基于B/S結(jié)構(gòu)的某型火箭炮管理維修信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要:隨著高技術(shù)裝備的迅速發(fā)展，武器裝備趨于復(fù)雜化、系統(tǒng)化。由此帶來(lái)使用中的許多問(wèn)題:系統(tǒng)維修難，日常管理維護(hù)難度大。針對(duì)這些問(wèn)題，在分析部隊(duì)實(shí)際需求的基礎(chǔ)之上，采用B/S結(jié)構(gòu)構(gòu)建了基于MVC模式的某型火箭炮裝備管理維修信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了武器裝備“管”、“供”、“修”、“訓(xùn)”信息一體化，便于裝備業(yè)務(wù)部門之間的信息傳遞，可提高部隊(duì)裝備管理和維修效率。

關(guān)鍵詞:裝備管理維修信息系統(tǒng);故障診斷

中圖分類號(hào):TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2010)11-2783-03

Design and Implementation of the Management-maintenance Information System of a Certain Multibarrel Rocket Launcher Based on B/S

CHEN Yun-fei， ZHANG Wen-jie， CHEN Li

(Artillery academy of PLA， Hefei 230031， China)

Abstract: With the rapid development of high-technical equipment， the weapon systems become more and more complicated， systematized， high-capability and high-loaded. At the same time， many reliability problems come to being， such as: difficult maintenance and difficult daily management. Aim to those problems， we propose a management-maintenance information system based on B/S and MVC design pattern after deeply analyzed the troop’s practical needs for information system. It integrates the information of management， supply， maintenance and training of weapon equipment， conveniences the information transfer between departments with working relationships. Also it improves the efficiency of management and maintenance.

Key words: equipment management-maintenance information system; fault diagnosis system

1 應(yīng)用背景及需求

隨著高技術(shù)裝備的迅速發(fā)展，武器裝備趨于復(fù)雜化、系統(tǒng)化，隨之而來(lái)許多可靠性的問(wèn)題:系統(tǒng)故障率高，設(shè)備的日常管理維護(hù)、故障處理難度大。在此情況下，現(xiàn)?場(chǎng)的管理和維修工作受管理、操作人員的專業(yè)知識(shí)水平和操作熟練程度的制約，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)、人員受傷等嚴(yán)重故障。尤其是對(duì)于某型火箭炮這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型武器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這一問(wèn)題尤其突出。

信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展極大地提高了人們的辦事效率，高效、及時(shí)、穩(wěn)定成為現(xiàn)在電子信息系統(tǒng)的一大特色。據(jù)統(tǒng)計(jì)，伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍依托信息化平臺(tái)，合理調(diào)配各種技術(shù)保障力量，使飛機(jī)和艦船的完好率達(dá)到92%以上;保障物資數(shù)量減少了2/3以上，故障診斷準(zhǔn)確率由原來(lái)的25%提高到了50%，戰(zhàn)場(chǎng)搶修速度提高了92% [1]。美英聯(lián)軍依靠信息化管理手段，按照“即時(shí)后勤補(bǔ)給”保障戰(zhàn)爭(zhēng)需要，避免了大量前送裝備物資“回流”和裝備保障力量“過(guò)?！钡膯?wèn)題，以最小的代價(jià)就贏得了戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。裝備管理維修信息化是高技術(shù)裝備保障的必由之路。

目前部隊(duì)已裝備的管理信息系統(tǒng)存在著以下問(wèn)題:

1)現(xiàn)有裝備管理信息系統(tǒng)多為封閉式單項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，信息管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不規(guī)范，給實(shí)施信息處理和信息交換造成很大困難。裝備管理部門和維修部門以及不同信息系統(tǒng)之間使用的裝備代碼不一致，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息交換和信息共享，增加了信息誤差，降低了工作效率[2]。

