本实用新型涉及一种知识模型管理平台，尤其是一种装备资源保障知识模型管理平台。
背景技术：
随着我国军队装备现代化建设步伐的加快，装备日趋复杂和高技术化，传统的以印刷格式记录、装订和显示的纸型文件等装备资源保障知识，越来越不能满足用户实时查阅、交互、更新等需求，实现装备资源的数字化、交互式越来越显得重要和迫切，目前，各类装备资源保障知识平台大多针对具体装备的制作流程和实现方法，对系统通用性、综合性、制作效率研究较少，且很少关注装备资源知识的智能交互功能，普遍存在以下缺陷：（1）移动性差，需使用台式机或笔记本查阅，携带不便，难以灵活移动；（2）交互性差，主要以文字、图片为主，缺少视频、3D模型等直观形象的内容，很难做到简单故障自行修理、复杂故障预先诊断；（3）一致性差，研制单位分散各地、文档格式不一，很难保证装备资源保障知识的可靠性、一致性；（4）集成性差，无法与装备直接通讯、实时获取运行数据和报警信息，无法根据报警信息实时定位故障，并提供故障排除方法。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种规范化、通用、交互性好且安全可靠的装备资源保障知识模型管理平台，满足用户使用过程的各种人性化需求。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种装备资源保障知识模型管理平台，设置有平台服务器，平台服务器上安装有用于存储装备资源保障知识的数据库，平台内部采用TCP/IP协议进行通信，实现数据交互，其特点是：该平台由便携终端层、综合应用层、基础组件层和公共数据层四个部分组成；
所述便携终端层采用面向平台最终用户的便携设备，便携设备通过自带的RJ45网口、USB接口或RS232串口与装备上的PLC系统进行通信，实现装备运行数据的采集；便携设备上安装有基于UKey的身份认证系统和EFS加密系统；
所述综合应用层依托上述便携设备来呈现，该层通过平台服务器数据库设置并划分成以下三个单元：保障应用单元、辅助应用单元和系统管理单元，所述保障应用单元包括交互式电子技术手册模块、模拟操作训练模块、智能故障维修模块、三维虚拟仿真模块和实时数据采集模块；所述模拟操作训练模块通过以下四个子系统来实现：岗位训练子系统、场景显示子系统、训练指挥控制子系统和数据库子系统，四个子系统之间通过HLA/RTI运行支撑框架进行通信；所述智能故障维修模块通过CBR智能决策系统进行装备故障案例匹配，所述装备故障案例存储在平台服务器数据库的故障知识库中；所述三维虚拟仿真模块配置有三维虚拟仿真软件；所述实时数据采集模块通过将便携设备与装备PLC系统连接来实现；
所述基础组件层为综合应用层提供以下功能组件支持：身份认证组件、三维引擎组件、故障隔离引擎组件、搜索引擎组件和目录导航服务组件；
所述公共数据层中包括系统数据、元数据、业务数据和文件数据，构成平台服务器数据库的完整数据。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：所述平台服务器的数据库设置有以下功能模块：信息录入模块，数据存储模块，数据查询模块，远端控制模块，数据采集模块，数据处理模块，控制模块，报警信息处理模块和数据传输模块。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：所述平台服务器上安装有结构化编辑器和多媒体编辑器。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：所述便携设备为加固平板。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：基于UKey的身份认证系统通过预先设置在平台服务器数据库内的PAM认证组件库和支持库来实现。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：所述交互式电子技术手册模块包含有以下类型的手册：安全手册、说明手册、操作手册、故障手册、维修计划手册和零部件手册。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：所述辅助应用单元包括书签管理模块、维护提醒模块、保养记录模块、故障维修记录模块、数据打印模块、数据同步模块和数据交换模块。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。在以上所述的一种装备资源保障知识模型管理平台中：所述系统管理单元包括基础信息模块、人员信息模块、权限管理模块和日志管理模块。
