爆炸物信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

徐 檉，周明安，周曉光

(1.國防科技大學(xué)， 湖南 長沙 410072;2.中南林業(yè)科技大學(xué)， 湖南長沙 410001)

0 引言

目前，爆炸物信息管理尚沒有相關(guān)的軟件實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)的建立利于爆炸物查詢和識別業(yè)務(wù)的開展?？茖W(xué)地管理爆炸物資料能顯著提高爆炸物識別的效率。系統(tǒng)的功能主要應(yīng)包括爆炸物識別以及爆炸物信息查詢兩個(gè)部分。

1 系統(tǒng)使用流程描述

規(guī)范的爆炸物識別業(yè)務(wù)流程描述如圖1所示。爆炸物識別業(yè)務(wù)從向檢測單位遞交識別申請開始，檢測人員受理申請后，首先對現(xiàn)場進(jìn)行勘查，獲得貯存點(diǎn)環(huán)境與爆炸物貯存情況，登記場所勘查表;然后，對爆炸物進(jìn)行簡單表面處理，判斷其大致類別，測量爆炸物直徑、重量、翼展長度等基本外部特征信息并記錄至數(shù)據(jù)采集表，若是炸藥和其它火工品則記錄炸藥形狀、顏色、氣味、燃燒時(shí)火焰顏色等信息;同時(shí)，獲取系統(tǒng)使用權(quán)限，登陸系統(tǒng)。最后根據(jù)數(shù)據(jù)采集表中的信息，系統(tǒng)通過對信息采取循環(huán)比對，逐步逼近的方式，最終確定待識別爆炸物的詳細(xì)信息，給出識別報(bào)告及處置建議［1］。

爆炸物信息的查詢主要用于查詢工作，系統(tǒng)提供查詢接口，對于獲得使用權(quán)限的用戶，可以通過輸入爆炸物的具體型號來查詢該爆炸物的特征數(shù)據(jù)以及銷毀建議，便于開展教學(xué)工作和研究工作。

2 系統(tǒng)邏輯模型

爆炸物信息管理系統(tǒng)識別過程的邏輯模型用數(shù)據(jù)流圖描述如圖2所示。

主要的數(shù)據(jù)流包括檢測人員人事檔案、爆炸物外部特征量、爆炸物詳細(xì)信息、爆炸物型號、專家處置建議。

(1)核對人員信息。完成對檢測人員身份及使用權(quán)限的驗(yàn)證，標(biāo)志著檢測人員登陸系統(tǒng)及一次爆炸物識別的開始實(shí)施。

(2)輸入爆炸物外部特征信息。允許獲得使用權(quán)限的檢測人員將初步測量得到的爆炸物外部特征信息輸入系統(tǒng)。

(3)確認(rèn)爆炸物外部特征信息。系統(tǒng)依據(jù)測量數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)，將待測爆炸物外部特征信息與系統(tǒng)中的爆炸物外部特征信息庫進(jìn)行比對，逐步確定。

(4)核對爆炸物型號。將已確認(rèn)外部特征信息的爆炸物與系統(tǒng)中的爆炸物詳細(xì)信息庫聯(lián)接，確認(rèn)待測爆炸物的具體型號、生產(chǎn)國別、TNT當(dāng)量等相關(guān)詳細(xì)信息。

(5)確認(rèn)爆炸物處置方式。依據(jù)確認(rèn)的爆炸物具體型號，調(diào)用專家處置建議數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)，給出待識別爆炸物的轉(zhuǎn)移與處置建議，形成爆炸物初步處理意見［5］。

圖2 爆炸物識別業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)通常使用E－R(實(shí)體－聯(lián)系)模型，這種模型用簡單的圖形直觀地抽象出現(xiàn)實(shí)世界中客觀對象的屬性特征及其關(guān)系，從而令面向世界概念設(shè)計(jì)階段的工作變得相對容易［3］。

檢測人員負(fù)責(zé)對受檢爆炸物進(jìn)行勘查，并得到受檢爆炸物的外部特征信息;檢測人員利用系統(tǒng)組織檢測的過程中依據(jù)爆炸物外部特征信息確定爆炸物詳細(xì)信息;每個(gè)爆炸物都對應(yīng)一系列專家給出的處置建議。

抽象出檢測人員實(shí)體，以檢測人員編號作為實(shí)體集主鍵，依據(jù)檢測人員人事檔案的內(nèi)容，確定實(shí)體屬性;抽象出受檢爆炸物實(shí)體，以爆炸物型號作為實(shí)體集主鍵，依據(jù)受檢爆炸物外部特征信息，確定實(shí)體屬性;抽象出勘查聯(lián)系類型，在檢測人員實(shí)體和受檢爆炸物實(shí)體之間建立m∶n的聯(lián)系，依據(jù)勘查記錄數(shù)據(jù)存儲的組成，確定聯(lián)系類型的屬性;

抽象出爆炸物詳細(xì)信息實(shí)體，以爆炸物型號作為實(shí)體集主鍵，依據(jù)爆炸物詳細(xì)信息，確定實(shí)體屬性;抽象出組織檢測聯(lián)系類型，在受檢爆炸物實(shí)體和爆炸物詳細(xì)信息實(shí)體之間建立1∶1的聯(lián)系，依據(jù)組織檢測記錄數(shù)據(jù)存儲的組成，確定聯(lián)系類型的屬性;

