裝備保障信息資源的分類編碼及數(shù)據(jù)的存儲處理

崔霽月，崔漢國，張陳寶

(海軍工程大學(xué) 動力工程學(xué)院, 湖北 武漢 430033)

裝備保障信息資源的分類編碼及數(shù)據(jù)的存儲處理

崔霽月，崔漢國，張陳寶

(海軍工程大學(xué) 動力工程學(xué)院, 湖北 武漢 430033)

目前在裝備保障工作中,信息資源無法實現(xiàn)統(tǒng)一的管理,信息的傳遞和共享仍有許多不便之處,“信息孤島”的現(xiàn)象依然大量存在。針對上述問題，文章提出一種裝備保障信息資源的分類編碼方式，該方式以層級遞進(jìn)的結(jié)構(gòu)對相關(guān)信息資源進(jìn)行分類，并以字母與數(shù)字結(jié)合的字符串形式對其進(jìn)行編碼的編碼方式，使用SQL數(shù)據(jù)庫以及XML語言2種方式對分類編碼后的裝備保障信息資源進(jìn)行存儲處理，并分析各自的優(yōu)缺點。實驗表明，該分類編碼方式適用性強(qiáng)、定義明確、易于理解，便于對裝備保障信息資源進(jìn)行統(tǒng)一管理與存儲。

裝備保障信息；層級遞進(jìn)分類；編碼方式；SQL數(shù)據(jù)庫；XML語言

信息分類是根據(jù)信息內(nèi)容的屬性或特征，將信息按照一定的原則和方法進(jìn)行歸類，并建立起相應(yīng)的分類系統(tǒng)和排列順序，以便管理和使用。信息編碼是在信息分類的基礎(chǔ)上，將信息對象(編碼對象)賦予有一定規(guī)律性的、易于計算機(jī)和人識別與處理的符號。信息的編碼與信息的傳播、存儲、檢索密切相關(guān)，是信息組織的重要內(nèi)容和形式。

目前我國相關(guān)行業(yè)的裝備保障工作已經(jīng)基本實現(xiàn)了現(xiàn)行裝備管理業(yè)務(wù)流程的電子化和網(wǎng)絡(luò)化，但是由于現(xiàn)行的管理制度和各部門的職責(zé)劃分等原因，各系統(tǒng)分別立項建設(shè)，相關(guān)部門獨立運行和管理，各系統(tǒng)的功能缺乏整體的規(guī)劃和布局，導(dǎo)致“信息孤島”不斷產(chǎn)生，給保障工作的開展帶來了很大的困難[1]。要解決這些問題，首先需要一個統(tǒng)一的裝備分類編碼方式。

1 相關(guān)研究

目前裝備保障信息資源的分類各種各樣:有的按信息資源的來源進(jìn)行區(qū)分，有的按信息資源的性質(zhì)進(jìn)行區(qū)分，有的按信息資源的裝備工作信息進(jìn)行區(qū)分。但這些方法都存在著一定的不足，如信息重疊、收集整理難度大、包含信息不完全等問題。

在裝備保障信息資源的編碼方面，現(xiàn)在國內(nèi)針對不同領(lǐng)域的裝備也有許多不同的編碼方式。在通信裝備領(lǐng)域有由類別碼、分類碼、流水碼組成的10位編碼方式[2]；有專家用固定編碼+動態(tài)編碼的方式對氣象裝備進(jìn)行相應(yīng)的編碼[3]；在森林防火裝備的使用上也有提出以20位有效數(shù)字符的等長碼進(jìn)行編碼區(qū)分[4]。

不同領(lǐng)域內(nèi)信息存在不同程度的異構(gòu)，各信息系統(tǒng)之間很難進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和交換。在裝備保障工作日益復(fù)雜的今天，針對某領(lǐng)域單一的分類編碼方式不再滿足綜合保障工作的需要，一種統(tǒng)一的編碼方式是目前保障工作所急需的。