2)大部分管理信息系統(tǒng)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，只能滿足于本部門、本專業(yè)領(lǐng)域，且多以縱向樹(shù)狀結(jié)構(gòu)為主要應(yīng)用模式，往往缺乏橫向聯(lián)系和溝通，經(jīng)常出現(xiàn)一人多機(jī)、一機(jī)多系統(tǒng)、一份數(shù)據(jù)多次重復(fù)錄入的現(xiàn)象[3]。

3)各信息系統(tǒng)之間兼容性較差。新系統(tǒng)無(wú)法安裝或新系統(tǒng)安裝后老系統(tǒng)不能正常使用。各信息系統(tǒng)的內(nèi)容過(guò)于瑣碎，品種過(guò)于繁多。

從部隊(duì)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，裝備管理和裝備維修工作聯(lián)系密切，裝備的維修人員通常是在裝備管理部門的指導(dǎo)下工作，相互之間業(yè)務(wù)往來(lái)較多。因此，迫切需要建立裝備管理、維修、訓(xùn)練一體化的信息管理系統(tǒng)。本文提出了基于B/S結(jié)構(gòu)的某型火箭炮管理維修信息系統(tǒng)，系統(tǒng)將裝備的管理信息和維修信息統(tǒng)一納入一個(gè)框架下進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)武器裝備“管”、“供”、“修”、“訓(xùn)”信息一體化，極大地方便相關(guān)業(yè)務(wù)部門之間的信息傳遞，提高相關(guān)部門的管理和維修效率，節(jié)省經(jīng)費(fèi)支出，減小人為失誤，實(shí)現(xiàn)了專家知識(shí)共享，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2 系統(tǒng)功能構(gòu)成

本系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng):管理信息系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)和教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)等。每個(gè)子系統(tǒng)又包含若干功能模塊，詳見(jiàn)下圖1所示。

管理信息子系統(tǒng)將裝備管理工作中的日常信息進(jìn)行統(tǒng)一、規(guī)范化管理，具體包括:

1)用戶信息管理，實(shí)現(xiàn)用戶的增加、刪除、修改用戶屬性等功能。

2)裝備信息管理實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備信息的查詢、瀏覽、增加、刪除、修改等功能，包括:裝備名稱、裝備生產(chǎn)產(chǎn)家、生產(chǎn)年月、列裝單位、用裝單位、車型、底盤編號(hào)、戰(zhàn)備訓(xùn)練區(qū)分等內(nèi)容。

3)技術(shù)檢查信息管理，包括:裝備代碼、裝備名稱、檢查日期、檢查單位、負(fù)責(zé)人、檢查結(jié)果、檢查器材等內(nèi)容。

4)保養(yǎng)信息管理，包括裝備代碼、裝備名稱、保養(yǎng)日期、使用分隊(duì)、保養(yǎng)項(xiàng)目、保養(yǎng)級(jí)別等內(nèi)容。

5)備件信息管理，包括:備件代碼、備件型號(hào)、備件數(shù)量、所屬產(chǎn)品、存放位置、保管人等內(nèi)容。

6)維修人員信息管理，包括姓名、年齡、職務(wù)、職稱、所屬單位、擅長(zhǎng)維修項(xiàng)目等內(nèi)容。

故障診斷子系統(tǒng)提供人—機(jī)對(duì)話模式的裝備故障原理診斷功能，提供裝備故障的經(jīng)驗(yàn)診斷信息的查詢功能，還提供語(yǔ)言、視頻方式的專家會(huì)診功能。

經(jīng)驗(yàn)診斷依靠維修專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，根據(jù)故障現(xiàn)象推斷故障原因。用戶根據(jù)裝備名稱和裝備的部件名稱，按照從高到低、從大到小的層次進(jìn)行查詢，系統(tǒng)提供最后一層零件或部件所對(duì)應(yīng)的多種故障征兆選項(xiàng)，用戶對(duì)照自己遇到的現(xiàn)實(shí)情況，在這些征兆選項(xiàng)中選擇最貼切的一項(xiàng)后，系統(tǒng)會(huì)提供此項(xiàng)征兆所對(duì)應(yīng)的可能原因和維修建議。經(jīng)驗(yàn)診斷功能模塊包括四個(gè)項(xiàng)目，裝備名稱、故障征兆、可能原因和維修建議，其中前兩個(gè)項(xiàng)目需要用戶針對(duì)具體情況進(jìn)行選擇，后兩個(gè)項(xiàng)目是系統(tǒng)針對(duì)用戶選擇的項(xiàng)目所做出的回答，系統(tǒng)給出的答案可能是唯一項(xiàng)，也可能有很多項(xiàng)，用戶需要通過(guò)歸納分析或操作驗(yàn)證后再對(duì)裝備故障進(jìn)行定位和定性。經(jīng)驗(yàn)診斷的工作流程如圖2。

