車輛器材可視化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭麗莉，巴大偉，李金亮

(軍事交通學(xué)院 訓(xùn)練部，天津 300161)

● 裝備保障 Equipment Support

車輛器材可視化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭麗莉，巴大偉，李金亮

(軍事交通學(xué)院 訓(xùn)練部，天津 300161)

針對軍用車輛器材數(shù)量大、裝配關(guān)系復(fù)雜、器材訂購管理難度大等問題，基于SQL server 2005數(shù)據(jù)庫、Visual Studio 2008開發(fā)工具，使用ODBC接口連接數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序，利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，開發(fā)C/S模式的車輛器材信息可視化管理系統(tǒng)，闡述系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，初步實(shí)現(xiàn)車輛器材信息可視化管理。

系統(tǒng)可視化；整車剖視；軸測圖；車輛器材

為適應(yīng)打贏一場信息化條件下的局部戰(zhàn)爭對車輛器材保障工作的要求，提高我軍車輛器材的綜合保障能力，使庫存結(jié)構(gòu)更加合理，做到我軍車輛器材儲備供應(yīng)與車輛裝備結(jié)構(gòu)相適應(yīng)、與戰(zhàn)時(shí)及平時(shí)車輛裝備保障任務(wù)相適應(yīng)，有必要建立一個(gè)功能完備、信息多樣的可視化車輛器材保障系統(tǒng)，以增強(qiáng)我軍車輛器材管理工作的科學(xué)性、計(jì)劃的綜合性和軍事經(jīng)濟(jì)的全面性，為軍隊(duì)提供準(zhǔn)確信息和數(shù)量的物質(zhì)技術(shù)保障，最大限度地節(jié)約保障資源。

車輛器材信息的可視化是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使整車或者裝備器材轉(zhuǎn)變?yōu)槿丝梢砸曈X感知的視頻、音頻、圖形、圖像、圖表、文字等信息，使信息更準(zhǔn)確、更完備、更直觀、可統(tǒng)計(jì)等，從而達(dá)到車輛器材的全維可視化[1]。該系統(tǒng)可以提供后勤保障的感知能力和信息綜合能力，提高軍用維修保養(yǎng)所需器材保障信息的準(zhǔn)確性和實(shí)效性，以滿足“實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、適量”的保障要求，為后勤提供準(zhǔn)確的信息資源保障。

1 需求分析

1.1 功能性需求分析

功能性需求分析包括：系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)庫存車輛器材信息的多樣性，支持諸如文字、圖形、圖表、圖像、音像、三維等信息文件格式的存儲和多信息的展示，需采用統(tǒng)一的管理方式方法，減小系統(tǒng)開發(fā)難度，同時(shí)要保持系統(tǒng)信息的多樣性；在信息查詢方式上，面臨海量器材信息建立一個(gè)快捷、方便、高效的查詢方式，以確保查詢結(jié)果的多樣性；在權(quán)限管理、功能模塊、系統(tǒng)維護(hù)等方面，都要滿足系統(tǒng)的相應(yīng)需求。

1.2 非功能性需求分析

在線幫助、數(shù)據(jù)和用戶管理、日志異常查詢、自動升級等相關(guān)功能特征的需求不僅僅是為了滿足用戶的需要，也是為了后續(xù)維護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)的需要。同時(shí)，要考慮人機(jī)工程、交互式設(shè)計(jì)、心理學(xué)、用戶行為模式等多方面的因素，并且要兼顧易用性原則[2]。

系統(tǒng)除了滿足功能和非功能性需求外，還應(yīng)滿足性能需求，如系統(tǒng)應(yīng)做到及時(shí)、定時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和整理；各個(gè)模塊功能之間應(yīng)具有獨(dú)立性，互不影響和干擾；各模塊在運(yùn)行過程中應(yīng)確保數(shù)據(jù)正確、不丟失，因不可抗力因素致使系統(tǒng)硬件或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠保證數(shù)據(jù)的完整性。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

