基于SOA的智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)研究

肖榕　金甌　葉建鋒

摘 要： 為了實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的內(nèi)河航運(yùn)數(shù)據(jù)共享，提高我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)的管理水平，需要一種穩(wěn)定可靠、松耦合的數(shù)據(jù)共享方式。針對(duì)當(dāng)前的內(nèi)河航運(yùn)數(shù)據(jù)共享需求，并根據(jù)當(dāng)前我國(guó)各省的內(nèi)河航運(yùn)信息化建設(shè)的實(shí)際情況，參考國(guó)內(nèi)外成熟的理論基礎(chǔ)，提出了基于SOA的數(shù)據(jù)共享體系，從而實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)河航運(yùn)數(shù)據(jù)共享服務(wù)，滿足航運(yùn)信息服務(wù)的要求，并適應(yīng)今后不斷增長(zhǎng)的共享節(jié)點(diǎn)及共享壓力。

關(guān)鍵詞： SOA（面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）； ESB（企業(yè)服務(wù)總線）； 內(nèi)河航運(yùn)； 數(shù)據(jù)共享

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2014）07-70-03

Abstract： In order to achieve nationwide inland river shipping data sharing， and to enhance our country inland river shipping management level， a reliable and stable， loosely coupled data sharing mode is required. According to the requirement of inland river shipping data sharing and the current actual situation of inland river shipping information， the sharing system based on SOA is put forward referring to domestic and foreign mature theories. The application scene key data node's real-time sharing is realized. The data sharing service of inland river shipping can be implemented by this way to meet the shipping information service requirement and adapt to the increasing sharing nodes and sharing pressure.

Key words： SOA（Service-oriented architecture）； ESB（Enterprise Service Bus）； inland river shipping； data sharing

0 引言

隨著我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，信息化技術(shù)在行業(yè)發(fā)展當(dāng)中起了不可替代的重要作用。但在高速發(fā)展的同時(shí)，現(xiàn)有行業(yè)傳統(tǒng)的架構(gòu)模式也開(kāi)始逐漸顯現(xiàn)出瓶頸，已經(jīng)無(wú)法很好滿足行業(yè)的需求，甚至約束了行業(yè)的發(fā)展。目前，國(guó)外在這方面已經(jīng)做了很多的工作，歐盟提出發(fā)展統(tǒng)一的內(nèi)河航運(yùn)綜合信息服務(wù)（Harmonized River Information Services，RIS），為不同用戶提供實(shí)用性、多源協(xié)同式信息服務(wù)[1]。

各省市所建立的信息化系統(tǒng)，不論是從技術(shù)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)還是服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)都各不相同。各省之間的基礎(chǔ)資源難以共享，或者共享后維護(hù)難度大，并且對(duì)現(xiàn)今快速發(fā)展的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)不能夠很好地做出響應(yīng)。

SOA概念的提出，為這種復(fù)雜的業(yè)務(wù)平臺(tái)提供了解決方案。面向服務(wù)架構(gòu)（service-oriented architecture）是一種將信息系統(tǒng)模塊話為服務(wù)的架構(gòu)風(fēng)格[2]。通過(guò)SOA架構(gòu)搭建的平臺(tái)，可以通過(guò)編制靈活快速地搭建業(yè)務(wù)流程并對(duì)外提供服務(wù)。有鑒于此，通過(guò)SOA架構(gòu)體系的建設(shè)，能夠在快速滿足各省航運(yùn)業(yè)務(wù)發(fā)展的同時(shí)，滿足數(shù)據(jù)資源的共享以及業(yè)務(wù)共享。

本文在研究現(xiàn)有SOA標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)討論現(xiàn)今已有的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，希望可以找出符合智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的SOA解決方案，以滿足航運(yùn)平臺(tái)的快速發(fā)展。

1 為什么采用SOA

1.1 SOA的特征

SOA的實(shí)施具有幾個(gè)鮮明的基本特征。實(shí)施SOA的關(guān)鍵目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)IT資產(chǎn)的最大化作用。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要在實(shí)施SOA的過(guò)程中牢記以下特征：①可從外部訪問(wèn)；②隨時(shí)可用；③粗粒度的服務(wù)接口分級(jí)；④松散耦合；⑤可重用的服務(wù)；⑥服務(wù)接口設(shè)計(jì)管理；⑦標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口；⑧支持各種消息模式；⑨精確定義的服務(wù)契約。

