基于SOA的智能航运数据服务平台研究

肖榕　金瓯　叶建锋

摘 要： 为了实现全国范围的内河航运数据共享，提高我国内河航运的管理水平，需要一种稳定可靠、松耦合的数据共享方式。针对当前的内河航运数据共享需求，并根据当前我国各省的内河航运信息化建设的实际情况，参考国内外成熟的理论基础，提出了基于SOA的数据共享体系，从而实现多节点的关键数据实时共享的应用场景。通过这种方式可以实现内河航运数据共享服务，满足航运信息服务的要求，并适应今后不断增长的共享节点及共享压力。

关键词： SOA（面向服务的体系结构）； ESB（企业服务总线）； 内河航运； 数据共享

中图分类号：TP301 文献标志码：A 文章编号：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

随着我国内河航运事业的快速发展，信息化技术在行业发展当中起了不可替代的重要作用。但在高速发展的同时，现有行业传统的架构模式也开始逐渐显现出瓶颈，已经无法很好满足行业的需求，甚至约束了行业的发展。目前，国外在这方面已经做了很多的工作，欧盟提出发展统一的内河航运综合信息服务（Harmonized River Information Services，RIS），为不同用户提供实用性、多源协同式信息服务[1]。

各省市所建立的信息化系统，不论是从技术开发标准还是服务标准都各不相同。各省之间的基础资源难以共享，或者共享后维护难度大，并且对现今快速发展的业务结构不能够很好地做出响应。

SOA概念的提出，为这种复杂的业务平台提供了解决方案。面向服务架构（service-oriented architecture）是一种将信息系统模块话为服务的架构风格[2]。通过SOA架构搭建的平台，可以通过编制灵活快速地搭建业务流程并对外提供服务。有鉴于此，通过SOA架构体系的建设，能够在快速满足各省航运业务发展的同时，满足数据资源的共享以及业务共享。

本文在研究现有SOA标准架构的基础上，通过讨论现今已有的实现标准，希望可以找出符合智能航运数据服务平台的SOA解决方案，以满足航运平台的快速发展。

1 为什么采用SOA

1.1 SOA的特征

SOA的实施具有几个鲜明的基本特征。实施SOA的关键目标是实现IT资产的最大化作用。要实现这一目标，就要在实施SOA的过程中牢记以下特征：①可从外部访问；②随时可用；③粗粒度的服务接口分级；④松散耦合；⑤可重用的服务；⑥服务接口设计管理；⑦标准化的服务接口；⑧支持各种消息模式；⑨精确定义的服务契约。

1.2 SOA的效益分析

1.2.1 提高业务效率

通过SOA的实施，提高了产品和服务的上市速度和开发效率，令服务和IT资产以更灵活的配置适应新的需求变化，提高业务效率。SOA通过创建与具体技术和最终用户设备无关的服务，并将其应用于所建立的各种用户服务渠道，以保证一致的用户体验，提高用户的满意度。

1.2.2 提高互操作性和可用性

开放、标准的消息模型规定，消息从一个Web服务传送给另一个Web服务时，需要全球标准化协议支撑，同时消息本身也是标准化消息（如格式、负载表示等），这使底层服务逻辑不需要典型系统和对松散耦合范例的支持。SOA所具备的遵循开放标准、应用于厂商多样性的环境的特点，为通信框架提供了良好的互操作性和可用性。

1.2.3 提高投资回报率

采用SOA的企业、机关部门，将基于服务契约构建下层IT架构，具有技术中立的特性，降低了对厂商的依赖和转换成本。同时，Web服务的使用提供可重用服务层，易于将应用联合，进一步改善业务流程自动化。这种服务的松耦合及平台中立为机构降低了集成成本；松耦合和模块化简化了维护，降低了维护成本[3]。

1.3 总结

考虑到目前我国内河航运各省业务系统建设，普遍存在着建设标准不一，重复建设等问题，要想充分利用现有的资源，在工作量最小的情况下最大化地发挥现有信息资源的优势，这促使我们最终采用基于SOA的框架进行航运数据的共享服务。

2 SOA的具体实现——ESB

我们知道，SOA实际上强调的是软件的一种架构，它是一种通过服务整合来解决系统集成的一种思想。目前SOA最常见的实现方式是SCA和JBI，因此SCA实际上已经成为SOA的事实标准，由于IBM和ORACLE等大公司极力推崇SCA模式的SOA，因此SCA实际上已经成为SOA的事实标准，而ESB是SCA架构实现不可缺少的一部分，SCA的实现需要ESB（Enterprise Service Bus：企业服务总线）。ESB的作用在于实现服务间智能化集成与管理的中介。通过ESB可以访问所集成系统的所有已注册服务，ESB像一根“聪明”的管道，用来连接各个“愚笨”的节点。为了集成不同系统和不同协议的服务，ESB做了消息的转换解释与路由等工作，让不同的服务互联互通。基于SOA思想而进行建设的ESB主要提供如下功能。

