和諧電力機車交互式電子手冊系統(tǒng)實施方案

1、2022年6月7日 大綱概述一、現狀分析隨著鐵路裝備現代化建設步伐的加快，開發(fā)和管理各種裝備技術文檔和維修手冊越來越顯得重要和迫切，很多國家和地區(qū)在大型鐵路設備中開始大量使用信息化手段來提高后勤保障水平。在推進鐵路裝備信息化建設的進程中，我國尚處于起步階段，雖然有些研究機構、科研院所已經開發(fā)了一些信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)也在相關領域發(fā)揮了一些作用，但仍然存在許多問題。概述二、存在的問題脫節(jié)問題研制生產階段產生的數據難以轉換為保障所需數據，裝備技術狀態(tài)發(fā)生變更時，相關變化無法及時反映到保障部門。概述二、存在的問題一致性問題當承制單位分散在各地，如何產生可靠、一致的裝備保障信息。概述二、存在的問題成本問

2、題培訓成本：當裝備操作人員經常變化時，如何降低培訓成本？維修成本：簡單故障能否自行修理？復雜問題能否先做預診斷？概述二、存在的問題質量問題傳統(tǒng)紙質、電子文檔交互性較差，無法激發(fā)學員的學習熱情，難以有效支撐維修，如何增強交付物的交互性并提高培訓和維修質量？紙質文檔 ？鏈接跳轉鏈接跳轉三維交互三維交互故障流程圖故障流程圖警告提示警告提示概述二、存在的問題便捷性問題 傳統(tǒng)紙質文檔量大，查詢困難 Pdf等格式的電子文檔需PC機閱讀，而PC機攜帶不方便，難以在靈活移動，如何實現無處不在的閱讀？ 裝備操作和維修過程中，鼠標鍵盤降低了使用人員的操作效率，能否引入觸摸操作方式？ ？概述三、解決思路 近年來，信

3、息化的高速發(fā)展使得數據庫、多媒體和移動終端等技術在大型裝備的后勤保障工作中逐漸得到應用。很多國家和地區(qū)在裝備中開始大量使用交互式電子技術手冊（IETM，Interactive Electronic Technical Manual）來管理設備全壽命周期中各種技術資料和技術文檔。 針對機車保障過程中存在的問題，我們將最新的基于S1000D標準的IETM技術與和諧電力機車進行有機結合，開發(fā)一套交互式電子手冊系統(tǒng)，以滿足裝備交付后的操作培訓和故障維修需要。概述四、建設意義提高裝備管理效能提高操作培訓質量提高故障維修效率提高裝備使用過程的監(jiān)管能力增強裝備保障信息獲取的便捷性大綱建設內容一、需求分析建設

4、內容一、需求分析 要求最終完成的IETM系統(tǒng)能夠在移動終端上閱讀，并提供觸摸式操作體驗。 要求和諧電力機車的技術手冊系統(tǒng)能夠解決紙質手冊的質量以及存儲空間問題。 要抽象出各種數據信息的共性，以形成能夠自描述的模塊化數據，并能夠針對不同的用途和多類受眾，按不同的方式來組合數據。 技術信息的訪問和使用要方便靈活。 和諧電力機車技術手冊系統(tǒng)需要提供對技術信息的管理服務，進行數據的統(tǒng)一管理。 技術手冊系統(tǒng)應遵循一定的標準規(guī)范，實現不同來源數據的整合。建設內容二、建設目標 設計并建立適合于和諧電力機車的交互式電子手冊系統(tǒng)，為操作人員提供交互式的培訓資料，為維修人員提供故障隔離、維修相關的技術信息，為加強