1.2 SOA的效益分析

1.2.1 提高業(yè)務(wù)效率

通過(guò)SOA的實(shí)施，提高了產(chǎn)品和服務(wù)的上市速度和開(kāi)發(fā)效率，令服務(wù)和IT資產(chǎn)以更靈活的配置適應(yīng)新的需求變化，提高業(yè)務(wù)效率。SOA通過(guò)創(chuàng)建與具體技術(shù)和最終用戶設(shè)備無(wú)關(guān)的服務(wù)，并將其應(yīng)用于所建立的各種用戶服務(wù)渠道，以保證一致的用戶體驗(yàn)，提高用戶的滿意度。

1.2.2 提高互操作性和可用性

開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的消息模型規(guī)定，消息從一個(gè)Web服務(wù)傳送給另一個(gè)Web服務(wù)時(shí)，需要全球標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議支撐，同時(shí)消息本身也是標(biāo)準(zhǔn)化消息（如格式、負(fù)載表示等），這使底層服務(wù)邏輯不需要典型系統(tǒng)和對(duì)松散耦合范例的支持。SOA所具備的遵循開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用于廠商多樣性的環(huán)境的特點(diǎn)，為通信框架提供了良好的互操作性和可用性。

1.2.3 提高投資回報(bào)率

采用SOA的企業(yè)、機(jī)關(guān)部門(mén)，將基于服務(wù)契約構(gòu)建下層IT架構(gòu)，具有技術(shù)中立的特性，降低了對(duì)廠商的依賴和轉(zhuǎn)換成本。同時(shí)，Web服務(wù)的使用提供可重用服務(wù)層，易于將應(yīng)用聯(lián)合，進(jìn)一步改善業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化。這種服務(wù)的松耦合及平臺(tái)中立為機(jī)構(gòu)降低了集成成本；松耦合和模塊化簡(jiǎn)化了維護(hù)，降低了維護(hù)成本[3]。

1.3 總結(jié)

考慮到目前我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)各省業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，普遍存在著建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一，重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題，要想充分利用現(xiàn)有的資源，在工作量最小的情況下最大化地發(fā)揮現(xiàn)有信息資源的優(yōu)勢(shì)，這促使我們最終采用基于SOA的框架進(jìn)行航運(yùn)數(shù)據(jù)的共享服務(wù)。

2 SOA的具體實(shí)現(xiàn)——ESB

我們知道，SOA實(shí)際上強(qiáng)調(diào)的是軟件的一種架構(gòu)，它是一種通過(guò)服務(wù)整合來(lái)解決系統(tǒng)集成的一種思想。目前SOA最常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式是SCA和JBI，因此SCA實(shí)際上已經(jīng)成為SOA的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，由于IBM和ORACLE等大公司極力推崇SCA模式的SOA，因此SCA實(shí)際上已經(jīng)成為SOA的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，而ESB是SCA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)不可缺少的一部分，SCA的實(shí)現(xiàn)需要ESB（Enterprise Service Bus：企業(yè)服務(wù)總線）。ESB的作用在于實(shí)現(xiàn)服務(wù)間智能化集成與管理的中介。通過(guò)ESB可以訪問(wèn)所集成系統(tǒng)的所有已注冊(cè)服務(wù)，ESB像一根“聰明”的管道，用來(lái)連接各個(gè)“愚笨”的節(jié)點(diǎn)。為了集成不同系統(tǒng)和不同協(xié)議的服務(wù)，ESB做了消息的轉(zhuǎn)換解釋與路由等工作，讓不同的服務(wù)互聯(lián)互通。基于SOA思想而進(jìn)行建設(shè)的ESB主要提供如下功能。

