軍用信息采集與管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

張毅 方國偉 楊秀霞

摘? 要：交互式電子技術(shù)手冊（IETM）作為一種信息化的保障設(shè)備而受到廣泛地關(guān)注，在IETM的基礎(chǔ)上，本文研究了一種適用于基層部隊使用的信息采集與管理系統(tǒng)?；贘ava EE和Android技術(shù)開發(fā)制作了一套由PC端與Pad端共同組成的信息采集與管理系統(tǒng)，滿足了PC信息采集與管理端和Pad瀏覽端之間的信息交互，并通過采用Web技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動APP技術(shù)，完善了系統(tǒng)功能的設(shè)計，實現(xiàn)了為基層部隊提供一套功能豐富、使用便利的信息采集、查閱與管理的設(shè)備。

關(guān)鍵詞：IETM? Java EE? Android? 信息采集? 信息管理

中圖分類號：E284? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）12（c）-0132-05

Abstract： Interactive electronic technical manual （IETM） is widely concerned as an information support equipment. Based on IETM， this paper studies an information acquisition and management system suitable for grass-roots units. Based on Java EE and Android technology develops a set of information collection and management system composed of PC and Pad， which can meet the information interaction between PC and Pad. By using web technology， internet of things technology and mobile app technology， the design of system function is improved， and a set of information collection and consulting equipment with rich functions and convenient use is provided for grass-roots troops.

Key Words： IETM; Java EE; Android; Information collection; Information management

當(dāng)前部隊的日常訓(xùn)練及保障任務(wù)越來越繁重，隨之而來的是各種文檔資料的產(chǎn)生與積壓，而這些資料是確保部隊基層正常訓(xùn)練的信息保障。因此如何管理和使用這些文檔資料就顯得尤為重要。同時，由于紙質(zhì)信息無法實現(xiàn)信息的共享等，無法滿足基層日常業(yè)務(wù)中對信息的使用要求，這就對“文檔電子化”提出了要求。

交互式電子手冊（interactive electronic technical manual， IETM）由于其易于操作、檢索便捷高效、安全可靠的特點[1]，一直以來被作為提高信息管理的有效方法而受到廣泛關(guān)注[2]。文獻(xiàn)[3]指出，美軍因使用IETM，使得裝備技術(shù)信息管理成本費用約降低了40%～60%，這顯然表明了IETM的使用能夠有效提高基層維護(hù)保障工作的效率，減輕基層工作的負(fù)擔(dān)。顯然，不管是出于信息采集與管理層面，還是從信息維護(hù)成本角度考慮，對具有IETM的信息管理系統(tǒng)的設(shè)計研究都具有必要性。當(dāng)前對于系統(tǒng)開發(fā)所選用的技術(shù)包含Java、Android、Python等，文獻(xiàn)[4]利用Java Web技術(shù)實現(xiàn)了對飛行體檢的信息化系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的綜合管理。文獻(xiàn)[5]利用Python語言開發(fā)了智能化的航材信息保障系統(tǒng)，實現(xiàn)了對航材的系統(tǒng)化、智能化分配與調(diào)度。文獻(xiàn)[6]基于Android技術(shù)，結(jié)合Java、C++語言實現(xiàn)對氣象設(shè)備的巡檢維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計，提高了設(shè)備維護(hù)的效率。文獻(xiàn)[7]利用Android技術(shù)對商品的實時庫存系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)移動式數(shù)據(jù)操作。

考慮到信息錄入與保存的可靠性和文檔信息查閱的便捷性，本文考慮采用平臺化與移動化設(shè)備設(shè)計結(jié)合的方式，構(gòu)建一套適用于部隊基層的信息采集與管理系統(tǒng)，包括采用BS架構(gòu)的PC端信息采集與管理系統(tǒng)，以及Pad端的信息查閱APP兩部分組成。PC端管理系統(tǒng)主要通過采用JavaEE技術(shù)及相關(guān)成熟的框架，以提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資料的管理維護(hù);Pad端采用Android技術(shù)，提供便捷的查詢?yōu)g覽PC端所維護(hù)的各種數(shù)據(jù)資料的方式。

1? 總體設(shè)計

本文所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)包含PC端與Pad端設(shè)計，均由硬件設(shè)計與軟件設(shè)計兩部分構(gòu)成。系統(tǒng)的構(gòu)成圖如圖1所示。

由于本文所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)是面向基層部隊使用，考慮到基層部隊在文檔管理方面的需求，所設(shè)計的系統(tǒng)需滿足的主要功能有：（1）支持高拍;（2）支持掃描;（3）支持JPG、PDF、word等格式的文檔管理;（4）支持用戶登錄管理;（5）支持電子資料文件列表按時間、大小排序;（6）支持電子資料文件的精確和模糊查尋功能;（7）支持電子資料的分類管理、具有電子資料文件的重命名、刪除、移動功能。

