基于XML的軍械保障裝備電子數據交換格式

張正霞，鄧建球，關成斌，胡衛強

(海軍航空工程學院，山東 煙臺 264001)

隨著信息技術的發展和網絡的廣泛應用，無紙化、自動化的電子數據交換無處不在，作為一個開放的、龐大的系統，統一的數據交換格式是電子數據交換的基礎，目前，國內外在數據交換格式方面都進行了大量的研究［1-5］。

軍械裝備保障體系作為一個龐大的體系，需要各部門間進行大量的數據交換，但是目前軍械裝備種類多，存在測試數據文件格式及測試數據結構不統一等問題，因此各種裝備產生的數據通常需要單獨進行數據轉換操作，甚至是重新進行人工錄入后才能和別的系統進行數據交換，這完全違背了軍事變革新形勢下數字信息采集、分析及交換過程的自動化、標準化和規范化這一趨勢。

因此，研究建立軍械保障裝備電子數據交換格式，規范軍械保障裝備自動產生的電子數據上報時采用的數據交換標準格式，是一項刻不容緩的工作。

1 基于XML 的軍械保障裝備電子數據交換格式

1.1 軍械保障裝備電子數據交換格式的技術要求

《軍械保障裝備電子數據交換格式規范》用于規定軍械保障裝備電子數據的交換格式，可以理解為數字接口，目的是使保障裝備所產生的數據可以通過網絡等載體進行傳輸，并為各相關信息系統所獲取使用。因此，《軍械保障裝備電子數據交換格式規范》必須達到如下技術要求［6-8］:

1)在內容上必須能涵蓋現有軍械保障裝備電子數據的所有內容，即滿足完備性要求;

2)在格式上必須具有統一的格式，可以進行批量的讀取、分析、處理，滿足交換需求，即滿足標準性要求;

3)格式必須支持多種硬件軟件平臺的讀取使用，即滿足通用性要求;

4)格式必須便于讀取、分析和使用，即滿足易用性要求;

5)格式需可以進行校驗，以確認其正確性，滿足數據的可靠性要求。

1.2 軍械保障裝備電子數據交換格式的語言選取

數據交換格式本身是一種軟件的數據接口，要求這種格式的文件可以不需轉化地被不同的平臺和系統進行讀取、解析，目前國際上常用的滿足這種要求的語言通稱為標記語言。這種語言一般采用文本格式，因此可以為不同的系統和平臺進行直接讀取，而不像數據庫、表格等其他格式的文件，需要專門的軟硬件環境才能被正確讀取。另外，作為數據接口，其傳輸的數據是各種各樣的，要求標記必須具有可擴展性。

基于上述的考慮，在軍械保障裝備電子數據交換格式中決定采用XML 語言(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)［8］。

在數據交換領域，國內外成功應用XML 作為數據交換格式的例子包括:

1)IEEE 1641 IEEE Standard for Signal and Test Definition

2)IEEE Std 1636.1TM-2007 IEEE Trial-Use Standard for Software Interface for Maintenance Information Collection and Analysis (SIMICA):Exchanging Test Results and Session Information via the eXtensible Markup Language (XML)

3)IEEE Std 1671TM-2006 IEEE Trial-Use Standard for Automatic Test Markup Language (ATML)for Exchanging Automatic Test Equipment and Test Information via XML(系列標準)

4)GB/T 19667.5—2006 基于XML 的電子公文格式規范 第5 部分:交換

5)GB/T 21062.3—2007 政務信息資源交換體系 第3部分:數據接口規范

1.3 軍械保障裝備電子數據交換格式規范

1.3.1 總體結構

經歸納，軍械保障裝備電子數據應包括的內容有［3，6，7］:

1)測試設備信息:用于描述測試設備的相關信息。

2)測試環境信息:在實際測試過程中，由于測試結果往往受測試環境影響顯著，因此在測試電子數據中應包括環境的描述信息。

3)測試實施單位和人員信息:測試實施單位和人員對測試負責，因此應包括測試實施單位和人員信息。

4)測試時間信息:表示測試實施的時間信息，時間格式為年月日時分秒。

5)被測裝備信息:描述被測裝備的基本信息。

6)被測單元信息:描述被測單元的信息。

7)測試記錄:對應的被測裝備的被測單元的相關測試項目的測試記錄項。

因此，軍械保障裝備電子數據交換格式文件結構如圖1所示，由XML 聲明和測試記錄2 大部分組成，測試記錄是文件的主體，測試裝備信息又是測試記錄的主體，是很多測試記錄的集合，是某次測試數據的存儲區，其他內容均是為區分或給定這些數據的條件而設置的。