根據(jù)統(tǒng)領(lǐng)車輛器材信息可視化管理的總體思路，基于Visual Studio 2008開發(fā)工具，利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，采用Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫連接上把數(shù)據(jù)庫連接操作做成模塊，使系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫隔離開來，通過數(shù)據(jù)庫連接模塊連接數(shù)據(jù)庫，滿足不同數(shù)據(jù)量的要求。將系統(tǒng)劃分成能夠獨(dú)立運(yùn)行的功能模塊，以便于程序的編寫、修改和調(diào)試。該系統(tǒng)的系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求，為便于未來的功能擴(kuò)展和系統(tǒng)維護(hù)，將系統(tǒng)分成信息管理、用戶管理和系統(tǒng)設(shè)置等3個(gè)部分。信息管理和用戶管理在同一軟件體內(nèi)，在設(shè)計(jì)中有些信息需要交叉，兩個(gè)子系統(tǒng)可以通過訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)相互交換數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)。

圖1 車輛器材信息可視化管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

2.2.1 信息管理模塊設(shè)計(jì)

信息管理包括信息添加、修改、刪除、關(guān)聯(lián)、展示、查詢、統(tǒng)計(jì)和打印等功能。車輛器材的信息添加、修改、刪除，還包含整車與部件、部件與部件之間關(guān)聯(lián)和設(shè)置信息密級等功能；車輛器材的信息添加包含視頻文件、三維文件、圖片和文字信息等幾種方式。

由于車輛器材信息的多樣性，從而包含視頻播放器、圖片瀏覽器、3D文件控制器、信息對話框等4種方式來展示信息。車輛器材展示功能還應(yīng)提供依據(jù)器材查詢相關(guān)信息的功能，即根據(jù)已知器材的安裝位置和外形、組別、圖號或名稱按軸側(cè)圖、組別或按任意條件進(jìn)行查詢。通過熱點(diǎn)命令按鈕或任意的器材進(jìn)行單記錄或多記錄查詢，查詢結(jié)果可以打印。統(tǒng)計(jì)功能可以根據(jù)用戶的需要顯示多種不同的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果呈現(xiàn)出不同的報(bào)表、圖表、表格等格式。

2.2.2 用戶管理模塊設(shè)計(jì)

應(yīng)用系統(tǒng)主要采取設(shè)置賬戶及密碼的措施來保證系統(tǒng)信息的安全保密。考慮到信息的保密性，系統(tǒng)對不同用戶分配不同的訪問級別與作用域，使不同用戶可以操作的數(shù)據(jù)庫信息范圍受到合理的限制，不同級別的用戶只能操作對應(yīng)級別的數(shù)據(jù)信息，確保數(shù)據(jù)的安全保密。由應(yīng)用系統(tǒng)管理員對用戶進(jìn)行管理，包括創(chuàng)建新用戶、分配使用權(quán)限并在必要時(shí)刪除用戶。

2.2.3 系統(tǒng)設(shè)置模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)置模塊可完成系統(tǒng)的各種配置。包括系統(tǒng)詞典設(shè)置、系統(tǒng)日志系統(tǒng)、系統(tǒng)恢復(fù)與備份、系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、電子文檔管理以及系統(tǒng)其他設(shè)置等6個(gè)部分。

系統(tǒng)日志主要完成對系統(tǒng)登錄用戶的操作行為進(jìn)行記錄，以便在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)庫信息被毀壞、刪除、錯(cuò)誤讀寫以及數(shù)據(jù)信息被非法傳播造成泄密等情況時(shí)進(jìn)行事后檢查分析，及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)安全隱患，做到防患于未然。系統(tǒng)恢復(fù)與備份包含系統(tǒng)自動備份和人工備份兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)庫信息需經(jīng)常備份，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤后可以用備份數(shù)據(jù)及時(shí)恢復(fù)。系統(tǒng)提供定期提醒和數(shù)據(jù)備份功能，供有權(quán)用戶及時(shí)備份數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出是為了授權(quán)用戶使用數(shù)據(jù)的方便，可以允許用戶導(dǎo)入或者導(dǎo)出數(shù)據(jù)，這樣可以增加系統(tǒng)的兼容性和通用性。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

