论文部分内容阅读
摘要：在分析目标特征信号的基础上，进行数据库需求分析，采用.Net（C#） SQL Server 2005等基于WEB2.0的最新技术，服务器平台采用Windows 2003 Server IIS技术，建立了一个涵盖多种物理场的统一标识、统一格式的目标特性数据库。规范了目标特性数据管理，方便了数据的查询和分析，为目标特征信号数据相关性研究课题提供重要的数据支持。
关键词： 数据库；物理场；目标特征
中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6253-04
1 概述
构建目标物理场数据库是目标物理场特征数据相关性研究课题的重要内容之一，其主要目的是为目标物理场特征数据相关性研究提供数据平台，方便数据的查询和分析，规范目标特征数据管理。随着多年来对目标特性的研究，积累了丰富的目标物理场特性数据，但测试系统的复杂性（每期试验测量参数、控制参数等都不尽相同）、数据采集系统的发展等原因造成了目标物理场测试数据的文件格式和储存形式存在很大差别；不同时期目标物理场测试数据内容不同，格式不尽相同，且有文本、uff、Excel表格等多种存储方式。这对普通的数据查询和管理来说都是很费时费力的事，更不要说涵盖不同时间、不同型号和不同实验方法的数据相关性研究了。因此，对大批量目标特征数据统一数据格式，进行分类管理，以方便进行查询和分析，是进行目标物理场特征数据相关性研究的一个技术关键。
对大批量数据的分类管理和查询分析等应用，采用数据库的方式是最有效的选择[1]。该文着重从目标特征数据库体系结构、数据库管理软件功能等方面开展研究。首先建立一个统一的符号标识，搭建数据库的结构体系，规范不同格式的目标特征数据；然后采用一整套基于B/S（浏览器/服务器）架构应用程序设计开发的完整解决方案，并在此基础上开发目标特征信号的试验数据管理软件；最后完成数据的格式转换和录入，为目标特征数据相关性研究等各项应用构建一个方便易用的数据平台。
2 目标特征数据库的体系结构
2.1目标特征数据库设计
目标特征数据库设计是建立目标特征数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足特征信号分析的各种应用需求[2，3]。系统将数据库设计大体分成五个阶段：系统规划阶段、需求分析阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段和系统实施阶段[4，5] 。另外，在数据库的设计过程中还包括数据库的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的设计。
2.2目标特征数据库E-R模型
系统在分析MVC模式基础上进行设计开发，采用标准的三层结构模型，迅速将Web表现层开发，业务逻辑组件开发，系统设计合理分离，通过合理分工协作由团队开发实现[6]。基础数据库设计如下：
1） 完整的事务、事件管理、用户、单位、角色、权限管理设计，能快速完成用户、单位、角色、权限的分配。
2） 完整的字典管理功能，能方便的对业务系统的全部字典文件进行维护。
3） 分页查询存储过程设计，为业务系统开发过程中的分页查询提升效率。
4） 编码分配设计，只需要通过配置即可快速实现可满足各种要求的唯一编码。
5） 汉字拼音管理，收录了常用的3万多汉字的全拼与简拼，能迅速完成对汉字的全拼与简拼的翻译处理。
2.3网络结构设计
系统的网络运行环境如图2所示，无论是用户还是管理员都通过网络登录到本系统。
其中局域网用户主要是指单位内部人员，远程用户主要是指通过广域网登录系统的用户，可以是单位内部人员，也可以是协作单位人员。
2.4体系结构设计
系统的逻辑层次体系结构图3所示。
完整的信号分析系统包括图3表示的逻辑结构。相邻两层之间能够通信，进行数据交换。各层功能如下：
数据文件：提供原始信号数据。
PC应用软件：设置/显示测试参数、用户测试控制、分析结果显示。
参数设置：设置分析、触发等参数。
数据分析：保存测试参数、PC端分析、离线分析、测试流程控制。
结果导出：将分析结果以报告或文件的形式进行保存。
3 目标物理场数据库管理软件的功能分析
3.1 功能结构
a）测试数据来源分类：
由PC软件实现一套DSP的模拟分析系统，分析的数据来源为系统进行的数据记录文件或者其它系统支持的文件数据格式[7]。
b）分析系统组织分类：
PC与DSP一一对应构成分析系统。
3.2 模块主要通用流程
模块主要通用流程如图4所示。
3.3测试信号的分配
每种测试类型需要分配不同的信号，因此不同测试类型在分配的过程中调用不同的函数进行分配[8，9]。进入测试程序和开始测试时都需要重新分配测试信号。此外，与测试信号相关的任何参数的设定改变时也需要重新分配测试信号。
