飛行模擬訓練設備數據自動化統計開發

黃歡 徐坦

摘要：為解決現有飛行模擬訓練設備數據管理人工成本高、效率低的問題，設計了基于python的數據自動化統計程序，利用win32com和openpyxl庫對Access數據庫和Excel文檔的進行操作和處理，完成對飛行模擬訓練設備運行保障數據的自動統計和文檔的自動保存。通過多次測試，能快速完整的生成選定時間的特定格式數據文檔，極大地提高工作效率。

關鍵詞：飛行模擬訓練設備;自動化統計;python;win32com庫;openpyxl庫

中圖分類號：TP317.1 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）21-0203-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

迅猛發展的計算機技術正加速影響企事業工作辦公方式。自動化辦公是一種利用計算機技術替代傳統辦公模式的一種現代化辦公模式[1]。使用大量的先進機器來代替傳統中的紙記錄和筆書寫方式，極大提高工作效率。通過新型網絡辦公方式，加強成員的協同工作能力，改變了傳統辦公環境[2]。

2 概述

飛行模擬訓練設備是在飛行員訓練中常用的輔助訓練設備，它能模擬特定飛機（如空客A320、波音737NG等）在飛行過程中所產生的視覺、聽覺和觸覺感受，為飛行員帶來真實的沉浸感。各航空公司廣泛使用飛行模擬訓練設備，以提升飛行員培養的安全性及高效性，提高飛行員培訓質量，降低飛行安全風險[3][4]。

為保障飛行模擬訓練設備運行質量，以某模擬機訓練中心（以下簡稱“中心”）為例，其飛行模擬訓練設備分布在兩個不同的機房。為保障設備正常運行，設立兩組維護人員分別管理各個機房設備，并建立了一套基于web的B/S模式飛行模擬訓練設備維護管理系統，它記錄著飛行模擬訓練設備運行狀態、巡視檢查情況、故障情況和訓練完成后的飛行器檢查。通過網絡管理方式，加強維護人員對飛行模擬訓練設備運行情況的掌握，實時跟蹤飛行模擬訓練設備的運行故障，并加強維護人員的相互溝通協助。

為保存飛行模擬訓練設備運行質量的記錄文檔，采用人工采集數據的記錄方式。每個月將由專人對設備維護管理系統中的相關數據（如訓練前后飛行模擬訓練設備狀態檢查、巡視檢查、飛行模擬訓練設備值班保障等）進行統計，形成新的Ex-cel文檔以供保存。但這種方式存在人工成本高、工作效率低等問題。

因此，基于Python編程語言設計飛行模擬訓練設備保障數據的自動化統計工作，以飛行模擬訓練設備值班保障為例，完成飛行模擬訓練設備數據的記錄，方便快捷地完成相關記錄的文檔統計保存。

3 總體設計

3.1 原理分析

分析基于Web的B/S模式飛行模擬訓練設備維護管理系統，發現它通過.Net語言設計維護管理網站結構，利用Access數據庫建立相應的數據庫表單（如值班安排數據表單、i故障維護數據表單等），保存著飛行模擬訓練設備的運行保障數據。提取Access數據庫相應數據表單，自動收集相關行列數據，根據現有Excel數據保存模板，建立最終的Excel電子保存文檔。

Python作為新型的解釋型語言，其具有豐富的第三方庫[1]，且語法簡單直觀，容易上手等優點，在數據處理、人工智能等方面擁有廣泛的應用。而對于Access數據庫和Excel文檔的處理，python擁有win32com庫和openpyxl庫來對Access和Excel進行相關數據的讀取、修改等處理功能[5][6]。因此可使用python語言建立自動化數據統計程序。

3.2 方案設計

根據現有飛行模擬訓練設備值班保障的Excel保存模板，所需記錄的信息包括選擇的日期段，星期，機型，不同機房的值班人、時間、內容，內容標題模板如圖l所示。

為建立相關數據的Excel模板，利用python語言完成三個方面：建立Access數據庫的通信、相關數據處理、Excel模板數據保存。

3.2.1建立Access數據庫通信

首先定義飛行模擬訓練設備數據庫保存路徑字符串，利用win32com.client庫對Access數據庫進行定位并建立連接，利用類似于VB語言的MoveFirst和MoveNext函數進行讀取，提取相關所需的記錄數據，最后利用文檔末尾標記進行剩余信息檢測，以完成對數據庫的數據處理工作。該步驟的流程圖如圖2所示。