本实用新型通过分层构建装备资源保障知识模型管理平台，实现统一规范，协同工作，便于统一和规范装备保障数据的采集和制作形式，能够实现在安全防护的基础上进行数据共享，有利于装备维修效率的大幅提高；利用便携设备作为载体，代替传统的非移动设备，为平台的使用带来方便，同时能够进行灵活的数据采集；通过引入案例匹配和三维虚拟仿真功能，为装备故障维修带来极大便利，同时也有利于对故障知识库的补充和更新，实现维修经验共享，使系统日趋完备。与现有技术相比，本实用新型具有很强的数据交互性、统一性和灵活性，适宜推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的一种架构框图；
图2为模拟操作训练模块的一种架构图。
具体实施方式
以下进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。
参照图1-2，一种装备资源保障知识模型管理平台，设置有平台服务器，平台服务器上安装有用于存储装备资源保障知识的数据库，平台内部采用TCP/IP协议进行通信，实现数据交互，该平台由便携终端层、综合应用层、基础组件层和公共数据层四个部分组成；
所述便携终端层采用面向平台最终用户的便携设备，便携设备通过自带的RJ45网口、USB接口或RS232串口与装备上的PLC系统进行通信，实现装备运行数据的采集；便携设备上安装有基于UKey的身份认证系统和EFS加密系统；
所述综合应用层依托上述便携设备来呈现并完成相应操作，该层通过平台服务器数据库设置并划分成以下三个单元：保障应用单元、辅助应用单元和系统管理单元，所述保障应用单元包括交互式电子技术手册模块、模拟操作训练模块、智能故障维修模块、三维虚拟仿真模块和实时数据采集模块；所述模拟操作训练模块通过以下四个子系统来实现：岗位训练子系统、场景显示子系统、训练指挥控制子系统和数据库子系统，四个子系统之间通过HLA/RTI运行支撑框架进行通信；所述智能故障维修模块通过CBR智能决策系统进行装备故障案例匹配，所述装备故障案例存储在平台服务器数据库的故障知识库中；所述三维虚拟仿真模块配置有三维虚拟仿真软件；所述实时数据采集模块通过将便携设备与装备PLC系统连接来实现；
所述基础组件层为综合应用层提供以下功能组件支持：身份认证组件、三维引擎组件、故障隔离引擎组件、搜索引擎组件和目录导航服务组件；
所述公共数据层中包括系统数据、元数据、业务数据和文件数据，构成平台服务器数据库的完整数据；
所述平台服务器的数据库设置有以下功能模块：信息录入模块，数据存储模块，数据查询模块，远端控制模块，数据采集模块，数据处理模块，控制模块，报警信息处理模块和数据传输模块；
所述平台服务器上安装有结构化编辑器和多媒体编辑器；
所述便携设备为加固平板；
基于UKey的身份认证系统通过预先设置在平台服务器数据库内的PAM认证组件库和支持库来实现；
所述交互式电子技术手册模块包含有以下类型的手册：安全手册、说明手册、操作手册、故障手册、维修计划手册和零部件手册；
所述辅助应用单元包括书签管理模块、维护提醒模块、保养记录模块、故障维修记录模块、数据打印模块、数据同步模块和数据交换模块；
所述系统管理单元包括基础信息模块、人员信息模块、权限管理模块和日志管理模块。
本实用新型通过分层构建装备资源保障知识模型管理平台，同时结合标准规范和安全体系，使整个平台符合国家标准规范和军工安全保密体系，其具体内容如下：
（1）便携终端层
该层面向最终用户，通过加固平板等便携设备提供操作培训、数据采集、故障诊断、故障维修等功能；
