盘采华，吕建友

（中国原子能科学研究院，北京 102413）

E-linac数字化设计管理系统分析

盘采华，吕建友

（中国原子能科学研究院，北京 102413）

直线加速器设计的信息化和网络化是今后加速器的发展趋势，文章在进行电子直线加速器（E-linac）数字化设计的基础上，构建了E-linac数字化设计管理系统，以解决设计管理中存在的信息共享、资源统筹差、工作协调不够等问题，提高设计管理的效率和加速器数字化设计的研究水平，以信息化推进加速器数字化设计管理体系和设计现代化，为直线加速器数字化设计变革创新奠定基础。

E-linac；数字化设计；管理系统；JSP；SSH框架

1 数字化产业发展的必要性和意义

在2016年国家网络安全和信息化工作座谈会上，总书记指出要加快传统产业数字化、智能化，做大做强数字经济。随着计算机和网络信息技术的发展，直线加速器设计的信息化和网络化是今后加速器的发展趋势，而信息的数字化是越来越为研究人员所重视。“数字化”是计算机、信息通讯、大数据、云计算等一系列相关技术的统称。电子直线加速器数字化设计是支持电子直线加速器设计全过程、支持电子直线加速器相关数据管理、支持电子直线加速器设计流程的控制与优化等，也就是以建模为基础，以优化设计为主体，如图1所示。因此可以说，进行电子直线加速器数字化设计是势在必行。

而在传统的电子直线加速器设计中，普遍采用集中协调、各小组分开单机设计的模式，这种方式不仅交流不方便，而且设计效率低，为解决当前电子直线加速器设计的管理中存在信息共享、资源统筹、工作协调等方面不够的问题，提高设计管理的效率和加速器数字化设计的研究水平，本文构建了E-linac数字化设计管理平台，以信息化推进加速器设计管理体系和设计现代化。

图1 E-linac数字化设计内涵

电子直线加速器数字化设计管理平台是以设计过程为主线，将其工程项目作为产品对象，系统的解决项目管理、协同工作、资源共享3方面的问题。通过从项目的立项、分解、实施到完工等全过程管理，实现设计资源的合理利用；并将所有过程的相关信息都记录备案，提供相关数据图表以供查询统计，为设计单位实现标准化管理打下良好的基础，为直线加速器数字化设计变革创新奠定基础。

2 需求分析

电子直线加速器数字化设计管理系统是适应信息化发展的需要，提高电子直线加速器设计效率，缩短研制周期而开发设计的。本系统采用JSP，servlet技术，使用MyEclipse作为开发工具，选择MySQL作为数据库管理系统，tomcat服务器支持。采用B/S模式，实现了任务管理、项目流程管理、数据管理以及各部件设计管理的功能，具体详情如图2所示。

图2 系统功能图

经过综合分析，电子直线加速器数字化设计是设计员、数据审核员和项目管理员共同参与的工作过程，电子直线加速器数字化设计管理系统必须做到三者的协调，从而使用户能够各自顺利完成工作。所以，系统主要包括3种角色：设计员、审核员和管理员。每种角色的权限和功能是不同的。系统的总体功能模块如图3所示。设计员模块的具体功能如图4所示，审核员模块的功能见图5。

图3 系统功能模块

图4 设计员模块

图5 审核员模块

3 方案设计

3.1 总体设计

本文选择的是B/S体系结构，利用JSP技术进行系统的开发和研制，通过选用tomcat和Apache的结合作为服务器，以及后台的MySQL数据库完成电子直线加速器数字化设计管理平台的搭建。B/S结构是一种三层框架结构，在这种结构中，完全通过浏览器来实现用户界面和实现所有功能，即用户通过网络和中央服务器实现客户端异地实时进行业务操作，客户机上只需要安装如Internet explorer等浏览器软件。这种结构节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术，成为当今应用软件的首选体系结构。

3.2 开发技术及工具简介

系统利用Java语言进行开发，运用JSP技术实现页面设计，运用Struts 2完成框架设计，使用Hibernate框架完成数据库连接，最后采用工具MyEclipse完成编译。

JSP是一种动态网页技术标准，其根本是一个简化的Servlet设计，具有语法规则简单以及可以提高应用开发速度和效率的优点。JSP是一种典型的平台无关性的开发技术，图6为其工作原理示意。

图6 JSP工作原理图

Struts 2框架式MVC流程架构，在分层开发中具有很大的优势。它在开发Web应用程序时把表示层和业务数据层分离，具有可靠性、高重用性、可适应性、可维护性、低开发成本和快速部署的优点。

Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架。设计者对JDBC进行了非常轻量级的对象封装。该框架主要实现数据库与实体类间的映射，具有使程序对象化、简化重复性代码、移植性好和透明持久化的优点。

MyEclipse是一种可支持Java Web开发的技术平台。它是JavaEE集成开发环境，功能丰富，包括编码、调试、测试和发布，并可在程序开发发布及整合方面提高工作效率。

3 数据库概念结构设计

根据需求分析抽象出信息结构，得到电子直线加速器数字化设计管理系统的E-R图，如图7所示。

图7 数据库E-R图

4 编程与实现

为提高系统的效率和实现的效果，本系统使用数据库MySQL，其逻辑结构设计中，有用户表（User）、项目表（Shop）、工作组表（Wgroup）、任务表、版本表、设计数据表和通知表（Notice）等7张表。数据库操作的接口是service，而数据库操作的接口实现是依靠serviceImp。其中配置文件struts.xml是配置跳转文件，beans.xml文件是配置hibernate spring的，其中数据库的相关信息配置如下所示：

对各部件设计的管理是系统的主要功能，包括对电子枪设计、加速管设计、速调管设计、四级透镜设计等的管理。其中电子枪设计过程为首先利用软件PBGUN计算电子光学尺寸，其流程如图8所示，通过调整阴阳极距离、聚焦极形状、尺寸使满足参数要求（高压、导流系数、射程、束腰直径、发射度），然后利用INVENTOR进行机械设计，保证阴极发射度部分的尺寸形状与电子光学设计的尺寸一致。

5 结语

该管理系统一方面，使设计人员可以在管理平台的帮助下，运用丰富的理论知识、先进的管理方法，完整、高效地设计完成电子直线加速器，并且可以创造性地形成电子直线加速器设计自己独有的管理模式。另一方面，电子直线加速器设计管理系统是一个多层次的E-linac设计协同管理平台。通过该平台可完成设计流程的电子化管理、实现项目的协同管理、数据共享和文件协同、电子文档管理以及管理体系文件的管理等功能，在整个项目过程中涉及的输入、输出文档等相关的数据可以在整个项目组的范围内共享，便于项目成员充分参与协同设计。建立支持协同工作的设计管理平台是实现电子直线加速器数字化设计变革的基本保障。

图8 电子枪电子光学尺寸设计图

[1]裴元吉.电子直线加速器设计基础[M].北京：科学出版社，2013.

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Analysis on E-linac digital design management system

Pan Caihua, Lyu Jianyou
（China Institute of Atomic Energy, Beijing 102413, China）

Informationization and networking of linear accelerator’s design is the trend of the accelerator in the future, this paper constructed an E-linac digital management system based on the digital design of the electron linear accelerator (E-linac), in order to solve the problems in design management of information sharing, resource planning, problem of insufficient coordination, improving the design management efficiency and digital design accelerator research level, to promote the digital design management system of accelerator and modernization by informatization, laying the foundation for thelinear accelerator digital design innovation.

E-linac; digital design; management system; JSP; SSH framework

盘采华（1991— ），女，广西贵港，硕士研究生；研究方向：应用数学专业信息技术。