航道维护中航标电池助手软件开发与应用

在航道日常维护工作中，工作的性质主要有两大类：故障性维护、非故障性维护。其中故障性维护主要有船体碰撞、标船漂移、终端超时等;非故障性维护则主要是航标灯调整、船体维护、电池更换等。在实际的维护工作中我们发现，即使有着太阳能供电技术作支撑，但长期工作在山间的航标灯，尤其是容易被山体遮住阳光的地区，其航标的电池更换就会较为频繁，且这一情况在冬季时更为严重。

为了保证航标灯正常工作，我们必须频繁出航更换航标灯电池，但在工作中我们逐渐认识到，有些情况下我们根本不必过于频繁的出航，而是可以等到部分航标差不多将同时需要更换电池的时候一次性出航进行更换，但介于航标遥测监控系统的数据展示方式不尽如人意，人工的对航标电池电量信息进行实时统计又显得有些不切实际，故想到了开发一款小规模的辅助软件来自动统计航标电池信息并人性化展示给职工的方法。

　　1 系统设计

　　航标电池助手旨在以符合航道生产基层职工们数据阅读习惯的方式，将最新的航标电池相关动态信息呈现出来，并提供一套方便的快速查询功能帮助职工迅速拟定出航计划，提升工作效率。

　　1.1 用户图形界面

　　用户图形界面是航标电池助手的重点之一，一切对数据展示方面的改进和优化都体现在用户图形界面之中，我们需要合理布置各个功能的位置，并保证主要的内容拥有最大的空间来展示。因此，在用户图形界面的开发上，必须尽可能多的考虑到职工们的实际使用习惯，尽可能将重要的信息突显出来达到提醒的作用，还要将功能菜单与按钮安排在显眼或常见的地方方便职工使用。

　　1.2 功能逻辑

　　功能逻辑是用户图形界面中所有功能的内部实现，在功能逻辑中，实现了航标电池助手从航标遥测监控数据库中获取动态信息的方法，实现了最新信息的本地存储，避免因频繁的访问数据库而造成数据库高负载，还实现了部分参数设置的本地存储，以适应数据库变动。

　　1.3 数据访问

　　在航标电池助手的使用过程中会涉及到两类数据，一个是存储于航标遥测监控平台数据库中的航标最新动态信息，一个是存储于本地的临时数据，本地的临时数据主要存储最后获取的航标电池动态信息以及航标电池助手本身的配置参数。对于航标遥测监控平台数据库中的数据，我们采用.NET自带的OleDb作为数据源接口来访问，而对于本地数据，我们则采用XML格式予以存储。

　　2 系统实现关键技术

　　为了保证航标电池助手能在短时间内完成开发工作，并保证其拥有足够的实用性，因此，在开发语言的选择上以及部分模块的实现上有一些必须注意的关键点。

　　(1)微软.NET框架。微软公司的.NET框架十分有利于应用软件的敏捷开发，特别是在像航标电池助手这样的小规模软件开发上，通过.NET框架，更是能让独立开发者在仅仅一个月之内就开发出较为完善的小规模软件应用，同时，这也是使航标电池助手在开发完成后易修改、易扩展的根本保障。(2)微软WPF框架。微软公司的WPF框架是建立在.NET框架之上的用户图形界面框架，它为使用.NET框架的开发者提供了一套十分方便且实用的用户图形界面编程模型和框架。通过WPF，开发者可以十分迅速的开发出可以媲美Mac程序的用户图形界面，这也给航标电池助手的用户图形界面开发打下了良好的基础。(3)微软OleDb接口。“航标遥测监控系统”所采用的数据库为Oracle数据库，因此在软件开发上也必须选用兼容Oracle数据库的数据源接口。值得庆幸的是，在微软的.NET框架中已经自带了一个可以兼容Oracle数据库的数据源接口OleDb。我们选用OleDb不仅仅因为它是.NET自带的模块，更因为它对中文汉字的支持性很好，这在很多数据源接口中是十分难得的。

　　3 系统主要功能

　　由于航标电池助手的根本目的是为了解决航标电池动态信息可读性问题，以及职工操作上手难易度问题，因此，航标电池助手在功能上主要有以下几点：

(1)最新航标信息概览。“最新航标信息概览”是将所有装有航标遥测终端的航标的最新电池电量信息展示出来，并且加上较为丰富的排序功能，帮助职工更有针对性的观察航标电池动态信息。在信息展示的界面上，我们提供了设置电池电压预警门限的功能，让职工可以为每一座航标设置一个电压预警门限，在还未达到但快要达到欠/过压警报的时候提前给出警示(以红色作为背景色明确表示出来)，帮助职工准确及时的掌握所有将要更换电池的航标，并在一定程度上优化出航时的工作计划。(2)快速查询。“快速查询”旨在以职工在日常工作中观察数据的几种常见视角作为分类依据，将所有航标电池信息进行准确分类，之后职工可以通过简单的单击操作，便可以十分迅速的检索到当前需要的信息。

