麻新超 吳朝

摘 要：飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖是用規(guī)定的圖形符號表示飛機系統(tǒng)工作原理及各組成部分之間相互關(guān)系的一種圖形化動態(tài)顯示軟件，是飛行模擬器、綜合程序訓(xùn)練器、虛擬維護訓(xùn)練器以及其他低等級模擬培訓(xùn)設(shè)備的重要組成部分。機務(wù)維修人員通過使用系統(tǒng)動態(tài)原理圖，可更加詳細地了解各飛機系統(tǒng)的工作原理，以便在飛機維護過程中對系統(tǒng)進行故障分析、維護、修理等工作。針對某型民用飛機機務(wù)維修訓(xùn)練的實際需求，給出了系統(tǒng)原理圖軟件的設(shè)計開發(fā)流程以及跨平臺發(fā)布方法。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)原理圖;民用飛機;機務(wù)培訓(xùn);跨平臺發(fā)布;GL Studio

隨著國產(chǎn)民用飛機的批產(chǎn)和交付運營，針對國產(chǎn)民機運營的各類培訓(xùn)（如機務(wù)維護類培訓(xùn)課程）密集開展，本文旨在探索機務(wù)理論教學(xué)中為受訓(xùn)人員直觀且交互地呈現(xiàn)飛機系統(tǒng)原理的方式方法，以及原理圖軟件跨平臺發(fā)布技術(shù)。本文所述軟件在某型國產(chǎn)民機機務(wù)教學(xué)過程中進行了產(chǎn)品試用和測試，提高教學(xué)效率效果明顯，得到了教員與學(xué)員的一致好評。

一.飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖

飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖包含一套定義好的符號來展示系統(tǒng)部件，例如閥、繼電器、泵和儲壓器。系統(tǒng)部件的工作狀態(tài)（如on/off， open/closed）通過圖形表示。原理圖是動態(tài)的，系統(tǒng)和零部件工作狀態(tài)的改變，會自動通過顏色的變化或者部件的某個動作來表現(xiàn)。動態(tài)原理圖提供飛機系統(tǒng)工作狀態(tài)的圖形化顯示（如圖1所示）。

根據(jù)某型國產(chǎn)民機機務(wù)培訓(xùn)需求，基于GL Studio平臺（GL Studio軟件是美國DiSTI公司開發(fā)的，使用OpenGL圖形庫建立實時、交互式三維圖形的虛擬儀表仿真軟件【2】）完成系統(tǒng)原理圖軟件的版面設(shè)計、素材整理與管理、內(nèi)容開發(fā)，并發(fā)布為.exe、.dll、.cab等格式，可在Windows系統(tǒng)、IOS系統(tǒng)、安卓系統(tǒng)以及office辦公軟件中運行，并實現(xiàn)了與其他培訓(xùn)設(shè)備的交互連接。

二.原理圖軟件設(shè)計開發(fā)流程

飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖機務(wù)培訓(xùn)軟件，是機務(wù)培訓(xùn)教學(xué)過程中高效的輔助工具。在教學(xué)過程中，課堂PPT教學(xué)、虛擬維護訓(xùn)練器教學(xué)、模擬機課程教學(xué)等不同階段的機務(wù)培訓(xùn)過程都使用飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖輔助，以便于教員授課和學(xué)員理解。

飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖軟件開發(fā)具體流程為：

a）依據(jù)各類培訓(xùn)設(shè)備特點及用戶的使用需求，提出系統(tǒng)原理圖開發(fā)需求及整體架構(gòu);

b）設(shè)計原理圖版面、整理相關(guān)素材;

c）設(shè)計各類獨立控件、完成控件之間的組合并添加屬性;

d）生成代碼、調(diào)試運行并多平臺發(fā)布。

飛機系統(tǒng)動態(tài)原理圖軟件開發(fā)所需軟件環(huán)境為：

a）操作系統(tǒng)版本：Windows XP、Windows 7;iOS 8.0或更高版本

b）其他軟件環(huán)境： 微軟Internet Explorer（IE）6.0或更高版本;GLsPlayer4.1.1.0或更高版本;Office2010或Office2013;Visual Studio 2008或更高版本;GL Studio4.4或更高版本。

三.原理圖軟件設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

本軟件基于“通用平臺應(yīng)用（Universal App）”理念，在課堂幻燈片、學(xué)員E-learning平臺、虛擬維護訓(xùn)練器、綜合程序訓(xùn)練器等教學(xué)平臺上采用統(tǒng)一的通用軟件，在展現(xiàn)形式上做了統(tǒng)一，使得整個機務(wù)教學(xué)過程在飛機系統(tǒng)原理圖層面變得連貫、統(tǒng)一。

民機系統(tǒng)動態(tài)原理圖機務(wù)培訓(xùn)軟件的關(guān)鍵技術(shù)包括：

（1）民機機務(wù)培訓(xùn)動態(tài)原理圖技術(shù)統(tǒng)一需求規(guī)范制定。制訂統(tǒng)一的動態(tài)原理圖技術(shù)規(guī)范，在軟件內(nèi)容、UI展現(xiàn)形式、飛機系統(tǒng)邏輯深度上制定統(tǒng)一的通用技術(shù)規(guī)范;

（2）動態(tài)原理圖模塊化組裝技術(shù)研究。以模型驅(qū)動架構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）為指導(dǎo)，設(shè)計機務(wù)培訓(xùn)動態(tài)原理圖的平臺無關(guān)模型（PIM），研究制作與運行平臺無關(guān)動態(tài)原理圖軟件模塊。根據(jù)已有的動態(tài)原理圖軟件規(guī)范，針對民機各個系統(tǒng)，制作能夠精確、清晰展示飛機系統(tǒng)原理的模塊資源，這些與平臺無關(guān)的動態(tài)原理圖模塊組成一個統(tǒng)一通用的動態(tài)原理圖模塊庫。在后續(xù)動態(tài)原理圖開發(fā)過程中，使用庫中的資源，以“搭積木”的方式對特定的飛機系統(tǒng)進行原理圖制作，保證了軟件在形式與內(nèi)容上的連貫性與統(tǒng)一性;

