飛行模擬訓練設備數據自動化統(tǒng)計開發(fā)

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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)展的計算機技術正加速影響企事業(yè)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(tǒng)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?zhèn)鹘y(tǒng)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(xié)同工作能力，改變了傳統(tǒng)辦公環(huán)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(yǎng)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(tǒng)，它記錄著飛行模擬訓練設備運行狀態(tài)、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(xié)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(tǒng)中的相關數據（如訓練前后飛行模擬訓練設備狀態(tài)檢查、巡視檢查、飛行模擬訓練設備值班保障等）進行統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，發(fā)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(yōu)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(tǒng)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(qū)域，在數據統(tǒng)計時，需要對不同區(qū)域的飛行模擬訓練設備狀態(tài)數據進行區(qū)分。分析數據庫中的數據發(fā)現，在數據中會出現不同區(qū)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(qū)域的區(qū)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(xù)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)計開發(fā)，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(tǒng)計表單的自動生成，提高了工作效率，節(jié)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(tǒng)[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(fā)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(yè)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(chuàng)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(fā);徐坦（1985-），男，四川廣漢人，助理研究員，學士，研究方向：行政管理。