飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備數(shù)據(jù)自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)開發(fā)

黃歡 徐坦

摘要：為解決現(xiàn)有飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備數(shù)據(jù)管理人工成本高、效率低的問題，設(shè)計(jì)了基于python的數(shù)據(jù)自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)程序，利用win32com和openpyxl庫對Access數(shù)據(jù)庫和Excel文檔的進(jìn)行操作和處理，完成對飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備運(yùn)行保障數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和文檔的自動(dòng)保存。通過多次測試，能快速完整的生成選定時(shí)間的特定格式數(shù)據(jù)文檔，極大地提高工作效率。

關(guān)鍵詞：飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備;自動(dòng)化統(tǒng)計(jì);python;win32com庫;openpyxl庫

中圖分類號(hào)：TP317.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）21-0203-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

迅猛發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)正加速影響企事業(yè)工作辦公方式。自動(dòng)化辦公是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)替代傳統(tǒng)辦公模式的一種現(xiàn)代化辦公模式[1]。使用大量的先進(jìn)機(jī)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(wǎng)絡(luò)辦公方式，加強(qiáng)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(xùn)練設(shè)備是在飛行員訓(xùn)練中常用的輔助訓(xùn)練設(shè)備，它能模擬特定飛機(jī)（如空客A320、波音737NG等）在飛行過程中所產(chǎn)生的視覺、聽覺和觸覺感受，為飛行員帶來真實(shí)的沉浸感。各航空公司廣泛使用飛行模擬訓(xùn)練設(shè)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(xùn)質(zhì)量，降低飛行安全風(fēng)險(xiǎn)[3][4]。

為保障飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，以某模擬機(jī)訓(xùn)練中心（以下簡稱“中心”）為例，其飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備分布在兩個(gè)不同的機(jī)房。為保障設(shè)備正常運(yùn)行，設(shè)立兩組維護(hù)人員分別管理各個(gè)機(jī)房設(shè)備，并建立了一套基于web的B/S模式飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，它記錄著飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、巡視檢查情況、故障情況和訓(xùn)練完成后的飛行器檢查。通過網(wǎng)絡(luò)管理方式，加強(qiáng)維護(hù)人員對飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備運(yùn)行情況的掌握，實(shí)時(shí)跟蹤飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備的運(yùn)行故障，并加強(qiáng)維護(hù)人員的相互溝通協(xié)助。

為保存飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的記錄文檔，采用人工采集數(shù)據(jù)的記錄方式。每個(gè)月將由專人對設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)（如訓(xùn)練前后飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備狀態(tài)檢查、巡視檢查、飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備值班保障等）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(shè)計(jì)飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備保障數(shù)據(jù)的自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)工作，以飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備值班保障為例，完成飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備數(shù)據(jù)的記錄，方便快捷地完成相關(guān)記錄的文檔統(tǒng)計(jì)保存。

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 原理分析

分析基于Web的B/S模式飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)它通過.Net語言設(shè)計(jì)維護(hù)管理網(wǎng)站結(jié)構(gòu)，利用Access數(shù)據(jù)庫建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表單（如值班安排數(shù)據(jù)表單、i故障維護(hù)數(shù)據(jù)表單等），保存著飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備的運(yùn)行保障數(shù)據(jù)。提取Access數(shù)據(jù)庫相應(yīng)數(shù)據(jù)表單，自動(dòng)收集相關(guān)行列數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)有Excel數(shù)據(jù)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(diǎn)，在數(shù)據(jù)處理、人工智能等方面擁有廣泛的應(yīng)用。而對于Access數(shù)據(jù)庫和Excel文檔的處理，python擁有win32com庫和openpyxl庫來對Access和Excel進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取、修改等處理功能[5][6]。因此可使用python語言建立自動(dòng)化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)程序。

3.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)有飛行模擬訓(xùn)練設(shè)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(jī)型，不同機(jī)房的值班人、時(shí)間、內(nèi)容，內(nèi)容標(biāo)題模板如圖l所示。

