TDMS

TDMS (Technical Document Management System)符合國際航空運輸電子數據交換標準，並採用“客户機/應用服務器/數據服務器”和互聯網發佈（Web Delivery）的體系結構技術，為全新的標準化管理流程系統。

TDMS電子化的集中管理模式，徹底消除了紙張人工管理模式的種種弊端，提高了資料的可用性、適航性和利用率，減少了人為的差錯。不僅減輕了維修部門人員的工作強度、改善了工作流程，還降低資料購置及管理費用、減少飛機停場時間、降低維修費用，為航空公司帶來明顯的直接經濟效益的同時，也帶來更大的間接的經濟效益，管理效益和社會效益。這種管理手段上的革命性突破，更新了傳統的理念。

TDMS的建設符合航空業技術資料管理的發展要求，使南航技術資料管理達到世界先進水平。

TDMS（維修技術資料管理系統），該系統曾獲得南航2001年科技進步一等獎及國家民航總局科技進步二等獎。

TDMS是國內航空公司首家採用電子化維修的數據系統，該系統採用ATA電子技術資料標準(ATA2200)，在借鑑國外航空公司經驗的基礎上，由南航計算中心在2000年開發完成。該系統覆蓋了整個南航的機務維修和飛機維修基地，覆蓋了所有機型，給南航提供了機務可持續發展的標準平台，提高了維修技術資料的準確性、有效性和適航標準，使南航在技術資料管理方面達到了世界先進水平。

TDMS融合了Client/ApplicationServer/DB Server三層結構，以及Web/Browser兩種體系，應用系統運行於南航內部Intranet上，波音、空中客車、發動機生產廠家及FAA、CAAC等部門提供的各種技術資料和技術通告，經過系統提供的數據轉換/校驗功能，可轉換成統一的格式並裝載到系統中。利用這些格式規範的技術資料，機務維修部門可以實現資料的版本管理、修訂、出版、網上發佈、服務通告（SB/SL）的全電子化評估，工程指令（EO）、工卡及維修方案（MS）編寫審核出版、指令執行情況的統計以及飛機遠程的診斷。

TDMS分為資料管理/發佈、SB/EO工作流管理、工卡/工作流管理、MS系統和接口、飛機維修支持五大模塊。其中，飛機維修支持系統（AMSS）是一個維修專家系統，它在功能上相對獨立於TDMS的其他模塊，該系統基於飛機機載計算機和地面支持網絡，通過地、空數據鏈所形成的網絡，利用地面的飛機維修信息數據庫、技術支持、決策管理系統，及時處理飛機機載設備所採集的各類實時狀態數據，建立地面與飛機的人機交互系統。AMSS系統建立故障數據庫，根據模式診斷原則，建議新發生故障的維護步驟，使飛機的遠程診斷成為可能，從而減少了故障排除時間（TDMS系統功能結構如下圖所示）。

南航採用TDMS後，資料管理正在逐步過渡到24小時在線服務模式，同時保證了EO、工卡等重要維修資料的及時有效性，還減少了人為差錯。根據維修部門的統計，僅A320和B777兩種機型使用TDMS後，一年可以節省紙張及微縮膠捲費用約22萬美元; 維修手冊的修訂和更新週期從7天縮短到3天; 根據定檢級別，每架飛機平均每次定檢至少節約10個工時，按照目前80架飛機的維修工時費計算，每年可節約維修費用近230萬元。

TDMS（Technical Data Management Streaming）文件是NI主推的一種二進制記錄文件，它兼顧了高速、易存取和方便等多種優勢，能夠在NI的各種數據分析或挖掘軟件之間進行無縫交互，也能夠提供一系列API函數供其它應用程序調用。

TDMS的邏輯結構分為三層：文件（File）、通道組（Channel Groups）和通道（Channels），每一個層次上都可以附加特定的屬性（Properties）。程序員可以非常方便地使用這三個邏輯層次定義測試數據，也可以任意檢索各個邏輯層次的數據，這使得數據檢索是有序的、方便存取的。