抽象出專家處置建議實(shí)體，以專家編號作為實(shí)體集主鍵，依據(jù)專家處置建議數(shù)據(jù)存儲組成確定實(shí)體屬性;抽象出對應(yīng)聯(lián)系類型，在爆炸物詳細(xì)信息和專家處置建議之間建立1∶n聯(lián)系，對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)存儲組成，確定聯(lián)系類型屬性。

將各局部ER模式合并，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫ER模式設(shè)計(jì)，完整的ER模式如圖3所示。

圖3 爆炸物信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫ER

3.2 數(shù)據(jù)庫關(guān)系模式設(shè)計(jì)

經(jīng)過概念設(shè)計(jì)得到的E－R模型，它是與任何一個(gè)具體的DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))相互獨(dú)立的，數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式設(shè)計(jì)即是將上述概念模型轉(zhuǎn)化為具體DBMS支持的數(shù)據(jù)模型的過程［4］。

ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化要解決的問題是如何將實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的關(guān)系模式，如何確定關(guān)系模式的屬性和主鍵。

關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)式一組關(guān)系模式的集合E－R模型由實(shí)體、實(shí)體的屬性及聯(lián)系3部分組成，因此將E－R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型實(shí)際上就是將實(shí)體、實(shí)體的屬性以及實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。

(1)實(shí)體型的轉(zhuǎn)換。對于E－R模式中的每個(gè)實(shí)體型，需要設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)系模式與之對應(yīng)，該關(guān)系模式包含實(shí)體型的所有屬性，用下劃線來表示關(guān)系模式的主鍵和外鍵包含的屬性［5］。

(2)聯(lián)系的轉(zhuǎn)換。由于實(shí)體集之間的聯(lián)系有1∶1聯(lián)系、1∶n聯(lián)系和m∶n聯(lián)系3種類型，因此聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法也就有所不同［6］。

實(shí)體集受檢爆炸物與實(shí)體集爆炸物詳細(xì)信息之間的聯(lián)系為1∶1，得到如下關(guān)系模式:

受檢爆炸物(爆炸物型號、長度、直徑、重量、色帶、翼展長度);

爆炸物詳細(xì)資料(爆炸物型號、裝備年代、炸藥成分、TNT當(dāng)量);

炸藥詳細(xì)資料(炸藥名稱、形狀、顏色、氣味、火焰顏色、爆速、爆熱);

組織檢測(爆炸物型號、檢測日期、檢測單位、檢測負(fù)責(zé)人)。

實(shí)體集爆炸物詳細(xì)資料與實(shí)體集專家處置建議之間的聯(lián)系為1∶n，得到如下關(guān)系模式:

爆炸物詳細(xì)資料(爆炸物型號、裝備年代、炸藥成分、TNT當(dāng)量);

炸藥詳細(xì)資料(炸藥名稱、形狀、顏色、氣味、火焰顏色、爆速、爆熱);

專家處置建議(專家編號、處置方式、處置原則、注意事項(xiàng)、爆炸物型號);

對應(yīng)(爆炸物型號、錄入日期、單位備注)。

實(shí)體集受檢爆炸物與實(shí)體集檢測人員之間的聯(lián)系為m∶n，得到如下關(guān)系模式:

受檢爆炸物(爆炸物型號、炸藥名稱、長度、直徑、重量、色帶、翼展長度);

檢測人員(人員編號、姓名、職稱、從業(yè)經(jīng)歷);

勘查(爆炸物型號、人員編號、場所概況、勘查日期、勘查區(qū)域)。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在SQL Server2000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中建立爆炸物信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫關(guān)系模式，分別建立檢測人員、受檢爆炸物、爆炸物詳細(xì)信息、爆炸物處置專家建議相應(yīng)的關(guān)系表。以各關(guān)系模式的主鍵作為表的主鍵，依據(jù)各關(guān)系模式屬性分別設(shè)計(jì)各表的字段，根據(jù)各數(shù)據(jù)項(xiàng)的具體要求確定表中各數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型、長度等。確定數(shù)據(jù)庫的訪問方法，編制應(yīng)用程序，完成爆炸物識別業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)［7］。

系統(tǒng)的查詢功能則是基于識別業(yè)務(wù)建立的數(shù)據(jù)庫，與其識別的過程剛好相反，通過輸入爆炸物的具體型號，查詢爆炸物具體的特征信息以及對應(yīng)的專家意見，實(shí)現(xiàn)資料實(shí)時(shí)查詢的功能。

5 結(jié)語

以爆炸物識別業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了爆炸物信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫部分，利用計(jì)算機(jī)高效實(shí)現(xiàn)爆炸物的信息管理過程，節(jié)約了大量人力物力，提高了工作效率，為爆炸物信息管理提供了一種新的思路。

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［2］周明安，夏 軍，肖志武，等.戰(zhàn)爭遺留爆炸物的檢查與銷毀探討［J］.爆破，2007(2):82-86.

［3］葉小平，湯 庸，湯 娜，等.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.

［4］張俊玲，王秀英，籍淑麗，等.數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［5］S.K.Sigh.Database Systems Concepts，Design and Applications［M］.Beijing:China Machine Press，2009.

［6］張龍祥，黃正瑞，龍 軍.數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì)［M］.北京:人民郵電出版社，2007.

［7］孟凡麗，魏春啟.露天礦庫存管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)［J］.世界科技研究與發(fā)展，2010(2):157-158.