基于GJB6600标准的IETM系统研究与应用
引 言
随着信息技术的飞速发展，信息化已成为现代军事斗争的重要特征。面对未来的信息化战争，装备保障的信息化已成为装备保障建设的必然要求。推广使用交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual，IETM)，可以克服传统纸质技术手册所带来的成本昂贵、体积庞大、机动性差、效率低下、维护困难、时效性差等缺点。但由于缺乏统一的标准，这些IETM大多功能单一、接口封闭、很难融为一体，更不可能进行智能化的交互和网络化的集成，严重限制了我军IETM工作的开展。于是相关部门启动了IETM标准编制工作，组织军内外十余个单位的专家学者编制了GJB6600《装备交互式电子技术手册》系列标准(以下简称GJB6600)，使IETM的应用推广能遵循统一的标准，以便创作出具有良好的移植性、交互性、互操作性的IETM。在GJB6600中，对IETM的定义如下：以数字形式存储，采用文字、图形、表格、音频和视频等形式，通过人机交互方式提供装备基本原理、操作使用和维修等内容的技术出版物。
1标准比较
1.1 标准发展
为了制作出互用性和兼容性的良好的IETM系统，首先必须要确定出相应的标准，用于指导IETM的创作与实施。
美国是最早提出武器装备技术资料采用IETM技术的国家。在美标中，以MIL-PRF-87268A、MIL-PRF-87269A、MIL-HDBK-511三个标准最具代表性。即美国之后，西欧等国家也推出了ASD/AIA/ATAS1000D《基于公共源数据库的技术出版物的国际标准》(以下简称S1000D)，S1000D是目前最为流行及成熟的标准规范。
1.2 GJB6600与美标的比较
我国已制定出GJB6600《装备交互式电子技术手册》系列标准，GJB6600已经表现出美标所不具备的特点，具体优点如下：(1)提供了数据重用功能，信息的重用可以节省大量的经费；(2)可以从单一数据源得到不同的输出，确保交给用户数据的唯一性；(3)方便配置管理和控制；(4)方便不同系统之间的信息传输和电子输出；(5)为同一项目的所有参与人员提供数据交换和交流的单一标准；(6)标准的数据交换格式便于项目的后续开发。
1.3 GJB6600与欧标的比较
与欧标相比，GJB6600继承了S1000D的两种通用的核心思想。
(1) 数据模块
S1000D2.2中将数据模块 (Data Module，DM)按内容类型划分为9种类型，截止S1000D4.0发布时，其数据类型已增加至17种。S1000D对数据模块的类型划分非常细致，以我国目前的国情来说，其中的某些模块并不适用，因此GJB6600将数据模块的类型裁剪为8类，具体包括描述类、程序类、故障类、维修计划类、操作类、接线类、图解零件类和过程类。
(2) 公共源数据库
在S1000D中，公共源数据库(Common Source Data Base，CSDB)是用来储存生成技术手册而需要的所有信息对象。所有信息对象都有符合其类型的唯一编码，可通过信息对象编号以目录或搜索的方式将信息对象从CSDB中检出。这样，由不同的设计方和承制方生成的产品技术信息都存放在这个数据库中，不同的用户可以根据自己的需求定制技术手册的内容。使用CSDB既满足用户多样化的需求，又保证了数据来源的唯一性。
GJB6600中虽然没有明确提出CSDB的概念，但GJB6600中提到了通过数据库管理信息的思想，因此本质与S1000D中的CSDB相同。
综合以上对比，GJB6600相比国外标准，具有较强的适应性，也更适用于我国国情。因此本系统基于GJB6600进行开发，使系统具有良好的移植性、交互性、互操作性。
2 基于GJB6600创编IETM系统的关键技术
GJB6600为IETM的制作提供了一个开放系统的表述方法，以数据模块(Data Module，DM)组织技术信息，以数据库管理信息对象，因此数据库和数据模块是GJB6600中最为关键的两项技术。除此以外，为了使IETM具备多样化信息展现的能力，系统中还使用了诸如XML、SVG等技术。
2.1数据模块
数据模块是GJB6600标准的核心概念。数据模块是一个包含装备一部分完整信息的数据单元，具有原子性;以XML格式组织数据，并有相应的模式(Schema)来约束和验证数据文件中的标记。各个数据模块之间使用数据模块编号(Data Module Code，DMC)加以区分，利用此编号管理整个装备产品的数据模块。
数据模块包含状态标识段(Identification and Status section，IDSTATUS)和内容段(Content section．CONTENT)两部分结构。状态标识段用于文档类型管理、适用性管理、检索和查询管理。内容段是显示给用户的文本信息。它是文档内容的主体。