5、鐵路綜合保障能力提供有力支持。建設內容三、系統(tǒng)設計總體框架建設內容三、系統(tǒng)設計移動終端設計硬件參數硬件參數 CPU主頻1.66GHz 32G SSD存儲 2G DDR2 內存 11.6寸 1366*768 16：9電容屏 Intel GMA3150集成顯卡 130萬像素攝像頭 SD SDHC存儲卡 USB接口 （用于數據交換） 待機8小時建設內容三、系統(tǒng)設計總體框架1、安全登錄用戶登錄系統(tǒng)時需要輸入用戶名和密碼，系統(tǒng)后臺驗證通過后方能打開閱讀。如果三次輸入的用戶名和密碼都不正確，則系統(tǒng)自動關閉。本系統(tǒng)的登錄界面如圖所示。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀2、系統(tǒng)鎖定考慮到用戶可能暫時離開系統(tǒng)而忘了

6、關閉計算機，為防止其它用戶未經許可使用系統(tǒng)，本項目設計了鎖定功能，只有再次正確輸入用戶名和密碼才能恢復閱讀狀態(tài)。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀3、順序閱讀考慮到傳統(tǒng)的紙質手冊閱讀方式為逐頁順序瀏覽，本系統(tǒng)將對涉及到的所有頁面進行排序，同時在每個頁面的起始位置放置“上一頁”、“下一頁”按鈕，以實現 IETM的順序閱讀。順序閱讀顯示效果如下圖所示。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀4、目錄樹導航為方便閱讀，系統(tǒng)通過目錄樹的形式對出版物數據進行解析，目錄樹的每個葉子節(jié)點可快速導航到對應的技術內容。目錄樹導航效果如下圖所示。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀5、訪問記錄導航本系統(tǒng)在解析每個數據模塊時，首先按照

7、IETM標準的節(jié)點組成方式為其構造節(jié)點樹，用戶在閱讀時，系統(tǒng)自動將當前頁面的所有直系父節(jié)點按照繼承順序進行導航，效果如下圖所示。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀6、查找系統(tǒng)支持關鍵字檢索功能，用戶只需在檢索框中輸入需要查找的字符或短語，系統(tǒng)將模糊查詢出所有滿足條件的技術資料標題，并通過鏈接跳轉到具體的技術內容。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀7、訪問歷史查詢系統(tǒng)自動記錄用戶對IETM的登錄時間、退出時間等訪問信息，并能夠查看。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀8、三維虛擬場景通過Cult3D虛擬現實工具構建三維仿真場景，用戶可從任意角度、放大或縮小、查看裝備或裝備組成部件的外觀以及裝備和裝備組成之間的

8、關系。利用動畫模型模擬裝備的拆裝過程，用戶可通過鼠標將裝備拆解至每一個部件，也可將拆卸后的部件組裝成一臺裝備，從而使用戶熟悉了解裝備的組成結構。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀9、三維熱點導航為了加深用戶對系統(tǒng)結構特征的理解，需要將文字、圖片等多媒體素材引入三維場景，并通過熱點導航的形式與相關模型進行關聯(lián)。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀10、注釋用戶可以出于提醒自己在一個程序中如何操作一個步驟，或是針對特殊的任務尋求幫助時可以聯(lián)系誰，做一些特定的注釋。另外，IETM創(chuàng)作者也可以針對IETM的某個要點為用戶做一些注釋。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀11、跳轉鏈接通過鼠標點擊鏈接，系統(tǒng)將自動跳轉顯示

9、被鏈接的技術內容。本項目支持兩種類型的跳轉：第一，數據模塊內部跳轉，點擊鏈接后自動用被鏈接內容替換原有頁面，此種跳轉僅支持數據模塊內部節(jié)點間的切換；第二，外部數據模塊跳轉，當被鏈接的內容不是當前閱讀的數據模塊時，點擊鏈接后將彈出新窗口顯示被鏈接內容。下面左圖顯示的是外部引用，右邊是點擊鏈接后彈出的新窗口。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀12、鏈接提示對于一些被鏈接內容比較復雜的鏈接，有必要給用戶一些提示信息，當用戶將鼠標移動到鏈接上時，系統(tǒng)最好自動彈出文字注釋，以輔助用戶決定是否要打開該鏈接。本項目支持文字鏈接提示和圖形鏈接提示，效果如下圖所示。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀13、交互式故障診斷

