基于SOA的机场信息系统集成研究

冉祥来，李 雪，方 丁，樊重俊，刘 臣

(1.上海机场(集团)有限公司信息管理部，上海 200335)

(2.上海理工大学管理学院，上海 200093)

基于SOA的机场信息系统集成研究

冉祥来1，李 雪2，方 丁1，樊重俊2，刘 臣2

(1.上海机场(集团)有限公司信息管理部，上海 200335)

(2.上海理工大学管理学院，上海 200093)

简要介绍了SOA、ESB、Web Service等相关概念，通过对机场的业务流程及信息系统进行分析与梳理，构建了机场SOA架构蓝图，探讨了SOA在机场中的应用和技术实现问题，提出了上海机场信息系统集成解决方案，希望研究结果能为中国机场系统集成的研究与实践提供借鉴与参考。

机场;信息系统集成;面向服务的架构;企业服务总线;企业应用集成

随着机场信息化的发展，机场的业务量不断增多，敏捷的、不受限制的业务集成显得尤为重要。对于一个大型的国际机场而言，其运营信息系统、弱电系统多达几十种，如何实现这些系统间的信息交换与共享，保证机场稳定、安全、高效有序地运营显得尤为重要。然而，机场的信息系统在开发时采用了不同的编程语言和技术，使得机场出现了众多异构的网络环境、异构的软硬件平台、异构的业务应用系统，从而为机场信息系统的集成增加了难度。同时为了提高自身的市场竞争力，机场需要不断创新业务模式，而机场现有的系统之间存在很强的耦合性，无法满足新的需求。

SOA(Service Oriented Architecture)是一种面向服务的架构方法。它实现了技术与架构的完全分离，消除了软件服务集成的障碍，使得软件集成不必受任何标准的限制。SOA具备3个基本要素:松散耦合;粗粒度;位置和传输协议透明。运用SOA架构，机场既能实现其内外信息系统的集成，又能根据需求随时更新这些集成。目前，国际先进的机场信息系统集成大多采用了SOA架构。

运用SOA进行机场信息系统集成需要解决如下问题:

a.协议解耦。

将机场各个系统提供的服务进行协议转换，从而在集成平台内部采用同一种协议。这需要解决异构系统集成时的构建访问方式与规则不一致、开发语言不一致、数据表现形式不同的难题。

b.路由分发。

需要解决从一个系统到另一个系统中的数据传输问题，并在此基础上通过整合业务流程来达到多系统协同工作的目的。

c.接口汇聚。

接入到系统集成平台的各种系统都会有接口连接，这就需要在集成平台端将接口汇聚起来，集中进行归一处理，形成总线式的可热插拔的接口配置方式。

1 机场关键信息系统

机场业务信息系统的集成，需要重点考虑关键信息系统之间的集成问题。通过对机场信息与弱电系统进行分析与梳理，并将整理出的机场关键信息系统介绍如下:

a.航班信息管理系统(FIMS)。

航班信息管理系统主要负责管理机场航班运营计划以及航班运营动态计划，机场管理人员可以人工修改、增加和删除机场航班计划、调整航班所使用的机场资源。

b.资源管理系统(RMS)。

资源管理系统可以根据航班信息和机场的设备情况，分配机场的机桥位、登机门、值机柜台、到岗行李提取转盘/出口、离港行李装卸转盘等。

c.离港系统。

离港系统是机场为旅客办理乘机手续的关键计算机信息系统，具有离港控制、航班旅客信息提取和处理、超重行李处理、登机牌、行李牌打印等功能。

d.行李处理信息系统。

行李处理信息系统主要负责出港行李和出港超标行李的登记、分拣、收集，中转行李和中转超标行李的接收、分拣、收集，以及到港行李的接收。

e.航显系统。

航显系统通过显示实时的航班动态信息，引导旅客办理登机手续，为旅客候机、登机、接机提供信息服务，同时也为机场工作人员提供航班信息。显示的信息包括值机办票信息、登机信息、行李提取信息、候机信息和其他相关信息。

f.广播系统。

包括航站楼广播系统、内部通话系统和停车库广播系统。

g.登机桥监控系统。

登机桥监控系统负责对液压驱动旋转伸缩式旅客登机桥进行监控，并将登机桥的状态信息传送给中央数据库，以便进行登机桥资源分配。

h.地面服务信息系统。

地面服务信息系统负责与地面服务相关的所有资源(包括地服人员、特种车辆、设备等)的分配、协调、监控、记录等工作。

i.安保系统。

安保系统主要对机场内重要建筑如航站楼等进行自动化管理，实现各类设备的运行监控、进出控制、安保监控和消防警报等。

j.综合信息管理系统。

综合信息管理系统包括航空收费系统、航空业务统计系统、办公自动化系统、地理信息系统、财务管理系统、资产管理系统、人力资源管理系统、仓库管理系统和决策支持系统。

2 SOA相关技术与设计原则

2.1 关键技术

2.1.1 ESB

ESB(Enterprise Service Bus，企业服务总线)是传统中间件技术与XML、Web服务等技术相互结合的产物。ESB的出现改变了传统的软件架构，可以提供比传统中间件产品更为廉价的解决方案。同时它还可以消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务协调运作，实现不同服务之间的通信与整合。