具体来讲，先是包含以下几种查询方式：异常航标(已经处于预警状态的航标)、上下游方向(这里的上下游方向是指以工作船舶靠泊的位置为中心的，“往上游去的方向”和“往下游去的方向”)、航标类型(即浮标、岸标)、关键字(可以是“航标编号”或是“航标名称”中包含的任意字词)。然后在每种方式里设置有相应的子分类，通过点击子分类即可迅速得到对应分类下的动态信息，方便职工即时查看。(3)后台自动监控。将航标电池助手最小化后，航标电池助手将进入自动监控模式，在这种模式下，航标电池助手将不会出现在桌面底部的任务栏内，而是以小图标的形式出现在系统托盘里，不会影响到职工使用计算机进行其他工作。在自动监控的过程中，一旦发现有新的航标进入了预警状态，则航标电池助手会在系统托盘内弹出气泡消息，提示职工有新的航标进入预警状态，职工通过单击气泡或者系统托盘内的航标电池助手图标即可迅速打开航标电池助手，并将进入预警状态的航标全部展示出来。

　　4 系统特点

　　由于航标电池助手采用了比较合理的开发工具以及系统架构，因此，也使得航标电池助手与职工们以往所使用的软件工具相比，拥有了以下与众不同之处：

(1)界面美观、友好。由于使用了方便的.NET框架以及WPF框架，我们十分容易的就制作出了仿照时下流行的智能手机系统“安卓”风格的用户界面，其色调搭配是由长江航道局局徽的红黄蓝白四色稍作调整后而来。在此基础之上，我们还加入了许多功能与功能见切换时的动画效果，不仅使得软件对信息的展示显得更为生动，也改变了职工们对以往工具软件那种简陋界面的印象，在一定程度上对如何用好“航标电池助手”这款软件产生了兴趣。(2)便携、即插即用。“航标遥测监控系统”是依赖于Oracle数据库客户端的，这意味着想要使用航标遥测监控系统，就必须先用大小为1GB的“Oracle数据库客户端安装包”在计算机上安装大小约为600MB的数据库客户端程序并对其进行一番配置之后，才能正常安装并运行“航标遥测监控系统”。

然而，航标电池助手则彻底免去了这类麻烦，由于航标电池助手采用了.NET框架自带的OleDb作为数据源接口，因此，航标电池助手并不需要在计算机上安装Oracle数据库客户端，若在Windows7版本以下的系统上运行，虽需要安装大小约为50MB的“.NET4.0运行库”程序，但从Windows7系统开始，使用航标电池助手则不再需要安装任何其他程序。加之在另一方面，航标电池助手并没有采用任何安装包类的封装，因此在使用之前也不需要使用任何安装程序来安装航标电池助手，这也就是意味着，将航标电池助手存放在U盘中后，即可让任一接入了内网的计算机通过插入该U盘来立即开启航标电池助手。(3)方便实用的快速查询功能。前面我们提到了快速查询功能的基本作用，但在实际过程中，这一功能对出航计划的辅助决策作用尤其明显。在实际工作中，职工们通常是一发现有航标出现警报便迅速出航对其进行维护，这样一来，便错过了很多可以顺便更换途中航标电池的机会，假使职工们可以做到利用好每一次出航的机会，将沿途的每一座已经差不多可以更换电池的航标都顺路更换完电池，则可以避免之后专门为更换这几座航标的电池而出航，在一定程度上降低劳动强度、节省维护成本。

然而这并非职工们没有注意到这一点，而是因为航标遥测监控系统并没有设身处地的站在职工们的角度上来提供方便实用的查询功能，而这正是航标电池助手快速查询功能设计上的本意。通过目标航标处于“往上游方向”、“往下游方向”等信息，航标电池助手可以非常方便且迅速的展示出航路上所有已经进入预警状态(即已经差不多可以更换电池的状态)的航标，使职工们在出航前几乎不用花时间便可以知道可以更换哪些航标的电池，进而迅速做好准备工作，避免了之后专门为更换电池而出航的情况。

　　5 结语

　　随着长江航道的快速发展，大数据背景下的航道事业怎样实现智能化，数字航道已经迈出了第一步。如何使用好信息化技术来改进航道生产的效率与质量，这将是我们今后必将面临的课题，“航标电池助手”软件的设计与实现，为航道维护一线职工带来了方便，鉴此，笔者希望引发更多关于利用信息技术指导改进基层生产工作的思考。