同時考慮到系統(tǒng)的維護(hù)方面，針對定性的保障層次也需要考慮到兩個方面，一是信息采集與管理系統(tǒng)的研制設(shè)計應(yīng)充分考慮人機工程和保障通用要求，盡量減少維修人力和后勤保障費用;二是保障設(shè)備配套方案應(yīng)簡化品種，減少專用工具和設(shè)備的品種及數(shù)量，維修工具設(shè)備應(yīng)盡可能滿足標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的要求。

2? 硬件設(shè)計

本文設(shè)計研制的信息采集與管理系統(tǒng)的硬件部分由移動式PC工作端與便攜式Pad端組成，其中移動PC工作端的主要任務(wù)為完成日常的一些信息采集與管理作業(yè)等，而便攜式Pad端則主要為了便于查閱相關(guān)手冊信息等?；趦烧叩娜蝿?wù)特點，以下對硬件進(jìn)行設(shè)計。

2.1 PC端硬件設(shè)計

針對部隊基層日常實際工作特點，本文所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)需滿足：（1）具備文檔拍照保存功能;（2）具備文檔進(jìn)行掃描保存功能;（3）具備文檔內(nèi)容顯示與查閱功能;（4）具備信息管理功能;（5）具備文檔打印功能等。

圖2展示了本文所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)PC工作端的總體布局。從圖2中可以看出，移動PC工作端在設(shè)計中考慮到了各種硬件設(shè)備的預(yù)留，這也為軟件設(shè)計打下基礎(chǔ)。

對于PC端的硬件設(shè)計而言，除了滿足相應(yīng)的硬件設(shè)施設(shè)計外，還需考慮到所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)應(yīng)便于基層部隊的使用，本文在硬件整體的設(shè)計過程中重點考慮了以下幾點的特性：

（1）可移動性設(shè)計。為了方便基層部隊在不同場所便捷的使用PC端的設(shè)備，設(shè)備的主體考慮了便捷移動的特點，在設(shè)備設(shè)計中涵蓋了帶移動滾輪的底座設(shè)計，前后雙向把手與輔助搬運的內(nèi)陷式把手設(shè)計，以便于工作臺的移動轉(zhuǎn)場等。

（2）輕量化設(shè)計。由于設(shè)備存在移動的需求，故設(shè)備在設(shè)計階段除了考慮到可移動性設(shè)計外，還考慮到了輕量化的設(shè)計。輕量化的設(shè)計主要從工作臺的材料選用出發(fā)，其主體框架結(jié)構(gòu)選用了高強度的鋼材，而其余主體材料選用了密度更低的鋁合金。在滿足了強度和美觀度的同時，盡可能減輕整體的重量，方便設(shè)備的運輸和移動。

（3）防腐蝕設(shè)計。為了盡可能降低部隊在轉(zhuǎn)場換防過程中，由于環(huán)境的變化而造成的設(shè)備損失，設(shè)備需要具備良好的防腐蝕設(shè)計，本文所研制的PC端移動工作臺，在產(chǎn)品主體框架成型后，進(jìn)行了除銹、烘干、噴涂等防腐蝕工藝流程。

（4）可操作性設(shè)計。考慮到人員對設(shè)備操作的便捷性，設(shè)備在設(shè)計過程中充分考慮了人機工程學(xué)的相關(guān)設(shè)計理念，從設(shè)備的布置到部分接口的位置，均考慮了人員操作的便捷性和安全性。

2.2 Pad端硬件設(shè)計

Pad端的硬件的便攜式特點，也使得Pad端設(shè)計中需要考慮到平板電腦的防損壞性能，同時還需要考慮到平板電腦的端口設(shè)計等，以便于日后對性能的拓展。

針對上述問題，本文在Pad端設(shè)計中，采用加固的平板電腦設(shè)計，基于某型國產(chǎn)平板電腦基礎(chǔ)上，通過設(shè)計平板電腦的加固與端口外擴器件，加強了平板電腦的防摔性能，同時使得平板電腦擁有了1個USB接口、一個LAN接口以及一個Micro-HDMI接口，便于后期的功能拓展。

3? 軟件設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

軟件設(shè)計同樣也分為PC端與Pad端設(shè)計。PC端軟件設(shè)計基于JavaEE技術(shù)，主要實現(xiàn)對這類保障數(shù)據(jù)資料的管理維護(hù)。Pad端軟件設(shè)計基于Android技術(shù)，主要提供方便的查詢?yōu)g覽PC端所維護(hù)的各種數(shù)據(jù)資料。信息采集與管理系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)，提供開放式環(huán)境;系統(tǒng)平臺層采用國際標(biāo)準(zhǔn)，確保所有功能模塊之間的接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

3.1 PC端軟件設(shè)計

信息采集與管理系統(tǒng)PC端軟件架構(gòu)如圖3所示。

從圖3的軟件架構(gòu)中可以看出PC端的系統(tǒng)擁有對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改的權(quán)限，滿足對目錄權(quán)限維護(hù)、管理，對文件記錄管理、瀏覽、檢索、維護(hù)、流轉(zhuǎn)和傳遞，對文件附件的管理以及對錯誤的異常處理。

