航海装备多维信息集成系统研究
摘要：针对装备维修信息化现状，提出了装备多维信息集成系统。该系统以图形图像为直观载体，在可视化环境下，将与装备的设计、制造、运行和维护等相关的完整信息资料，进行集成管理，可提供智能信息查询和设备的精确直观定位功能，通过图纸上的信息点进行多重链接，实现图纸与图纸、图纸与技术资料的多维对接，提供现场再现功能，为装备的技术管理、维修保障及保驾护航提供远程技术决策能力。
关键词：多维信息集成系统；可视化；多态复合链接
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)07-1674-06
Study on Multi-dimensional Information Integration System for Navigation Equipment
MA Jun-yong，REN Yang-shan
(University Navy Maritime Security Repair Shop of Qingdao, Qingdao 266071, China）
Abstract: According to the situation of equipment maintenance informationize,the paper designed multi-dimensional information integration system for navigation equipment.The system regarded graphic and images as visual carriers. in a visual environment, the system can manage the complete information about equipment design, manufacture, operation and maintenance. It can provide the ability of intelligent information inquiry and accurate and intuitive positioning.Through on multi-link of information point on the drawings, it made the multi-dimensional docking come ture between the drawings and the drawings, the drawings and technical data.It provides the functionality of the scene reproduction and remote technical decision-making capacity about the technical management of equipment and maintenance support.
Key words: multi-dimensional information integration system; visual; multi-dimensional docking
1概述
装备维修信息化是未来战争的一个重要组成部分，是交战双方实现体系对抗，保持和恢复参战装备战斗力，夺取战争最后胜利的关键环节。装备维修信息化就是在维修工作中，充分利用信息技术，借助各种信息平台，对维修资源实现优化管理与共享，对维修技术实现远程信息支援。
与装备维修相关的信息管理系统很多，如EAM/ERP、SIS、DCS、PDM等，但各有侧重：EAM/ERP偏重于装备生产过程和静态信息的管理，PDM主要用于产品数据管理，SIS侧重于重大装备的运行监控，DCS用于装备集散控制。这些系统存在信息集成度低、对多维海量数据缺乏有效的管理手段、信息的展示方式简单等问题，与当今信息管理技术的多信息集成和可视化的发展趋势不相适应。
GraphInfo多维信息集成系统有效解决了以上问题。该系统以图形图像为直观载体，在可视化环境下，将与装备的设计、制造、运行和维护等相关的完整信息资料，包括多种主流信息管理系统（EAM/ERP、SIS、DCS等）中的信息，进行集成管理，可提供智能信息查询和设备的精确直观定位功能，并可在该平台进一步开发数据分析、数据挖掘和信息综合应用。相对国内目前普遍采用的图文管理系统，该软件的特点突出了图纸资料的应用功能。通过图纸上的信息点进行多重链接，实现图纸与图纸、图纸与技术资料的多维对接，直接面向装备维修保障一线，装备图纸与技术文档与装备实景以及排故现场对应，提供现场再现功能，为装备的技术管理、维修保障及保驾护航提供远程技术决策能力。