由于装备资源保障知识模型管理平台涉及到的数据安全级别较高，需要从身份认证、数据加密等多个角度对系统进行安全防护，将安全防护措施及软件系统固化到硬件设备中，形成软硬件一体的装备技术文档交互式阅读设备；
（2）综合应用层
该层面基于基础组件层提供的功能实现各种保障服务，包括：保障应用、辅助应用、系统管理等。其中，保障应用是本实用新型中的重要部分，主要内容如下：
1、交互式电子技术手册
将装备全寿命周期涉及到的技术文档电子化，并将其分类展现给用户阅读，主要包括：安全手册、说明手册、操作手册、故障手册、维修计划手册和零部件手册；
2、模拟操作训练
模拟操作训练模块包含了四个子系统：岗位训练子系统、场景显示子系统、训练指挥控制子系统和数据库子系统，四个子系统间通过运行支撑框架（HLA/RTI）进行通讯；
针对人机交互动作，设计并实现模拟操作训练功能，对显示屏上的一些关键按钮提供文字提示，采用缩放、高亮显示等方式进行操作提醒；
3、智能故障维修
引入CBR智能决策系统，通过匹配案例指导修理人员进行故障隔离和排除，如果前述操作后故障依然存在，则提示修理人员进一步输入问题现象描述，推理机再次从案例库中查询；
在装备交付阶段，交付人员根据以往故障经验构建故障知识库，并随其它技术资料一并交付给用户，发生故障时，用户根据故障现象从系统中打开故障隔离流程图，系统将要求用户进行必要的隔离操作，并询问操作结果，用户此时根据操作情况进行“是/否”回答，或者从事先列好的可能结果中选择一项，系统将自动引导用户进行下一步操作，直至问题解决；
4、三维虚拟仿真
本模块引入三维虚拟仿真软件，综合运用三维建模技术、三维交互技术和三维引擎技术；首先创建部件的高精度三维模型，然后按照实际的装配工艺进行组装结构创建，用户可以像在真实环境中一样对设备的零部件进行各类拆分与组装实训，在操作过程中系统实时进行碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理；用户可从任意角度、放大或缩小、查看装备或装备组成部件的外观以及装备和装备组成之间的关系；利用动画模型模拟装备的拆装过程，用户可通过输入设备将装备拆解至每一个部件，也可将拆卸后的部件组装成一台装备，从而使用户熟悉了解装备的组成结构；
5、实时数据采集
便携终端能够与SIEMENS S7系列、三菱FX系列、施耐德Premium系列PLC进行通讯连接，同时支持网口和串口连接，实时采集装备PLC内部运行数据，并能监测到报警信息，当报警信息产生时，系统根据错误代码，自动定位故障，提供故障排除方法，由操作、维护人员按照步骤迅速排除故障；
（3）基础组件层
为综合应用层提供技术支撑，具体包括：身份认证、三维引擎、故障隔离引擎、搜索引擎和目录导航服务等组件；
（4）公共数据层
本层主要为整个系统提供数据支撑，根据业务类型可分为：系统数据、元数据、业务数据和文件数据；
（5）标准规范
标准规范是装备资源保障知识模型管理平台制作和发布的基础，标准的选择对于装备模型的建立起到决定性作用，本实用新型参考GJB6600的规定设计出一套适合本平台的标准，新设计的标准是GJB6600的一个子集，内容更具有针对性，实现起来也快捷；
根据GJB6600的要求，采用模块化的方法来组织技术资料可以最大程度解决装备信息需求特点，按照模块化的思路，技术信息可以被保存成一个独立的信息对象，在不同的情况下重复使用，这样不仅可以节省存储空间，还可以保证数据的一致性，节省维护费用，提高数据管理能力，并且可以把不同的模块组合成一个完整系统信息；当需求改变时，仅需修改一个信息对象，即可影响到生成的技术手册；
（6）安全体系
安全体系主要包括身份认证和数据加密两个部分：
1、身份认证
本发明针对便携终端自身用户的身份鉴别安全问题，加强对便携终端用户的身份认证强度；一方面，对便携终端自身的口令机制进行加强，如防字典攻击，口令脆弱性防护、口令使用生命周期管理等；另一方面，提供了基于UKey的身份认证功能支持；
2、数据加密
便携终端的全盘加密方案采用EFS加密（文件）系统进行支持，EFS是一项成熟的技术，其主要优势在于可对硬盘系统及数据进行全盘加密，且用户进入系统后的所有操作均是透明的，用户并感觉不到加密存储的存在。
本实用新型的发明要点在于：
