基于IETM技術(shù)的艦載武器系統(tǒng)維護(hù)研究

王樹章

（92771部隊(duì) 山東 青島 266000）

基于IETM技術(shù)的艦載武器系統(tǒng)維護(hù)研究

王樹章

（92771部隊(duì) 山東 青島 266000）

為了提高艦載武器系統(tǒng)維護(hù)的效率問題，本研究根據(jù)交互式電子技術(shù)手冊（IETM）提出了一種智能化艦載武器維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，依據(jù)GJB6600標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建了IETM軟件類數(shù)據(jù)模型，為維修專家提供一個(gè)艦載武器系統(tǒng)資源共享平臺。針對艦載武器系統(tǒng)軟件類型完成了對系統(tǒng)層、分系統(tǒng)層、窗口層和組件層的明確劃分，并利用編碼對軟件系統(tǒng)進(jìn)行字符分配以方便數(shù)據(jù)管理。通過對某型艦艇武器系統(tǒng)的遍歷運(yùn)算檢查，結(jié)果表明：系統(tǒng)100次獨(dú)立遍歷運(yùn)算平均最短檢查用時(shí)僅為32min 34.2s，標(biāo)準(zhǔn)偏差用時(shí)32s，同時(shí)，該遍歷檢查用時(shí)與艦載武器裝備數(shù)量關(guān)系不大，滿足了各類型艦載武器系統(tǒng)修護(hù)的實(shí)際問題，有效地提高了系統(tǒng)整體維護(hù)信息化水平。

艦載武器；IETM；系統(tǒng)維護(hù)；系統(tǒng)劃分；系統(tǒng)編碼

隨著近年來軍隊(duì)信息化的推進(jìn)，武器信息化的部隊(duì)開始對武裝的保障提出更高的要求。如何更好地維護(hù)好艦載武器的保障能力，提高武器的戰(zhàn)斗力已經(jīng)能夠成為現(xiàn)階段軍隊(duì)信息化和武器維護(hù)所面對的重要課題。交互式電子技術(shù)手冊（Interactive Electronic Technical Manual，IETM） 作為電子類數(shù)據(jù)庫它與傳統(tǒng)的紙質(zhì)印刷成品相比優(yōu)勢明顯[1]。IETM技術(shù)通過利用數(shù)據(jù)模塊的形式對技術(shù)信息進(jìn)行存儲，再對模塊格式加以定義來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的半結(jié)構(gòu)化存儲。但是目前無論是S1000D標(biāo)準(zhǔn)還是GJB6600標(biāo)準(zhǔn)，都沒有被運(yùn)用到軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)模型上[2]，因此在這方面還是空白，并且軟件數(shù)據(jù)在IETM中的存儲方式只能按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，立足于實(shí)際的意義不強(qiáng)交互粒度不大[3]。因此，文中將立足于IETM研究設(shè)計(jì)軟件類數(shù)據(jù)模型，以提高軟件技術(shù)信息的顯示與交互能力，提高軍隊(duì)艦載武器的使用效能。

1 IETM軟件類數(shù)據(jù)建模

1.1 總體設(shè)計(jì)

對于IETM軟件類的總體設(shè)計(jì)，主要以軍隊(duì)內(nèi)部的訓(xùn)練網(wǎng)為主要平臺，從而構(gòu)建艦載雷達(dá)系統(tǒng)信息技術(shù)維護(hù)資源平臺[4]。通過在艦載雷達(dá)系統(tǒng)信息技術(shù)維護(hù)資源平臺中設(shè)定實(shí)際操作服務(wù)器，操作人員平臺，數(shù)據(jù)處理基站3個(gè)模塊，能夠?yàn)榕炤d雷達(dá)信息技術(shù)的維護(hù)提供更加高效的管理，方便維護(hù)人員及時(shí)調(diào)度，協(xié)調(diào)各方可利用資源，遠(yuǎn)程操縱服務(wù)等。

1）操作人員平臺設(shè)定的目的主要是作為信息集散中心，作為對信息進(jìn)行輸送和分配的調(diào)度中央，參照IETM進(jìn)行軟件類數(shù)據(jù)建模的開發(fā)環(huán)境模擬和編寫，并且根據(jù)軍隊(duì)艦載裝備和雷達(dá)的使用數(shù)據(jù)和實(shí)際情況，及時(shí)地更新到數(shù)據(jù)進(jìn)行IETM軟件類數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫的跟新和完善，并且完成對整個(gè)艦載雷達(dá)武器信息維護(hù)模塊的開發(fā)，運(yùn)行以及后期操作維護(hù)的工作[5]?？紤]到信息可獲得性的安全性，全部使用軍隊(duì)內(nèi)部局域網(wǎng)遠(yuǎn)程支持艦載雷達(dá)系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各類問題，并提供相關(guān)技術(shù)援助和支持，為操作者提供課堂教學(xué)，同時(shí)也能打破地域的限制為遠(yuǎn)距離的艦載雷達(dá)障礙提供異地遠(yuǎn)程維護(hù)，提高軍隊(duì)演練的戰(zhàn)斗力。

