基于S1000D规范下的IETM系统开发研究

交互式电子技术手册（IETM）将维修资料中的文字、图片、动画、视频和音频等资料转换为数字形式的数据模块存储在计算机中，利用计算机和网络通信技术将内容繁杂的信息有机地组织管理起来，并以交互的方式提供查阅，使用者可以利用超文本链接或全文检索等方式，快速、准确地获得适用的技术指导和信息支持，从而建立一个无纸的、人机和谐的交互式信息化维修测试环境。同时引入目前比较成熟的S1000D规范来指导交互式电子技术手册的创作和设计，对信息共享和提高设备维修效率具有重要意义。本文在研究了国际IETM标准体系及相关技术的基础上，结合我国设备管理与维修的实际情况，建立了基于S1000D标准下IETM的开发流程以及系统结构，并详细分析了系统中各个功能模块的设计与实现，构建了一套及编著、管理、阅读于一体的IETM综合解决方案。

1 S1000D规范简介

S1000D是欧洲航空航天和防务工业协会（ASD）美国航空航天工业协会（AIA）和美国航空运输协会（ATA）共同发布的技术出版物国际标准，其内容涵盖了IETM的全部过程——从数字化技术信息的生成、交换和在公共资源数据库中的管理到交互式电子技术出版物的生成、更新和版本管理过程都在S1000D范围之内。S1000D中采用基于信息集的模块化结构来创建技术文档的国际规范，所有武器装备、民用交通工具和设备的IETM制作规范均可参照此标准，并且采用了多项ISO国际规范和CALS以及W3C规范，支持广泛标记语言（SGML）、可扩展标记语言（XML）和计算机图文元件（CGM）。

S1000D规范区别与其他技术资料的标准之处在于它提出了两个核心概念：数据模块（DM）和通用资源数据库（CSDB）,用来保证IETM实例间的数据共享与交换。每个数据模块均由状态标识段和内容段两部分组成。状态标识段包含了数据模块的元数据信息和状态信息，这些数据可用于CSDB中数据模块的管理、适用性的使用管理、质量控制过程管理、检索功能的控制与管理、信息集或子集的自动编辑、用户访问CSDB时的通用信息等。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。使用相应的文档类型定义（DTD）或文档模式（Schema）来约束和验证数据文件中的标记，之间使用数据模块编号（DMC）相互区分。CSDB是一个通用的、海量的数据信息集合，CSDB管理的核心对象是数据模块，此外还包括插图、多媒体内容、注释等，它们是可以被标识和可交换的信息单元，每个信息都有其相应格式的编号，可通过其编号、类型以及其他数据信息以超文本链接或全文检索的方式将信息对象的内容从CSDB中检索出来。

2  IETM系统结构

作为完整的解决方案，IETM系统一般包括管理系统、编著系统和阅读系统三部分，其中编著系统和阅读系统用于数据资料的编制和最终数据的浏览阅读，通用性强技术比较成熟。管理系统主要用于IETM系统的个性化定制、数据资源管理、技术资料的发布和维护管理等功能，是联结IETM编著系统和阅读系统的中间模块，是整个IETM系统的核心。系统结构如图1所示。

2.1管理系统

IETM管理系统用于IETM项目的总体规划与管理，主要功能包括系统划分并定义系统码和信息码，分解技术资料（定义信息集和数据模块需求列表），定义数据模块编码，人员权限分配，组织与验证数据，以及按需动态发布，反馈信息处理等功能。IETM管理系统采用了S1000的一体化设计理念和软件工程设计思想，实现了技术文档的全过程，全寿命管理。

数据管理实现对文档作业的功能和对编辑器的接口支持功能，把编著系统形成的文档数据导入到CSDB中，并进行验证管理、有效性管理等。从逻辑功能上看，主要包括项目信息集管理、数据模块需求列表（DMRL）管理、信息对象管理、数据审核校验、内容管理及协作编著等功能。数据需求列表用于记录一个工程项目中所需要的数据模块，相当于传统技术手册的编写大纲，可针对分工协作的工作环境，对DM的计划、报告、产生、配置等进行管理，实现DM的添加、修改、删除及查看等功能。数据验证管理用于对数据进行检验，确保CSDB中的数据符合S1000D标准，技术资料验证子系统通过XML解析，在编著系统提交的文档中查找错误和矛盾，可以完成数据的分析和转换。

当编著系统提交的数据模块进行合法性验证后，技术资料内容管理系统根据技术资料库中是否存在该数据模块以及是否通过审批进行版本控制操作，然后对技术资料库和IETM文档库进行更新、发布，通知阅读系统更新资料或查阅。