2功能模块及流程图
2.1整体功能模块图
GraphInfo系统功能主要包含：权限管理、数据录入、建库管理、信息点管理、审批流程五大核心模块，版本管理、信息点属性管理、镜像管理、系统集成等多个辅助模块。功能模块图如图1所示。
2.2系统流程图
GraphInfo多维信息集成系统流程图如图2所示。
3系统详细模块介绍
3.1权限管理模块
GraphInfo多维信息集成系统权限管理为两级模式，即厂级系统管理员权限和部门级管理员权限。厂级系统管理员负责对各部门管理员和厂级领导的权限管理，具有最高操作权限；部门管理员只负责对本部门所涉及的技术资料进行管理，并根据工作需要为部门内每个员工设置相应的权限，同时也负责设置本部门所管辖的技术资料的开放属性（即某一文档对哪些部门/哪些用户开放浏览权限）。两级管理模式简化权限管理，提高管理效率。
系统资源的维护权限分为修改、浏览、无权限三级，无任何权限的人员，只能浏览由系统管理员设置的开放浏览的一些资料。有权限的员工都隶属某个部门，他拥有本部门管理员赋予的对系统的使用权限，也拥有其它部门向该部门开放的部分资料的浏览权限，还可以浏览系统管理员设置的开放浏览的资料，并可以更改自己的口令。登录客户端后，文档库目录树中呈蓝色的节点目录，表明该员工拥有修改权限，黑色表明可以浏览，灰色表明无权限。无浏览权限的目录在其客户端软件中不出现，文档目录树界面简化，使用方便。
3.2数据录入模块
描述：目录管理可以分门别类地创建任意多层级的文档库目录树，并可对其动态添加、修改、删除和移动等操作（所有目录只向有修改权限的员工开放），从而使用户具有灵活的文档编目功能，能够让用户根据自己的业务特点，进行任意层次化的编目，实现精细化技术管理。属性管理主要用于查看文件的基本属性（包括文件名称图号、审批信息、生效日期等等）以及对文件关联设备编码的设置（用于实现信息点右击查找关联文档）。文件管理主要有迁移维护、排序维护、回收维护、版本管理四部分构成。
3.4信息点管理模块
描述：信息点管理模块是本系统亮点模块之一，系统能够在一张图纸上能动态集成数十个乃至上千个信息点，而每个信息点可携载20个甚至更多个链接。可方便地实现深层、快捷的信息查询、统计、导航、输出和跳转访问。
其功能定义如下：
1）以图形为基础添加信息点，建立图形之间多重链接关系；
2）以图形为基础添加的信息点，能够实现图形与图形之间的链接关系，并且链接的数量不受限制；
3）信息点可根据权限进行添加、修改、删除、隐藏等操作；
4）信息点的链接是具有可编辑性、多态性、复合性特征；
5）信息点的链接可以根据权限进行编辑；信息点不仅能够实现图形之间的链接，还能够实现图形与其它信息之间的沟通；
6）通过信息点的应用增强图形信息的读取功能；
7）整合装备检修信息、备品备件信息实现对维修要素的管理。
从信息点控件的gID、pID和Caption等属性中截取的相关信息作为参数，从图形表中检索出相关的图形文档，以图标形式在模板窗体中表列显示，起导航作用，可快速跳转访问与该信息点相关联的图形信息集成文档，这是一种点到面的访问模式。多态复合链接技术在多维信息集成系统中的应用流程图如图3所示。
图4审批流程图
描述：审批流程功能的设计符合ISO9001质量管理体系标准，实现技术文件的受控管理，提高技术管理的时效性与可靠性。
审批流程功能对装备技术文件资料规范化管理起到了辅助作用，简化了以往繁琐的人工审批流程，方便企业管理，节约审批时间，提高工作效率，让技术人员能够在第一时间得到最新最准确的技术资料。
另外，系统可以对图纸、技术资料的版本进行严谨控制，对历史版进行统一的高效管理，图纸修改标记可以直接添加在图形上，可随时查阅文件历史信息及修改记录。
4关键技术
4.1多态复合链接技术
超链接（Hyperlink）是一种最常用的链接技术，能够提供快捷的信息链接，但超链接只能携载一个链接，很难满足海量多维信息集成的需要。
多态复合链接以图形图像为直观载体，能实现信息链接形态的多样性和信息种类的多样性，在一个“热区”上能携载数十乃至更多个链接，突破了传统超链接信息承载量的限制，为海量图形图像等多维数据的集成管理与应用提供了技术支撑。