2.1 基本功能

⑴ 服务的MetaData管理：在总线范畴内对服务的注册命名及寻址进行管理。

⑵ 传输服务：确保通过企业总线互连的业务流程间的消息的正确交付，还包括基于内容的路由功能。

⑶ 中介：提供位置透明的路由和定位服务；提供多种消息传递形式；支持广泛使用的传输协议。

⑷ 多服务集成方式：如JCA，Web服务，Messaging，Adaptor等。

⑸ 服务和事件管理支持： 调用服务的记录、测量和监控数据；提供事件检测、触发和分布功能。

2.2 扩展功能

⑴ 面向服务的元数据管理：它必须了解被它中介的两端，即服务的请求和请求者对服务的要求，以及服务的提供者和它所提供的服务的描述。

⑵ Mediation：具有某种机制能够完成中介的作用，如协议转换。

⑶ 通信：服务的发布/订阅、响应/请求、同步/异步消息、路由和寻址等。

⑷ 集成：遗留系统适配器，服务编排和映射，协议转换，数据变换，企业应用集成中间件的连续等。

⑸ 服务交互：服务接口定义，服务实现的置换，服务消息模型，服务目录和发现等。

⑹ 服务安全：认证和授权、不可否认和机密性、安全标准的支持等。

⑺ 服务质量：事务，服务的可交付性等。

⑻ 服务等级：性能、可用性等。

通过以上功能的集成，实现整个数据中心信息资源的共享。最终成为一个智能航运数据服务集散中心。

3 智能航运数据服务平台架构设计

基于SOA及ESB的理念，我们设计了智能航运数据服务平台。整个智能航运数据服务平台的构成如图1所示。

该平台主要提供两大功能。

⑴ 将通过数据采集平台汇总到智能航运数据中心的数据，通过智能航运数据服务平台并且按照各种不同业务需求分别发布成不同的接口，并且每种接口提供多种消息协议的支持，供各省数据中心及业务系统实时调用获取其需要数据。

⑵ 通过服务注册发布，消息转换路由等功能，将各省数据中心及业务系统已经发布的各种业务接口整合到ESB。并重新进行规范化标准化的命名，重新发布。这样的好处在于：原先某个省份需要获取其他省份的数据，需要分别调阅不同省份的接口，这些接口地址不一，调用方式不一，从而极大地增加了接口调用的复杂度。而通过智能航运数据服务平台，所有的系统只需要与其对接即可，这大大简化了应用系统的开发难度，增加了接口维护的清晰度。

4 典型应用场景

4.1 签证信息的采集与共享

目前我国在内河航运上，对于跨区域的船舶监控，还存在着较大的提升空间。比如某省对于进入或即将进入其区域内的外省籍船舶无法知晓其具体信息。从而无法事先进行信息采集和判断。而通过签证信息服务，则可以较好地解决该问题。

我们以浙江省为例，浙江省的船舶签证信息的共享，走在了信息化建设的前沿，目前，其境内的签证数据，已经通过WebService接口对外提供共享了。在现有的模式下，如果某个地区需要使用其数据，则调用其开发的接口即可。但是这里面有几个问题，如：众多调阅方需要与签证信息的系统开发商进行联合调试，这加重了其运维成本；并且，调阅方如果还要调阅别的系统的数据，又需要与别的系统进行协调，这又加重了调阅方的开发成本。所以我们将该接口注册到了智能航运数据服务平台，由该平台统一对外提供服务。这样，签证信息的提供方与调阅方都只需要与该平台联合调试，这无疑减轻了他们的开发成本。

同时，我们将签证信息通过WebService或者JMS等消息协议分别提供不同的接口挂载到智能航运数据服务平台并对外提供服务，以方便调阅方不同的开发要求。该服务提供两个参数，分别为始发港和目的港。各省份可根据其所需要关心的具体的信息，调阅相应的数据，比如江苏省无锡港想要了解目的港为其自身的各省出发的船舶，只需要调阅该接口并传送无锡港作为目的港参数即可返回所有目的港为无锡港的所有船舶的详细信息，包括船舶基本信息，船舶始发港等等。

4.2 船舶GPS信息服务

随着我国社会经济的发展，内河航运也随之日益发达，为了保障水上交通安全形势稳定，确保人民群众出行及生命财产的安全，对于“四客一危”船舶的跨区域监控是一项非常重要的工作。所谓的“四客一危”是指，客渡船、客滚船、高速客船、旅游船和危险品运输船。“四客一危”是当前事故的高发主体，对于这类船舶的有效监控，将极大地促进我国内河航运安全监管的开展，减少安全事故发生的几率，提高紧急事故的处理能力。目前，我国各省对于进入其区域内的船舶的具体位置，并没有准确的数据。而通过智能航运数据服务平台，则可以较好地解决该问题。

智能航运数据服务平台通过其数据采集平台实时采集各个省份的船舶动态信息，将这些动态信息通过WebService接口挂载到智能航运数据服务平台，该接口可以接受船舶登记号作为参数。任何一个被赋予权限接入智能航运数据服务平台的交通业务系统，均可调阅该接口获取船舶的动态地理位置信息，从而精确的掌握船舶的位置。为加强船舶动态跟踪管理，应加强重点时段、重点船舶的安全监管能力，以及为应急事件发生后的抢险救援、科学决策提供必要的信息支撑。

4 结束语

通过智能航运数据服务平台的建设，我们整合了交通行业的众多的数据资源，并通过该平台对全国交通行业统一提供数据服务。智能航运数据服务平台就像是一个数据集散中心，所有的数据在这里进行集中并分发。通过配套的流量监控、日志管理等功能，可以从整体上把握我国内河航运的数据共享情况。将智能航运数据服务平台作为数据枢纽，极大地减轻了应用系统开发商的开发成本，有效地提高了数据共享的效率和质量，为跨区域之间的航运信息共享、业务协同打下了良好的数据基础，有效地促进了智能航运信息化统筹规划，为发展跨区域智能航运事业提供了必要的信息化支撑条件。

参考文献：

[1] 周俊华，罗本成，解玉玲等.欧洲推进内河航运综合信息服务标准化及对我国的启示[J].水运管理，2009.31（5）：22-26

[2] 胡键等.SOA实践指南.机械工业出版社，2008.

[3] 中国电子技术标准化研究所.SOA用户指南[M].电子工业出版社，2008.