基于Web Service的航道維護指揮調度動態管理系統研究

重慶廣播電視大學 石慧霞

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基于Web Service的航道維護指揮調度動態管理系統研究

重慶廣播電視大學 石慧霞

【摘要】針對目前長江重慶航道局轄區航道維護管理信息化建設中存在的問題，從航道維護指揮調度管理的實際業務需求出發，提出研究一種基于Web Service的航道維護指揮調度動態管理系統。該系統依據長江干線航道的網絡平臺，利用現代化信息技術，通過整合現有航道信息資源，加強部門間的協同指揮調度，實現航道維護指揮調度的實時指揮調度和動態監管，更加有效地保障了航道效能的正常發揮。

【關鍵詞】Web Service；航道維護；指揮調度；信息化

0　引言

指揮調度管理是航道維護管理中的一個重要環節。指揮調度管理主要包括兩個方面：一是日常維護任務指揮調度管理。主要包括航標定期巡檢、常規維護任務下達、任務完成情況匯報等。二是突發事件的應急救援調度管理。主要包括救援物資調度、救援人員調度、救援現場指揮等。

長江重慶航道局經過十多年的努力發展，信息化建設已初具規模，收集和積累了相當多的各類航道信息資源，為航道信息化建設奠定了較為堅實的基礎。但近年來，隨著長江中上游特別是重慶市航運經濟的迅猛發展，使得航運船舶日益趨向于大型化、高速化和多樣化，并且由于船舶數量的迅猛增加，船舶交通日趨繁忙，加之復雜多變的通航條件，庫區水位在145～175m范圍內大幅變動。面臨新的形勢，為保證庫區航道的安全暢通，航道維護任務愈加繁重，指揮調度難度也不斷增大，現有的航道維護指揮調度管理方式難以適應新形勢的發展要求。

傳統的航道調度系統主要存在以下問題：（1）指揮調度信息的準確性、實時性和連續性得不到保證；（2）指揮調度工作強度大、成本高，部分紙質化管理；（3）指揮調度管理方式粗放，資源調配不及時、不合理；（4）現有系統功能單一，信息不能完全共享，形成“信息孤島”，缺少統一的管理平臺，制約各級航道的快速聯動。

基于上述問題，本文將Web Service技術和現代化信息技術結合起來，提出建立基于Web Service的航道維護指揮調度動態管理系統的構想。該系統將實現指揮調度的部門間協同合作、無紙化審批和動態監管等功能，可以大大提高航道維護指揮調度的管理效率，同時可節省大量人力、財力。

1　Web Service技術簡介

Web Service是一個基于對象/組件模型的建立互操作分布式應用程序的新平臺[1]。Web Service技術具有以下特點：

（1）遠程服務：務請求時，客戶端向服務器端發送的是待處理的數據，服務應答時，服務器端向客戶端回送的是處理后的數據。整個服務過程中，對數據的處理行為發生在服務器端[2]。

（2）跨平臺：Web Service程序可以從部署在互聯網上的各種服務器上獲得所需的數據處理功能。

（3）易通過防火墻：由于使用HTTP作為通信協議，所以Web Service的數據很容易通過防火墻，不需要防火墻為其單獨開通端口。

（4）易調試：由于使用了SOAP，數據是以ASCII文本的方式而非二進制傳輸，所以開發Web Service時，調試非常方便。

在Web Service技術中，整個網絡成為一個開放的組件平臺，通過組合不同的Web組件，應用程序可以很容易地得到近乎無限的擴展，因此，能夠滿足航道指揮調度對各種功能的需求。

Web Service是一種基于服務提供者、服務注冊器和服務請求者三種角色間交互的體系結構，它主要包括服務的發布、查找和綁定操作[3]，如圖1所示。上述角色及其操作在Web Service的構件、軟件模塊和它的描述中得以體現。服務提供者的功能是對Web Service進行服務描述的定義，并將其通過網絡發布到服務請求者或者服務注冊器中[4]。服務請求者就會從本地或服務注冊器中堆上述服務描述進行查找，并綁定服務描述和服務提供者，然后通過調用Web Service來實現或著與之交互。由于服務提供者與服務請求者間是邏輯的關系，所以Web Service服務就表現出了兩種特性。

圖1　Web Service體系架構模型

2　基于Web Service技術的航道維護指揮調度動態管理系統結構

本系統由數據資源、應用支撐平臺和核心業務3部分組成，系統結構框架如圖2所示。數據資源平臺是支持系統功能實現的基礎，負責管理數字航道應用所需的數據資源，包括各類航道基礎數據庫以及航道管理相關的專業數據數據庫，具體分為空間信息基礎數據庫、航道要素基礎數據庫、人員信息基礎數據庫、維護任務數據庫、作業排班數據庫以及計劃完成情況數據庫等；應用支撐平臺主要用于支持相關核心業務應用系統的公共功能實現，包括統一的GIS系統、通信服務系統以及軟件開發與運行環境（應用服務器中間件、工作流管理系統）等；核心業務平臺是整個系統的核心，主要包括物資調度管理、設備維護調度、工作船動態監控和應急救援調度等，該平臺的功能可根據需求的變化不斷擴充。