為建立相關(guān)數(shù)據(jù)的Excel模板，利用python語言完成三個(gè)方面：建立Access數(shù)據(jù)庫的通信、相關(guān)數(shù)據(jù)處理、Excel模板數(shù)據(jù)保存。

3.2.1建立Access數(shù)據(jù)庫通信

首先定義飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備數(shù)據(jù)庫保存路徑字符串，利用win32com.client庫對Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定位并建立連接，利用類似于VB語言的MoveFirst和MoveNext函數(shù)進(jìn)行讀取，提取相關(guān)所需的記錄數(shù)據(jù)，最后利用文檔末尾標(biāo)記進(jìn)行剩余信息檢測，以完成對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理工作。該步驟的流程圖如圖2所示。

3.2.1數(shù)據(jù)處理

該中心的相關(guān)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(jìn)行選擇;由于該中心的飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備分布在兩個(gè)不同的區(qū)域，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)，需要對不同區(qū)域的飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分。分析數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)中會(huì)出現(xiàn)不同區(qū)域中的飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備型號(hào)，因此通過對特征數(shù)據(jù)的檢測完成數(shù)據(jù)不同區(qū)域的區(qū)分。并采用數(shù)據(jù)庫處理語句select完成數(shù)據(jù)選擇和篩選功能。流程圖如圖3所示。

3.2.3 數(shù)據(jù)保存

Python擁有豐富的第三方庫，如openpyxl庫[7]，它能對Excel文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)修改和寫入等操作，并可通過自定義相關(guān)的單元格合并、字體等要求，完成相關(guān)模板格式的設(shè)置。再將讀取出來的數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的提取與保存，設(shè)計(jì)三個(gè)相關(guān)類對象完成數(shù)據(jù)庫通信、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)保存功能。

4.1 數(shù)據(jù)庫通信類

該類用于操作Access數(shù)據(jù)庫，提取相關(guān)數(shù)據(jù)用于后續(xù)處理。其UML圖[8]如圖5所示。

4.2 數(shù)據(jù)處理類

數(shù)據(jù)處理類用于完成對選擇時(shí)間段數(shù)據(jù)的提取及數(shù)據(jù)定位，它的UML圖[8]如圖6所示。

4.3 數(shù)據(jù)保存類

它用于完成對所選擇數(shù)據(jù)的Excel存儲(chǔ)。其UML功能圖如圖7[8]所示。

5 測試

運(yùn)行python程序時(shí)，首先輸入需要統(tǒng)計(jì)的時(shí)間段，以2018年9月為例，輸入開始時(shí)間：“2018-09-1”，結(jié)束時(shí)間：“2018-09-31”，等待程序運(yùn)行完成，然后在data文件夾下面會(huì)生成一個(gè)名為2018年9月值班安排計(jì)劃表的Excel文檔，文檔中會(huì)自動(dòng)保存了模板中要求的相關(guān)要求數(shù)據(jù)，生成選擇數(shù)據(jù)的Excel文檔。

通過多次不同時(shí)段的測試運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，該程序運(yùn)行能在20s內(nèi)生成一個(gè)月所需數(shù)據(jù)的Excel文檔，能極大地縮短人工數(shù)據(jù)采集時(shí)間，提高工作效率。

6 總結(jié)

本文介紹了基于python的飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)開發(fā)，通過利用python豐富第三方庫文件，完成飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備保障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表單的自動(dòng)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(xùn)練設(shè)備數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理的基礎(chǔ)，將辦公自動(dòng)化理念引入了飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備數(shù)據(jù)的管理。

參考文獻(xiàn)：

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[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?qū)ο蠹夹g(shù)與UML[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

【通聯(lián)編輯：梁書】

基金項(xiàng)目：中國民用航空飛行學(xué)院科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)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(jī)維護(hù)、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(xué)士，研究方向：行政管理。