3.2.1數據處理

該中心的相關保存記錄是以月份為單位的，因此使用date-time庫對所需要的月份進行選擇;由于該中心的飛行模擬訓練設備分布在兩個不同的區域，在數據統計時，需要對不同區域的飛行模擬訓練設備狀態數據進行區分。分析數據庫中的數據發現，在數據中會出現不同區域中的飛行模擬訓練設備型號，因此通過對特征數據的檢測完成數據不同區域的區分。并采用數據庫處理語句select完成數據選擇和篩選功能。流程圖如圖3所示。

3.2.3 數據保存

Python擁有豐富的第三方庫，如openpyxl庫[7]，它能對Excel文檔進行數據修改和寫入等操作，并可通過自定義相關的單元格合并、字體等要求，完成相關模板格式的設置。再將讀取出來的數據依次的按照順序保存到Excel模板中，完成保存。流程圖如圖4所示。

4 功能實現

為實現數據的提取與保存，設計三個相關類對象完成數據庫通信、數據處理及數據保存功能。

4.1 數據庫通信類

該類用于操作Access數據庫，提取相關數據用于后續處理。其UML圖[8]如圖5所示。

4.2 數據處理類

數據處理類用于完成對選擇時間段數據的提取及數據定位，它的UML圖[8]如圖6所示。

4.3 數據保存類

它用于完成對所選擇數據的Excel存儲。其UML功能圖如圖7[8]所示。

5 測試

運行python程序時，首先輸入需要統計的時間段，以2018年9月為例，輸入開始時間：“2018-09-1”，結束時間：“2018-09-31”，等待程序運行完成，然后在data文件夾下面會生成一個名為2018年9月值班安排計劃表的Excel文檔，文檔中會自動保存了模板中要求的相關要求數據，生成選擇數據的Excel文檔。

通過多次不同時段的測試運行后發現，該程序運行能在20s內生成一個月所需數據的Excel文檔，能極大地縮短人工數據采集時間，提高工作效率。

6 總結

本文介紹了基于python的飛行模擬訓練設備相關數據的自動統計開發，通過利用python豐富第三方庫文件，完成飛行模擬訓練設備保障數據統計表單的自動生成，提高了工作效率，節約了人工成本，建立了飛行模擬訓練設備數據自動化管理的基礎，將辦公自動化理念引入了飛行模擬訓練設備數據的管理。

參考文獻：

[1]嚴莉娜.辦公自動化中計算機技術的應用[J].信息通信，2019（8）：291-292.

[2]張園園，袁煜婧.關于辦公自動化中計算機技術應用研究[Jl-信息與電腦（理論版），2019（13）：19-20.

[3]萬羽.基于網絡的飛行模擬訓練設備維護辦公自動化系統[J].科技經濟導刊，2018，26（29）：56，58

[4]陳又軍.現代飛行模擬機技術發展概述[Jl.中國民航飛行學院學報，2011，22（2）：25-27，32.

[5] Allen B.Downey， Think Python[M]， CA：0 'Reilly Media，2012;

[6] Albert Sweigart， Automate the Boring Stuff with Python. NoStarch Press，2015;

[7] Eric Gazoni. Charlie Clark， openpyxl manual[EB/OLl， 2020，https：//openpyxl.readthedocs.io/en/s table/;

[8]劉振安.面向對象技術與UML[M].北京：機械工業出版社，2007.

【通聯編輯：梁書】

基金項目：中國民用航空飛行學院科研創新團隊項目（JG2019-03-02）

作者簡介：黃歡（1988-），男，四川廣漢人，工程師，碩士，研究方向：模擬機維護、飛行仿真及軟件開發;徐坦（1985-），男，四川廣漢人，助理研究員，學士，研究方向：行政管理。