侯興哲 陳文禮 梁 星 胡曉銳 單 莉

(國網重慶市電力公司電力科學研究院，重慶 401123)

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計量測試交互式電子技術手冊的設計與應用

侯興哲 陳文禮 梁 星 胡曉銳 單 莉

(國網重慶市電力公司電力科學研究院，重慶 401123)

本文將IETM的特點與計量測試的需求相結合，介紹了計量測試IETM的設計、關鍵技術以及計量測試IETM在計量測試技術資料管理、計量測試人員培訓、計量測試設備使用、故障診斷以及維修等方面的應用。

計量測試；IETM；模塊化；增值應用

0 引言

交互式電子技術手冊(Interactive Electronic Technical Manual，IETM)是數(shù)字化的技術手冊，綜合應用計算機多媒體、數(shù)據庫和網絡等技術的優(yōu)勢，將產品使用、維修過程中需要的技術信息和數(shù)據分割成基本的信息單元，以模塊化的方式加以組織和存儲，并以多種方式滿足用戶的查詢需求，為技術人員提供適時、適需、適用的操作指導和信息支持[1]。本文在對IETM的技術特點及設計方法進行研究的基礎上，結合計量測試業(yè)務需求，介紹了計量測試IETM的設計方法及其在人員培訓、計量測試設備故障診斷、維修等多個方面的增值應用[2]。

1 計量測試IETM功能需求

目前，國內IETM主要應用于軍用武器裝備，民用領域對IETM的研究和應用較少，在計量測試領域中，我國計量測試單位使用的技術資料和手冊大都仍然以紙介質和傳統(tǒng)的線性文件為主[3]，缺乏一個有效的技術資料處理系統(tǒng)將內容繁雜的計量設備手冊、計量檢定信息、設備建標信息、日常維護操作記錄等各個方面的資料有機地組織管理起來。計量測試IETM需要達到以下功能要求：

1)以計量測試設備管理為中心，將計量測試設備全壽命周期各個階段產生的技術資料、使用記錄等設備相關信息統(tǒng)一管理，實現(xiàn)計量測試設備全壽命周期管理的目的。

2)針對當前計量測試技術資料管理現(xiàn)狀，提高計量測試資料管理水平，解決目前資料分散管理，查找、使用不方便的問題。

3)規(guī)范計量測試設備技術信息內容及其組成，以最優(yōu)的方式將多種信息快速而精確的呈現(xiàn)在工作人員面前，提高工作人員效率。

4)增強計量工作人員的知識積累，降低計量培訓的難度，提高人員訓練水平。

2 計量測試IETM設計

2.1 計量測試IETM總體架構

計量測試IETM制作的總體架構如圖1所示，主要分為IETM規(guī)劃、編制、內容管理、出版發(fā)布、應用5個階段[4]。在計量IETM的制作過程中各階段主要工作及信息流程為：

1)IETM規(guī)劃：主要對計量測試IETM的需求進行分析，分析手冊適用的范圍、手冊內容規(guī)劃、相關標準的應用和剪裁、收集相應的工程技術數(shù)據和文檔資料，良好的規(guī)劃是成功研制計量測試IETM的關鍵。

2)IETM編制：主要在IETM編制標準的基礎上，對計量測試原始技術信息進行加工轉換，對技術插圖和多媒體資料進行處理制作；采用XML編輯器將各類信息編輯成標準的數(shù)據單元，并對各數(shù)據單元進行編碼，以便于對其進行管理。

3)IETM內容管理：主要是對編輯階段產生的各類數(shù)據單元進行存儲、控制和管理。主要包括權限管理、數(shù)據單元的版本控制、工作流程管理等。

4)IETM出版發(fā)布：主要是根據用戶和其他應用系統(tǒng)的需要，提取數(shù)據庫中的數(shù)據單元，發(fā)布成能滿足需求的IETM。

5)IETM應用：計量測試IETM發(fā)布后，主要應用于三個方面：一是用于計量檢定人員和設備操作人員日常工作指導；二是輔助設備維修人員進行故障隔離并指導維修；三是用于計量測試技術人員的培訓學習。