采用模块化的方法来组织技术信息，可以最大程度地进行信息重用。这样既可以节省存储空间，又可以保证数据的一致性，提高数据管理能力。当需求更改时，只需要修改对应的一个数据模块，就可以响应到生成的技术文档。
2.2数据库与VSS(Visual Source Safe)技术
数据库是一个信息存储地和管理工具，生成技术手册而需要的所有信息对象都保存在其中。存储在数据库中的信息对象有如下几种:数据模块、插图、注释等，它们都是可以被标识和可交换的信息单元。
VSS(Visual Source Safe)解决了软件开发人员长期所面临的版本管理问题，它能有效地帮助项目开发组负责人对项目程序进行管理，将所有的项目源文件(各种文件类型)以特有的方式存入数据库。
2.3 XML(Extensible Markup Language)技术
随着互联网技术的进步，互用性、网络化和与民用软件系统的一致化是IETM技术发展的方向，XML技术已成为IETM开发和应用的关键技术。XML作为通用的交互式语言以其独立于操作系统、平台和输出设备，使得通用化的XML能在Web上存储、接收和处理信息。XML能通过被唯一标识并用于交互式电子数据转换的智能内容来传递内容。
2.4 SVG技术
可伸缩向量图形(Scalable Vector Graphic，SVG)是一种开放标准的文本式矢量图形描述语言。并且是基于XML语言的，所以可扩展性很强，并能够描述任意复杂的图形。GJB6600所采用的阅读器可以是标准浏览器，SVG所表现出来的特性与其恰好符合。SVG向量图形应用到IETM上有以下优点：(1) 图形的显示尺寸变化后不影响图形的质量。在图形复杂程度不大的情况下，矢量图形具有文件量小、可无级缩放的优点。(2) SVG向量图形可与JavaScript一起运用，产生与使用者互动的效果；在IETM系统中，使维修人员能了解装备系统操作或维修步骤，掌握操作步骤重点。(3) SVG是一种基于文本的图形格式。建立在文本基础上的SVG图形中的所有描述语句都可以直接观察到，所以也非常容易进行修改与更新。
3 IETM创编流程及数据模块编制
3.1 IETM创编流程
基于GJB6600标准制作空调IETM的完整开发流程包括制定业务规则、确定技术信息粒度、制定数据模块需求列表、编写数据模块、制作插图及其它对象、管理所有信息对象、发布技术信息、交换数据模块等。从整体上可分为信息收集、信息处理、信息发布3个阶段，如图1所示。
(1) 信息收集
信息收集阶段主要是将空调使用手册、维修保养说明书、工程图纸等纸质文档进行扫描和识别为数字化文档，将故障信息、相关文献等计算机文本和空调故障诊断相关的音频、视频、动画等进行收集和归类。
(2) 信息管理
信息处理阶段主要是按照GJB6600标准，所有数据模块、插图等信息对象在存储到数据库中之前，都要进行格式转换，其具体过程是:用XML将数据标注成中立格式，并按特定的Schema结构，存储于数据模块或出版模块之中。而对于其他的文本信息，如图片、视频等，则作为一个外部实体按照GJB6600规定的格式存储于单独的文件中，然后通过链接或引用被数据模块或出版模块使用，这样就完成了数据转换。转换完毕后的所有数据模块、插图等信息对象均被统一存储，便于信息的检索、重用等管理功能。存储的信息对象有如下几种:数据模块DM(Data Module)、插图、所有与数据模块相关联的非XML格式的文件、出版模块PM(Publication Module)、统一资源名称文件URN(Uniform Resource Name)等。URN可以提供一种机制，用于查找和检索定义特定命名空间的架构文件。
(3) 信息的发布
提取的DM是用XML描述的。XML文档中仅包含数据而不带有格式，需要通过编制的样式单文件(XSL)将XML文档转换成HTML格式进行显示。阅读系统中技术资料的显示流程如图2所示。XSL文件用于定义页面的布局，CSS文件用于定义显示样式。系统加载XML和XSL后先进行“格式良好性”分析，然后在内存中分别为XML和XSL构造源树和样式单树，XLST处理器根据源树与模板树构造结果数，最后根据CSS文件决定结果数中数据的显示格式，并显示在浏览器上。这样，同样的数据，编制不同的XSL+CSS就可以得到不同的显示结果，显示格式更为灵活，能够充分满足不同应用需要。
3.2 数据模块编制
数据模块(Data Module)是构成IETM的最小数据单元，采用可扩展置标语言(XML)进行描述，GJB6600规定用Schema来定义DM，并确立了各类数据模块的Schema结构。在创作IETM时，必须根据这些规定的Schema来制作DM，同时要对生成的DM进行验证，确保其符合GJB6600的要求。
在此给出描述类数据模块(DM)内容段XML代码，如下：
＜descriptcontent＞
＜descript＞
＜para0＞
＜caption＞