2 裝備保障信息資源的分類

依據(jù)裝備保障工作中不同裝備資源所扮演的不同角色，裝備保障信息資源從整體上可以分為2個部分：裝備保障對象與裝備保障力量。同時這2個部分又包含各自的子系統(tǒng)。故裝備保障對象與裝備保障力量是本文提出的層級遞進(jìn)式分類方法中的第一級。

1)在裝備保障對象里，其分類的核心思想是不同裝備功能不同、分屬不同的功能系統(tǒng)。以海上采油工作船為例，分析其船上裝備，可以將其整體分為6大系統(tǒng)：船舶系統(tǒng)、船體設(shè)備系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)。

各個系統(tǒng)之下又包含有相應(yīng)的子系統(tǒng)或者設(shè)備。船舶系統(tǒng)包括艙底水系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、伙食冷藏系統(tǒng)、對外供油系統(tǒng)等。船體設(shè)備系統(tǒng)包括主機(jī)設(shè)備、齒輪箱、軸系設(shè)備、錨泊設(shè)備、系泊設(shè)備、裝卸設(shè)備、拖曳設(shè)備、特種設(shè)備、舵設(shè)備、輔助機(jī)械等。動力系統(tǒng)包括燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、推進(jìn)裝置、動力裝置等。電氣系統(tǒng)包括發(fā)電裝置、配電板、分配電箱、報警裝置、電池等。通信系統(tǒng)包括電話系統(tǒng)、擴(kuò)音機(jī)、無線電設(shè)備、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。應(yīng)急系統(tǒng)包括打撈設(shè)備、救生設(shè)備、潛水設(shè)備、損管設(shè)備等。

2)裝備保障力量按功能主要分為2個方面：進(jìn)行裝備保障工作的單位和人員、用于裝備保障工作的設(shè)施設(shè)備。裝備保障工作的單位和人員根據(jù)執(zhí)行保障工作的性質(zhì)，由企業(yè)、下屬單位、部門、部門工作人員等4個級別組成。用于裝備保障工作的設(shè)施設(shè)備類似于前者，由企業(yè)、下屬單位、管理部門、具體設(shè)施設(shè)備4個級別組成。

這樣的分類方式，可以為信息的編碼提供方向，從裝備保障對象與裝備保障力量2個部分及其子系統(tǒng)的特征入手進(jìn)行編碼。

3 裝備保障信息資源的編碼

在裝備保障信息資源編碼時，對不同級別的對象進(jìn)行分級編碼。通過對每一級的不同對象分別編碼，逐級進(jìn)行從而達(dá)到不同對象都擁有單獨的對應(yīng)編碼。本文對裝備保障信息資源的2個主要部分進(jìn)行分級,如表1、表2所示。

表1 裝備保障對象編碼級別

表2 裝備保障力量編碼級別

根據(jù)不同裝備保障信息資源的特點，制定以下的編碼規(guī)則。

1)裝備保障對象的編碼分為5級，編碼可以到任何一級結(jié)束，到最后一級為最基本的部件級。

2)裝備保障力量的編碼區(qū)別于裝備保障對象之處在于編碼最開始加上符號“+”，只需要4級即可完成。

3)為了通過編碼給每一個保障對象提供一個特有的編號，同時還要方便使用、易于記憶，設(shè)定每一級的編碼均由字母和數(shù)字組成。其中字母由該對象名稱的拼音首字母構(gòu)成，數(shù)字表示該對象的編號，字母和數(shù)字均由兩位構(gòu)成。

4)特別數(shù)字組00代表所對應(yīng)級別的整體，區(qū)別于諸如01、02等代表的個體對象編碼。

5)涉及保障人員時，例如主任(ZR)一項中的數(shù)字01代表主任，02、03、……都代表副主任。

為方便理解，在此列舉幾個編碼實例。

CT00MB02MJ01——船體設(shè)備系統(tǒng)中錨泊設(shè)備的第二類裝置(錨機(jī))的1號錨機(jī)。

DL02DL01QL01——動力系統(tǒng)的2號子系統(tǒng)動力裝置的第一類裝置(汽輪機(jī))的1號汽輪機(jī)。

DQ00PD01DB02——電氣系統(tǒng)中電站裝置的第一類裝置(配電板)的2號電板。

通過此種編碼方式，對裝備保障工作中的各個裝備都進(jìn)行了相應(yīng)編碼，通過任意編碼都可以關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的裝備設(shè)施，實現(xiàn)了裝備與編碼的一一對應(yīng)，給裝備保障的管理工作帶來了極大的方便。同時，字母與數(shù)字的編碼組合方式也便于工作人員理解，字母代表裝備名稱，數(shù)字代表具體裝備對應(yīng)的編號，在其他領(lǐng)域也同樣適用。

