设备在飞机上的位置，这些功能可以大大减少翻阅大量纸质资料的时间，提高工作效率。

4 交互功能的开发

馈线数据模块交互性的应用将会给IETM的使用者带来高效的工作效率，将复杂的工作简单化，能够极大地满足维修使用人员对信息保障的需求，可见交互性将会成为馈线数据模块以后研究和开发的重点。

为满足用户不断增长的需求和数字信息的智能化，馈线数据模块的后续开发中应添加一些新的技术：(1 ) 交互式 3D、2D动画、多媒体制作，将电路图中的信息更为形象生动地呈现给用户，也可以更好地指导训练人员的学习；( 2) 自主检查功能，将电路图形智能化并与装备的正常运作情况相连，当电路工作异常时系统能够自动在电路图中显示可能的故障原因，显示与之相关的馈线信息指导工作人员对装备部件的检查、更换等; (3 )反向热点模式， 传统的热区模式都是在图形上做文章，在后续的馈线数据开发中期望实现，将计算机与装备相连进行数据的交换，当对装备中的某零部件拆卸时，系统能够自动检测并显示拆卸的部件， 然后在电路图中高亮显示，标注所拆卸的零部件的馈线信息。

5 结 语

IETM 所带来的工作效益与效率日益显著，人们对 IETM 的研究也逐步深入，馈线数据模块也将得到应有的重视。面对国内馈线数据研究贫乏的近况，本文对馈线数据模块的交互性深入探讨，并设计实现了基本交互功能，系统界面操作简单，设计合理，结构良好，对推动馈线数据的应用发展具有一定的指导作用。