圖1 IETM總體架構

2.2 計量測試IETM主要特點

計量測試IETM集結構化的數(shù)據包、交互式閱讀器于一體，同時借以樣式表可供技術人員進行交互式查閱。其主要特點如下：

1)多角度導航閱讀：計量測試IETM根據信息的組織方式可對計量測試信息及計量檔案進行多角度的導航閱讀，不僅可以根據手冊目錄導航技術資料內容，也可以根據計量測試設備結構導航技術資料內容。

2)支持智能圖形、熱點鏈接：計量測試IETM支持多種格式的二維、三維工程圖像，對技術插圖具有放大、縮小、平移、局部放大等一系列查看功能。用戶在查看技術圖形時，點擊其中的熱點，系統(tǒng)可以跳轉到相應的文本位置；在文本內容處點擊圖號信息，系統(tǒng)高亮顯示技術插圖中的熱點或部件。

3)多媒體支持：計量測試IETM支持AVI、MPEG、Flash等通用多媒體格式，提供各類音頻、視頻的控制功能；提供計量測試設備原理、操作等仿真動畫交互訪問，以多種表現(xiàn)形式非常直觀地展示相關計量測試操作過程。

4)基于決策樹的故障診斷：計量測試IETM在故障分析手冊的基礎上，針對計量測試設備各功能系統(tǒng)，建立故障分析決策樹，提供相應的故障分析引導界面，可以通過人機問答、自動過濾的方式，引導用戶進行故障診斷，直到給出相應的故障維修方法。

5)組合信息檢索：計量測試IETM支持在單個數(shù)據單元內或在所有手冊內進行關鍵字或關鍵字組合全文檢索；除了全文檢索等通常的檢索方式，IETM還支持按信息結構、信息屬性進行檢索，使用戶能夠更有針對性的檢索信息。

3 計量測試IETM關鍵技術

3.1 標準化技術

IETM的核心問題是信息共享、產品數(shù)據的互操作，而標準是實現(xiàn)信息共享的前提和基本保障[4]，所以，所有的開發(fā)工作都必須在相關標準的嚴格指導下才能進行，計量測試IETM的制作要注重標準的研究制定工作，在參考國內外先進標準，掌握標準的核心內容的基礎上，需要結合計量測試開展實際，在計量測試企業(yè)層面，制定企業(yè)層次的編碼規(guī)范、數(shù)據格式要求、手冊內容要求等[5]。

3.2 模塊化設計

計量測試IETM的技術內容是由若干信息單元構成的，每個信息單元都是一個獨立的數(shù)據模塊。在邏輯上，每個數(shù)據模塊在內容管理數(shù)據庫中都是一個能自我描述的，包含著與設備的某個物理結構部分或功能結構部分相應的技術信息；物理上，它是一個ASCII碼文件，以XML格式組織數(shù)據，并有相應的文檔類型定義(Schema)來約束數(shù)據文件的結構[6]。計量測試IETM需要根據多方共同制定的業(yè)務規(guī)則對每類數(shù)據模塊的Schema進行剪裁，定制適合自己的Schema，然后將手冊按結構劃分成若干個數(shù)據模塊，對每個數(shù)據模塊標注名稱和唯一性代碼，結構設計好以后，編寫人員只需要在已設計好的結構(數(shù)據模塊)內編寫適當?shù)募夹g內容。圖2為計量標準器基本信息映射為XMLschema，及基于該Schema結構編寫的XML格式的文檔內容。

