重慶廣播電視大學(xué) 石慧霞

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基于Web Service的航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)研究

重慶廣播電視大學(xué) 石慧霞

【摘要】針對目前長江重慶航道局轄區(qū)航道維護管理信息化建設(shè)中存在的問題，從航道維護指揮調(diào)度管理的實際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，提出研究一種基于Web Service的航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)依據(jù)長江干線航道的網(wǎng)絡(luò)平臺，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，通過整合現(xiàn)有航道信息資源，加強部門間的協(xié)同指揮調(diào)度，實現(xiàn)航道維護指揮調(diào)度的實時指揮調(diào)度和動態(tài)監(jiān)管，更加有效地保障了航道效能的正常發(fā)揮。

【關(guān)鍵詞】Web Service；航道維護；指揮調(diào)度；信息化

0　引言

指揮調(diào)度管理是航道維護管理中的一個重要環(huán)節(jié)。指揮調(diào)度管理主要包括兩個方面：一是日常維護任務(wù)指揮調(diào)度管理。主要包括航標(biāo)定期巡檢、常規(guī)維護任務(wù)下達、任務(wù)完成情況匯報等。二是突發(fā)事件的應(yīng)急救援調(diào)度管理。主要包括救援物資調(diào)度、救援人員調(diào)度、救援現(xiàn)場指揮等。

長江重慶航道局經(jīng)過十多年的努力發(fā)展，信息化建設(shè)已初具規(guī)模，收集和積累了相當(dāng)多的各類航道信息資源，為航道信息化建設(shè)奠定了較為堅實的基礎(chǔ)。但近年來，隨著長江中上游特別是重慶市航運經(jīng)濟的迅猛發(fā)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(shù)量的迅猛增加，船舶交通日趨繁忙，加之復(fù)雜多變的通航條件，庫區(qū)水位在145～175m范圍內(nèi)大幅變動。面臨新的形勢，為保證庫區(qū)航道的安全暢通，航道維護任務(wù)愈加繁重，指揮調(diào)度難度也不斷增大，現(xiàn)有的航道維護指揮調(diào)度管理方式難以適應(yīng)新形勢的發(fā)展要求。

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

基于上述問題，本文將Web Service技術(shù)和現(xiàn)代化信息技術(shù)結(jié)合起來，提出建立基于Web Service的航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)的構(gòu)想。該系統(tǒng)將實現(xiàn)指揮調(diào)度的部門間協(xié)同合作、無紙化審批和動態(tài)監(jiān)管等功能，可以大大提高航道維護指揮調(diào)度的管理效率，同時可節(jié)省大量人力、財力。

1　Web Service技術(shù)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(yīng)用程序的新平臺[1]。Web Service技術(shù)具有以下特點：

（1）遠程服務(wù)：務(wù)請求時，客戶端向服務(wù)器端發(fā)送的是待處理的數(shù)據(jù)，服務(wù)應(yīng)答時，服務(wù)器端向客戶端回送的是處理后的數(shù)據(jù)。整個服務(wù)過程中，對數(shù)據(jù)的處理行為發(fā)生在服務(wù)器端[2]。

（2）跨平臺：Web Service程序可以從部署在互聯(lián)網(wǎng)上的各種服務(wù)器上獲得所需的數(shù)據(jù)處理功能。

（3）易通過防火墻：由于使用HTTP作為通信協(xié)議，所以Web Service的數(shù)據(jù)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(diào)試：由于使用了SOAP，數(shù)據(jù)是以ASCII文本的方式而非二進制傳輸，所以開發(fā)Web Service時，調(diào)試非常方便。

在Web Service技術(shù)中，整個網(wǎng)絡(luò)成為一個開放的組件平臺，通過組合不同的Web組件，應(yīng)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(diào)度對各種功能的需求。

Web Service是一種基于服務(wù)提供者、服務(wù)注冊器和服務(wù)請求者三種角色間交互的體系結(jié)構(gòu)，它主要包括服務(wù)的發(fā)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(gòu)件、軟件模塊和它的描述中得以體現(xiàn)。服務(wù)提供者的功能是對Web Service進行服務(wù)描述的定義，并將其通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到服務(wù)請求者或者服務(wù)注冊器中[4]。服務(wù)請求者就會從本地或服務(wù)注冊器中堆上述服務(wù)描述進行查找，并綁定服務(wù)描述和服務(wù)提供者，然后通過調(diào)用Web Service來實現(xiàn)或著與之交互。由于服務(wù)提供者與服務(wù)請求者間是邏輯的關(guān)系，所以Web Service服務(wù)就表現(xiàn)出了兩種特性。