10、在IETM系統(tǒng)創(chuàng)作階段，創(chuàng)作人員根據以往故障經驗構建故障知識庫，并隨其它技術資料一并交付給用戶。發(fā)生故障時，用戶根據故障現象從IETM系統(tǒng)中打開故障隔離流程圖，系統(tǒng)將要求用戶進行必要的隔離操作，并詢問操作結果，用戶此時根據操作情況進行“是/否”回答，或者從事先列好的可能結果中選擇一項，系統(tǒng)將自動引導用戶進行下一步操作直至問題解決。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀14、提示信息系統(tǒng)提供警告、注意、注釋三類提示信息，顯示效果如下圖所示。建設內容三、系統(tǒng)設計交互式閱讀建設內容三、系統(tǒng)設計總體框架建設內容1、文字數據錄入系統(tǒng)提供故障反饋單填寫工具，讓用戶能夠以文字形式描述故障發(fā)生部位及現象。三、系統(tǒng)設計

11、數據處理設計2、數據打印系統(tǒng)支持屏幕打印，同時在打印稿上顯示打印時間、密級等信息。建設內容三、系統(tǒng)設計數據處理設計3、數據同步裝備的技術狀態(tài)會經常發(fā)生變更，反饋單信息也需要回傳到生產廠家，因此移動終端上的電子手冊數據不能一層不變，需要定期與電子手冊制作服務器上的數據同步更新。建設內容三、系統(tǒng)設計數據處理設計4、數據交換通過制定統(tǒng)一的信息交換標準，公開統(tǒng)一的數據交換接口，為建成后的電子手冊系統(tǒng)與其它應用之間的集成打下一個堅實的基礎。建設內容三、系統(tǒng)設計數據處理設計建設內容三、系統(tǒng)設計總體框架支撐數據模塊支撐數據模塊可用數據環(huán)境數據版本數據業(yè)務規(guī)則容器數據出版物常用數據模塊常用數據模塊操作數據描述

12、數據零部件故障隔離擴展數據模塊擴展數據模塊線路數據接線數據交互數據檢測數據培訓數據維護計劃1、標準規(guī)范：S1000D裁剪建設內容三、系統(tǒng)設計標準規(guī)范2、標準規(guī)范：說明手冊 說明手冊主要實現對裝備（或部件）的總體認識和了解。用戶可以查看裝備（或部件）的概況、基本工作原理、主要功能和特性、結構布置圖以及提示信息等。建設內容三、系統(tǒng)設計標準規(guī)范3、標準規(guī)范：操作手冊 利用人員操作信息模塊，可實現對裝備的各種操作活動。用戶只需選擇操作對象，系統(tǒng)便會自動引導用戶進行逐步操作，并對操作過程中的一些存在的危險提出預警。建設內容三、系統(tǒng)設計標準規(guī)范4、標準規(guī)范：維護計劃手冊 利用改信息模塊，可實現對裝備的各種

13、維護保養(yǎng)活動。建設內容三、系統(tǒng)設計標準規(guī)范5、標準規(guī)范：維修手冊 故障隔離手冊應包含故障隔離過程中必要的信息，以輔助隔離過程。建設內容三、系統(tǒng)設計標準規(guī)范6、標準規(guī)范：零部件手冊 利用零部件信息模塊，可實現對圖解零部件目錄基本組成的描述。用戶可以查看裝備的零部件組成、承制單位信息、選購原因、數量、位置信息等。建設內容三、系統(tǒng)設計標準規(guī)范建設內容三、系統(tǒng)設計總體框架1、身份認證建設內容用戶認證：包括用戶登錄（login/gdm）、身份切換(su)及用戶變更（sudo）；認證組件庫：主要實現了新的雙因子PAM庫支持；支持庫：可信軟件棧提供對PAM庫訪問支持；對于基于UsbKey的證書子系統(tǒng)的引入，

