軍用信息采集與管理系統設計與實現

張毅 方國偉 楊秀霞

摘? 要：交互式電子技術手冊（IETM）作為一種信息化的保障設備而受到廣泛地關注，在IETM的基礎上，本文研究了一種適用于基層部隊使用的信息采集與管理系統。基于Java EE和Android技術開發制作了一套由PC端與Pad端共同組成的信息采集與管理系統，滿足了PC信息采集與管理端和Pad瀏覽端之間的信息交互，并通過采用Web技術、物聯網技術以及移動APP技術，完善了系統功能的設計，實現了為基層部隊提供一套功能豐富、使用便利的信息采集、查閱與管理的設備。

關鍵詞：IETM? Java EE? Android? 信息采集? 信息管理

中圖分類號：E284? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）12（c）-0132-05

Abstract： Interactive electronic technical manual （IETM） is widely concerned as an information support equipment. Based on IETM， this paper studies an information acquisition and management system suitable for grass-roots units. Based on Java EE and Android technology develops a set of information collection and management system composed of PC and Pad， which can meet the information interaction between PC and Pad. By using web technology， internet of things technology and mobile app technology， the design of system function is improved， and a set of information collection and consulting equipment with rich functions and convenient use is provided for grass-roots troops.

Key Words： IETM; Java EE; Android; Information collection; Information management

當前部隊的日常訓練及保障任務越來越繁重，隨之而來的是各種文檔資料的產生與積壓，而這些資料是確保部隊基層正常訓練的信息保障。因此如何管理和使用這些文檔資料就顯得尤為重要。同時，由于紙質信息無法實現信息的共享等，無法滿足基層日常業務中對信息的使用要求，這就對“文檔電子化”提出了要求。

交互式電子手冊（interactive electronic technical manual， IETM）由于其易于操作、檢索便捷高效、安全可靠的特點[1]，一直以來被作為提高信息管理的有效方法而受到廣泛關注[2]。文獻[3]指出，美軍因使用IETM，使得裝備技術信息管理成本費用約降低了40%～60%，這顯然表明了IETM的使用能夠有效提高基層維護保障工作的效率，減輕基層工作的負擔。顯然，不管是出于信息采集與管理層面，還是從信息維護成本角度考慮，對具有IETM的信息管理系統的設計研究都具有必要性。當前對于系統開發所選用的技術包含Java、Android、Python等，文獻[4]利用Java Web技術實現了對飛行體檢的信息化系統設計，實現對數據的綜合管理。文獻[5]利用Python語言開發了智能化的航材信息保障系統，實現了對航材的系統化、智能化分配與調度。文獻[6]基于Android技術，結合Java、C++語言實現對氣象設備的巡檢維護系統的設計，提高了設備維護的效率。文獻[7]利用Android技術對商品的實時庫存系統進行設計，實現移動式數據操作。

考慮到信息錄入與保存的可靠性和文檔信息查閱的便捷性，本文考慮采用平臺化與移動化設備設計結合的方式，構建一套適用于部隊基層的信息采集與管理系統，包括采用BS架構的PC端信息采集與管理系統，以及Pad端的信息查閱APP兩部分組成。PC端管理系統主要通過采用JavaEE技術及相關成熟的框架，以提升系統穩定性，實現對數據資料的管理維護;Pad端采用Android技術，提供便捷的查詢瀏覽PC端所維護的各種數據資料的方式。

1? 總體設計

本文所設計的信息采集與管理系統包含PC端與Pad端設計，均由硬件設計與軟件設計兩部分構成。系統的構成圖如圖1所示。

由于本文所設計的信息采集與管理系統是面向基層部隊使用，考慮到基層部隊在文檔管理方面的需求，所設計的系統需滿足的主要功能有：（1）支持高拍;（2）支持掃描;（3）支持JPG、PDF、word等格式的文檔管理;（4）支持用戶登錄管理;（5）支持電子資料文件列表按時間、大小排序;（6）支持電子資料文件的精確和模糊查尋功能;（7）支持電子資料的分類管理、具有電子資料文件的重命名、刪除、移動功能。