原理診斷將故障進(jìn)行層次分析，采用層次遞推、規(guī)則定位的方式進(jìn)行工作。用戶先根據(jù)系統(tǒng)提示的檢測(cè)位置和方法對(duì)裝備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，回答對(duì)話框中的問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶答案給出下一步檢測(cè)位置和方法并繼續(xù)提問(wèn)，直至用戶獲得滿意答案，或問(wèn)題都已問(wèn)完為止。其工作方式如圖3。

專家遠(yuǎn)程會(huì)診功能是故障診斷模塊的一個(gè)重要功能，它要求系統(tǒng)管理員通過(guò)邀請(qǐng)的方式，把分散在網(wǎng)絡(luò)各地的專家聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)探討某型火箭炮裝備故障的疑難問(wèn)題，并做出最終解答。該系統(tǒng)首先由用戶發(fā)出會(huì)診申請(qǐng)并上傳故障資料至?xí)\咨詢管理中心。會(huì)診管理中心在接到會(huì)診申請(qǐng)之后，盡快聯(lián)絡(luò)和組織專家在約定的時(shí)間同時(shí)上線通過(guò)視頻系統(tǒng)觀摩和研討故障現(xiàn)象，并且將安排信息記錄在會(huì)診安排表中。用戶可以對(duì)會(huì)診安排進(jìn)行查詢，也可以申請(qǐng)取消會(huì)診。專家在會(huì)診完成之后，由一位資深專家對(duì)會(huì)診情況進(jìn)行整理和總結(jié)，形成會(huì)診決議上傳至?xí)\管理中心。對(duì)于已完成的會(huì)診，用戶可以查看或下載。會(huì)診流程如圖4。

教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)包括維修資料電子手冊(cè)、專業(yè)知識(shí)電子考評(píng)、交互式可視化教學(xué)、教學(xué)課件、教學(xué)資料等。它具有教學(xué)、培訓(xùn)、考核等功能，它可以借助多媒體課件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，可以借助播放有關(guān)某型火箭炮裝備維修的視頻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，視頻素材采自某型火箭炮基層連隊(duì)對(duì)裝備的使用、維護(hù)和修理實(shí)況，這種方式靈活形象、圖文并茂、簡(jiǎn)單易懂，使用戶更容易也更愿意接受教學(xué)和培訓(xùn)的內(nèi)容。系統(tǒng)還可以在題庫(kù)里隨機(jī)選題對(duì)用戶進(jìn)行考核，用戶可以在線現(xiàn)場(chǎng)答題，提交后由系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)閱，也可以把考題下載、打印，以書面的形式作答。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)，B/S結(jié)構(gòu)將應(yīng)用功能分成用戶層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層三層(如圖5)。用戶層基于Web瀏覽器，完成人機(jī)交互功能;應(yīng)用層即Web服務(wù)器及其擴(kuò)展，由各種應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)用戶的服務(wù)功能，完成數(shù)據(jù)查詢、變換、計(jì)算、OLAP等操作;第三層數(shù)據(jù)層，即數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理功能。

