Программные продукты и системы

Tехнологический процесс переработки информации для космических интерфейсов [1] базируется на следующих основных положениях.

Вводится строгое разделение элементов электронной бортовой документации (ЭБД) на две категории:

–      визуальная основа – «внешний вид» процедуры (страницы), соответствующий стандарту ODF, это то, что можно напечатать на бумаге [2];

–      интерактивный (управляющий) слой, состоящий из виртуальных органов управления ЭБД и приложений (кнопки, подсветка пунктов, отметки об исполнении, зоны для генерации заполняемых формуляров, указатели расшифровок аббревиатур, гиперссылки, значки для запуска внешних мультимедийных приложений, дикторские комментарии к пунктам процедуры, записи в авторизованном блокноте и др.) [3].

Процесс генерации визуальной основы выполняется на этапе бортового обновления контента многофункциональной информационной системы (МИС). Модуль интерфейса пользователя (МИП) получает пакет готовых решений. Отпадает не- обходимость реализации в реальном времени на разнородных (часто низкопроизводительных) ап- паратных средствах многоступенчатой сборки страницы. Повышается надежность работы терминала независимо от его ОС, снижается время доступа к процедурам, обеспечивается полная адекватность ЭБД исходному (утвержденному) документу [4].

Процесс формирования нетиповых (нестандартных) инструкций разделяется на два этапа. Сначала инструкция полностью создается в наземных условиях; при этом генерируется файл разметки с указанием составных частей новой композиции и их локализации в общей ЭБД; затем на борт доставляется только файл разметки, по которому на этапе обновления автоматически реконструируется разработанная на Земле инструкция. Достигается идентичность наземной и бортовой версий нетиповой инструкции, существенно снижается нагрузка на канал передачи данных Земля–борт [5].

Приведенные концептуальные положения реализованы и протестированы при разработке нескольких версий МИП [2] для настольных компьютеров под ОС Windows, планшетов iPAD (iOS), Samsung (Android). Прототипы показали высокую надежность, системную совместимость, гибкость конфигурирования, удобство эксплуатации и относительную простоту модернизации.

Структура наземного комплекса (НК) МИС приведена на рисунке 1.

Утилиты НК МИС реализуют технологическую последовательность подготовки ЭБД:

–      подготовка исходного (бумажного) документа БД;

–      студийная подготовка сюжетов мультимедиа;

–      архивирование разработок в классической библиотеке БД;

–      разработка сценария;

–      генерация визуальной основы;

–      создание и визуальное редактирование управляющего слоя;

–      формирование процедур из массива страниц;

–      контроль результата на наземном интерфейсе;

–      формирование пакета и реестра обновлений;

–      подготовка отчетов по возвращаемым с орбиты протоколам.

Средства разработки и редактирования книг БД представляют собой стандартные редакторы класса WISIWIG (What I see is what I get – вижу то, что получу), например MS WORD, CorelDraw и т.п. [6]; или редакторы скриптового класса, например Arbortext, Dreamviever и другие XML- и HTML-редакторы [7]. Первые предпочтительнее, так как позволяют оператору работать непосредственно в визуальной среде и обеспечивают однозначность результата, воспроизводимого различными ОС и техническими платформами. Результатом работы средств является экспортированный комплект книг БД в формате PDF, утверждаемых контролирующими службами и архивируемых в наземной библиотеке, например Windchil.

Одновременно в НК разрабатывается мультимедийное иллюстративное обеспечение (видео, анимация, полноэкранная графика, звуковое сопровождение) [8], которое не входит в состав классической БД и является расширяющим функциональным дополнением ЭБД в среде МИП.

Структура библиотеки БД форматируется Редактором сценариев в xml-описание, которое от- ражает иерархическую вложенность книг/раз- делов/процедур. Сценарии типа description.xml описывают как полную ЭБД, так и нетиповые инструкции, базирующиеся на композициях классических процедур или разрабатываемые дополнительно.

Сценарий для ЭБД разрабатывается на стандартных офисных средствах. 

На следующем этапе книги автоматически конвертируются в отдельные страницы PDF и их визуальные копии JPG (визуальная основа). Конверсия осуществляется утилитой PDFDivider.exe.

Файлы основы передаются визуальному редактору (ВР) управляющего слоя visualeditor.exe, в среде которого выполняется формирование интерактивных экранных зон с различной реакцией. Итогом работы на ВР являются страницы ЭБД page#.xml.

Пары страниц «основа/интерактив» передаются непосредственно на упаковку и отправку на борт, а также используются для формирования разметки процедур из нескольких страниц классической ЭБД или их фрагментов. Этот этап реализуется утилитой WindowsEditor.exe и применяется также для разметки нетиповых инструкций.