3.4 业务处理模块
业务处理模块分六大类：数据批量处理、后期数据维护、数据查询、基础数据管理、红外试验数据接口、试验数据分析接口。
由于单次试验的数据量庞大，为了将大量数据批量纳入数据库，系统开发了数据批量录入功能。批量录入的对象包括：公共工况信息、目标工况、非目标工况、目标试验数据和非目标试验数据[10，11]。
基础数据管理主要实现对目标信息管理及传感器阵列信息的管理，包括数据的查询、添加、更新及删除。 非目标数据的处理与目标数据的处理相似，区别在于不需要上传GPS数据及距离时标数据，其工况需要添加自然干扰源和人工干扰源，具体的实现步骤与目标类相同。
数据库管理系统提供查询下载，能够通过link提供数据文件，或直接读取数据库调用相关数据文件路径。选取信号文件点击预览按钮后当前页面会显示信号文件部分数据信息。曲线显示部分由Applet应用程序实现，客户浏览器需要安装过jre1.6或之上版本时才能正确显示该曲线，服务器程序已经实现当客户浏览器无法正常显示时自动从服务器安装jre的功能[12]。
通过图5所示脚本语言调用客户机上的离线分析软件，如果客户机上没有该软件，则会从服务器下载该软件，用户只需安装完成后再次点击打开便可获得正确结果。
在调用离线分析软件的同时传入服务器地址（serverUrl.value）以及信号文件的路径（path.value），软件启动后便可通过Socket与服务器端程序通讯并将从服务器端获得的文件存入客户机的临时文件夹内（当软件关闭时该临时文件将被删除）。
时频显示窗口是通用的显示窗口，提供四种形式的窗口：单窗口、两水平窗口、两垂直窗口、四窗口。用户可根据需要选择其中之一，并为要创建的窗口指定名称。缩略图窗口用于显示多个同种类型的信号，每个信号拥有一个独立的图形显示区，可以观察到每个信号的总体情况。
4 结论
目标物理场特征数据库建设项目为装备的研制开发、开展攻击目标探测与跟踪等相关研究提供可靠的、功能齐全的信息平台。通过本系统的开发，首次把典型目标的物理场数据进行一次集中统一的管理。系统建立的数据库具有数据量大、方便调用的特点。系统采用基于B/S架构，严格按照MVC模式设计开发，实现将Web表现层开发、业务逻辑组件开发、系统设计合理分离。系统采用标准的三层结构模型，为系统的稳定、高效运行打下坚实基础。此外，系统还解决了基于WEB的信号在线远程管理与分析等关键技术。
目前，该数据库在多种智能武器和战场感知技术研究的多个项目中得到了实际应用。为装备研制过程中的优化设计、性能检测打下了良好的基础。本项目的研究对后续科研项目缩短研制周期、提高设计水平、节约研制经费与试验经费有显著的军事和经济效益，并将为装备的数字化、信息化起到巨大的推动作用，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1] 王智学.一种业务概念模型驱动的需求分析与获取方法[J].军事运筹与系统工程，2006，20（1）.
[2] 李晓黎.VB SQL Server 数据库应用系统开发与实例[M].邮电出版社，2003.
[3] 张晓林.基于Web的个性化信息服务机制[J].现代图书情报技术，200（1）.
[4] 蔡国民.基于XML的个性化信息检索系统研究[D].中南大学，2007.
[5] Liu W，Meng X F.Vision-based Web Data Records Extraction[C].In Proceedings of the 9th SIGMOD International Workshop on Web and Databases，2006：20-25.
[6] Dong Xin，Halevy Alon，Yu Cong.Data Integration with Uncertainty[C].Proceedings of VLDB，2007：697-698.
[7] Michael k.Bergman.The deep web：Surfacing hidden value[J].The Journal of Electronic Publishing.2001（4）：183-201.
[8] Cheng Tao，Chang Kevin Chen-Chuan.Entity Search Engine：Towards Agile Best-Effort Information Integration over the Web.Proceedings of CIDR，2007：108-113.
[9] 郭朝辉，齐清文，等.基于ArcSDE的云南沿边境地带生态环境数据库建设研究[J].测绘通报，2007（3）.
[10] 凌永顺.武器装备的信息化[M].北京：解放军出版社，2004.