14、可支持以下兩種方式：安全操作系統(tǒng)、專業(yè)設備驅動；離線證書機制引入，即在第三方權威CA系統(tǒng)中制證，將用戶信息與相應的UK綁定形成專用證書預先存放在主機系統(tǒng)中（也可直接置于相關代碼中）。在主機進行身份認證時，需插入UK，然后基于預先存儲在主機系統(tǒng)中的證書進行UK實體認證。三、系統(tǒng)設計安全體系設計2、數據加密EFS是一項成熟的技術，其主要優(yōu)勢在于可對硬盤系統(tǒng)及數據進行全盤加密，且用戶進入系統(tǒng)后的所有操作均是透明的，用戶并感覺不到加密存儲的存在。建設內容三、系統(tǒng)設計安全體系設計大綱實施過程實施團隊實施過程項目實施計劃序任務內容工期開始時間完成時間1需求分析需求分析452014年年8月月1日日2014年

15、年9月月15日日前期準備102014年8月1日2014年8月10日需求調研202014年8月11日2014年8月31日需求規(guī)格說明書撰寫102014年9月1日2014年9月10日需求評審52014年9月11日2014年9月15日2試點開發(fā)試點開發(fā)1152014年年9月月16日日2015年年1月月10日日數據試點采集202014年9月16日2014年10月5日多媒體試點制作302014年10月6日2014年11月5日數據模塊試點制作202014年11月6日2014年11月25日出版物制作202014年11月26日2014年12月15日初次試點演示及審核252014年12月16日2015年1月10

16、日3全面開發(fā)全面開發(fā)2502015年年1月月11日日2015年年10月月30日日數據全面采集502015年1月11日2015年3月1日多媒體及數據模塊全面制作1602015年3月2日2015年8月11日出版物發(fā)布402015年8月12日2015年9月21日4項目評審項目評審52015年9月22日2015年9月26日5系統(tǒng)修改與完善系統(tǒng)修改與完善302015年9月27日2015年10月26日6項目驗收項目驗收42015年10月27日2015年10月30日實施過程項目交付內容 IETM構成部件內容使用手冊維修手冊預防性維修校正性維修轉向架子系統(tǒng)客室門子系統(tǒng)牽引系統(tǒng)控制系統(tǒng)制動系統(tǒng)空調系統(tǒng)其他系統(tǒng)實

17、施過程系統(tǒng)運行環(huán)境1、硬件環(huán)境服務器端雙核心2GHz以上處理器2GB以上內存200G以上硬盤空間100M/1000M以太網卡交換機客戶端2GHz以上處理器1GB以上內存100M/1000M以太網卡打印機、掃描儀2、軟件環(huán)境服務器端操作系統(tǒng)：Windows 2003 Server數據庫：MS SQL Server 2005或Oracle 9i應用服務器軟件：Tomcat 5.5或Websphere Application Server 6.0客戶端操作系統(tǒng)：Windows XP或Windows 7配套軟件：IE 6.0以上版本大綱系統(tǒng)特點1、數據集中管控將散落在不同人員、不同業(yè)務系統(tǒng)中的產品信息集中管控。系統(tǒng)底層采用關系數據庫存儲信息，上層通過內容管理模塊實現數據的集中管控：編碼、采集、清洗、檢索、版本控制、更新等。 系統(tǒng)特點2、統(tǒng)一閱讀系統(tǒng)基于S1000D產生可靠、一致的產品支持與服務數據，通過移動終端統(tǒng)一閱讀。 系統(tǒng)特點3、多渠道發(fā)布系統(tǒng)支持四種形式的出版物發(fā)布：可用于紙質打印的PDF格式手冊；將數據、瀏覽樣式、瀏覽器打包在一起的光盤運行程序；Html格式網頁文件；可用于交互式閱讀的XML格式數據包。建成后的交互式電子手冊系統(tǒng)可極大減少現場培訓和維修次數，降低裝備保障成本。 系統(tǒng)特點4、降低成本移動