TDMS文件的內部結構（物理結構）如圖 25所示，實際上程序員無需瞭解該部分內容就可以利用相關的API函數進行TDMS文件的讀寫，因此這裏只作簡單的介紹。TDMS內部結構的核心是segment，當數據被寫入到segment中時實際上是新建了segment。各個segment中包含的主要數據段的含義如下所示。

Ø ToC Bitmask：這是一個32位的整型數據段，它表示該segment是否包含meta data、raw data。

Ø Version number：表示segment的版本，這可以確保兼容一些舊的TDMS文件版本。

Ø Next segment offset：表示下一個segment的偏移字節。

Ø Raw data offset：表示Raw data的偏移字節。

Ø Meta Data：三個層次的屬性存儲字段。

Ø Raw data：實際的raw data存儲字段。

這種物理結構也就決定了TDMS文件的隨機存取特性，當程序員只希望讀取raw data而並不關注屬性時，此時可以利用raw data offset直接獲得raw data信息而無需關注Meta Data信息。正如前面所述，往TDMS中添加信息時實際上是添加了新的segment，因此無需關心segment之前的內容是什麼，也就確保了寫TDMS文件的速度與TDMS文件的大小無關，保證了高速存取。值得注意的是，TDMS物理結構中的segment與其三層次邏輯結構沒有任何關係。可能一個通道對應着多個segment，也可能一個segment中包含多個通道。當把數據寫入硬盤時就是產生一個segment，而把數據從硬盤中讀取出來時也就是把一個個的segment內容讀取出來。

TDMS文件格式在LabVIEW、LabWindows/CVI、Signal Express和DIAdem中均可以使用，也可以在Excel或Matlab中被調用。在LabVIEW中，TDMS文件的操作函數在Programming＞＞File I/O＞＞TDM Streaming選板中。其使用方法比較簡單，這裏只給出簡單的解釋，具體的實例可以參考LabVIEW自帶的Examples。 Ø TDMS Open/Write/Read/Close：與文本文件和二進制文件的功能類似，程序員只需要牢記TDMS文件的三層次邏輯結構即可。

Ø TDMS List Contents：列出TDMS文件的Groups和Channels名稱，或者根據指定的Group列出其包含的Channels的名稱。

Ø TDMS Set Properties：設置TDMS文件、通道組或通道的屬性。

Ø TDMS Get Properties：獲取TDMS文件、通道組或通道的屬性。

Ø TDMS Flush：刷新所有TDMS文件在內存中的數據，即立即將所有的TDMS數據寫入硬盤（創建新的segments）。

Ø TDMS Defragment：整理TDMS文件中的存儲碎片，當TDMS文件較大時，利用該函數可以提高數據存取的性能。

Ø TDMS Create Scaling Information：將TDMS中的數據創建Scaling信息，當採集到原始數據需要使用如y=ax+b等線性、多項式或者各種傳感器的轉換關係時，可以使用該函數直接改變TDMS文件中某些通道的數據值（該改變是不可逆的，無法刪除Scaling信息）。

Ø TDMS File Viewer：TDMS文件查看器，該VI可以非常直觀地以樹形方式列出TDMS文件中的屬性和數據，便於用户查看。

當寫完TDMS文件之後，LabVIEW會自動生成兩個文件：*.tdms文件和*.tdms_index文件。前者為數據文件（或主文件），後者為索引文件（或頭文件）。二者最大的區別在於索引文件不含raw data信息，而只包含屬性等信息，這樣可以增加數據檢索的速度並且利於搜索TDMS文件。該文件是自動生成的，不需要程序員干預。

LabVIEW 2009進一步改進了對TDMS格式的支持，從1.0版本升級到2.0版本，並且提高了對高速流盤應用的支持，以及對DAQmx的應用支持，比上一版本的TDMS文件至少有4倍以上速度的提升。當然，TDMS也有一些缺點。比如速度上並沒有win32 streaming API快，不支持刪除某個通道或通道組，以及只支持Windows操作系統和VxWorks、Phar Lap等實時平台。總體而言，TDMS文件格式兼顧了速度、邏輯組織、易用性等多個因素，在數據存儲方面是一種非常不錯的選擇。 ^[1]