圖2 文檔結構映射

3.3 交互式3D仿真技術

目前，計量測試技術信息的描述大多采用文本與二維圖形相結合的方式，對缺乏技能和經驗的技術人員來說，對信息的理解有一定的障礙。交互式3D技術對物體的描述直觀、逼真，在傳達物體的基本結構和空間信息方面具有優(yōu)越性。將交互式3D技術應用于計量測試IETM中，可以顯著增強計量測試IETM的維修支持和培訓功能，有利于技術人員快速獲取和理解技術測試設備信息[7]。

4 應用

目前，計量測試單位的技術資料大都為紙質資料，內容簡單、零散；結構不規(guī)范；資料查找、更新麻煩。無法有效地支持基層技術人員的維修保障工作，計量測試IETM的應用將極大地規(guī)范技術資料的編制，使技術資料以更加豐富的展現(xiàn)形式呈現(xiàn)給維修使用人員，為基層技術人員的現(xiàn)場故障診斷與維修提供更充分、更直觀、更生動的信息支持。此外，由于IETM采用了開放的技術標準，能實現(xiàn)計量測試技術資料的數(shù)字化、智能化與網絡化，不僅能滿足技術資料的集中有效地管理，同時也能最大化地提高信息的利用率，實現(xiàn)其功能的增值[7]。

近年來，電能表自動化檢定技術在國內迅速發(fā)展并在省級電力公司計量中心逐漸普及，大規(guī)模自動化檢定系統(tǒng)基本完成了在省級電力公司計量中心的布局，自動化檢定系統(tǒng)的運行和維護給使用人員帶來了極大的挑戰(zhàn)。本文以電能計量測試中常用的電能表自動化檢定裝置為對象，設計開發(fā)了一套適合于電能表自動化檢定的IETM管理系統(tǒng)，其界面如圖3所示。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了對電能表自動化檢定裝置全壽命周期技術資料的智能化管理，便于使用人員對自動化檢定裝置的技術管理，而且采用模塊化結構、多媒體展示手段將自動化檢定裝置操作手冊、簡單故障診斷與排除等內容以最優(yōu)的方式快速而精確地呈現(xiàn)在使用人員面前，不僅對初次接觸自動化檢定系統(tǒng)的使用者起到良好的培訓效果，同時為自動化檢定系統(tǒng)的運維人員提供了良好的輔助診斷與知識積累。

圖3 電能表自動化檢定裝置IETM界面

5 結束語

當前，隨著信息技術的發(fā)展，計量測試正逐步走向自動化、數(shù)字化、集成化和信息化。信息技術的應用、信息數(shù)據的標準化、互聯(lián)互通、數(shù)據一致性、狀態(tài)正確性等建設，是實現(xiàn)計量測試工作保障的前提條件。計量測試IETM的應用不僅在減少技術資料的出版及更新的費用、減少紙張的費用方面有明顯的直接經濟效益，而且在縮短設備維修、人員培訓的時間、減少人力與資源的消耗，以及設備全壽命費用方面具有更加巨大的間接經濟效益，能夠極大推動維修、培訓、故障診斷等綜合保障要素的集成應用和發(fā)展，進而帶動了計量測試整體綜合保障能力的提升。

[1] 粱琰，陳海鵬，賀喆.交互式電子技術手冊思想及應用的思考和建議[J].計算機科學與技術,2013,11(31)

[2] 祁超，解洪成.船艦級維修對IETM的功能增值要求[J].江蘇科技大學學報，2006，20(3)

[3] 王寶龍，黃考利，陳懷艷，王海平.計量測試交互式電子技術手冊設計框架和關鍵技術[J].計量技術,2012(2)

[4] 于雷，趙淵博，劉劍.IETM在某導彈通用測試系統(tǒng)中的應用研究[J].計算機測量與控制，2009(12)

[5] 刁兆勇.交互式電子技術手冊(IETM)及其應用研究[D].南京：南京理工大學碩士學位論文，2009

[6] 喬福超，齊玉東，陳青華.IETM數(shù)據顯示與存儲技術研究[J].四川兵工學報,2015,3(36)

[7] 朱興動.武器裝備交互式電子技術手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.19