圖1 電子數據交換格式文件結構

1.3.2 記錄與文件的標識

數據交換格式嚴格遵循XML 語法規則，并規定字符集采用GB2312_CHARSET。為了便于管理和查詢，對每條記錄設置記錄標號，對記錄標號的編制和數據交換格式文件的命名規則都進行了規范。

對測試過程中的每一級信息都設一個唯一標識該級信息的標識號，稱為記錄標號。記錄標號必須具有唯一性。記錄標號用測試設備型號、測試設備編號、被測裝備型號、被測設備編號、測試時間、被測單元等信息組成。具有主從關系的記錄標號，從記錄的標號以主記錄的記錄標號為前綴，外加從記錄流水號表示。如:

〈記錄標號〉

XXX_008_YYY002_030212_20040807103220_0097_ZH

〈/記錄標號〉

其中XXX 為測試設備型號，008 為測試設備編號，YYY002 為被測裝備型號，030212 為被測設備編號20040807103220 為測試時間，ZH 表示被測單元，這里是綜合測試。

數據交換文件遵循嚴格的命名規范，規定按數據交換文件中的根節點〈測試記錄〉的記錄標號作為文件名。

1.3.3 數據校驗

為驗證數據的正確性并防止篡改，每條記錄設置了MD5校驗行，規定每個數據記錄的最后一行是一個128 位的MD5校驗信息，該校驗信息采用十六進制數表示，用于驗證測試數據的完整性。MD5 校驗信息是不含該校驗行的整個記錄文件的MD5 校驗信息，生成方法為形成數據記錄文件，生成該文件的MD5 校驗信息，最后再將該校驗信息作為二級元素添加到數據記錄的最后一行［9］。