B/S結(jié)構(gòu)由于使用維護(hù)簡(jiǎn)單，已成為信息系統(tǒng)軟件建設(shè)的首選體系結(jié)構(gòu)。但在開(kāi)發(fā)B/S應(yīng)用的過(guò)程中，部分開(kāi)發(fā)人員往往將整個(gè)Web表現(xiàn)層甚至整個(gè)應(yīng)用程序采用包含大量代碼的頁(yè)面來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于較大規(guī)模的B/S應(yīng)用程序，這將給程序的調(diào)試及維護(hù)帶來(lái)不便。本文在B/S架構(gòu)下應(yīng)用MVC設(shè)計(jì)模式，可以有效地解決上述問(wèn)題。

MVC設(shè)計(jì)模式由Trygve Reenskaug提出，首先被應(yīng)用在SmallTalk-80環(huán)境中，是許多交互式界面系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)[4]。MVC模式是“Model-View-Controller”的縮寫，中文翻譯為“模式-視圖-控制器”。MVC應(yīng)用程序由這三個(gè)部分組成。

視圖(View):代表用戶交互界面，對(duì)于Web應(yīng)用來(lái)說(shuō)，可以概括為HTML、XHTML、XML、JSP界面。一個(gè)應(yīng)用可能有很多不同的視圖，MVC設(shè)計(jì)模式對(duì)于視圖的處理僅限于視圖上數(shù)據(jù)的采集和處理以及用戶的請(qǐng)求，而不包括在視圖上業(yè)務(wù)流程的處理。業(yè)務(wù)流程的處理交予模型(Model)層處理。

模型(Model):就是業(yè)務(wù)流程/狀態(tài)的處理以及業(yè)務(wù)規(guī)則的制定。業(yè)務(wù)流程的處理過(guò)程對(duì)其它層來(lái)說(shuō)是黑箱操作，模型接受視圖請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，并返回最終的處理結(jié)果。業(yè)務(wù)模型的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是MVC最主要的核心，除此之外，還有一個(gè)很重要的模型那就是數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型主要指實(shí)體對(duì)象的數(shù)據(jù)保存(持久化)。

控制(Controller):可以理解為從用戶接收請(qǐng)求， 將模型與視圖匹配在一起，共同完成用戶的請(qǐng)求?？刂茖拥淖饔靡埠苊黠@，它就是一個(gè)分發(fā)器，并不做任何的數(shù)據(jù)處理，它只把用戶的信息傳遞給模型，告訴模型做什么，選擇符合要求的視圖返回給用戶。因此，一個(gè)模型可能對(duì)應(yīng)多個(gè)視圖，一個(gè)視圖可能對(duì)應(yīng)多個(gè)模型。

模型、視圖與控制器的分離，使得一個(gè)模型可以具有多個(gè)顯示視圖。如果用戶通過(guò)某個(gè)視圖的控制器改變了模型的數(shù)據(jù)，所有其它依賴于這些數(shù)據(jù)的視圖都應(yīng)反映到這些變化。因此，無(wú)論何時(shí)發(fā)生了何種數(shù)據(jù)變化，控制器都會(huì)將變化通知所有的視圖，導(dǎo)致顯示的更新。這實(shí)際上是一種模型的變化-傳播機(jī)制。

使用MVC模式的好處在于:

1)具有多個(gè)視圖對(duì)應(yīng)一個(gè)模型的能力。在用戶需求快速變化的情況下，可能有多種方式訪問(wèn)應(yīng)用的要求。舉例來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)需要提交表單展示給用戶，對(duì)于不同的用戶(如機(jī)關(guān)工作的同志和基本修理分隊(duì)的同志)而言，表單的展現(xiàn)形式可能有所不同，但表單的處理都是一樣的。按MVC設(shè)計(jì)模式，一個(gè)表單模型以及多個(gè)視圖即可解決問(wèn)題。這樣減少了代碼的復(fù)制，即減少了代碼的維護(hù)量，一旦模型發(fā)生改變，也易于維護(hù)。

2)由于一個(gè)應(yīng)用被分離為三層，因此有時(shí)改變其中的一層就能滿足應(yīng)用的改變。一個(gè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程或者業(yè)務(wù)規(guī)則的改變只需改動(dòng)MVC的模型層。

