基于SOA構(gòu)建鐵路行車調(diào)度指揮數(shù)據(jù)共享服務(wù)

趙瑛，吳翔

0 引言

鐵路行車調(diào)度指揮信息是鐵路業(yè)務(wù)信息的重要組成部分，行車調(diào)度指揮信息經(jīng)過加工清理，是車務(wù)、機(jī)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛以及供電、統(tǒng)計(jì)分析等其他鐵路業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息的基礎(chǔ)，也是支持鐵路運(yùn)輸指揮決策的核心技術(shù)數(shù)據(jù)。但是行車調(diào)度指揮信息種類繁多、格式差異、分布廣泛，缺乏全局關(guān)聯(lián)性，很難直接有效使用。

行車調(diào)度指揮系統(tǒng)是鐵路調(diào)度指揮的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以產(chǎn)生最真實(shí)、及時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)信息，主要包括獲得行車計(jì)劃、列車走行信息、編組內(nèi)容等行車工作信息。以行車調(diào)度指揮系統(tǒng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)行車調(diào)度指揮信息共享，可以直接實(shí)現(xiàn)行車調(diào)度指揮信息核心數(shù)據(jù)的共享，并可以基于相同技術(shù)體系擴(kuò)展出行車調(diào)度指揮信息內(nèi)其他數(shù)據(jù)的共享服務(wù)，最終可以充分利用行車調(diào)度指揮信息服務(wù)于鐵路生產(chǎn)，并為鐵路信息共享平臺(tái)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1 行車調(diào)度指揮信息共享需求分析

隨著鐵路組織機(jī)構(gòu)調(diào)整和業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，以及鐵路信息技術(shù)水平的不斷提高，很多業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)使用或者正在建設(shè)中，這些系統(tǒng)對(duì)鐵路行業(yè)最基本的行車計(jì)劃、列車走行信息均存在信息訪問需求，而且會(huì)根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求特點(diǎn)，存在著差異化的共享粒度需求。對(duì)于行車調(diào)度指揮信息內(nèi)其他數(shù)據(jù)，也會(huì)存在著或多或少的共享需求。

與此同時(shí)，車務(wù)、機(jī)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛以及供電等業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也會(huì)對(duì)行車計(jì)劃等行車調(diào)度指揮系統(tǒng)存在著影響，行車調(diào)度指揮系統(tǒng)對(duì)上述系統(tǒng)也存在數(shù)據(jù)訪問需求。

基于上述需求分析，行車調(diào)度指揮信息共享方案的建設(shè)目標(biāo)為：構(gòu)建一個(gè)以行車調(diào)度指揮系統(tǒng)為基礎(chǔ)，為各鐵路業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)提供行車調(diào)度指揮信息共享服務(wù)。該服務(wù)應(yīng)具有行車調(diào)度指揮信息采集、整合、存儲(chǔ)、管理、共享和分析能力，并提供方便的數(shù)據(jù)訪問和維護(hù)手段。

2 行車調(diào)度指揮信息共享方案

2.1 技術(shù)架構(gòu)

鐵路業(yè)務(wù)系統(tǒng)目前處于井噴狀態(tài)，各種應(yīng)用程序會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)拓展的需要變得更加靈活，以適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)和政策環(huán)境。因此共享方案采用面向服務(wù)、具有松散耦合特征的SOA和ESB架構(gòu)[1-2]。

在該架構(gòu)下提供數(shù)據(jù)和服務(wù)兩種級(jí)別的共享服務(wù)：數(shù)據(jù)共享層負(fù)責(zé)從業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)抽取、清洗，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)層；

服務(wù)共享層實(shí)現(xiàn)對(duì)信息共享邏輯多重顆粒度的封裝。同時(shí)，統(tǒng)一將各共享服務(wù)以Web Service的形式掛載至ESB，通過ESB總線提供服務(wù)調(diào)用接口提供共享服務(wù)。共享服務(wù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、轉(zhuǎn)換和處理，以功能服務(wù)的形式提供。具體包括：

（1）行車計(jì)劃服務(wù)

行車計(jì)劃服務(wù)提供列車計(jì)劃信息，包括：列車計(jì)劃、車次、計(jì)劃時(shí)刻表、計(jì)劃車站等；

（2）列車走行信息服務(wù)

列車走行信息服務(wù)提供列車運(yùn)行全過程信息跟蹤，包括：列車位置、運(yùn)行軌跡、作業(yè)過程等；

（3）列車編組服務(wù)