（3）基于動態(tài)原理圖平臺無關(guān)模型，利用GL Studio平臺研制動態(tài)原理圖軟件。GL Studio是一種專業(yè)的儀表仿真平臺，作為一個獨立平臺的快速原型工具，用來創(chuàng)建實時的、三維的、照片級的互動圖形界面。它能與HLA/DIS仿真應(yīng)用相連，生成的C++和OpenGL源代碼可以單獨運行，也可以嵌入到其它應(yīng)用程序中，避免了大量繁瑣的底層OpenGL開發(fā);

（4）跨平臺多終端應(yīng)用和發(fā)布技術(shù)。目前主流的跨終端平臺開發(fā)技術(shù)按照其實現(xiàn)方式大致分為跨平臺運行引擎和跨平臺應(yīng)用編譯兩種方式。本文采用的是跨平臺應(yīng)用編譯方式，利用動態(tài)原理圖模塊庫制作的軟件源碼具有平臺無關(guān)屬性，針對不同的使用平臺，例如OFFICE、IPAD、IE瀏覽器等等，制作支持多平臺發(fā)布的編譯鏈接器。

四.原理圖跨平臺發(fā)布

采用跨平臺應(yīng)用編譯方式，在微軟Windows（桌面應(yīng)用軟件、office、Web 網(wǎng)頁等）系統(tǒng)、谷歌安卓系統(tǒng)、蘋果iOS 系統(tǒng)等平臺的發(fā)布流程為：

1.動態(tài)原理圖在 Windows Office 軟件中的發(fā)布流程：

1） 在 Windows 系統(tǒng)下，安裝Office 以及GLS player;

2） 將動態(tài)原理圖編譯并發(fā)布為 cab 文件;

3） 新建 Word 文檔（Office 2013及以上版本）;

4） Word 選項->自定義->開發(fā)工具選項卡->添加舊式工具和設(shè)計模式->確定;

5） 點擊舊式工具圖標，選擇其他控件，選取 GLS Player;

6） 右鍵->”GLS Player”對象->Properties，Component 輸入cab 文件名->應(yīng)用，確定;

7） 點擊設(shè)計模式圖標，出現(xiàn)動態(tài)原理圖，啟動運行模式;

8） 點擊設(shè)計模式圖標停止運行模式;

9） 右鍵->屬性。調(diào)整高度、寬度。保存;

10） 把動態(tài)原理圖嵌入 Office PowerPoint 中步驟同上。

2.動態(tài)原理圖發(fā)布為 Windows 系統(tǒng)桌面應(yīng)用軟件的流程：

1） 將動態(tài)原理圖編譯并發(fā)布為.exe 文件;

2） 將上述.exe 文件與.dll 文件放在同一文件夾下，置于PC 機存儲盤中任意位置。

3.動態(tài)原理圖發(fā)布在 Windows 操作系統(tǒng)瀏覽器Web 網(wǎng)頁的流程：

1） 在 Windows 系統(tǒng)下，安裝GLS player;

2） 將動態(tài)原理圖編譯并發(fā)布為 cab 文件;

3） 在網(wǎng)頁中插入 cab 文件并發(fā)布。

4.動態(tài)原理圖在谷歌安卓系統(tǒng)中的發(fā)布流程（基于 GL studio 軟件）：

1） 打開 Eclipse Android Development Tools （ADT）;

2） 選擇 GL Studio for Android project wizard. 在菜單欄下選擇File -> New->Other…，然后點擊下一步;

3） 添加設(shè)計工程代碼到安卓的工程中;

4） 生成 GL Studio ES 代碼;

5） 編譯、測試并發(fā)布。

5.動態(tài)原理圖在蘋果 IOS 系統(tǒng)中的發(fā)布流程（基于GL studio 軟件）：

1） 申請?zhí)O果 IOS 開發(fā)者賬號;

2） 安裝 GL Studio ES Run-time Libraries for IOS;

3） 安裝 GL Studio ES Code Generation Plugin Installation;

4） 創(chuàng)建新 Xcode 工程;

5） 添加工程升級代碼到 IOS 工程中;

6） 生成 GL Studio ES Code;

7） 編譯、測試并發(fā)布。

五.總結(jié)

本文所述民機系統(tǒng)動態(tài)原理圖機務(wù)培訓(xùn)軟件開發(fā)技術(shù)將繼續(xù)服務(wù)于相關(guān)型號飛機理論培訓(xùn)課程，包括飛行、機務(wù)、乘務(wù)在內(nèi)的原理圖開發(fā)工作。該技術(shù)所生成的技術(shù)規(guī)范可以進一步擴展成民航機務(wù)培訓(xùn)領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)范，該技術(shù)所制作的系統(tǒng)動態(tài)原理圖，可以進一步市場化、標準化，形成市場產(chǎn)品。

參考文獻：

[1] 于輝，趙經(jīng)成，付站平， 等. GL Studio虛擬儀表技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)開發(fā)[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社，2010.

[2] 陸志斌，郭廣利，魏靖彪，趙玉輝. GL Studio在飛行模擬器虛擬儀表仿真中的應(yīng)用[J]. 電腦編程技巧與維護，2012（12）.

作者簡介：

麻新超，（1987-），男，山東德州人，碩士研究生，工程師，研究方向為民用飛機模擬培訓(xùn)設(shè)備開發(fā)。