基于SOA架构的港口设施数字化管理平台

李文晓 金广龙

（1.中海油能源发展股份有限公司管道分公司 天津市 300452 2.渤海石油航务建筑工程有限责任公司 天津市 300452）

港口设施运行状况是决定港航工程发展效果的关键因素，是实现港口安全生产的重要前提[1]。基于科学管理的基本原则，全方位掌握港口设施状况，采取定期检测手段，全面确保港口设施运行稳定性，上述工作将成为港口生产作业的重要支持，极具现实意义。

1 数字化管理平台特点

港口设施管理正逐步朝着信息化的方向发展，但实际结果表明，各港口之间的发展水平存在明显差异。部分港口形成了基于设施技术的台账，并创建了动态管理信息系统；而反观其它港口，依然停留在纸质账簿阶段；除此之外，部分港口长期以来都未形成台账。现阶段，港口设施数字化管理已经成为主流发展方向，是基于交通运输部《公路水运工程质量监督管理规定》（151142738）[2]而衍生出的全新概念，其具备如下几大特点：

（1）平台具备较高的精细化管理水平，覆盖至进出港航道、桥梁、仓库、挡土墙护坡等共计19个专业，为之创建资料库，形成可靠的管理台账。在平台的支持下，能够为评估管理、决策管理等相关工作提供指导。

（2）平台在创建技术台账时，充分考虑到了设施地理信息这一因素，实现了二者的有效连接，为台账与地图形成高效联通渠道，具备双向交互功能，同时对接港区监测系统，可灵活调度监测信息，掌握港区实际运行情况、潮位水文状况等，具备可视化图像监视的基本特点[3]。此外，平台具备数据可视化的功能，为用户提供了良好使用体验。

2 SOA技术介绍

SOA是现阶段应用较为广泛的一种软件架构方法，即可将其视为组件模型，有效整合了应用程序所具备的各项功能（即服务），通过标准化的接口，使各项服务之间具备一定的关联[4]。接口的定义较为特殊，是独立于硬件、软件的一种单独形式。基于此方式，各项服务能够通过标准化的方式达到彼此交互的效果。因此，SOA架构系统可理解为是多个组件构成的整合体系，服务是整个SOA架构最为核心的内容[5][6]。面向各服务采取的是松耦合的机制，明显提升了系统灵活性，尽管某服务的内部结构处于不稳定的状态，只要服务定义未做出改变，其它服务并不会受到任何影响，整体运行稳定性较好。

依托于SOA架构，所得的系统可具备以下几点优势：

（1）灵活性高。受惠于SOA架构，可充分考虑到用户实际需求，基于松散耦合的方式提供各项功能，实际运行中，若用户需求有所变化，系统可及时调整，整个过程有序推进，不会对系统整体功能造成不良影响，各项服务稳定性好。

（2）降本增效。SOA架构能够深度整合IT系统资源，可达到各类资源有效重用的效果，有助于控制投资成本，且软件开发周期得到有效控制，具备较为可观的开发效率。

图1：系统总体架构图

（3）标准和规范性。依托于SOA架构，在此基础上创建的系统实行的是统一技术标准，因此各项服务在具备相互独立特性的同时，各功能还能够有效整合于一体，从而提供更丰富的服务。

（4）集成和整合效率高。针对各类处于分散状态的系统服务，通过SOA框架可将其有效整合，以便创造新的服务，甚至形成一套全新且具备可行性的业务系统，能够给业务体系的发展提供支持。

3 系统架构设计

3.1 设计原则

根据系统建设要求，各个功能模块应具有适用性的特点，需要为系统的整体运行创设稳定环境，提升数据提供效率，且操作界面融入了人机交互理念，后续使用中可依据实际需求加以扩展，维护工作也更为便捷。为创建完善的系统，在设计工作中需注重如下几点内容：

（1）实用性：系统的最终价值在于给用户管理提供帮助，因此必须满足实用性原则，需要从港口设施管理现状出发，为相关人员提供高效管理工具。

（2）可扩展性：采取的是模块化设计方式，引入行业内高度成熟的技术平台，提升了系统可扩展性，依据港口设施管理需求实现灵活扩展。具备此特性后，系统生命周期内所发生的各项管理工作可得到保障，有助于控制成本，提升设施管理效益。

（3）可靠性：具备这一特性的基本前提在于具备硬件与软件都具有较强的工作能力，具体体现在兼容性好、容错能力强、恢复速度快等多个方面。系统引入了一套高度稳定的解决方案，可从硬件与框架两个角度切入，全面提升系统的兼容性。此外，在初期设计阶段便围绕各类异常情况展开分析，提出适用于系统实际特性的响应机制。

电视节目与画面后期制作涉及的内容和形式相对比较复杂，媒介工作者以及节目制作工作人员和剪辑人员必须充分考虑各类影响要素，了解后期画面制作的相关要求，积极实现不同环节之间的紧密联系和互动，更好地体现不同电视节目制作的内涵以及价值。