同時考慮到系統的維護方面，針對定性的保障層次也需要考慮到兩個方面，一是信息采集與管理系統的研制設計應充分考慮人機工程和保障通用要求，盡量減少維修人力和后勤保障費用;二是保障設備配套方案應簡化品種，減少專用工具和設備的品種及數量，維修工具設備應盡可能滿足標準化、通用化的要求。

2? 硬件設計

本文設計研制的信息采集與管理系統的硬件部分由移動式PC工作端與便攜式Pad端組成，其中移動PC工作端的主要任務為完成日常的一些信息采集與管理作業等，而便攜式Pad端則主要為了便于查閱相關手冊信息等。基于兩者的任務特點，以下對硬件進行設計。

2.1 PC端硬件設計

針對部隊基層日常實際工作特點，本文所設計的信息采集與管理系統需滿足：（1）具備文檔拍照保存功能;（2）具備文檔進行掃描保存功能;（3）具備文檔內容顯示與查閱功能;（4）具備信息管理功能;（5）具備文檔打印功能等。

圖2展示了本文所設計的信息采集與管理系統PC工作端的總體布局。從圖2中可以看出，移動PC工作端在設計中考慮到了各種硬件設備的預留，這也為軟件設計打下基礎。

對于PC端的硬件設計而言，除了滿足相應的硬件設施設計外，還需考慮到所設計的信息采集與管理系統應便于基層部隊的使用，本文在硬件整體的設計過程中重點考慮了以下幾點的特性：

（1）可移動性設計。為了方便基層部隊在不同場所便捷的使用PC端的設備，設備的主體考慮了便捷移動的特點，在設備設計中涵蓋了帶移動滾輪的底座設計，前后雙向把手與輔助搬運的內陷式把手設計，以便于工作臺的移動轉場等。

（2）輕量化設計。由于設備存在移動的需求，故設備在設計階段除了考慮到可移動性設計外，還考慮到了輕量化的設計。輕量化的設計主要從工作臺的材料選用出發，其主體框架結構選用了高強度的鋼材，而其余主體材料選用了密度更低的鋁合金。在滿足了強度和美觀度的同時，盡可能減輕整體的重量，方便設備的運輸和移動。

（3）防腐蝕設計。為了盡可能降低部隊在轉場換防過程中，由于環境的變化而造成的設備損失，設備需要具備良好的防腐蝕設計，本文所研制的PC端移動工作臺，在產品主體框架成型后，進行了除銹、烘干、噴涂等防腐蝕工藝流程。

（4）可操作性設計。考慮到人員對設備操作的便捷性，設備在設計過程中充分考慮了人機工程學的相關設計理念，從設備的布置到部分接口的位置，均考慮了人員操作的便捷性和安全性。

2.2 Pad端硬件設計

Pad端的硬件的便攜式特點，也使得Pad端設計中需要考慮到平板電腦的防損壞性能，同時還需要考慮到平板電腦的端口設計等，以便于日后對性能的拓展。

針對上述問題，本文在Pad端設計中，采用加固的平板電腦設計，基于某型國產平板電腦基礎上，通過設計平板電腦的加固與端口外擴器件，加強了平板電腦的防摔性能，同時使得平板電腦擁有了1個USB接口、一個LAN接口以及一個Micro-HDMI接口，便于后期的功能拓展。

3? 軟件設計與關鍵技術實現

軟件設計同樣也分為PC端與Pad端設計。PC端軟件設計基于JavaEE技術，主要實現對這類保障數據資料的管理維護。Pad端軟件設計基于Android技術，主要提供方便的查詢瀏覽PC端所維護的各種數據資料。信息采集與管理系統采用開放式體系結構，提供開放式環境;系統平臺層采用國際標準，確保所有功能模塊之間的接口標準統一。

3.1 PC端軟件設計

信息采集與管理系統PC端軟件架構如圖3所示。

從圖3的軟件架構中可以看出PC端的系統擁有對數據庫進行修改的權限，滿足對目錄權限維護、管理，對文件記錄管理、瀏覽、檢索、維護、流轉和傳遞，對文件附件的管理以及對錯誤的異常處理。