3)有利于軟件工程化管理。由于不同的層各司其職，每一層不同的應(yīng)用具有某些相同的特征，有利于通過(guò)工程化、工具化產(chǎn)生管理程序代碼。View對(duì)象是由美工、HTML、JSP設(shè)計(jì)人員或者系統(tǒng)管理員來(lái)負(fù)責(zé)管理的。Controller對(duì)象由應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)實(shí)施。Model對(duì)象則由開(kāi)發(fā)人員，領(lǐng)域?qū)＜液蛿?shù)據(jù)庫(kù)管理員共同完成的。

某型火箭炮管理維修一體化信息系統(tǒng)采用MVC架構(gòu)，將用戶界面、業(yè)務(wù)邏輯、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)分離開(kāi)來(lái)，降低了系統(tǒng)的耦合度，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的靈活性、可擴(kuò)展性和可移植性。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的WEB服務(wù)器采用“windows server 2003操作系統(tǒng) + Internet信息服務(wù)(IIS)+ MS SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)”;客戶端采用Microsoft公司出品的Internet Explore 6.0作為首選瀏覽器。具有MVC架構(gòu)的應(yīng)用程序視圖層采用ASP.NET 2.0+JavaScript+HTML實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)用戶界面的展示和用戶輸入的響應(yīng);應(yīng)用程序模型層和控制層使用C#實(shí)現(xiàn)，模型層主要包括公用類、公用函數(shù)，控制層為調(diào)用公用類和公用函數(shù)的業(yè)務(wù)邏輯。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要在VS.NET 2005環(huán)境下進(jìn)行。應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的接口采用ADO.NET。ADO.NET能夠提供對(duì)MS SQLSERVER數(shù)據(jù)源以及通過(guò)OLE DB 和 XML 公開(kāi)的數(shù)據(jù)源的一致性訪問(wèn)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接、檢索、處理、更新等操作[5]。首先用SqlConnection建立數(shù)據(jù)連接，然后配置數(shù)據(jù)適配器SqlDataAdapter，最后填充數(shù)據(jù)集DataSet。DataView等控件與DataSet綁定，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示，通過(guò)DataView自帶的編輯功能還可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的修改、刪除等操作。

5 結(jié)論

本文討論了目前已裝備部隊(duì)的管理信息系統(tǒng)所存在的不足，針對(duì)這些不足，提出了一種基于B/S結(jié)構(gòu)的某型火箭炮管理維修信息系統(tǒng)。勾畫了該系統(tǒng)的整體架構(gòu)，介紹了系統(tǒng)涉及的幾個(gè)主要部分，簡(jiǎn)要描述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。某型火箭炮系統(tǒng)是新型裝備，目前尚未見(jiàn)適用于該裝備的管理維修信息系統(tǒng)。本系統(tǒng)貼近部隊(duì)裝備管理、維修工作實(shí)際，可滿足部隊(duì)使用要求。其主要功能及優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下三點(diǎn):

1)通過(guò)本系統(tǒng)的使用可以使相關(guān)部門和人員全程跟蹤“人員流”、“裝備流”、“物資流”，包括人員信息、裝備信息、日常檢查保養(yǎng)信息、維修資料信息等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)信息管理電子化、無(wú)紙化，節(jié)省費(fèi)用，方便信息的查詢、檢索，提高辦公效率。

2)通過(guò)本系統(tǒng)的使用可以幫助和指導(dǎo)維修人員進(jìn)行某型火箭炮武器系統(tǒng)的維修工作，實(shí)現(xiàn)專家知識(shí)共享，提高維修效率。

3)通過(guò)本系統(tǒng)的使用可以幫助基層維修人員進(jìn)行維修資料的檢索、查詢;輔助維修人員學(xué)習(xí)維修專業(yè)知識(shí)，查疑補(bǔ)缺;利用專業(yè)知識(shí)題庫(kù)對(duì)維修人員進(jìn)行考評(píng)、考核，掌握維修人員的專業(yè)知識(shí)水平。

本系統(tǒng)在知識(shí)組織、推理等方面還不太完善，有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn):

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