Функциональность и связность слоистой композиции проверяются НК МИП.

На упаковку передаются

–      сценарии библиотеки, полетных операций, нетиповых инструкций;

–      стандартные страницы книг PDF;

–      файлы управляющего интерактивного слоя;

–      файлы разметки процедур и нетиповых инструкций.

Формирователь пакета и реестра обновлений UpdateBuilder.exe готовит к отправке на борт исходящий архив ARCHIVE.7z. На этом первичная работа НК завершается.

В дальнейшем на Землю возвращаются протоколы деятельности экипажа, которые обрабатываются средством формирования отчетов. Отчеты анализируются, оцениваются и размещаются в архиве корпорации [9].

Генерация визуальной основы

Визуальная основа представляет собой графическую копию (JPG) векторной страницы (PDF). Это будущая подложка экранной формы.

Обработке подвергается целая книга БД. Она разбивается на отдельные PDF-страницы, которые в дальнейшем доставляются на борт и включаются в основную, классическую библиотеку ЭБД. По ним программой PDFDivider.exe осуществляется генерация визуальных основ.

Создаваемые при генерации графические фай­лы используются только на Земле. По ним ве- дутся разработка управляющих слоев, разметка нетиповых процедур, сшивка страниц в типовые процедуры и т.п. На борту JPG-страницы генерируются повторно аналогичным, но уже полностью автоматическим инструментом, и не из книги, а из массива страниц PDF. Таким образом, JPG отдельно на борт не доставляются и не нагружают канал связи.

Разработка сценария

Распределение книг в разделах библиотеки ЭБД, структура самих книг до уровня процедур и действий должны быть представлены так называе- мым сценарием, который отражает их иерархическую вложенность [10].

Сценарий description.xml может описывать или полную ЭБД, или нетиповые инструкции, базирующиеся на композициях классических процедур, или временные полетные операции.

Объем текста сценария относительно невелик и может разрабатываться на любом офисном редакторе xml.

Создание и визуальное редактирование управляющего слоя

Файлы основы page#.jpg последовательно загружаются в ВР управляющего слоя visualedi­tor.exe, в среде которого выполняется формирование интерактивных экранных зон с различной реакцией. Итогом работы ВР являются страницы-накладки page#.xml. Накладки и файлы визуальной основы образуют пары, обрабатываемые синхронно. Впоследствии результат обработки (нарезки фрагментов, компоновки нетиповых инструкций и др.) воспроизводится МИП и обеспечивает заданную функциональность. На рисунке 2 приведен фрагмент инструкции на экране МИП с тремя типами внедренных активных зон управляющего слоя: сенсорные зоны пунктов инструкции (голубая подсветка, фокусный пункт 1 выделен рамкой), аббревиатура («ЦУП-М» – при наведении курсора в нижней строке подсказки выводится ее расшифровка), медиа-иллюстрация к пункту 3 (значок «кадр киноленты» – нажатие вызывает полноэкранный проигрыватель, воспроизводящий видео). Уже в среде МИП сделаны отметки о выполнении пункта 1 (птичка на левом поле) и о наличии записи в блокноте к пункту 2.

Формирование процедур из массива страниц

В ЭБД МКС, в отличие от ЭБД транспортного корабля «Союз», информационной единицей яв- ляется не страница книги, а процедура. Чтобы из массива страниц классической библиотеки сформировать массив процедур, нужно предварительно создать файл разметки RemakeInfo.xml, для чего выполнить следующие операции:

–      перечислить страницы, входящие в состав каждой процедуры (выполняет оператор);

–      удалить на них колонтитулы и пустоты (выполняет автомат);

–      сшить ленты процедур визуально (выполняет оператор) или формально – по списку входимости (выполняет автомат);

–      параллельно выполнить аналогичные операции над управляющими слоями (выполняет автомат).

Для этих целей создан модуль-компоновщик процедур и нетиповых инструкций PageEditor.exe.

Библиотека представляет собой множество книг, книги отображаются в списке «Книга», страницы выбранной книги отображаются в списке «Страница».

Наполнение новой страницы контентом осуществляется визуальным копированием, вставкой, перемещением областей классических страниц. Действия, доступные на данной странице, представлены в меню «Редактирование».

Фрагменты процедуры на новой странице можно увидеть в окне «Фрагменты страницы». Выбранный на новой странице фрагмент можно перемещать перетаскиванием.

Пункты меню «Файл/Сохранить» и «Файл/Загрузить»  позволяют сохранить или загрузить текущие наработки в формате данных компоновщика (.cdat).

