交互式电子技术手册在空管领域的应用初探_李妍.pdf

61技术论坛空 运 商 务N o.4 5 3 2 0 2 3.2交互式电子技术手册在空管领域的应用初探民航甘肃空管分局李妍空管设备是保障飞行安全的重要基础设施，是民航空中交通管理业务系统正常运行的技术条件，设备技术手册是维护人员进行维护、维修与培训的指导性文件。目前对设备技术手册的维护采取较为简单的电子文件分类、分目录存储，可利用线性索引、线性链接等方式进行浏览、检索、查询以及更新，难以满足在设备维护过程中进行指导、交互的要求。所以如何对技术手册进行更方便、更智能的管理成为一项重要工作。交互式电子技术手册（I n t e r a c t i v e E l e c t r o n i c T e c h n i c a l Ma n u a l，I E T M）是利用数据存储与处理、信息分析和决策支持等多种手段集成，具有辅助维修、辅助训练、资料查询、信息浏览等多种功能的综合应用系统。本文着重研究交互式电子技术手册在空管领域的应用，以及带来的技术革新及深远意义。交互式电子技术手册概述交 互 式 电 子 技 术 手 册（I n t e r a c t i v e E l e c t r o n i c T e c h n i c a l Ma n u a l，I E T M）它是指综合应用了计算机多媒体、数据库和网络等技术的优势，将内容繁杂的操作手册、维修手册等信息，按照有关的标准有机地组织管理起来，并以最优化的方式将文字、表格、图像、工程图形、声音、视频、动画等多种信息形式显示在电子屏幕上，并以交互的方式进行查阅，精确地展现维修技术人员或系统操作人员所需的信息，加速装备使用和保障活动的实施。先进的I E T M还综合了专家系统、人工智能、自动诊断、故障隔离以及培训等其它处理过程，并可嵌入便携式维修辅助装置和自动测试设备中。I E T M工作结构如图1 所示：图1：IETM工作结构图62技术论坛空运商务N o.4 5 3 2 0 2 3.2I E T M根据显示方式和数据存储格式分为5 类，各类I E T M的特征、数据格式、数据模块和机构如表1 所示。在I E T M分类中，C l a s s 1 电子索引页面图像：把所有已经存在的纸质文件转换为电子资料，然后进行编辑实现智能索引，是一种静态的电子扫描页；C l a s s 2 电子滚动式文件：把技术文件转换为文字性电子文档，并具有滚动文字视图、连接文字或图形、关键搜索、索引等功能；Cl a s s 3 线性结构I E T M：与第二类的数据组织方式大致相同，单在功能上较第二类先进，能够以对话框方式实现交互，并且图形与文字分窗口显示；Cl a s s 4 层次数据库结构：能够向用户提供更多样的交互式访问方式，更加快捷、方便的访问所需信息，并向用户提供基于功能系统或结构的导航访问方式；C l a s s 5 综合数据库I E T M：加入了专家系统、人工智能、智能诊断系统等技术，实现了查看单一系统时可从多个数据库得到多个不同的信息。I E T M在空管的应用目前，空管领域内设备的电子技术手册，如Wo r d、P D F 文件，相当于I E T M发展早期的第1、2、3 级I E T M，嵌入了具有链接属性的书签、目录、索引、文档搜索等界面元素，而且建立了文档内部或者与外部的链接，但由于其属于线性阅读模式，只有有限的交互性，不能很好地满足维护人员对技术信息快速、准确定位以及智能化学习的需求。因此，开发使用了具有人机对话的交互性技术特征的第4、5 级的I E T M，采用对话框、树形结构导航与目录、超文本与超媒体链接等非线性交互访问的阅读方式以及多种界面元素的交互性功能，最大限度地满足维护人员快速准确的定位和深度显示所需技术信息的需求。通过对空管设备进行分析、分类，五级功能的I E T M主要有以下应用：（一）辅助培训I E T M能够对知识库进行交互，用于辅助培训。I E T M将设备技术手册数字化，将所有知识分解，使用数据模块存储在I E T M公共源数据库中，可以根据培训大纲制定培训计划，并以文字、表格、图形等形式进行交互式培训；同时I E T M还可以组织各种在线交流和在线考试，通过对公共源数据库中的知识进行分类、重组，随机组卷进行考试，跟踪IETM类型ETM电子技术手册IETM交互式电子技术手册IETM分类Class1Class2Class3Class4Class5IETM特征电子索引页面图像电子滚动式文件线性结构IETM层次数据库结构IETM综合数据库结构IETM数据格式电子图像数据ASCII文本+图像数据ASCII文本+图像数据ASCII文本+多媒体数据ASCII文本+多媒体数据数据模块文件各页为一个模块整个文件为一个模块整个文件为一个模块各信息单元为一个模块各信息单元为一个模块信息结构线性结构ETM线性结构IETM数据库结构IETM线性结构非线性结构面向文件信息结构面向对象信息结构表1：数字化技术手册分类表63技术论坛空 运 商 务N o.4 5 3 2 0 2 3.2学员的学习情况，同时可实时进行考试总结与效果评定。