2）數(shù)據(jù)處理基站主要的工作內(nèi)容和任務(wù)就是存儲IETM的各種源數(shù)據(jù)，它工作的范圍不僅僅限于當(dāng)前問題平臺，對于遠(yuǎn)程的維護(hù)系統(tǒng)也提供支援?dāng)?shù)據(jù)庫并通過服務(wù)器加以傳送，數(shù)據(jù)處理基站存儲的數(shù)據(jù)和方式有一定的參照標(biāo)準(zhǔn)，其主要參照GJB6600為艦載武器雷達(dá)信息維護(hù)的IETM的客戶端和各類用戶群提供幫助[6]。此模塊最為主要的功能還可以作為專家系統(tǒng)的聯(lián)系紐帶。進(jìn)行遠(yuǎn)程技術(shù)支援的數(shù)據(jù)庫，實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)協(xié)同支持網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（CSCW）將分布于世界各地的在艦載武器雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)的專家和技術(shù)人員結(jié)合在一起最終生成最優(yōu)的處理方案和可供選擇的執(zhí)行操作，這些專業(yè)人士主要通過對遠(yuǎn)程支援技術(shù)服務(wù)端的操作實(shí)現(xiàn)信息的傳遞[7]。通過利用此模塊能夠快速的獲得知名權(quán)威專家隊(duì)伍艦載雷達(dá)問題的技術(shù)咨詢和建議。

3）實(shí)際操作服務(wù)器主要面向的是用戶群，即多用戶的數(shù)據(jù)需求，維修需求人員通過對數(shù)此模塊的操作選調(diào)出數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，并且以內(nèi)部網(wǎng)的形式通過服務(wù)器傳送給技術(shù)維護(hù)系統(tǒng)終端。按照編碼程序執(zhí)行服務(wù)例程，針對具體系統(tǒng)故做出反應(yīng)傳送到遠(yuǎn)程終端服務(wù)器，對數(shù)據(jù)請求和更新以及數(shù)據(jù)的篩選都要經(jīng)過流程一步一步進(jìn)行安全認(rèn)證，并且更具權(quán)限內(nèi)容提供遠(yuǎn)程支持和技術(shù)指導(dǎo)最終實(shí)現(xiàn)對艦載雷達(dá)系統(tǒng)的技術(shù)維護(hù)。

1.2 系統(tǒng)維護(hù)設(shè)計(jì)

通過對艦載雷達(dá)系統(tǒng)信息技術(shù)維護(hù)資源平臺的總體設(shè)計(jì)，利用網(wǎng)絡(luò)媒介，分散式異地遠(yuǎn)程支援，維護(hù)操作人員以及專家技術(shù)人員，對整個(gè)艦載雷達(dá)系統(tǒng)細(xì)化和充實(shí)。本文主要采用分布式系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)媒體服務(wù)器（C/S）和終端以及用戶群使用端（B/S）相結(jié)合的模式[8]。具體的利用軍隊(duì)內(nèi)部局域網(wǎng)的艦載雷達(dá)系統(tǒng)信息技術(shù)維護(hù)資源平臺細(xì)致框架如圖1所示。

圖1 平臺框架

2 軟件系統(tǒng)劃分及編碼

一般情況下的IETM技術(shù)的數(shù)據(jù)儲存都是按照數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)的分區(qū)進(jìn)行安放的。IETM信息數(shù)據(jù)模塊主要的功能是對艦載武器的結(jié)構(gòu)，性能，型號，歷史故障類型進(jìn)行獨(dú)立的存儲，多個(gè)數(shù)據(jù)分區(qū)組合在一起構(gòu)成了完整的數(shù)據(jù)單元[9]。在數(shù)據(jù)模塊中對每個(gè)分區(qū)加以編碼，并明確每個(gè)分區(qū)的具體存儲類型，具體艦載裝備的詳細(xì)描述，以方系統(tǒng)管維護(hù)人員在系統(tǒng)操作過程中的查找，提高數(shù)據(jù)管理的效率。