＜emphasis＞1．空气过滤器＜/emphasis＞
＜/caption＞
＜/para0＞
＜p＞
＜seqlist slstyle="a"＞
＜item＞ ＜p＞空气过滤器应每个月定期对过滤器进行清洗。清洗时先将进风箱前面的可开门打开，从导轨架上抽出二块空气过滤器。
＜/p＞＜/item＞
＜item＞＜p＞如果空气过滤器不是很脏时，一般可用低压空气，从正反二面吹网面，
再拍打几下，以利清除灰尘。＜/p＞＜/item＞
＜item＞＜p＞如果空气过滤器很脏并有油污时，应放在40℃左右的肥皂水中浸洗，
并用清水漂洗干净，清洗后抖干积水，阴干后再装入导轨架上。＜/p＞＜/item＞
＜/seqlist＞
＜/p＞
＜/descript＞
＜/descriptcontent＞
该数据模块描述了空调系统中空气过滤器的日常维护保养工作。在此仅给出该描述类数据模块内容段的代码，状态标识段代码编写规则参见文献。
4 IETM系统的典型展现形式
4.1插图
插图是技术手册中重要的信息表示方法，主要用于增强文字的说明效果，避免冗长的文字描述，在GJB6600中，插图是指系统或工作步骤的图形化表示，包括图解、图形和照片等。图3例出空调装置IETM系统维护维修主题中的一幅插图，左上角是对插图进行放大、缩小、旋转、放大镜等处理的操作按钮。插图作为独立的实体存储在数据库中，每个插图均有唯一的信息控制码(Information Control Number，ICN)。
插图XML代码如下:
＜graphic icn ="URN:GJB6600:ICN－DMC－
GJB6600－000－KT－00－00－0101－0000－0－1"
format="jpg"［］width="300"＞
＜graphictitle＞图片展示＜/graphictitle＞
＜/graphic＞
4.2三维模型
在GJB6600中，3D模型是指使用3D动画、仿真和VR技术，实现系统部件的装配、分解、拆卸和安装程序的可视化。图4展示了空调设备中空气过滤器的三维模型。用户可以用鼠标控制模型的放大缩小、旋转、拆卸、安装模拟操作等交互式动作，从而使维修人员对装备或零部件信息具有真实的操纵感。
三维模型XML代码如下:
＜multimedia＞
＜caption＞
＜textline＞三维动画展示＜/textline＞
＜/caption＞
＜multimediaobject icn="URN:GJB6600:ICN－
DMC－GJB6600－000－KT－00－00－0306－0000－0
－0"multimediaclass="co" autoplay ="yes"fullscrn
="no"＞＜/multimediaobject＞
＜/multimedia＞
4.3多媒体
多媒体是指与电子文档或软件相关联的数字媒体的集合，如动画、视频等。多媒体对象用于生动形象地展现技术信息，使用户更易于理解技术内容。但多媒体对象不能代替文本信息，只能起到辅助作用。多媒体的存储方式与插图的存储方式相同。
(1) 动画
动画是二维或三维静止图像的运动。交互式动画通过编写脚本语言允许用户对影片进行控制，在动画与使用者之间形成一种互动，使用户可以参与到动画中来。图5展示了空调加湿器动画的一个典型帧，用户将鼠标移至不同的热点区域时，便会动态显示出设备的各个零部件的工作状态。IETM系统中这种动画表现形式会带给用户直接的感官刺激，以便用户可以更快，更准确地了解空调设备的功能、原理及特点等信息。
(2) 视频
IETM系统中常用视频来说明设备的使用和操作步骤、复杂的或很少做的维护过程，以及设备的运转情况等，并辅以简单的文字说明。视频对象通常作为独立的外部文件链接到数据模块中。图6展示了“空调装置通风工况”视频中的一个镜头，播放视频文件时嵌入IETM阅读器中，也可以独立窗口播放，视频播放具有暂停、回放、全屏等功能。
视频作为一种辅助文字描述的多媒体表现形式，具有以下优点：具有声音、文字和连续播放影片相结合，带给用户连贯的，立体的表现形式。可使用户快捷准确地获得系统的基本信息。
动画和视频的XML代码与三维模型的XML代码几乎相同，只是“multimediaclass=”设置的值有所区别。动画应为“swf”，视频的应为“flv”，代表支持的多媒体格式。
5 结束语
分析了GJB6600与国外主流IETM标准的差异，阐述了GJB6600的特点，描述了基于GJB6600创编IETM系统的流程、数据模块编制方法和关键技术的基本原理，并且基于GJB6600标准开发了空调IETM系统中典型实例，证明了本文提出的方法可以基于GJB6600开发大型设备和系统的交互式电子技术手册，具有现实应用价值。
目前，我国的IETM研究与开发工作尚处于发展的初期阶段，在众多领域，特别是在航空、船舶、机械制造等大型复杂装备的维修保障方面，IETM具有非常广阔的发展空间和潜力。