2.1 基本功能

⑴ 服務(wù)的MetaData管理：在總線范疇內(nèi)對(duì)服務(wù)的注冊(cè)命名及尋址進(jìn)行管理。

⑵ 傳輸服務(wù)：確保通過(guò)企業(yè)總線互連的業(yè)務(wù)流程間的消息的正確交付，還包括基于內(nèi)容的路由功能。

⑶ 中介：提供位置透明的路由和定位服務(wù)；提供多種消息傳遞形式；支持廣泛使用的傳輸協(xié)議。

⑷ 多服務(wù)集成方式：如JCA，Web服務(wù)，Messaging，Adaptor等。

⑸ 服務(wù)和事件管理支持： 調(diào)用服務(wù)的記錄、測(cè)量和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；提供事件檢測(cè)、觸發(fā)和分布功能。

2.2 擴(kuò)展功能

⑴ 面向服務(wù)的元數(shù)據(jù)管理：它必須了解被它中介的兩端，即服務(wù)的請(qǐng)求和請(qǐng)求者對(duì)服務(wù)的要求，以及服務(wù)的提供者和它所提供的服務(wù)的描述。

⑵ Mediation：具有某種機(jī)制能夠完成中介的作用，如協(xié)議轉(zhuǎn)換。

⑶ 通信：服務(wù)的發(fā)布/訂閱、響應(yīng)/請(qǐng)求、同步/異步消息、路由和尋址等。

⑷ 集成：遺留系統(tǒng)適配器，服務(wù)編排和映射，協(xié)議轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)變換，企業(yè)應(yīng)用集成中間件的連續(xù)等。

⑸ 服務(wù)交互：服務(wù)接口定義，服務(wù)實(shí)現(xiàn)的置換，服務(wù)消息模型，服務(wù)目錄和發(fā)現(xiàn)等。

⑹ 服務(wù)安全：認(rèn)證和授權(quán)、不可否認(rèn)和機(jī)密性、安全標(biāo)準(zhǔn)的支持等。

⑺ 服務(wù)質(zhì)量：事務(wù)，服務(wù)的可交付性等。

⑻ 服務(wù)等級(jí)：性能、可用性等。

通過(guò)以上功能的集成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)中心信息資源的共享。最終成為一個(gè)智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)集散中心。

3 智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于SOA及ESB的理念，我們?cè)O(shè)計(jì)了智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。整個(gè)智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)成如圖1所示。

該平臺(tái)主要提供兩大功能。

⑴ 將通過(guò)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)匯總到智能航運(yùn)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，通過(guò)智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)并且按照各種不同業(yè)務(wù)需求分別發(fā)布成不同的接口，并且每種接口提供多種消息協(xié)議的支持，供各省數(shù)據(jù)中心及業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)用獲取其需要數(shù)據(jù)。

⑵ 通過(guò)服務(wù)注冊(cè)發(fā)布，消息轉(zhuǎn)換路由等功能，將各省數(shù)據(jù)中心及業(yè)務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)布的各種業(yè)務(wù)接口整合到ESB。并重新進(jìn)行規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化的命名，重新發(fā)布。這樣的好處在于：原先某個(gè)省份需要獲取其他省份的數(shù)據(jù)，需要分別調(diào)閱不同省份的接口，這些接口地址不一，調(diào)用方式不一，從而極大地增加了接口調(diào)用的復(fù)雜度。而通過(guò)智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，所有的系統(tǒng)只需要與其對(duì)接即可，這大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，增加了接口維護(hù)的清晰度。

4 典型應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 簽證信息的采集與共享

目前我國(guó)在內(nèi)河航運(yùn)上，對(duì)于跨區(qū)域的船舶監(jiān)控，還存在著較大的提升空間。比如某省對(duì)于進(jìn)入或即將進(jìn)入其區(qū)域內(nèi)的外省籍船舶無(wú)法知曉其具體信息。從而無(wú)法事先進(jìn)行信息采集和判斷。而通過(guò)簽證信息服務(wù)，則可以較好地解決該問(wèn)題。

我們以浙江省為例，浙江省的船舶簽證信息的共享，走在了信息化建設(shè)的前沿，目前，其境內(nèi)的簽證數(shù)據(jù)，已經(jīng)通過(guò)WebService接口對(duì)外提供共享了。在現(xiàn)有的模式下，如果某個(gè)地區(qū)需要使用其數(shù)據(jù)，則調(diào)用其開(kāi)發(fā)的接口即可。但是這里面有幾個(gè)問(wèn)題，如：眾多調(diào)閱方需要與簽證信息的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，這加重了其運(yùn)維成本；并且，調(diào)閱方如果還要調(diào)閱別的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，又需要與別的系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，這又加重了調(diào)閱方的開(kāi)發(fā)成本。所以我們將該接口注冊(cè)到了智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，由該平臺(tái)統(tǒng)一對(duì)外提供服務(wù)。這樣，簽證信息的提供方與調(diào)閱方都只需要與該平臺(tái)聯(lián)合調(diào)試，這無(wú)疑減輕了他們的開(kāi)發(fā)成本。