PC端軟件工作流程如圖4所示。

從圖4中可以看出，權(quán)限的判斷保證了對于系統(tǒng)維護(hù)的人員設(shè)定，在軟件設(shè)計中，充分的考慮了使用者與管理者間的區(qū)別，通過權(quán)限設(shè)定，即便于系統(tǒng)的維護(hù)和使用，也強化了系統(tǒng)的保密條件。圖5展示了PC端軟件的部分效果圖。

3.2 Pad端軟件設(shè)計

Pad端軟件設(shè)計初衷在于提供一種便捷的查詢?yōu)g覽PC端所維護(hù)的各種數(shù)據(jù)資料的方式，主要體現(xiàn)在軟件功能設(shè)計方面，在對保障數(shù)據(jù)查閱app的設(shè)計部分，主要包含了登錄與權(quán)限管理、文檔同步與下載、文檔檢索、文檔瀏覽等功能。

軟件設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有可擴充性，繼承和采用了相對成熟的軟件，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖6展示了Pad端的界面效果圖，從圖中可以看出，為了便于便攜式操作，Pad端針對所需功能分別設(shè)計了相應(yīng)的app進(jìn)行功能選擇與操控，從而降低了操作的難度。

4? 測試與可靠性分析

4.1 硬件測試

本文針對產(chǎn)品的硬件測試主要對產(chǎn)品的PC端進(jìn)行測試分析。為了更好的分析PC端產(chǎn)品的性能，分別從可靠性與維修性兩個層面開展測試分析。

4.1.1 可靠性分析

由于PC端的產(chǎn)品是基于各部分組合形成的，因此需要基于各部件對產(chǎn)品的失效率進(jìn)行預(yù)計，系統(tǒng)失效率預(yù)計的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中，表示第種元器件的數(shù)量;為第中元器件的通用失效率;為第 種元器件的通用質(zhì)量系數(shù)。

基于GJB/Z 299C-2006中對各元器件的通用失效率查詢數(shù)值如表1所示。

結(jié)合式（1）與表1計算可得信息采集與管理系統(tǒng)PC端的產(chǎn)品失效率預(yù)計為，則產(chǎn)品的可靠性預(yù)計值為。

通過試驗與分析表明，所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)PC端工作臺具有較好的可靠性。

4.1.2 維修性

采用平均修復(fù)時間維修性加權(quán)分配法對產(chǎn)品進(jìn)行可維修性分配，表2中列出了PC端中各設(shè)備的加權(quán)因子與同類機型的設(shè)備維修時間。

表中，為第個分系統(tǒng)的第種加權(quán)因子;為第個分系統(tǒng)的綜合加權(quán)因子;為維修性分配指標(biāo);為第個分系統(tǒng)的失效率;為系統(tǒng)的失效率。

根據(jù)表1中加權(quán)因子值，可求出系統(tǒng)的PC端產(chǎn)品的綜合加權(quán)因子：

系統(tǒng)的PC端產(chǎn)品的維修性指標(biāo)為：

通過試驗與分析表明，所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)PC端工作臺具有較好的維修性能。

4.2 軟件測試

為了更好的測試軟件的穩(wěn)定性能，對軟件測試共經(jīng)歷了五個階段的測試，分別是軟件設(shè)計文檔、代碼與模擬測試軟件，軟件靜態(tài)測試、軟件動態(tài)測試、軟件修改后的回歸測試和軟件評審。軟件在測試過程中，出現(xiàn)了部分問題經(jīng)修改后的回歸測試后均證實已被解決。

通過對所設(shè)計的信息采集與管理系統(tǒng)的多次測試與檢驗，得出以下結(jié)論：（1）軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，滿足了PC端與Pad端的數(shù)據(jù)同步要求;（2）軟件設(shè)計滿足軍隊保密要求;（3）軟件功能設(shè)計合理，能夠提高了部隊基層官兵進(jìn)行常規(guī)作業(yè)的效率，并能為官兵提供相應(yīng)的工作流程幫助;（4）軟件的權(quán)限設(shè)計區(qū)別了對于管理層與使用層，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的維護(hù)效率與管理效能。

5? 結(jié)語

本文針對部隊基層日常訓(xùn)練與保障任務(wù)繁重的問題，本著為減輕官兵對于文檔信息處理與整理等的壓力的目的，設(shè)計了由移動PC工作臺與便攜式Pad組成的信息采集與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對文檔信息的及時入庫與查閱、高效化管理以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢等功能。系統(tǒng)設(shè)計由硬件與軟件設(shè)計構(gòu)成，在過程中充分考慮了設(shè)備集成度、硬件配置合理度、軟件設(shè)計模塊化和產(chǎn)品易操作化等因素，保證了產(chǎn)品的二次開發(fā)功能與易于普及使用。所設(shè)計的產(chǎn)品經(jīng)測試檢驗，系統(tǒng)的整體性能穩(wěn)定，軟件操作性強，界面布局合理，能夠有效緩解基層部隊日常工作實施的壓力，對部隊保障任務(wù)有一定的幫助。

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