依據(jù)當(dāng)前主流的計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺和開發(fā)工具的情況，確定Visual Studio 2008為開發(fā)工具，采用AutoCAD實(shí)體造型，器材三維圖像和原理動畫采用3DMax 創(chuàng)作，用Photoshop進(jìn)行圖像后期處理，圖像管理采用數(shù)據(jù)庫調(diào)用外部文件的方式來實(shí)現(xiàn)。

通過.NET Framework和AutoCAD的結(jié)合來完成對CAD制圖的控制。將AutoCAD的COM組件引用到Visual Studio 2008開發(fā)環(huán)境中來實(shí)現(xiàn)CAD的編程。車輛器材信息可視化管理系統(tǒng)，可以利用項(xiàng)目庫、器材庫、圖元庫中已有的各種信息進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，圖紙的相應(yīng)細(xì)節(jié)歸入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中[3]。.NET Framework和3DMax結(jié)合能實(shí)現(xiàn)對3D模型的控制，而Visual Studio 2008可以使用WPF(Windows Presentation Foundation)來控制3D模型，即通過在3DMax建模，建立整車或器材的三維視圖(如圖2所示)，在3DMax中導(dǎo)出Microsoft Expression Blend可以使用的OBJ文件，在Microsoft Expression Blend中創(chuàng)建一個(gè)WPF項(xiàng)目，把導(dǎo)出的OBJ文件導(dǎo)入到工程文件中，從而用WPF來控制3D模型。

系統(tǒng)查詢功能模塊主要包括整車剖視查詢、組別查詢、軸測圖查詢、任意條件查詢及其他通用功能。

圖2 三維車輛建模

整車剖視查詢：通過激活熱區(qū)且實(shí)時(shí)在數(shù)據(jù)庫中查找某一點(diǎn)的組別，同時(shí)醒目、動態(tài)地顯示某一個(gè)器材在軸測圖中的安裝位置。采用Visual Studio 2008事件驅(qū)動的程序設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉及Visual Studio 2008定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)查詢。組別查詢：按照組別進(jìn)入單記錄查詢界面，在程序設(shè)計(jì)上采用Visual Studio 2008中建立的表單來建立GRID控件(表格控件)，將數(shù)據(jù)綁定到控件上實(shí)現(xiàn)查詢。軸測圖查詢：按照輸入的組別號，查詢此組別所對應(yīng)的所有軸測圖。任意條件查詢：運(yùn)用邏輯判斷字符，解決數(shù)據(jù)庫多字段、查詢條件復(fù)雜及多樣性的難點(diǎn)，輸入“記錄條件”后，將自然語言組成的字符串翻譯成程序可識別的符合語法規(guī)范的計(jì)算機(jī)語言。

系統(tǒng)設(shè)置，初次使用要求進(jìn)行信息文件路徑初始化。選擇“系統(tǒng)”安裝后信息文件存放的盤符。如選擇錯(cuò)誤，“系統(tǒng)”運(yùn)行時(shí)將不能加載信息文件。

2.4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQL Server的數(shù)據(jù)庫體系。其結(jié)構(gòu)由一系列的庫表、視圖以及與表相關(guān)的觸發(fā)器和存儲過程組成。

根據(jù)系統(tǒng)的總體要求及對整車器材的分析，在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須對材料類別、通用組別、車輛器材專用組別做相應(yīng)的規(guī)定，以確保錄入數(shù)據(jù)的有效性、合理性，查詢數(shù)據(jù)的快捷性，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4]。數(shù)據(jù)庫中主要表的關(guān)系如圖3所示。