2.1 軟件系統(tǒng)劃分

基于IETM技術(shù)軟件的系統(tǒng)劃分一般按照其功能或者構(gòu)成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。在上文的總體設(shè)計(jì)階段我們完成了對組件，總系統(tǒng)，分支系統(tǒng)，窗口等功能和模塊的具體劃分，并且以GJB6600為參照的標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)模塊加以編碼。一般情況下IETM軟件可按照“總系統(tǒng)—子系統(tǒng)—窗口操作平臺—組件”組織框架[10]。參照軍隊(duì)系統(tǒng)IETM財(cái)務(wù)軟件開發(fā)的系統(tǒng)劃分為例，具體的層次劃分如圖2所示。

圖2 軟件系統(tǒng)劃分

1）總系統(tǒng)：是軟件系統(tǒng)最上層的軟件部分，其功能分區(qū)相互獨(dú)立又相互牽涉，主要包含辦公自動化體系，信息管理體系，數(shù)據(jù)庫管理體系。

2）子系統(tǒng)：是總系統(tǒng)下的分支系統(tǒng)，對總系統(tǒng)的各個(gè)分支系統(tǒng)功能細(xì)化進(jìn)行進(jìn)一步的劃分。主要包括包含后勤管理分系統(tǒng)、人員管理分系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理分系統(tǒng)等劃分區(qū)域。按照具體的情況還可以在子系統(tǒng)下進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化功能分區(qū)。

3）窗口操作平臺：在IETM軟件平臺的該層主要囊括可供操作的窗口操作平臺[11]。如瀏覽器選取窗口、專家意見審核窗口、文本編輯窗口、故障問題選擇窗口、結(jié)果輸出打印窗口等。在軟件開發(fā)初期可以將每個(gè)窗口都定義為一個(gè)粒度，針對所有的艦載雷達(dá)維護(hù)中的信息使每個(gè)窗口的描述和功能的劃分具體化和明確化。

4）組件層：在IETM軟件中的最后一層，主要包括可供艦載雷達(dá)維護(hù)人員在進(jìn)行操作時(shí)的組件，主要有菜單項(xiàng)、工具箱、幫助項(xiàng)、微控制器項(xiàng)等[12]。

2.2 軟件系統(tǒng)編碼

在完成上述的IETM艦載雷達(dá)系統(tǒng)信息技術(shù)維護(hù)資源平臺系統(tǒng)功能的劃分之后，為了方便管理提高運(yùn)行效率還需要對各個(gè)分區(qū)進(jìn)行編碼[13]。參照GJB6600的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行邏輯性的劃分，一般情況下包括分解碼、信息差異碼、信息對象適用碼、系統(tǒng)劃分碼、型號識別碼、信息碼、系統(tǒng)差異碼、分解差異碼。設(shè)計(jì)人員也能夠根據(jù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特征對一部分的編碼的格式和分工做一些變動。根據(jù)上述的IETM軟件系統(tǒng)的模塊數(shù)量和粒度對軟件的編碼格式加以區(qū)分[14]，其具體表示方式如圖3所示。

圖3 軟件系統(tǒng)編碼

IETM軟件的總系統(tǒng)編碼一般由2位的字符構(gòu)成以便對于不同系統(tǒng)層軟件加以區(qū)分。在子系統(tǒng)中的編碼一般由1位的字符構(gòu)成，以此對系統(tǒng)層和分系統(tǒng)層中的不同模塊加以標(biāo)志。在一些具體情況下，有些軟件由于管理的需要和部門分區(qū)的劃分，一些軟件的子系統(tǒng)下還需要有更細(xì)化的分層，則將兩層的兩位編碼合并為一組編碼，在對該類型的軟件進(jìn)行統(tǒng)一的歸類，并對窗口操作平臺留出4位字符編碼進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識[15]。如由于問題分析需要對窗口操作平臺在細(xì)分時(shí)，可以使用組件層的編碼再對窗口操作平臺進(jìn)行逐一分類[16-18]。

3 系統(tǒng)測試

以實(shí)際運(yùn)行的軍隊(duì)某型戰(zhàn)艦為例，運(yùn)用IETM技術(shù)對艦載雷達(dá)武器系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，分別進(jìn)行100次遍歷運(yùn)算檢查，每次運(yùn)算迭代為100次，對100次獨(dú)立運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，給出平均最短檢查時(shí)間和整艦系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)間，如表1所示。

表1 平均最短檢查時(shí)間和整艦系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)間

）對于100次的遍歷運(yùn)算檢查迭代100次，針對檢查時(shí)間和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)間分別建立相應(yīng)的迭代次數(shù)變化圖，如表2所示。