（4）安全性：系统的运行不可受到外界的影响，安全性是必须具备的基础功能，而此项目标又建立在网络独立性的基础上，将系统与外界的各类病毒相互独立，避免系统受到病毒、木马的攻击。此外，提升系统安全性还需要通过密码控制、权限管理等多元化手段而实现。

（5）规范性：具体可从两个方面理解，一是针对系统执行科学的组织与管理；二是落实行业标准，主要体现在分类编码、数据格式等多个方面。

3.2 平台总体架构

基于港口设施管理状况，为之创建数字化管理平台，融入了SOA架构，基于B/S方式提供对软件的访问与部署功能，整合多项行业内的成熟技术，以便做出深度开发，形成的软件架构兼具灵活、稳定、扩展性好的多重特点，设置大量标准化接口，可适用于主流平台使用需求，也为用户的深度扩展提供了支持。系统构成要素较多，总体框架如图1所示。

整个系统可细分为六大层次，既独立运行又具备高效联络机制，下文针对各层次的具体特性展开分析：

基础层：构成整个系统最为基础的部分，以硬件设备为核心，为之适配操作系统，创建安全的网络环境，形成基础层后，能够给系统的整体运行创设良好环境。

数据层：可为各项数据资源提供切实可行的保障。依据基础信息、业务活动、地理信息三类数据分别形成相对应的数据库，且共同构成完整数据库群，可以为整个平台的运行提供可靠的数据支持。

应用支撑层：可视为系统的“桥梁层”，实现数据层与应用层的有效连接，从整个系统来看，发挥出承上启下的效果。充分考虑到系统建设要求，选取SOA架构，采用了ASP.NET应用框架后，设置了大量API接口。在具备上述条件后，可实现对身份认证、文件服务等各类功能的深度整合，且在SOA架构的支持下提升了扩展性。从这一角度来看，应用支撑层是系统的核心部分，除了给整个系统的功能建设提供基础支持外，还能够适应于各类业务需求，为用户提供更便捷的使用环境。

应用层：主要功能在于为应用系统的建设提供支持，从功能分类的角度来看，可分为数据存档、业务管理、GIS应用[7]、分析统计等多个部分，在上述应用的共同支持下，实现港口设施高效管理的目标。

接入层：针对所有用户划分为多个类别，诸如系统管理员、领导者、各类港口设施的管理员等。各用户对应有特定的身份，只有通过身份验证后方可登录系统，并赋予不同用户特定的权限，规范其操作行为。各用户成功登录后，能够在自身权限范围内灵活应用相关功能，并对所需资源展开浏览、下载等操作，为设施管理提供支持。

3.3 平台关键技术

信息系统的构成可分为两大部分，即功能处理与数据库，关于系统总体设计方案，则要兼顾上述两大因素，在创建数据库时，遵循的是结构、格式规范化的基本原则，且要最大程度上消除数据冗余。关于功能模型的设计，要求各结构处于相协调的状态，层次清晰，同时要具备足够的开放性，整个系统可拆分为多个子模块，彼此之间具有协调、信息共享的基本特点。各子模块高效完成自身功能，在此基础上又可服务于其它模块，协同完成信息处理，在子模块的支持下，可以针对数据库采取合适的调度措施，形成稳定的数据流向，确保系统功能完整性。

（1）统一、集成的应用环境。关于系统的构建，最为基础的便是要形成具有统一、集成双重特性的应用环境。平台引入了现代化网络控制技术，且融合了数据库、系统容错等多重技术，注重各部分之间的协调性，力求整体性能实现最优化。

（2）权限控制技术。由于系统具有高度开放性，此时数据安全则成为了重要的系统设计目标，为避免病毒入侵等恶意行为，要针对系统所有数据创建可靠的保护机制，并进行数据备份。部分非授权用户会出于恶意目的而侵入系统，为消除这一问题，系统需设置多级权限控制，并及时记录各步操作，以便给后续查询提供支持。

（3）功能部件式系统开发。依托于GIS的项目开发具有极为明显的复杂性，软件结构应达到紧密关联的状态，这是工程中的重难点。平台开发建立在GIS功能部件库的基础之上，形成了集成开发策略，创建了GIS通用及专业功能部件库，并融入了商用GIS平台的基本特点，灵活应用编程技术，以达到系统集成的效果。

（4）关联操作与查询。业务管理是构成整个系统的核心部分，需要高效的组织系统数据，实现对模型的优化设计。在达到数据一体化的基础上，形成完整的港口设施台账，牢牢把握各业务数据与空间对象的关联特性，提供多项关联查询功能，诸如图形至业务之间的双向查询，以便能提升平台的效率，使其成为港口设施管理的重要工具，确保系统数据更新具备及时性与协同性的特点。

4 结束语

信息技术持续发展之下，数字化管理平台是突破传统管理方式局限性的重要手段，为港口设施管理提供了全新思路，建立在港口设施管理现状的基础之上，依托于SOA架构创建具备多功能特性的信息管理系统。系统采取的是架构设计的方式，有助于提升系统运行灵活性，依据用户实际需求可实现功能扩展，使整个系统的运行与实际需求相适应，六大结构层独立运行又相互连通，能够提供信息共享等多项功能，为港口设施管理提供支持。