ESB是SOA的核心，它提供了合适的服务等级和可维护性，实现对异构系统的操作和集成。此外，ESB支持集中化管理，同时又具有物理上分散的能力。ESB提供了一个灵活的连接基础架构，用来集成应用程序和服务。

当服务的请求者连接到ESB的时候，ESB负责把它的请求传输给服务提供者，由服务提供者来提供所需的功能和服务。ESB方便了请求者－提供者的互操作，并且解决了服务请求者与服务提供者之间传输协议不兼容的问题。ESB也能够提供监控和管理的功能。此外，ESB还提供了可视化和管理特征，用来实现和扩展SOA的核心能力［1］。

2.1.2 Web Service

Web Service组件采用了标准的传输协议SOAP，它定义了一套标准的调用过程［2］，该过程如下:

a.服务器端首先用一套标准的方法向外界描述它所提供的服务的内容，这属于WSDL。

b.客户端需要以一种标准的协议来调用此服务，这属于SOAP。

c.服务提供者将服务内容放在一个公共的网址，以供查询，这属于UDDI。

图1 规范器模式

2.1.3 规范器

在B2B的集成环境中，机场需要与自己的业务合作伙伴进行大量的业务信息交换。在机场内部业务系统进行集成时，可以考虑要求所有集成系统针对同类数据采用同样的数据格式，但是对于从外部获取的数据，格式会不同，必须要进行必要的格式转换处理。为了消除消息格式差异带来的影响，可以通过一个专门的信息格式处理组件将各式各样的数据规范为统一的模式。规范器(如图1所示)主要是根据统一的配置文件，对指定的程序文件进行规范化调整。配置文件的形式可以是XML文件、纯文本文件、数据库等各种形式。通过规范化处理，可以将从机场各业务系统中以及从外部系统中获取的数据，转换为格式相同的数据，便于之后对数据的处理。

2.2 系统集成设计原则

a.开放性。

应当建立开放的接口平台，该平台适用于各子系统异构的网络环境、异构的操作平台以及异构的数据存储等。

b.可扩展性。

必须支持系统容量、通讯/连接方式和处理能力等方面的可扩充性，进而支持产品升级和功能扩展。

c.安全性和可靠性。

必须保证机场数据的可靠传递和交易的完整性，ESB必须与安全机制的管理和监控系统整合。重要接口信息如VIP信息等要经过加密处理。保证系统能够正常运行，并建立灾难备份系统。

d.可维护性。

业务管理人员经过简单的培训可以自行配置管理员界面，包括业务流程管理、用户界面控制和用户权限管理。

3 SOA机场解决方案

在机场信息系统集成时，需要集成的现有信息系统采用的开发技术不一致，如基于微软的.NET技术、PB、VB等。同时各应用系统供应商提供的数据访问方式也不太一致，如FTP文件方式、MQ Series消息方式、Web Service、开发数据库表访问等。

通过对上海机场进行调研与分析，提出了上海机场信息系统集成解决方案，其中基于SOA的上海机场信息系统集成参考架构如图2所示。

图2 基于SOA的上海机场信息系统集成参考架构

3.1 集成思想

主营业务的集成:集成的系统有航班信息管理系统、资源管理系统、离港系统、行李处理信息系统、航显系统、广播系统、登机桥监控系统、地面服务信息系统、安保系统、综合信息管理系统等。

门户可以提供一个平台，该平台能够对不同接入方式的用户提供多通道访问的支持，各种设备包括台式机、手机、PDA等都可以接入，以实现信息的协作与共享。

在系统集成中构建企业服务总线，通过总线解决异构系统以及异构数据源的信息整合问题。通过信息服务总线和服务注册库提供支持新系统的插拔式部署。

在架构设计上，采用标准的 J2EE体系，以XML作为信息交换标准。同时采用J2EE应用服务器和流程引擎服务器，并提供对应用服务器简单易用的管理工具和性能监控。当出现问题时，可以根据应用服务器提供的指导快速解决问题。在技术层面采用 Web Service、EJB、Spring Bean等架构技术［3］，通过SOA中间件软件实现协议解耦。

3.2 接口集成

机场的内部信息系统接口有航班信息显示系统接口、离港系统接口、行李分检系统接口、广播系统接口、闭路电视系统接口、停车场管理系统接口、GPS时钟系统接口、飞机泊位引导系统接口、办公自动化系统接口、货运管理系统接口、机场安全管理系统接口、内部通讯调度系统接口和门禁系统接口等［4］。

外部的接口有相关驻场单位的接口，主要提供与东方航空公司、上海航空公司、海关、边防检查单位、卫生检疫单位、动植物检疫单位、商品检验单位、货运公司、油料公司、配餐公司、免税商店、银行、邮局等的接口［5］。