为实现上述功能，构造一种信息点控件，以承载多态复合链接。该控件除具有常见控件方法、事件外，其属性作了特殊设计，外观表征可以为一段文字、图片、动画或透明等形态。控件有一个特殊的链接检索号属性，根据检索号可以从链接表中查到一组记录，构成多态复合链接的一组访问地址，每个地址对应多态复合链接的一个链接。
在数据库的每一个图形图像文件上，都可以根据需要添加数百乃至更多的多态复合链接。利用多态复合链接极强的信息链接能力，在图形图像模式下，将海量的信息集成管理，构成一个相互关联的多维信息空间，实现海量图形图像等多维信息的数据分析、数据挖掘和信息综合应用。
4.2可视化环境下的多维信息集成技术
GraphInfo多维信息集成系统采用多种接口技术和软件中间件技术，以系统提供的图形图像浏览器所形成的可视化环境作为基维，将其它信息管理系统中的信息作为上层维，构建一个多维信息空间。系统既可以集成多种静态非结构化信息（如常用文档、视频、图形图像等），还可以集成多种信息系统（如ERP、EAM、MES等）中的相关信息，是一种创新的信息集成技术。
4.3数据加密技术
为保护用户资源，GraphInfo多维信息集成系统对每个导入的文件进行加密，为提高文件的加解密速度，通常只对各类文件的头部进行加密，也可根据用户的要求，提高加密强度，对全文进行加密。另外，所有用户的密码、操作权限等敏感信息同样也存放于数据库的特定表中，采用非对称算法对其进行加密，保证数据的安全。
4.4图形图像压缩技术
GraphInfo多维信息集成系统实现了DWG格式图形文件到WMF格式文件的批量转换功能，将DWG文件中多个图层的信息压缩与融合，使图形文件的浏览速度提高10倍以上，实现网络环境下图形文件的快速浏览和跳转；采用哈夫曼编码和游程编码算法等有损压缩算法，将BMP文件转换为JPG文件；采用贝叶斯阈值小波图像去噪算法，对工程图纸扫描文件进行消蓝去污处理。
5系统特点和优点
5.1 GraphInfo多维信息集成系统具有如下特点：
1）信息点智能导航，设备资料随图可见；
2）版本过程控制，保留历史修改痕迹；
3）图纸对应跳转，实现流程链接、逻辑联锁、管线对接；
4）分层式图纸标记，保留图纸原貌；
5）设备定位检索，快速查找设备所在图纸及准确位置；
6）预留系统接口，确保信息化持续发展。
5.2 GraphInfo多维信息集成系统具有如下优点：
1）该系统能够方便快捷地全面反映装备基本信息，为操作人员、检修人员、管理人员日常工作提供充分的技术数据，帮助他们及时分析、排除设备故障，提高现场快速反应能力和工作效率；
2）帮助技术人员第一时间查找到装备相关资料，为装备抢修争取宝贵时间，大大提高装备检修效率，缩短检修周期；
3）该系统以装备工程图纸或图形图像作为导航器，提供一个快速定位了解有关装备的基本信息、相关图纸、技术资料的途径，为技术决策提供充分支持，为技术培训提供学习平台；
4）提高装备技术管理水平与效率，有效管理好各种技术文档，高效的多版本控制保证了技术资料的安全性、一致性、可靠性和有效性，减少技术资料实施执行与现场实际情况之间的脱节；
5）通过网络实现分布式技术管理，完整保存装备设计、生产、使用、维护等全生命周期过程的技术档案，为装备维修经验、资料的积累提供可靠的保障，推动企业知识共享和信息安全管理；
6）针对装备临抢修任务，在技术人员无法跟随的情况下，带上一台便携式计算机即可实现装备技术资料的查找，从而为故障辅助检修提供有效的支撑；
7）在网络条件能够满足远程连接的前提下，当装备故障且专业技术人员无法到达时，故障发生前方能够通过视频、录像等方式直接将现场状况传送到后方，以方便专家提出指导意见，实现远程技术支援。
6运行环境
6.1硬件要求
GraphInfo多维信息集成系统硬件要求如表1所示。
6.2软件要求
7结论
GraphInfo多维信息集成系统是以装备为核心的多维信息平台。该系统利用计算机技术、网络技术等各种先进技术，加速了装备维修过程以及人员培训周期，提高了装备利用率，提升了部队综合战斗力，降低了人力、物力以及财力的支出。
从装备的全寿命全系统角度来考虑，该系统实现了武器装备交互式的故障诊断与维修，对提高装备的保障水平，提高装备的战备能力，降低系统的全寿命周期费用有着重要意义。
参考文献:
[1]奈霍夫.数据结构与算法分析[M].北京:清华大学出版社,2006.
[2]李祥生.多媒体信息处理技术[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3]祝洪凯.数据可视化之美[M].北京:机械工业出版社2011.
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