4 數(shù)據(jù)的存儲

對裝備保障信息資源進(jìn)行分類編碼，是為了方便數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)模型建設(shè)，以此達(dá)到數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集與管理的目的[5]。本文提出以下2種方式對分類編碼的裝備保障信息資源進(jìn)行存儲及處理。

4.1 SQL數(shù)據(jù)庫

4.1.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

在用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理前，要把用戶需求抽象為概念模型。通過概念模型，將數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)合起來，形成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫體系。在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常常使用E-R圖來表示實體、屬性和聯(lián)系的方法，并以此來描述現(xiàn)實世界的概念模型。在裝備保障信息的數(shù)據(jù)處理中，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計對應(yīng)的E-R圖，如圖1所示。

圖1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的E-R圖

在圖1中，船舶作為基礎(chǔ)核心，分別引出了裝備保障信息資源中的保障對象和保障力量2個方面，而保障力量中的保障人員的任務(wù)則主要是對保障對象中的3、4、5級(系統(tǒng)、設(shè)備、部件)進(jìn)行檢修，以保障船舶的良好工作狀況。

4.1.2 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對E-R圖的分析,以裝備保障信息資源中的動力系統(tǒng)為例,列出在數(shù)據(jù)庫中的部分?jǐn)?shù)據(jù)表，如表1。在表1中，從所屬單位一級到部件級均有相應(yīng)描述，船舶級由船型和船號組成，值得注意的是，裝備一欄描述了裝備的名稱，包含了系統(tǒng)、設(shè)備、部件3級，將3級的名稱統(tǒng)一表達(dá)，在后面一欄有編碼對照的情況下，既不影響用戶的理解，又節(jié)省了空間，避免了因大量數(shù)據(jù)造成的冗余。

4.1.3 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計關(guān)系到系統(tǒng)運行性能，必須充分考慮數(shù)據(jù)的一致性、完整性、安全性以及可伸縮性。在實際應(yīng)用中，隨著數(shù)據(jù)量的增大，數(shù)據(jù)庫執(zhí)行效率會逐漸降低，進(jìn)而影響系統(tǒng)實際運行的性能，因此需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計[6]。

1)視圖設(shè)計。視圖是數(shù)據(jù)庫中提供給用戶以多種角度觀察數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的重要機(jī)制。用戶通過視圖來瀏覽表中感興趣的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的物理存放位置仍在表中。為了方便查看數(shù)據(jù)，我們在對裝備保障信息資源建立數(shù)據(jù)庫時，建立相應(yīng)的視圖。視圖是一個虛擬表，通過視圖我們可以查看視圖所引用的表中信息，但是要想通過操作視圖中的數(shù)據(jù)來改變數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，則需要滿足一定的條件才可以達(dá)到；而反之，只要表1中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了變動，這種變動會自動地反映到視圖中。

2)索引設(shè)計。索引是對數(shù)據(jù)庫表中一個或多個字段的值進(jìn)行排序而創(chuàng)建的一種分散存儲結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫的表上建立合適的索引，可以提高數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢的速度，改善數(shù)據(jù)庫的性能。但是除了聚集索引，其他索引的使用都會占用磁盤容量，因此創(chuàng)建索引時必須要與實際應(yīng)用系統(tǒng)的需求密切結(jié)合，在提高查詢速度和節(jié)省存儲空間之間尋求最佳的平衡點。