PC端軟件工作流程如圖4所示。

從圖4中可以看出，權限的判斷保證了對于系統維護的人員設定，在軟件設計中，充分的考慮了使用者與管理者間的區別，通過權限設定，即便于系統的維護和使用，也強化了系統的保密條件。圖5展示了PC端軟件的部分效果圖。

3.2 Pad端軟件設計

Pad端軟件設計初衷在于提供一種便捷的查詢瀏覽PC端所維護的各種數據資料的方式，主要體現在軟件功能設計方面，在對保障數據查閱app的設計部分，主要包含了登錄與權限管理、文檔同步與下載、文檔檢索、文檔瀏覽等功能。

軟件設計采用模塊化結構，具有可擴充性，繼承和采用了相對成熟的軟件，以提升系統的穩定性。圖6展示了Pad端的界面效果圖，從圖中可以看出，為了便于便攜式操作，Pad端針對所需功能分別設計了相應的app進行功能選擇與操控，從而降低了操作的難度。

4? 測試與可靠性分析

4.1 硬件測試

本文針對產品的硬件測試主要對產品的PC端進行測試分析。為了更好的分析PC端產品的性能，分別從可靠性與維修性兩個層面開展測試分析。

4.1.1 可靠性分析

由于PC端的產品是基于各部分組合形成的，因此需要基于各部件對產品的失效率進行預計，系統失效率預計的數學表達式為：

式中，表示第種元器件的數量;為第中元器件的通用失效率;為第 種元器件的通用質量系數。

基于GJB/Z 299C-2006中對各元器件的通用失效率查詢數值如表1所示。

結合式（1）與表1計算可得信息采集與管理系統PC端的產品失效率預計為，則產品的可靠性預計值為。

通過試驗與分析表明，所設計的信息采集與管理系統PC端工作臺具有較好的可靠性。

4.1.2 維修性

采用平均修復時間維修性加權分配法對產品進行可維修性分配，表2中列出了PC端中各設備的加權因子與同類機型的設備維修時間。

表中，為第個分系統的第種加權因子;為第個分系統的綜合加權因子;為維修性分配指標;為第個分系統的失效率;為系統的失效率。

根據表1中加權因子值，可求出系統的PC端產品的綜合加權因子：

系統的PC端產品的維修性指標為：

通過試驗與分析表明，所設計的信息采集與管理系統PC端工作臺具有較好的維修性能。

4.2 軟件測試

為了更好的測試軟件的穩定性能，對軟件測試共經歷了五個階段的測試，分別是軟件設計文檔、代碼與模擬測試軟件，軟件靜態測試、軟件動態測試、軟件修改后的回歸測試和軟件評審。軟件在測試過程中，出現了部分問題經修改后的回歸測試后均證實已被解決。

通過對所設計的信息采集與管理系統的多次測試與檢驗，得出以下結論：（1）軟件設計結構合理，滿足了PC端與Pad端的數據同步要求;（2）軟件設計滿足軍隊保密要求;（3）軟件功能設計合理，能夠提高了部隊基層官兵進行常規作業的效率，并能為官兵提供相應的工作流程幫助;（4）軟件的權限設計區別了對于管理層與使用層，進一步提高系統的維護效率與管理效能。

5? 結語

本文針對部隊基層日常訓練與保障任務繁重的問題，本著為減輕官兵對于文檔信息處理與整理等的壓力的目的，設計了由移動PC工作臺與便攜式Pad組成的信息采集與管理系統，實現了對文檔信息的及時入庫與查閱、高效化管理以及遠程數據查詢等功能。系統設計由硬件與軟件設計構成，在過程中充分考慮了設備集成度、硬件配置合理度、軟件設計模塊化和產品易操作化等因素，保證了產品的二次開發功能與易于普及使用。所設計的產品經測試檢驗，系統的整體性能穩定，軟件操作性強，界面布局合理，能夠有效緩解基層部隊日常工作實施的壓力，對部隊保障任務有一定的幫助。

參考文獻

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