[11] 刘银红.络环境下数据库建设标准化探析[J].现代图书情报技术，2002（1）.
[12] 周绪，管丽娜.SQLServer2000入门与提高[M].北京：清华大学出版社， 2001.
关键词： 数据库；物理场；目标特征
中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6253-04
1 概述
构建目标物理场数据库是目标物理场特征数据相关性研究课题的重要内容之一，其主要目的是为目标物理场特征数据相关性研究提供数据平台，方便数据的查询和分析，规范目标特征数据管理。随着多年来对目标特性的研究，积累了丰富的目标物理场特性数据，但测试系统的复杂性（每期试验测量参数、控制参数等都不尽相同）、数据采集系统的发展等原因造成了目标物理场测试数据的文件格式和储存形式存在很大差别；不同时期目标物理场测试数据内容不同，格式不尽相同，且有文本、uff、Excel表格等多种存储方式。这对普通的数据查询和管理来说都是很费时费力的事，更不要说涵盖不同时间、不同型号和不同实验方法的数据相关性研究了。因此，对大批量目标特征数据统一数据格式，进行分类管理，以方便进行查询和分析，是进行目标物理场特征数据相关性研究的一个技术关键。
对大批量数据的分类管理和查询分析等应用，采用数据库的方式是最有效的选择[1]。该文着重从目标特征数据库体系结构、数据库管理软件功能等方面开展研究。首先建立一个统一的符号标识，搭建数据库的结构体系，规范不同格式的目标特征数据；然后采用一整套基于B/S（浏览器/服务器）架构应用程序设计开发的完整解决方案，并在此基础上开发目标特征信号的试验数据管理软件；最后完成数据的格式转换和录入，为目标特征数据相关性研究等各项应用构建一个方便易用的数据平台。
2 目标特征数据库的体系结构
2.1目标特征数据库设计
目标特征数据库设计是建立目标特征数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足特征信号分析的各种应用需求[2，3]。系统将数据库设计大体分成五个阶段：系统规划阶段、需求分析阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段和系统实施阶段[4，5] 。另外，在数据库的设计过程中还包括数据库的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的设计。
2.2目标特征数据库E-R模型
系统在分析MVC模式基础上进行设计开发，采用标准的三层结构模型，迅速将Web表现层开发，业务逻辑组件开发，系统设计合理分离，通过合理分工协作由团队开发实现[6]。基础数据库设计如下：
1） 完整的事务、事件管理、用户、单位、角色、权限管理设计，能快速完成用户、单位、角色、权限的分配。
2） 完整的字典管理功能，能方便的对业务系统的全部字典文件进行维护。
3） 分页查询存储过程设计，为业务系统开发过程中的分页查询提升效率。
4） 编码分配设计，只需要通过配置即可快速实现可满足各种要求的唯一编码。
5） 汉字拼音管理，收录了常用的3万多汉字的全拼与简拼，能迅速完成对汉字的全拼与简拼的翻译处理。
2.3网络结构设计
系统的网络运行环境如图2所示，无论是用户还是管理员都通过网络登录到本系统。
其中局域网用户主要是指单位内部人员，远程用户主要是指通过广域网登录系统的用户，可以是单位内部人员，也可以是协作单位人员。
2.4体系结构设计
系统的逻辑层次体系结构图3所示。
完整的信号分析系统包括图3表示的逻辑结构。相邻两层之间能够通信，进行数据交换。各层功能如下：
数据文件：提供原始信号数据。
PC应用软件：设置/显示测试参数、用户测试控制、分析结果显示。
参数设置：设置分析、触发等参数。
数据分析：保存测试参数、PC端分析、离线分析、测试流程控制。
结果导出：将分析结果以报告或文件的形式进行保存。
3 目标物理场数据库管理软件的功能分析
3.1 功能结构
a）测试数据来源分类：
由PC软件实现一套DSP的模拟分析系统，分析的数据来源为系统进行的数据记录文件或者其它系统支持的文件数据格式[7]。
b）分析系统组织分类：
PC与DSP一一对应构成分析系统。
3.2 模块主要通用流程
模块主要通用流程如图4所示。
3.3测试信号的分配
每种测试类型需要分配不同的信号，因此不同测试类型在分配的过程中调用不同的函数进行分配[8，9]。进入测试程序和开始测试时都需要重新分配测试信号。此外，与测试信号相关的任何参数的设定改变时也需要重新分配测试信号。
3.4 业务处理模块
业务处理模块分六大类：数据批量处理、后期数据维护、数据查询、基础数据管理、红外试验数据接口、试验数据分析接口。