2.2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。编著系统功能结构如图2所示，它可细分为数据模块的编制，包括说明性模块、维修计划信息模块、程序性模块、故障数据模块、零部件目录模块等，图形多媒体的编制，以及数据的操作管理，包括数据模块预览、导入导出以及提取等方面。

2.3阅读系统

阅读系统能够为技术人员快速查找到当前维修任务所需的全部的、最新的技术信息，系统提供了灵活多样的信息访问方式，包括目录树导航、关键字查询、全文检索等，除此之外，系统还提供了用户验证、适用性过滤、资料更新管理、个人信息管理、资料更新和意见反馈等功能。当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，实现对相关的XML文档的查询，查询激活后台的应用查询，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浏览器可以接受的格式并提交给用户，技术资料的查找显示流程如图3所示。

3  IETM系统主要功能模块的设计与实现

采用模块化设计的理念是S1000D标准的核心思想，它按照存储内容的不同将所需的数据资料划分为数据模块和信息对象，在公共资源数据库中对它们实施统一的管理。其中数据模块是数据资料中最小的自包含的信息单元，而插图、多媒体等非文本的对象都属于依附于数据模块的信息对象，并在数据模块中建立信息控制码ICN实现对信息对象的引用。待所有数据处理完毕后，IETM发布引擎将符合S1000D标准的数据转换成IETM进行发布。由于S1000D标准采用了模块化设计思想，一次创作生成便可多次重复使用，一次更改数据便可完成对全部引用自动更新，极大方便了数据的维护与更新。图4显示了IETM系统的主要功能模块。

3.1数据模块的处理

IETM的制作从数据模块的创建开始，数据模块所处理的对象均为文本信息，它可以把一套文档或手册的数据内容划分成不同的信息单元，用SGML/XML将数据标注成中立格式，并依据特点的DTD活Schema结构，将数据存储在数据模块中。通用XML文档编辑器、专用数据模块创作系统、手动录入等其它信息管理系统均为常用的处理手段，处理完成的数据模块必须具有良好的“结构性”与“可靠性”。

3.2信息对象的处理

IETM系统中引入了图形、动画、音频、视频等多种非文本信息，更直观、形象地描述技术资料的内容，通过图、文、声等的多方位展示与人机交互，改变纸质技术手册单调的表现形式，灵活的交互性和多方位的多媒体展示是IETM的重要特征，具有纸质手册无法比拟的优越性。

其中技术插图主要有位图和矢量图两种格式，位图色彩丰富，可以逼真地表现出武器装备的自然状态，而矢量图是由直线与曲线来描述的图形，图片的品质不会因移动、缩放而发生改变，因此是线条图形的最佳格式，在S1000D中，插图的格式有CGM,CALS raster,TIFF,PNG,JPEG,GIF,PDF等。在IETM系统中，无论是插图还是多媒体对象，都存储在CSDB中，每个对象都配有一个信息控制码（ICN），并在数据模块当中建立了对它的引用，IETM系统通过对该标识的管理，可实现对插图和多媒体对象的控制与访问。

3.3内容维护与更新

由于IETM系统一般是在产品定型后下发给最终用户的，通常是由厂家制定的一些通用的内容，信息未必全面，工程未必是最优化的，用户在使用过程中的流程也未必符合实际标准，因此有必要对IETM系统进行修订控制与不定期的更新维护。由于系统采用了CSDB统一管理数据元，只要对数据模块进行相应的操作，就可以实现整个系统的修订控制、更新、版本管理，执行审阅循环流程等更易于实现技术资料的快捷更改和版本控制，使技术资料的现行有效性得以保证。

3.4系统的发布

所有的数据模块、信息对象均存储在CSDB中，方便数据的检索与管理，CSDB是所有项目、所有数据资料的存储地，然而IETM中性存储器仅存放与本项目相关的数据信息，它是CSDB与用户之间的桥梁，可以使用户视图包含来源于多个不同CSDB数据库中的信息。

IETM中性存储器中所包含的信息格式均以XML呈现，这些数据从CSDB中产生，用于被XSL格式化后显示给用户使用，如果CSDB中的数据以SGML格式存储，则需要将SGML格式的数据转换成XML格式，并自动添加Xlinks和元数据，如果CSDB中的数据以XML格式存储，则只需要自动添加Xlinks和元数据即可。最后，即可通过发布引擎自动将符合标准的相应数据转换成IETM。

4 结语

分析了S1000D标准的核心内容,并在此基础上研究了IETM的系统结构以及详细的功能模块实现制作方法，为技术资料的模块化编制、标准化管理、电子化交付、交互式使用提供了完整的解决方案，促进了武器装备的信息化进程，对于我国的航空装备技术资料向IETM系统的转化，具有重大意义。