圖2　系統結構框架

3　基于Web Service技術的航道維護指揮調度動態管理系統設計

指揮調度是建立遠端事件發生地與指揮中心間的聯絡通道，航道管理人員可以通過通過本系統查詢、了解航道各項調度指令的實施執行情況，并可以通過語音、視頻、文字等形式與航道管理單位進行實時的交互，實現全線航道維護指揮調度管理的信息化。系統的拓撲結構如圖3所示。

圖3　系統拓撲結構圖

主要功能包括4個方面：

（1）物資管理調度子系統。

物資管理調度是指根據系統判斷對航道實際生產中所需要物資進行科學預測、采購和分配的在線處理，它是指導和組織物資采購、存儲和分配的依據，對于促進航道精細化養護管理具有十分重要的作用。通過計算機實現日常物資的采購、管理和庫存預警等功能，航道部門可結合各部門的物資需求申請、中心數據庫的實際庫存量、最低庫存額度以及相關歷史使用量數據制定下一年（季）度物資的采購量和各部門的物資分配量，以提高物資使用效率，減少冗余庫存。

（2）設備維護調度子系統。

為保證各類設備始終處于良好的技術狀態，降低維修所占用的業務生產時間，提高設備的利用率，通過建立基于Web Service技術的設備維護平臺，記錄所有在用和庫存設備的各類參數，系統通過對數據庫中提供的大量有效數據進行統計分析，可以預知易磨損或損壞零件設備什么時候需要維護，該進行什么級別的維護，檢修哪些部件，由哪些部門實施，每一次維護有哪些標準和注意事項。系統根據上述信息，制定相應的維護計劃，并以郵件、短息等方式定時下發至相應部門。

（3）工作船動態監管子系統。

以長江電子航道地圖[5]為載體，通過AIS、GPS、GPRS和機器視覺等手段，實現對工作船的日常動態監控管理。系統通過船載終端、無線通信網絡（GPRS）、電子航道地圖以及相關軟件傳遞包含GPS坐標在內的相關數據信息。系統以列表和空間地圖的形式顯示各工作船舶圖標和基本信息，工作人員利用船載AIS終端獲取的本船定位信息及周邊航行船舶AIS動態信息，并在長江電子航道圖上疊加顯示，以達到對工作船動態信息的實時掌握。同時，系統以自動生成的工作船航道維護日志以及工作船當前工作狀態為科學依據，自動進行工作船出航排班，以確保工作船舶良好工作狀態情況下實現最有效利用率，從而達到航道資源優化配置的目的。

圖4　航道應急救援工作流程圖

（4）應急救援調度子系統。

航道救援是一項涉及面廣、專業性強的工作，單獨依靠某一個部門是很難完成的，需要多個部門緊密聯系，通力合作，才能有效地利用有限救援資源順利完成救援任務。水上事故發生后，航道救援人員根據已掌握的救援信息通過系統迅速獲知事發地的人文地理環境和周邊救援資

源分布情況，并通過電子航道圖予以直觀展示，為救援計劃的制定提供可靠依據。通過工作船實時傳輸回指揮中心的音視頻，相關負責人可實時了解現場情況，進行遠程指揮調度，必要時可通過音視頻系統與其進行信息交流，對其下達調整對策的指令，并跟蹤、分析事態的發展趨勢，以便進一步做好應對工作。航道應急救援流程如圖4所示。

4　結束語

將Web Service技術引入航道維護指揮調度動態管理系統中，通過綜合運用現代化信息技術，整合、應用各種航道信息資源，將以部門為核心的“信息孤島”聯系起來，形成更為有效的統一體。做到真正的資源共享和信息交流，從而提高數據使用的實時性、有效性和效率，實現了航道維護指揮調度管理的網絡化、數字化和信息化。航道工作人員可以實時、全面地了解航道各區域、各方面的工作狀態，并實時指揮調度，具有廣泛的應用前景。本文的研究目的旨在提出基于Web Service技術的航道維護指揮調度動態管理系統的構想，要完全實現該系統還有很多工作要做，例如相關管理軟件的設計與研發，網絡服務器平臺搭建等，這些工作需要更多的研究人員參與以及管理部門的支持才能最終實現。

參考文獻

[1]胡海華.基于Web Services的MARP平臺的研究與開發[D].南京:東南大學,2004.

[2]許珩.基于J2ME和SyncML協議的移動PIM系統平臺以及數據同步的應用研究[J].中國信息化,2013(08): 153-154.

[3]吳立明,吳杰,鐘亦平,等.基于Web Service的網絡教育系統集成方案的設計與實現[J].計算機應用與軟件,2007(07): 39-42.

[4]孫正林,王汝傳.從Web Services到Grid Services[J].數據通信,2006(02):26-28.

[5]鄧乾煥.長江電子航道圖研發應用與展望[J].中國水運,2012(10):40-41.

石慧霞（1988－），女，碩士，助教，主要研究方向：計算機網絡、圖像處理。

作者簡介：