表1 動力系統(tǒng)數(shù)據(jù)表

4.2 XML語言

4.2.1 簡介及特點

XML是一種可擴(kuò)展標(biāo)記語言，被設(shè)計用于存儲和傳輸數(shù)據(jù)，為電子文檔增加語義、結(jié)構(gòu)和格式等各方面的信息。它簡單易用，有良好的擴(kuò)展性和自描述性，結(jié)構(gòu)內(nèi)容和內(nèi)容顯示分離，并且具有嚴(yán)格的格式，可以非常方便的轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的樹結(jié)構(gòu)。XML在存儲上由于標(biāo)簽名稱的反復(fù)使用會造成大量冗余，而且它也不具備索引、安全控制、并發(fā)用戶訪問能力，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模存儲時，XML的性能不能滿足需要，不適用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲[7]。但當(dāng)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞或者解決數(shù)據(jù)庫中一對多或多對多的關(guān)系描述時，XML可以方便清晰的解決這些問題。因此，XML作為數(shù)據(jù)處理的一種方式，可以和數(shù)據(jù)庫的存儲功能完美的結(jié)合在一起。

4.2.2 數(shù)據(jù)處理模式

XML作為一種結(jié)構(gòu)化的文檔，可以完善的對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。當(dāng)使用者需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，遵守一些必要的規(guī)則，按照XML的語法對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，便可以形成規(guī)范化的XML文檔。

XML文檔是對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行描述的方式，并可以通過XSL語言進(jìn)行顯示。使用者使用XSL對XML文檔進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其可以通過各種瀏覽器如Internet Explorer、Firefox等進(jìn)行瀏覽，從而達(dá)到數(shù)據(jù)描述以及傳遞的目的。

4.2.3 文檔的設(shè)計與顯示

XML文檔的設(shè)計簡單而又具有嚴(yán)格的格式，為說明XML的具體設(shè)計過程，以船用設(shè)備柴油機(jī)淡水冷卻器的幾項數(shù)據(jù)為例，進(jìn)行XML文檔的設(shè)計如下。

鋁

7.0bar

冷卻水冷卻器為板芯式冷卻器，它與海水系統(tǒng)相連并將冷卻水冷卻到規(guī)定溫度

該XML文檔描述了柴油機(jī)淡水冷卻器的3項數(shù)據(jù)以及設(shè)備圖片的外置鏈接，雖然從文檔中不能直觀的了解相關(guān)數(shù)據(jù)，但是通過XSL可以使該文檔按照XSL中所設(shè)置的格式在一些程序中進(jìn)行瀏覽，將XML文檔的內(nèi)容直觀的顯示出來，讓使用者非常方便地了解有關(guān)數(shù)據(jù)。圖2就是該文檔通過瀏覽器的一種直觀表現(xiàn)。

圖2 XML顯示效果

5 結(jié)束語

通過對當(dāng)前裝備保障工作的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，以海上采油多功能工作船為例，提出了一種適用于船舶裝備保障信息資源的分類編碼方式，以數(shù)字字母的組合形式唯一標(biāo)識每一件裝備，旨在解決現(xiàn)階段保障資源無法進(jìn)行統(tǒng)一管理所造成的“信息孤島”問題給保障工作帶來的不便。同時對于分類編碼后的數(shù)據(jù)存儲處理問題，使用SQL Server數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以XSL語言完成數(shù)據(jù)的描述以及傳輸工作。

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In the present work of equipment support, unified management of information resources cannot be achieved;much inconvenience and" information islands"still exist around transferring and sharing of information.Regarding the issues above, a classification and coding method for equipment support information resources is proposed,by which the related information resources are classified with the progressive hierarchical structure;and an encoding method is proposed which encodes in the form of string combined by letters and numbers.SQL database and XML language are used for storage of classified information resources with the advantages and disadvantages analyzed.Experiments show that the method is of strong applicability,well-defined,easy to understand and unify management storage for information resources.

equipment support information;progressive hierarchical classification;encoding;SQL databased;XML language

湖北省自然科學(xué)基金資助項目(2014CFB233)

崔霽月(1992-)，男，山東東營人，在讀碩士研究生，研究方向為艦船工程信息可視化技術(shù)。

U673

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.01.010

2016-08-16