Выбор пункта меню «Файл/Экспорт» запускает автоматическое построение инструкции и ее xml-описания, а также формирование соответствующего файла RemakeInfo.xml в выбранной пользователем папке.

Более формализованным и автоматизированным методом компоновки является композиция процедуры по списку страниц и перечисленных для них пунктов.

В редакторе запускается пункт меню «Редактирование/Сформировать из xml». Открывается форма для создания новой страницы. Ее интерфейс схож с интерфейсом визуальной компоновки. Книги отображаются в списке «Книги».

Страницы выбранной книги отображаются во втором столбце и выстраиваются в древовидную структуру.

Для выбранной страницы отображается список «Зона» с перечислением созданных для этой страницы навигационных зон.

Для визуализации действий на форме имеются два окна. В левом отображается текущая выбранная страница и подсвечиваются выбранные зоны. В правом выводится макет формируемой страницы (процедуры) (рис. 3).

При нажатии кнопки «Сформировать» форма с композицией закрывается, а сформированная процедура отображается в списке новых страниц на главной форме.

Формирование пакета и реестра обновления

Для доставки обновления на борт нужно сформировать пакет файлов, вложить в него реестр обновления и файлы разметок, упаковать все эти элементы в архив и передать доставляющей службе.

Реестр обновления update.xml – это файл, в котором хранятся инструкции, используемые на борту модулем МИП для обновления его библиотеки и сервером СИО МИС (MIS.exe) для обновления классической библиотеки МИС. Реестр update.xml упаковывается в единый архив с перечисленными в нем элементами контента и/или файлом разметки RemakeInfo.xml.

Создан автоматизированный инструмент UpdateBuilder.exe, в среде которого выполняются следующие операции:

–      создание нового документа update.xml;

–      загрузка существующего документа;

–      сохранение нового или отредактированного реестра обновлений;

–      автоматическое архивирование пакета обновления для отправки на борт; в архив включаются сформированный реестр обновлений, фай- лы-источники, привязанные к элементам пакета обновлений, и  опционально – файл разметки нетиповых процедур.

Разработанный комплекс наземных средств подготовки ЭБД обеспечивает полноценное формирование пакетов обновления для МИС поддержки деятельности экипажей космических кораблей и станций.

Литература

1.     Операции и эксперименты на Международной кос- мической станции 25 апреля 2013 года. URL: http://www. federal-space.ru/main.php?id=2&nid=20060 (дата обращения: 15.05.2015).

2.     Кравченко С.И. Бортовой модуль информационной поддержки экипажа Международной космической станции // Программные продукты и системы. 2013. № 3 (103). С. 68–72.

3.     Душенко А.Г., Арестов Д.С. Многофункциональная информационная система поддержки действий экипажа // Программные продукты и системы. 2013. № 3 (103). С. 54–61.

4.     Осипов В.П., Сивакова Т.В., Судаков В.А., Трахтен- герц Э.А., Загреев Б.В. Методологические основы поддержки принятия решений при планировании научно-прикладных исследований и экспериментов на Международной космической станции (МКС) // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2013. № 3 (9). С. 81–88.

5.     Жук Е.И., Гуторов А.М. Применение виртуальных руководств при подготовке к проведению научных исследований на пилотируемых орбитальных комплексах. Науч. чтения памяти К.Э. Циолковского, Калуга, 2009. URL: http://readings. gmik.ru/lecture/2009-primenenie-virtualnih-rukovodstv-pri-podgo­tovke-k-provedeniyu-nauchnih-issledovaniy-na-pilotiruemih-orbi­talnih-kompleksah (дата обращения: 15.05.2015).

6.     Михеев А.М., Семочкина И.Ю. 3d-моделирование в интеллектуальной информационной системе поддержки научного эксперимента для систем мониторинга и контроля изделий ракетно-космической техники // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 4. С. 28–32.

7.     Забавникова Т.Ю. Элементы эргономики проблеме проектирования интерфейса // Вестн. Тамбовского ун-та: Сер. Естественные и технические науки. 2009. № 1 (14). С. 227–228.

8.     Елистратова Н.Н. Некоторые проблемы применения мультимедиа в системе высшего образования // Вестн. Рязанского гос. ун-та им. С.А. Есенина. 2010. № 26. С. 22–28.

9.     Мельникова Р.В. Проектирование пользовательского интерфейса // Восточ.-Европ. журн. передовых технологий. 2010. № 8 (48). С. 18–20.

10.  Быстров Д.А. Архитектуры презентационной системы образовательного насыщенного мультимедиа контента // Образовательные технологии и общество. 2007. № 4 (10). С. 329–338.