（二）备件管理I E T M能够对所有设备备件进行统一管理。将设备的技术手册、存放位置、关联性等信息整合到I E T M公共源数据库中，即可进行交互式管理。I E T M备件管理中可以根据同一备件的不同位置生成分布式存储图，也可以根据同一存储地点的备件生成备件目录清单，从而更直观、方便的对备件进行查找与更新，同时在备件的出库、入库管理中采用智能交互模式，记录、跟踪备件的状态，实现备品备件的智能出入库管理。（三）辅助设备维护/维修I E T M能按照设备层次结构形象的描述各组成的系统、分系统、设备、部件等分解结构及技术原理，能按照设备维护规程和维修手册制定预防性维护计划、维修范围，给出故障查询程序，分析故障原因，指导故障检测、故障定位、故障隔离，在检测及修复损坏软件的过程中，对可能遇到的危险给予必要的警示和提醒，还可提供远程支援维护。同时，I E T M可根据设备技术手册的内容生成错误纠错引导，模拟实际故障，指导维护/维修过程，从而提高维护人员的设备管理技术水平。（四）与VR/AR集成应用随着计算机技术和信息技术的快速发展，采用新的技术手段来彻底取代传统的工程图纸、技术资料已经完全可能。I E T M与生俱来的数字化图文信息技术，与虚拟现实技术（V i r t u a l R e a l i t y）/增强现实技术（A u g me n t e d R e a l i t y）结合在一起，对复杂设备的制造维护、维修产生巨大的提升与推动作用，利用I E T M技术可以实现虚拟故障模拟、虚拟维护及虚拟维修，为空管设备的安全及运行安全提供极大的创新应用空间。I E T M应用原理与实施（一）交互性I E T M是在E T M的基础上发展起来的，他区别于E T M的最显著的技术特征为交互性。由于I E T M的良好交互方式，即从传统知识技术手册的静态知识表达方式，向采用文字、图形、表格、音频和视频等多样化的动态、直观、生动、易于学习和理解的信息表现形式发展。交互性是表征I E T M的主导性技术特征。I E T M的交互性需要完成两个过程。一是维护人员与计算机的交互，即维护人员通过计算机显示界面及辅助输入/输出向计算机发出操作指令的过程；二是计算机交互界面与公共源数据库（包括数据模块、插图及多媒体信息）之间的交互，即I E T M按照交互界面功能的操作指令组织技术信息向维护人员显示的过程。（二）可重用性I E T M技术的可重用性包括数据可重用性及技术可重用性。数据可重用性的基础是数据的模块化与结构化，模块化处理的实质就是数据标准化的方法。数据模块是I E T M技术标准的重要概念之一，它也是公共源数据库中最为核心的信息对象。数据模块是I E T M中最小的、独立的信息单元。它包括文本、图标和其他数据类型，并且具有通用的结构。I E T M技术标准规定了数据模块的基本结构包括两个部分，第一个是标识与状态，第二个是内容。其中标识和状态层用于记录数据模块的标识信息（如数据模块代码），内容层用于记录与装备相关的技术内容。采用公共源数据库（C o mmo n S o u r c e D a t a B a s e，C S D B）来存储与管理数据是I E T M技术标准最重要的概念，也是该标准64技术论坛空运商务N o.4 5 3 2 0 2 3.2（三）IETM实施I E T M实施主要分为三个阶段：规划阶段、实施阶段和使用维护阶段。1.规划阶段，重点确定I E T M研制所遵循的标准和业务规则、技术内容的范围和深度、I E T M功能的组成和实现方法、部署使用的环境和数据更新方法等。2.实施阶段，根据规划阶段确定的规则和技术内容范围，依据空管设备的可靠性、维修性、保障性等分析的结果，进行设备使用、维护、维修等数据编制和审核发布工作，进行I E T M功能的开发实现和测试。对于空管中复杂的设备，既要完成面向传统手册浏览的线性文档数据编制，又要完成支持非线性数据的编制。3.使用维护阶段，需要根据设备使用保障的实际情况对I E T M技术内容的范围和深度进行补充完善，对设备某个组成单元的数据进行修改更新。随着计算机技术日新月异的快速发展，I E T M取得了长足的进步，逐步成为新时期设备综合保障的核心技术。I E T M在空管的应用将对设备的制造与维护产生巨大的推动与提升，极大地提高设备维修维护和人员培训的效率和效益，有效地推进智慧空管的建设与应用，进一步助力“四强空管”，实现民航高质量发展。最突出的优势。C S D B 是一个信息存储与管理工具，对数据的组织来说，可以认为是对I E T M所有信息进行存储和管理的一种方式，从数据库的角度，它是一个抽象的数据库。I E T M原理如图2 所示：图2：IETM工作结构图资料图片