列車編組服務(wù)提供列車裝卸車信息，包括：列車構(gòu)成、貨物品名、裝卸車作業(yè)、編組位置等

（4）其他數(shù)據(jù)服務(wù)

其他數(shù)據(jù)服務(wù)提供其他雜項(xiàng)數(shù)據(jù)的讀寫服務(wù)，并預(yù)留服務(wù)擴(kuò)展。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

2.2 SOA和ESB技術(shù)

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）是一個(gè)服務(wù)組件模型，可以獨(dú)立于服務(wù)實(shí)現(xiàn)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言，使得各項(xiàng)服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)之間的松耦合。當(dāng)構(gòu)成整個(gè)應(yīng)用體系的某個(gè)服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)逐漸地發(fā)生改變時(shí)，無(wú)需對(duì)其他或整個(gè)應(yīng)用體系進(jìn)行更改。

企業(yè)服務(wù)總線（ESB全稱為Enterprise Service Bus）是傳統(tǒng)中間件技術(shù)與SOA架構(gòu)、Web服務(wù)等技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。ESB提供網(wǎng)絡(luò)中最基本的連接中樞，是構(gòu)筑企業(yè)應(yīng)用體系的必要元素。同時(shí)，ESB可以消除不同應(yīng)用之間的技術(shù)差異，讓不同的應(yīng)用服務(wù)器協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了不同服務(wù)之間的通信與整合，可以對(duì)應(yīng)用服務(wù)體系的集成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的管理。

2.3 信息共享服務(wù)實(shí)現(xiàn)

信息共享服務(wù)需要對(duì)行車調(diào)度指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行服務(wù)的提取、評(píng)估和建立模型。本文根據(jù)共享需求和技術(shù)架構(gòu)，采用自頂向下的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)，主要包括：字典信息服務(wù)、行車數(shù)據(jù)服務(wù)、其他數(shù)據(jù)服務(wù)。

（1）字典信息服務(wù)可以提供鐵路固定設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備的配置信息。當(dāng)線路施工改造或者管理信息變化時(shí)，由行車調(diào)度指揮系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)維護(hù)模塊進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)維護(hù)，并通知其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)更新配置信息，有效保證數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。

（2）行車數(shù)據(jù)服務(wù)是行車組織決策重要依據(jù)，可以為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供列行車計(jì)劃、列車走行信息、列車編組等信息。行車數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)信息整合，快速響應(yīng)服務(wù)請(qǐng)求。

（3）另外，文中定義的其他數(shù)據(jù)服務(wù)，可以作為擴(kuò)展性服務(wù)進(jìn)行預(yù)留。

服務(wù)提取完畢后，采用Web Service的方式進(jìn)行開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。信息請(qǐng)求者可通過通用協(xié)議提出數(shù)據(jù)查詢的服務(wù)請(qǐng)求；對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)共享服務(wù)響應(yīng)請(qǐng)求，檢索相關(guān)信息，將獲取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的XML語(yǔ)言格式，將其封裝發(fā)布給請(qǐng)求用戶，完成數(shù)據(jù)服務(wù)過程。

信息共享服務(wù)Web Service層與客戶端的通信采用WSDL文件方式，WSDL文件基本要素定義如下：

（1）綁定

綁定方式：SOAP方式。

SOAP 傳輸協(xié)議：HTTP

綁定類型：document

SOAP操作方式及輸入輸出編碼方式：literal

（2）操作

操作類型：Request-response

數(shù)據(jù)類型：使用 XML Schema 語(yǔ)法來(lái)定義數(shù)據(jù)類型。

與WSDL對(duì)應(yīng)的信息共享服務(wù)Web Service接口規(guī)范定義如下：

3 總結(jié)

目前行車調(diào)度指揮系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)鐵路沿線全部覆蓋，并且行業(yè)內(nèi)已經(jīng)建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，基于行車調(diào)度指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享服務(wù)，可以充分共享、開發(fā)利用行車調(diào)度指揮信息數(shù)據(jù)資源和價(jià)值，為鐵路信息集成和新業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)提供重要參考和技術(shù)依據(jù)。

[1] 閻帆,肖寶弟,王建英.基于SOA的調(diào)度命令管理系統(tǒng)[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2009,30(2):108-112.

[2] 秦方鈺,劉冬梅,徐棟.一種面向SOA架構(gòu)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總線應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015,9.

[3] 王紫瑤.SOA核心技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[4] 單建洪,盧中延.SOA 整合之道[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.