由于单次试验的数据量庞大，为了将大量数据批量纳入数据库，系统开发了数据批量录入功能。批量录入的对象包括：公共工况信息、目标工况、非目标工况、目标试验数据和非目标试验数据[10，11]。
基础数据管理主要实现对目标信息管理及传感器阵列信息的管理，包括数据的查询、添加、更新及删除。 非目标数据的处理与目标数据的处理相似，区别在于不需要上传GPS数据及距离时标数据，其工况需要添加自然干扰源和人工干扰源，具体的实现步骤与目标类相同。
数据库管理系统提供查询下载，能够通过link提供数据文件，或直接读取数据库调用相关数据文件路径。选取信号文件点击预览按钮后当前页面会显示信号文件部分数据信息。曲线显示部分由Applet应用程序实现，客户浏览器需要安装过jre1.6或之上版本时才能正确显示该曲线，服务器程序已经实现当客户浏览器无法正常显示时自动从服务器安装jre的功能[12]。
通过图5所示脚本语言调用客户机上的离线分析软件，如果客户机上没有该软件，则会从服务器下载该软件，用户只需安装完成后再次点击打开便可获得正确结果。
在调用离线分析软件的同时传入服务器地址（serverUrl.value）以及信号文件的路径（path.value），软件启动后便可通过Socket与服务器端程序通讯并将从服务器端获得的文件存入客户机的临时文件夹内（当软件关闭时该临时文件将被删除）。
时频显示窗口是通用的显示窗口，提供四种形式的窗口：单窗口、两水平窗口、两垂直窗口、四窗口。用户可根据需要选择其中之一，并为要创建的窗口指定名称。缩略图窗口用于显示多个同种类型的信号，每个信号拥有一个独立的图形显示区，可以观察到每个信号的总体情况。
4 结论
目标物理场特征数据库建设项目为装备的研制开发、开展攻击目标探测与跟踪等相关研究提供可靠的、功能齐全的信息平台。通过本系统的开发，首次把典型目标的物理场数据进行一次集中统一的管理。系统建立的数据库具有数据量大、方便调用的特点。系统采用基于B/S架构，严格按照MVC模式设计开发，实现将Web表现层开发、业务逻辑组件开发、系统设计合理分离。系统采用标准的三层结构模型，为系统的稳定、高效运行打下坚实基础。此外，系统还解决了基于WEB的信号在线远程管理与分析等关键技术。
目前，该数据库在多种智能武器和战场感知技术研究的多个项目中得到了实际应用。为装备研制过程中的优化设计、性能检测打下了良好的基础。本项目的研究对后续科研项目缩短研制周期、提高设计水平、节约研制经费与试验经费有显著的军事和经济效益，并将为装备的数字化、信息化起到巨大的推动作用，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1] 王智学.一种业务概念模型驱动的需求分析与获取方法[J].军事运筹与系统工程，2006，20（1）.
[2] 李晓黎.VB SQL Server 数据库应用系统开发与实例[M].邮电出版社，2003.
[3] 张晓林.基于Web的个性化信息服务机制[J].现代图书情报技术，200（1）.
[4] 蔡国民.基于XML的个性化信息检索系统研究[D].中南大学，2007.
[5] Liu W，Meng X F.Vision-based Web Data Records Extraction[C].In Proceedings of the 9th SIGMOD International Workshop on Web and Databases，2006：20-25.
[6] Dong Xin，Halevy Alon，Yu Cong.Data Integration with Uncertainty[C].Proceedings of VLDB，2007：697-698.
[7] Michael k.Bergman.The deep web：Surfacing hidden value[J].The Journal of Electronic Publishing.2001（4）：183-201.
[8] Cheng Tao，Chang Kevin Chen-Chuan.Entity Search Engine：Towards Agile Best-Effort Information Integration over the Web.Proceedings of CIDR，2007：108-113.
[9] 郭朝辉，齐清文，等.基于ArcSDE的云南沿边境地带生态环境数据库建设研究[J].测绘通报，2007（3）.
[10] 凌永顺.武器装备的信息化[M].北京：解放军出版社，2004.
[11] 刘银红.络环境下数据库建设标准化探析[J].现代图书情报技术，2002（1）.
[12] 周绪，管丽娜.SQLServer2000入门与提高[M].北京：清华大学出版社， 2001.