在數(shù)據(jù)庫的各個(gè)表之間建立合理的連接關(guān)系和數(shù)據(jù)庫各種約束關(guān)系，以保證數(shù)據(jù)的一致性、有效性、可維護(hù)性、易擴(kuò)充性和數(shù)據(jù)查詢的快速性[5]。在本系統(tǒng)中產(chǎn)品明細(xì)表(CPMX_TABLE)是最主要的一個(gè)數(shù)據(jù)表，用于存儲車輛器材的基本數(shù)據(jù)。它以“序號(XH)”作為主關(guān)鍵字段，以便確定某一器材所屬的組別，并且在其他的一些程序模塊中起到了非常關(guān)鍵的作用。在組別表(ZUBIE_TABLE)中找到組別代號后就可以至產(chǎn)品明細(xì)表中查找相關(guān)的其他信息。另外一個(gè)是軸測圖表(ZHOUCETU_ TABLE)，它是存放軸測圖顯示先后順序的一個(gè)數(shù)據(jù)表。

圖3 數(shù)據(jù)庫主要表關(guān)系

經(jīng)總體設(shè)計(jì)開發(fā)，系統(tǒng)構(gòu)造合理、功能全面、界面友好、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、輸出快速準(zhǔn)確，具有較好的容錯(cuò)能力，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)用戶登錄界面、信息錄入界面、系統(tǒng)文件存儲、整車剖視及控制組別剖視、自定義界面和綜合查詢界面、打印設(shè)置程序界面等，在系統(tǒng)程序細(xì)節(jié)上更能體現(xiàn)人機(jī)交互的特點(diǎn)，同時(shí)，基于數(shù)據(jù)安全性考慮，加強(qiáng)了系統(tǒng)的保密性設(shè)計(jì)。

3 結(jié) 語

本文以 WindowsXP作為操作系統(tǒng)，開發(fā)了車輛器材信息可視化管理系統(tǒng)，并基本實(shí)現(xiàn)了陳列器材的相關(guān)數(shù)據(jù)與其圖形圖像特征的有機(jī)融合，可以快捷、準(zhǔn)確、逼真地顯示車輛器材之間的相互裝配關(guān)系，以及多種方式任意組合條件下的查詢、統(tǒng)計(jì)和打印輸出，有效地提高了車輛器材管理水平和工作效率。系統(tǒng)使用范圍廣，可以滿足機(jī)關(guān)、部隊(duì)、院校、科研單位工作的需要，對于促進(jìn)車輛器材的管理有重要意義。

[1] 鄢陽，韓文濤．借助“以外促軍”法全面提高武警部隊(duì)車輛裝備保障信息化建設(shè)[J]．農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2010(11):112-114．

[2] 鄒耀宗．軍用裝備及車輛主動管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]．淮南：安徽理工大學(xué)，2014．

[3] 宋明輝．管理信息系統(tǒng)在武裝部倉儲裝備管理中的應(yīng)用研究[D]．重慶：重慶大學(xué)，2012．

[4] 崔曉風(fēng)．裝備維修可視化支持系統(tǒng)研究[J]．煤礦機(jī)械，2013，31(1): 36-40．

[5] 虎治勤．多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在K-means下的實(shí)現(xiàn)[J]．科技通報(bào)，2014(2)：68-70．

(編輯：孫協(xié)勝)

Design of Visual Management System for Vehicle Materials

GUO Lili，BA Dawei，LI Jinliang

(Training Division, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

Considering the large quantity, complex assembly relation and difficult order management of military vehicle materials, the paper develops C/S mode visual management system for vehicle materials with ODBC interface connecting database and application and object-oriented programming technique based on SQL server 2005 database and Visual Studio 2008 development tool. It also elaborates the overall design of the system’s function and data structure, and preliminary designs information visual management of vehicle materials.

system visualization; vehicle section view; isometric drawing; vehicle materials

2016-10-13；

2016-11-16．

郭麗莉(1984—)，女，講師.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2017.02.009

E246

A

1674-2192(2017)02- 0035- 04