张 洋，宋永磊，胡 磊

(中航工业直升机设计研究所，江西景德镇 333001)

0 引言

在直升机的使用和维护中，直升机技术手册是使用和维修作业的指令性文件和技术培训的重要参考资料。随着直升机各系统日益精密复杂，各种技术手册的信息量越来越大，甚至多达数百本，从而造成技术手册查询困难、不易携带与保存、难于与装备技术状态同步更新等问题。交互式电子技术手册(以下简称IETM)是解决该问题的有效手段。

IETM作为一种电子手册，不仅实现了技术手册的数字化，具有交互功能，实现了技术手册的智能化，更为重要的是，IETM的数据格式采用了通用的标准，根本上为实现数据的互操作和共享性、网络集成化提供了可能。而这些正是实现装备保障信息化、实现CALS理念的最基本、最核心的技术。因此，在工业发达国家，IETM已从理论走向了大规模应用阶段。

在所有IETM相关标准中，目前国际上比较流行和通用的是S1000D标准，

S1000D标准的前身为AECMA S1000D标准，由欧洲航空工业协会(AECMA)与英国国防部共同成立的文档工作组(DWG)于1989年编制完成AECMA S1000D第一版，随后又继续发布了1.6、1.7、1.8、1.9 等多个版本，其最新版本为 2008 年 8月发布的4.0版，适用范围也从最初的军用飞机产品扩展到现在的海陆空各种军用和民用装备，从信息生成、交换、管理到文档资料的生成、更新和版本管理过程，都在S1000D管理的范围之内，并且随着计算机技术的发展和适用范围的不断扩展，规范将不断完善并推出新的版本。S1000D的发展不仅仅是需求的牵引，同时还紧紧跟踪了IT技术的发展，如逐步采取了XML、Schema、ADL等技术。我国在S1000D标准方面的研究起步比较晚，但最近几年取得了显著的成绩，如工信部电子五所已经根据S1000D4.0标准构建起具有自主知识产权的IETM系统。

1 S1000D标准的特点

S1000D标准全面关注了源数据的标准化、用户交互机制、运行格式和用户体验。静态源数据的标准化主要来源于欧洲航天设备制造商协会(AECMA)S1000D。动态源数据的标准化主要来源于MIL－PRF－87269A和MILSTD－2361。用户的交互机制和运行格式参照了MIL－HDBK－511。用户体验方面则综合了MIL－PRF－87268、MIL－HDBK－511、MIL－STD－3001和AECMA S1000D中的有关要求和指导方针。可以说，S1000D综合了现有IETM各方标准的优点。此外我国的IETM军标(GJB6600)也是基于S1000D制定的。

S1000D采用了多项ISO国际标准和CALS以及W3C标准，支持标准广义标记语言(SGML)、可扩展标记语言(XML)和计算机图源文件(CGM)。这些中性的技术标准不依赖于S1000D平台的具体的架构、语言、数据存储等技术，只要产生的数据是符合S1000D标准的，就可以在完全不同的多个平台间无缝地进行数据交换。

1.1 数据模块

按照S1000D标准的定义，技术出版物的内容存储于一系列独立的DM(Data Module，数据模块)中。一个装备的技术出版物所涉及的所有DM均有组织地存放于CSDB(Common Source DataBase，公共源数据库)中进行统一管理。一个DM就是一个独立的XML文件，用于描述在某个特定的情况下针对装备的某个系统/子系统/子子系统的某个维修任务或说明。每个DM均包含两个部分，即内容部分和状态部分，如图1所示。内容部分包含装备操作/维修工作所需的数据，如原理描述、工作步骤等;状态部分，包含管理DM所需的各种源数据，即数据模块的标志信息(如编号、标题、发行号、发行日期、所用语言等)和状态信息(如:保密等级、适用性、质量保证状态等)。

在CSDB中，每一个DM都是由其DMC(Data Module Code)和发放号(Issue Number)来唯一识别的。一个DM创作完成后，可以根据需要，在不同的交付物中多次重复使用。这样不仅可以节省存储空间，还可以保证数据的一致性，节省维护费用，提高数据管理能力。当需求改变时，仅修改单一一个数据模块，即可影响到生成的技术文档，这个特性充分体现了CALS“一次制作生成，多次重复使用”的基本理念。此外，针对DM和DM中的内容，可以施加内容适用性信息，从而能够生成针对特定装备构型的定制化技术出版物。

1.2 通用资源数据库

根据实用性、可操作性原则，本文采用目前较流行且技术成熟的关系数据库作为CSDB数据库管理系统。将所有的数据模块、插图等信息对象存放到CSDB之中，并使用数据模块列表和出版模块管理它们。其具有以下三个特点:

1)具有可修改能力，以适应直升机全寿命周期内各阶段技术状态的变化，提供最新的、容易理解的、准确的和详细的技术信息;

2)格式中立，数据对象的内容和格式必须分离定义，以确保不同的IETM显示系统或其它的综合保障信息系统能够共享信息资源;

3)数据格式标准，以确保具有数据交换的能力。

图1 数据模块结构与数据模块类型

2 基于S1000D标准的直升机IETM系统流程研究

S1000D标准为IETM的开发提供了一个开放系统描述方法，指出以数据模块组织技术信息(并规定了数据模块的形式结构)，以通用资源数据库管理信息对象，但标准中并没有给出任何一种IETM系统实现方案，因此需要开发者自行研究设计。

按照标准的要求，结合IETM开发的基本流程，基于S1000D标准的IETM信息流程应包括:技术信息的收集整理、数据模块制作、插图制作、信息对象存储与管理、技术信息发布等过程，如图2所示。