表2 迭代次數(shù)檢查時(shí)間表

根據(jù)上述的迭代結(jié)果分析可得：由表1可知，在理想狀態(tài)下，平均最短檢查時(shí)間為1 954.2s，整艦系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)間為32s，整體來說整個(gè)艦載武器系統(tǒng)修護(hù)效率較高，復(fù)合軍隊(duì)管理標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下為了滿足艦載武器的總體檢查時(shí)間和系統(tǒng)偏差時(shí)間最短，通過表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析可知，迭代次數(shù)檢查時(shí)間在32分鐘左右浮動較為穩(wěn)定。為了滿足上述要求的艦載雷達(dá)武器維修系統(tǒng)效率和準(zhǔn)確率的要求，可以給出很多時(shí)間設(shè)定的方案。

根據(jù)實(shí)際操作時(shí)間上述的方案可以實(shí)行，可以根據(jù)軍隊(duì)艦載雷達(dá)系統(tǒng)維護(hù)的實(shí)際情況而有所取舍。依據(jù)GJB6600標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的IETM軟件類數(shù)據(jù)模型對艦載武器系統(tǒng)維護(hù)平臺進(jìn)行運(yùn)行，得到的100次迭代運(yùn)算迭代次數(shù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)間為32s，這表明軍隊(duì)艦載雷達(dá)系統(tǒng)的維護(hù)效率比較高。文中基于IETM技術(shù)的艦載武器系統(tǒng)維護(hù)平臺具有很好的適應(yīng)性，在得出的結(jié)果中也有很好的收斂性，由表3可知在系統(tǒng)平臺進(jìn)行算法迭代的過程中迭代次數(shù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)間變化比較平穩(wěn)，基本都收斂于32s，以上表明在利用IETM構(gòu)建艦載武器系統(tǒng)維護(hù)平臺解決艦載武器維護(hù)的問題，有較好的收斂性和準(zhǔn)確性。經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)平臺運(yùn)算實(shí)驗(yàn)，當(dāng)將系統(tǒng)的迭代次數(shù)取100次時(shí)，獲得一種全局近似最優(yōu)維護(hù)方案的迭代次數(shù)檢查時(shí)間為32min 34.2s左右，該時(shí)間長短與艦載武器需要維修的數(shù)量關(guān)系不大，主要還要視維修人員的操縱和專家技術(shù)人員的反應(yīng)，該艦載武器雷達(dá)維修系統(tǒng)能夠滿足軍隊(duì)最基本的維護(hù)需求。

4 結(jié)論

文中以艦載武器雷達(dá)為研究對象，通過對艦載雷達(dá)武器系統(tǒng)維護(hù)問題及其解決方法進(jìn)行建模分析，驗(yàn)證了該平臺的有效性和高效性。在IETM艦載武器系統(tǒng)平臺的實(shí)際操作中將網(wǎng)絡(luò)電子手冊和紙質(zhì)版的相互結(jié)合，能夠不斷的更新艦載雷達(dá)的維護(hù)歷史信息，它有效而利用了均對現(xiàn)有的武資源和網(wǎng)絡(luò)，緊貼雷達(dá)裝備維修的需求，使得我國的軍隊(duì)艦載武器運(yùn)用效率日益信息化和高效化，為我軍艦載武器裝備的信息維修和維修提供了有力的保障，因此具有非常實(shí)用的應(yīng)用價(jià)值。

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Research for maintenance of shipboard weapons systems based on IETM technology

WANG Shu-zhang
（92771 Force， PLA， Qingdao 266000， China）

To improve the efficiency of shipboard weapon system maintenance， according to this study，Interactive Electronic Technical Manual（IETM）proposed an intelligent shipboard weapon maintenance system design，according to GJB6600 standard software built IETM class data model for maintenance experts offer a ship-borne weapon system resource sharing platform.For shipboard weapon system software type completed a system level， subsystem layer， a window layer and component layer of clear delineation and use character encoding software distribution system to facilitate data management.By a certain type of ship weapon system traversal operation inspection results show that:the system 100 independent traversal operation average shortest inspection time only 32min17s，standard deviation took 32s， while the traverse checking took shipboard weapons quantity little to do， to meet the practical problems of various types of shipboard weapon system repair，and effectively improve the overall level of information system maintenance.

ship-borne weapons；IETM；system maintenance；system partition；coding system

TN607

：A

：1674－6236（2017）15-0109-04

2016-06-08稿件編號：201606068

王樹章（1967—），男，河北固安人，高級工程師。研究方向:計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子電路設(shè)計(jì)與教學(xué)。