（1）便携终端加固
采用军规全加固平板电脑，防尘防水，支持Windows 7操作系统，带RJ45网口、USB口和RS232串口，不带WIFI、蓝牙、GPS、3G/4G等无线连接功能；
（2）知识模型构建
装备资源知识库模型数据包括两部分：XML数据文件、图片等多媒体资源文件，其中前者是结构化数据，后者为非结构化数据，对于结构化数据，可以采用结构化编辑器进行编辑，但对于非结构化数据则需要专业的多媒体编辑器进行编辑，另外，知识库所定义的数据节点粒度非常细，有些节点独立编辑起来繁琐且困难，比如：单元格节点、图形热点节点等，针对上述问题，可以采用半结构化数据编辑技术实现数据模块的制作；整个数据模块编辑器还是采用结构化方式列出数据节点层次树，普通节点仍然出现在树中，但对于单元格节点、图形热点节点等不方便直接编辑的节点则融合到上级方便编辑的节点中形成复合节点（比如：表格节点、图形节点），然后针对复合节点开发专业的编辑工具进行编辑；
（3）三维虚拟化的知识智能交互
系统可以在虚拟环境中自动拆分、组装设备，向操作人员展示设备的组成、工序和拆装所使用的工具等；
操作人员通过拆装装备，选择工序和应使用的工具进行拆分或组装，拆分、组装过程中，可以选择某个零部件实时预览其三维模型；
可在主视图区实时显示当前的拆装情况；可通过鼠标或视图控制按钮，对视图进行平移、旋转、放大和缩小；
系统提供交互式的虚拟维修训练环境，对于一般故障，系统根据以往故障经验构建故障知识库，通过可视化故障隔离流程图的方式展现在用户面前，引导用户逐步完成维修操作训练；对于一些复杂的故障隔离场景，系统将通过三维仿真动画的方式模拟拆卸、安装过程，辅助维修人员排故训练；
（4）数据采集与故障定位
本平台与装备的PLC系统联网，实时通讯，采集数据，定位故障；
平台能够兼容多种类型PLC，可通过下拉框进行型号、接口类型的选择，对于网口设备可通过IP地址输入实现即时连接；
PLC设备与平台成功连接后，能够自动上传内部变量数值并实时传递报警信息，直到连接断开为止；
监控数据来自PLC设备的整个数据存储区，包含输入输出开关量、中间变量状态、计数器以及定时器；
报警信息与PLC内部程序编制对应，能够及时、准确地显示到平台界面上；
（5）完整强大的身份认证体系
用户认证：包括用户登录、身分切换及用户变更；
认证组件库：主要实现了新的双因子PAM库支持；
支持库：可信软件栈提供对PAM库访问支持；
对于基于UKey（即UsbKey）的证书子系统的引入，可支持以下两种方式：安全操作系统、专业设备驱动；
离线证书机制引入，即在第三方权威CA系统中制证，将用户信息与相应的UKey绑定形成专用证书预先存放在主机系统中（也可直接置于相关代码中）。在主机进行身份认证时，需插入UKey，然后基于预先存储在主机系统中的证书进行UKey实体认证。
本实用新型能够实现如下技术效果：
（1）实现一套集编码、制作、管理、发布、阅读、采集于一体软硬件整体解决方案；
（2）实现多人协同工作，方便并规范数据的采集与制作；
（3）提供文字、图片、音频、视频、表格等各种多媒体素材的混合编排，以及表格编辑、图形绘制、故障隔离流程等多种可视化创作工具，提高制作体验和效率；
（4）实现多渠道数据发布功能：审批通过后的装备资源保障知识可以通过打印文档、XML数据文件、网页文件等多种渠道发布和阅读；
（5）实现创作预览功能：用户在创作数据模块的每个节点的过程中，都可以实预览发布效果；
（6）实现分级权限控制功能：平台对信息的访问权限进行分级控制，以保证按用户权限、密级处理相应信息；
（7）发布后的装备资源保障知识可以离线阅读，支持访问控制、目录导航、图片热点、三维动画、链接跳转、全文检索等各种交互功能；
（8）实现通过交互式三维虚拟场景实现装备结构拆装、模拟操作训练、故障件更换等功能；
（9）实现装备数据的实时采集：便携终端与装备的PLC系统连接后，实时采集设备运行数据并存储到本地硬盘中，当便携设备与服务器联网后，自动上传采集的数据到服务器；
（10）智能故障定位与排除：不仅能够缩短设备故障排除时间，还能实现维修经验共享，提高维修人员整体维修水平，进而更大程度地提高维修效率。