同時(shí)，我們將簽證信息通過(guò)WebService或者JMS等消息協(xié)議分別提供不同的接口掛載到智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)并對(duì)外提供服務(wù)，以方便調(diào)閱方不同的開(kāi)發(fā)要求。該服務(wù)提供兩個(gè)參數(shù)，分別為始發(fā)港和目的港。各省份可根據(jù)其所需要關(guān)心的具體的信息，調(diào)閱相應(yīng)的數(shù)據(jù)，比如江蘇省無(wú)錫港想要了解目的港為其自身的各省出發(fā)的船舶，只需要調(diào)閱該接口并傳送無(wú)錫港作為目的港參數(shù)即可返回所有目的港為無(wú)錫港的所有船舶的詳細(xì)信息，包括船舶基本信息，船舶始發(fā)港等等。

4.2 船舶GPS信息服務(wù)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，內(nèi)河航運(yùn)也隨之日益發(fā)達(dá)，為了保障水上交通安全形勢(shì)穩(wěn)定，確保人民群眾出行及生命財(cái)產(chǎn)的安全，對(duì)于“四客一危”船舶的跨區(qū)域監(jiān)控是一項(xiàng)非常重要的工作。所謂的“四客一危”是指，客渡船、客滾船、高速客船、旅游船和危險(xiǎn)品運(yùn)輸船。“四客一危”是當(dāng)前事故的高發(fā)主體，對(duì)于這類船舶的有效監(jiān)控，將極大地促進(jìn)我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)安全監(jiān)管的開(kāi)展，減少安全事故發(fā)生的幾率，提高緊急事故的處理能力。目前，我國(guó)各省對(duì)于進(jìn)入其區(qū)域內(nèi)的船舶的具體位置，并沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。而通過(guò)智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，則可以較好地解決該問(wèn)題。

智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)通過(guò)其數(shù)據(jù)采集平臺(tái)實(shí)時(shí)采集各個(gè)省份的船舶動(dòng)態(tài)信息，將這些動(dòng)態(tài)信息通過(guò)WebService接口掛載到智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，該接口可以接受船舶登記號(hào)作為參數(shù)。任何一個(gè)被賦予權(quán)限接入智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的交通業(yè)務(wù)系統(tǒng)，均可調(diào)閱該接口獲取船舶的動(dòng)態(tài)地理位置信息，從而精確的掌握船舶的位置。為加強(qiáng)船舶動(dòng)態(tài)跟蹤管理，應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)時(shí)段、重點(diǎn)船舶的安全監(jiān)管能力，以及為應(yīng)急事件發(fā)生后的搶險(xiǎn)救援、科學(xué)決策提供必要的信息支撐。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，我們整合了交通行業(yè)的眾多的數(shù)據(jù)資源，并通過(guò)該平臺(tái)對(duì)全國(guó)交通行業(yè)統(tǒng)一提供數(shù)據(jù)服務(wù)。智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)就像是一個(gè)數(shù)據(jù)集散中心，所有的數(shù)據(jù)在這里進(jìn)行集中并分發(fā)。通過(guò)配套的流量監(jiān)控、日志管理等功能，可以從整體上把握我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)的數(shù)據(jù)共享情況。將智能航運(yùn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)作為數(shù)據(jù)樞紐，極大地減輕了應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的開(kāi)發(fā)成本，有效地提高了數(shù)據(jù)共享的效率和質(zhì)量，為跨區(qū)域之間的航運(yùn)信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同打下了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，有效地促進(jìn)了智能航運(yùn)信息化統(tǒng)籌規(guī)劃，為發(fā)展跨區(qū)域智能航運(yùn)事業(yè)提供了必要的信息化支撐條件。

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