驗證方法為先將MD5 校驗信息提取出來，對刪除MD5校驗行的測試記錄文件生成MD5 校驗信息，與提取的校驗信息進行比對，如果相同則校驗通過，否則，校驗不通過。

1.4 軍械保障裝備電子數據交換格式示例

下面給出了一個軍械保障裝備電子數據交換格式的完整示例。

〈測試記錄〉

〈記錄標號〉 XXX _ 008 _ YYY002 _ 030212 _20040807091323_LD〈/記錄標號〉

〈測試設備〉

〈設備名稱〉XXX〈/設備名稱〉

〈出廠編號〉008〈/出廠編號〉

〈軟件版本〉Version1.20〈/軟件版本〉

〈計量合格截止日期〉20101231〈/計量合格截止日期〉

〈計量實施單位〉航天X 院〈/計量實施單位〉

〈計量負責人〉王杰〈/計量負責人〉

〈/測試設備〉

〈測試環境〉

〈環境溫度〉25〈/環境溫度〉

〈環境濕度〉60〈/環境濕度〉

〈震動頻率〉400〈/震動頻率〉

〈震動加速度〉8.4〈/震動加速度〉

〈電磁干擾強度〉20〈/電磁干擾強度〉〈/測試環境〉

〈測試實施單位〉

〈單位名稱〉XX 基地XXXX 大隊XX 技術隊三中隊〈/單位名稱〉

〈單位地址〉XX 市XX 路XX 號〈/單位地址〉

〈負責人職務〉中隊長〈/負責人職務〉

〈負責人姓名〉張濤〈/負責人姓名〉

〈/測試實施單位〉

〈測試實施人員〉

〈人員類別〉測試人員〈/人員類別〉

〈編號〉1〈/編號〉

〈姓名〉張軍〈/姓名〉

〈職務〉分隊長〈/職務〉

〈單位〉三中隊2 分隊〈/單位〉

〈電話〉0888 -888888〈/電話〉

〈/測試實施人員〉

〈測試實施人員〉

〈人員類別〉測試人員〈/人員類別〉

〈編號〉2〈/編號〉

〈姓名〉李磊〈/姓名〉

〈職務〉技師〈/職務〉

〈單位〉三中隊2 分隊〈/單位〉

〈電話〉0888 -888888〈/電話〉

〈/測試實施人員〉

〈測試時間〉

〈測試開始時間〉20040807091005〈/測試開始時間〉

〈測試結束時間〉20040807091323〈/測試結束時間〉

〈/測試時間〉

〈被測裝備〉

〈名稱〉XXX 導彈〈/名稱〉

〈型號〉XXX〈/型號〉

〈廠家〉xxx〈/廠家〉

〈編號〉030212〈/編號〉

〈出廠時間〉20030501 天〈/出廠時間〉

〈通電時間〉3.25〈/通電時間〉

〈被測單元〉

〈名稱〉雷達〈/名稱〉

〈廠家〉xxx〈/廠家〉

〈編號〉xxxx〈/編號〉

〈出廠時間〉20030501 天〈/出廠時間〉

〈更換時間〉20080506〈/更換時間〉

〈通電時間〉1.25〈/通電時間〉

〈測試記錄〉

〈記錄標號〉 XXX _ 008 _ YYY002 _ 030212 _20040807091323_LD_01〈/記錄標號〉

〈項目名稱〉接收機靈敏度〈/項目名稱〉

〈測試條件〉

〈條件名稱〉頻點〈/條件名稱〉

〈條件數值〉xx〈/條件數值〉

〈條件單位〉GHz〈/條件單位〉

〈/測試條件〉

〈數據類型〉雙精度〈/數據類型〉

〈標稱值〉-80〈/標稱值〉

〈標稱精度〉0〈/標稱精度〉

〈單位〉dBm〈/單位〉

〈上限值〉-75〈/上限值〉

〈最優上限值〉-78〈/最優上限值〉

〈測試值〉-79〈/測試值〉

〈測試結論〉合格〈/測試結論〉

〈/測試記錄〉

〈測試結論〉合格〈/測試結論〉

〈/被測單元〉

〈測試結論〉合格〈/測試結論〉

〈/被測裝備〉

〈MD5〉436ff66eee9ea385184b4dbd10a23f58〈/MD5〉

〈/測試記錄〉

2 軍械保障裝備電子數據交換格式的應用

在具體應用《軍械保障裝備電子數據交換格式規范》時，必須要針對具體裝備，進行該型軍械保障裝備電子數據交換格式軟件的開發。開發應遵循以下步驟:

1)對該裝備產生的電子數據進行分析，研究其文件格式、編碼方式、內容、結構等信息;

2)確定數據交換格式的內容和結構，確定需要手動添加的信息;

3)進行軟件的編寫。

為了驗證《軍械保障裝備電子數據交換格式規范》的可行性，也為了驗證數據交換格式轉換軟件的正確性，對數據交換格式轉換結果要進行以下六個方面的驗證工作:

1)數據交換格式文件是否符合XML 標準文件的語法要求;

2)數據交換格式文件在層次結構上是否與原數據文件一致;

3)數據交換格式文件是否能完全體現原數據文件內容;

4)MD5 校驗碼能否正確校驗文件的正確性;

5)數據交換格式文件能否方便、正確的轉換為數據庫;

6)轉換的數據庫文件內容能否與原始測試文件內容匹配。

3 結束語

《軍械保障裝備電子數據交換格式規范》的編制，規范了海軍軍械保障裝備的電子數據交換格式，方便了數據的交換、應用，保證了數據的完備性，實現了在不同軟硬件平臺上數據的直接讀取和分析，提高了工作效率，為海軍軍械保障信息化建設提供了數據來源支持。

［1］William C. Burkett. Product data markup language: a new paradigm for product data exchange and integration［J］.Computer-Aided Design，2001(33):489-500.

［2］Ronald Fagin，Phokion G，Kolaitis，et al.Data exchange:semantics and query answering［J］.Theoretical Computer Science，2005(336):89-124.

［3］IEEE Std 1671TM-2006，IEEE Trial-Use Standard for Automatic Test Markup Language ( ATML) for Exchanging Automatic Test Equipment and Test Information via XML［S］.

［4］常浩，安建成.基于XML 的異構數據交換模型的研究［J］.電腦開發與應用，2011，24(3):27-29.

［5］GB/T 21062.3—2007，政務信息資源交換體系 第3 部分:數據接口規范［S］.

［6］IEEE 1641TM-2004，IEEE Standard for Signal and Test Definition［S］.

［7］IEEE Std 1636.1TM-2007，IEEE Trial-Use Standard for Software Interface for Maintenance Information Collection and Analysis (SIMICA):Exchanging Test Results and Session Information via the eXtensible Markup Language(XML)［S］.

［8］Sperberg-McQueen CM.Extensible Markup Language(XML)1.0［S］.

［9］OU Yue-Long，ZHANG Li-na，NAN Yu. Researching on MD5’s characteristics based on software reversing［J］.The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications，2010(17):127-130.