图2 结合IETM体系结构开发的基本流程

2.1 技术文档的模块化制作

在S1000D中，资料的组织是基于SNS和IC码进行的。SNS描述了技术资料的物理结构，它是直升机的功能构型和物理构型的结合体，通过SNS能够很快定位组件的功能或物理位置。IC码是S1000D对技术资料的功能的简短说明，资料使用者能够通过IC码(信息名)确定技术资料的作用，提高使用者定位和使用资料的速度。SNS与IC码结合的资料组织结构，不但为资料的编写与管理提供了方便的基于构型的管理，也为资料的使用者提供了更便捷的使用方式。使用者只要知道资料的物理名及相关工作名(IC码)就能确定资料的位置。如:液压系统－清洗，通过SNS(液压系统)就能定位资料在直升机技术资料中的结构位置，清洗(IC)就能确定技术资料是作为清洗的指导资料。

此外，SNS所描述的技术资料的物理结构与传统的“系统/分系统/子系统/子子系统”文档组织结构有很大差异。这就要求我们将原始的线性文档逐层拆分为单元模块的形式，将直升机各种技术资料中的文字、图像、声音、动画等以合适的格式导入到数据模块中，并分析其中所引用到的其他数据模块，建立相关的超链接关系。

2.2 圈像的制作与处理

IETM系统的一个显著特点就是可以利用现代多媒体信息技术，使用图像、声音、动画等多种表现手段来表现技术信息，向用户提供更直观的感受，能够避免冗长的文字解释、帮助读者正确理解文本内容。

根据S1000D标准的要求，IETM中的图像应尽量使用矢量图存储，且其标准格式为CGM。CGM是一种智能的矢量图形格式，可以实现HotSpot(热区)技术，通过专用软件(如Isodraw、3DVIA Composer等)绘制而成，可以利用软件赋予CGM图像相应的超链接属性，因此可以更好地实现IETM系统的“交互性”要求［1］。

在制作插图时一定要注意，插图中应当仅包含图像信息。除了插图编号、名字等标志信息外，所有其他与插图相关联的非图形信息，都应当在插图外部被保存和维护。如果插图中含有非图形信息，将约束插图在不同上下文环境中的使用，并且还要使用图像编辑工具来维护这些信息。最典型的情况就是为不同语言版本的数据模块提供相同的插图。

2.3 信息对象存储与管理

直升机IETM中所有的信息对象都存放在通用资源数据库CSDB中。CSDB是信息管理中最重要的元素，它储存并管理所有工程中需要发布的技术手册对象，负责所有合作商、供应商和用户之间数据的交换。在CSDB中存放的信息对象如图3所示:

图3 IETM公用数据库内容

数据模块列表(Data Module List，DML)，用来管理和控制CSDB中的信息对象内容，并定义了所有工程项目所需要的数据模块;CSDB状态列表(CSDB Status List，CSL)，用来确定项目的CSDB状态，在CSDB由多家单位合作开发时，可使用CSL标志CSDB的状态，以保持CSDB的一致性;出版物模块(Publication Modules，PMs)，用于管理组成技术出版物的所有数据模块;数据分发备注(Data Dispatch Notes，DDN)，用于描述分发数据模块的方法及其注意事项。在CSDB中组织IETM数据时，使用DDN所提供的方法，将所有DM和ICN存放入CSDB中，并使用DML和PM管理它们。

基于S1000D标准的CSDB应当是“特别设计的无冗余关系型数据库或面向对象的分级数据库”。所谓“特别设计”，是指将各种技术数据分解为完全无冗余的模块，即把已经分解成为仅描述单个维护任务或装备信息的数据模块，进一步分解为单个不同的操作步骤和装备参数信息。如:将会在技术资料中不同部分重复使用的警告信息、图像和通用的维护步骤等，在CSDB中只出现一次，在其引用位置上多次调用即可。这可以避免数据的冗余浪费，对直升机这样的复杂系统来讲是绝对必要的。这就要求CSDB在数据库设计上要具有合理的分层结构和适当的数据模块粒度，在实现低冗余度的同时充分涵盖直升机的全部技术资料信息［2］。

2.4 技术信息分发与提供

将信息对象按照一定的规则存储到CSDB中后，需编写IETM浏览程序。IETM浏览程序将自动与CSDB建立数据链接，将CSDB中的数据按照用户的输入检索并输出至数据集中。此时的数据集中又恢复成为 XML文档的格式，由浏览程序为该XML文档指定相应的XSLT(样式表文件)。这里，样式表文件将包含CSDB中各类信息对象的显示样式(如文本，表格，警示，准备工作，菜单，数据模块，适用性，故障信息等)，然后将XML以HTML、DHTML或者PDF的形式输出显示给用户。在开发过程中应详细考虑到直升机使用方的交互性要求，将IETM的交互性设计融入到系统中，最后，可实现完整的IETM系统。

3 结论

目前，无论在国际还是在国内，无论是直升机还是固定翼飞机，无论是军用直升机还是民用直升机，基于S1000D标准的电子技术手册是我国直升机行业编制标准和应用的方向，也是适合我国国情的，而且更有助于直升机交互式电子手册的发展和相关行业电子手册的融和。因此，在直升机维修信息化保障不断加强和发展的今天，构建直升机交互式电子技术手册框架，将重要的技术资料有效地结合到交互式电子技术手册系统中，给维护人员提供最直接、最全面、最新版的信息支持，是确保直升机维修科学性和高效性的有效手段。

［1］高万春.S1000D下IETM的研究和实践［M］.武汉:华中科技大学，2007.

［2］宋永磊.直升机交互式电子技术手册总体框架设计研究［D］.南京:南京航空航天大学硕士学位论文，2010.