目前EAI(Enterprise Application Integration，企业应用集成)系统使用较多的接口集成方式通常是适配器技术，这种技术能够将具有不同的应用系统接口(如CORBA和COM等)的系统连接到信息总线上来。在机场系统集成中，对于已经存在适配器的信息系统开发接口，直接使用EAI平台提供的适配器接入集成。而对于不存在现有适配器的应用系统开发接口，可以先封装原信息系统接口，再创建Web Service，然后接入ESB平台。也可以使用第三方的开发工具包，快速开发针对应用系统的适配器，然后接入ESB平台。

另外，可以通过中间表的方式，利用数据库适配器访问中间表，避免对业务数据的直接访问，以减轻中央数据库的运行负担，提高数据读取效率。对于机场的主机系统，可以采用增设代理服务器的方式。对于不能提供接口的系统，如财务系统只提供Excel文件的导出，也可以采用增设代理服务器的方式。

通过建立企业服务总线，提供集成设施，使得基于不同平台和技术实现的信息系统能够被集成，可以实现机场内部与关键合作伙伴、供应商和客户之间商业运作流程的自动化和端到端整合，最大限度地提高流程自动化效率，降低人工成本［6］，并能简化基础设施，减少在系统维护上的支出。同时，提供机场的业务优化和监控系统，对业务提供决策支持。

3.3 相关服务

通过对机场信息系统进行集成，可以为机场运营提供便利，提高机场人员的工作效率。同时，机场可以为旅客提供个性化的服务。

比如根据旅客的座位喜好信息(靠窗、中间、走廊)、餐食喜好信息，为旅客提供个性化服务。但是登机系统只有旅客的基本信息，而旅客的座位、餐食等个人喜好信息是由客户服务系统存储和管理的。要提取这些信息就必须在订票系统将订票信息传给登机系统之前，访问客户服务系统，提取需要的数据，填充到原有消息中，发送出去，机票信息提取流程如图3所示。

图3 机票信息提取流程

在系统集成中，可以通过内容扩充器从外部的数据源中获取数据信息，补充上源消息中缺失的内容。利用内容扩充器访问客户服务系统，以常旅客代号为参照，从中提取相应的客户信息，补充到订票系统传出的消息中，构成登机系统需要的完整订票信息，传给登机系统，如图4所示。这样就能很好地解除订票系统与登机系统之间的耦合。

图4 扩充器模式

4 结束语

在机场中进行面向服务的系统整合，不仅涉及到技术方面的问题，还涉及到非技术方面的问题，是一个长期的过程，不可能一蹴而就。本文从宏观层面探讨了上海机场信息系统集成问题，并在此基础上提出机场系统集成的解决方案，希望研究结果能为我国机场系统集成的研究与实践提供借鉴与参考。在机场的系统集成项目具体实施时，还需要针对各个信息系统的开发情况做出更为细致的研究。

对机场信息系统的集成不能片面追求大而全，而应在保证系统高效安全运行的基础上进行适度的集成［7］。在进行集成时，要尽量采用标准的集成方式和技术。

机场的日常运营管理，设计到很多复杂的流程，如何对机场的各个流程进行梳理，并在此基础上寻找集成的切入点，是一个重点，也是值得进一步研究的问题。同时，如何制定机场的系统集成接口规范也是今后需要重点考虑的问题。

［1］单建洪，卢中延.SOA整合之道［M］.北京:电子工业出版社，2008.

［2］梁爱虎.SOA思想、技术与系统集成应用详解［M］.北京:电子工业出版社，2007.

［3］桂友武，黄烟波.用SOA与Web Services进行企业集成的框架设计［J］.信息技术，2007(10):56－58.

［4］樊重俊，徐海旭，张海英，等.上海虹桥机场航班信息集成系统规划与建设［J］.中国制造业信息化，2009，38(17):4－8.

［5］熊红林，樊重俊，刘武君，等.基于“一市两场”模式下的旅客安全信息系统研究与设计［J］.计算机系统应用，2010，19(4):9－13.

［6］冉祥来，付会刚，王建伯，等.机场集团商务智能应用架构蓝图探讨［J］.科学技术与工程，2012，12(8):1973－1976.

［7］吴念祖.虹桥国际机场运营信息系统［M］.上海:上海科学技术出版社，2010.

Study of the Airport Information System Integration Based on SOA

RAN Xianglai1，LI Xue2，FANG Ding1，FAN Chongjun2，LIU Chen2
(1.Shanghai Airport Authority，Shanghai，200335，China)
(2.Shanghai University of Science and Technology，Shanghai，200093，China)

It briefly proposes some key techniques such as SOA，ESB and Web Service.Based on the analysis of business procedure and information systems in airport，it designs the architectural blueprint，puts forward the architecture integration solution in Shanghai airport.This research can be useful for the airport systems integration.

Airport;Information Systems Integration;Service Oriented Architecture;Enterprise Service Bus;Enterprise Application Integration

TP39;U8

A

2095－509X(2013)03－0030－05

10.3969/j.issn.2095－509X.2013.03.007

2012－10－28

上海机场(集团)有限公司科研资助项目

冉祥来(1970—)，男，黑龙江哈尔滨人，上海机场(集团)有限公司高级工程师，博士，主要研究方向为信息系统工程。