圖1　Web Service體系架構(gòu)模型

2　基于Web Service技術(shù)的航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用支撐平臺和核心業(yè)務(wù)3部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。數(shù)據(jù)資源平臺是支持系統(tǒng)功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，負責(zé)管理數(shù)字航道應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)資源，包括各類航道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以及航道管理相關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，具體分為空間信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、航道要素基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、人員信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、維護任務(wù)數(shù)據(jù)庫、作業(yè)排班數(shù)據(jù)庫以及計劃完成情況數(shù)據(jù)庫等；應(yīng)用支撐平臺主要用于支持相關(guān)核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的公共功能實現(xiàn)，包括統(tǒng)一的GIS系統(tǒng)、通信服務(wù)系統(tǒng)以及軟件開發(fā)與運行環(huán)境（應(yīng)用服務(wù)器中間件、工作流管理系統(tǒng)）等；核心業(yè)務(wù)平臺是整個系統(tǒng)的核心，主要包括物資調(diào)度管理、設(shè)備維護調(diào)度、工作船動態(tài)監(jiān)控和應(yīng)急救援調(diào)度等，該平臺的功能可根據(jù)需求的變化不斷擴充。

圖2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

3　基于Web Service技術(shù)的航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)設(shè)計

指揮調(diào)度是建立遠端事件發(fā)生地與指揮中心間的聯(lián)絡(luò)通道，航道管理人員可以通過通過本系統(tǒng)查詢、了解航道各項調(diào)度指令的實施執(zhí)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(xiàn)全線航道維護指揮調(diào)度管理的信息化。系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖

主要功能包括4個方面：

（1）物資管理調(diào)度子系統(tǒng)。

物資管理調(diào)度是指根據(jù)系統(tǒng)判斷對航道實際生產(chǎn)中所需要物資進行科學(xué)預(yù)測、采購和分配的在線處理，它是指導(dǎo)和組織物資采購、存儲和分配的依據(jù)，對于促進航道精細化養(yǎng)護管理具有十分重要的作用。通過計算機實現(xiàn)日常物資的采購、管理和庫存預(yù)警等功能，航道部門可結(jié)合各部門的物資需求申請、中心數(shù)據(jù)庫的實際庫存量、最低庫存額度以及相關(guān)歷史使用量數(shù)據(jù)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(shè)備維護調(diào)度子系統(tǒng)。

為保證各類設(shè)備始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)，降低維修所占用的業(yè)務(wù)生產(chǎn)時間，提高設(shè)備的利用率，通過建立基于Web Service技術(shù)的設(shè)備維護平臺，記錄所有在用和庫存設(shè)備的各類參數(shù)，系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)庫中提供的大量有效數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，可以預(yù)知易磨損或損壞零件設(shè)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(biāo)準(zhǔn)和注意事項。系統(tǒng)根據(jù)上述信息，制定相應(yīng)的維護計劃，并以郵件、短息等方式定時下發(fā)至相應(yīng)部門。

（3）工作船動態(tài)監(jiān)管子系統(tǒng)。

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(xiàn)對工作船的日常動態(tài)監(jiān)控管理。系統(tǒng)通過船載終端、無線通信網(wǎng)絡(luò)（GPRS）、電子航道地圖以及相關(guān)軟件傳遞包含GPS坐標(biāo)在內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)以列表和空間地圖的形式顯示各工作船舶圖標(biāo)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(tài)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(tài)信息的實時掌握。同時，系統(tǒng)以自動生成的工作船航道維護日志以及工作船當(dāng)前工作狀態(tài)為科學(xué)依據(jù)，自動進行工作船出航排班，以確保工作船舶良好工作狀態(tài)情況下實現(xiàn)最有效利用率，從而達到航道資源優(yōu)化配置的目的。

圖4　航道應(yīng)急救援工作流程圖

（4）應(yīng)急救援調(diào)度子系統(tǒng)。

航道救援是一項涉及面廣、專業(yè)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(lián)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(wù)。水上事故發(fā)生后，航道救援人員根據(jù)已掌握的救援信息通過系統(tǒng)迅速獲知事發(fā)地的人文地理環(huán)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(jù)。通過工作船實時傳輸回指揮中心的音視頻，相關(guān)負責(zé)人可實時了解現(xiàn)場情況，進行遠程指揮調(diào)度，必要時可通過音視頻系統(tǒng)與其進行信息交流，對其下達調(diào)整對策的指令，并跟蹤、分析事態(tài)的發(fā)展趨勢，以便進一步做好應(yīng)對工作。航道應(yīng)急救援流程如圖4所示。

4　結(jié)束語

將Web Service技術(shù)引入航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)中，通過綜合運用現(xiàn)代化信息技術(shù)，整合、應(yīng)用各種航道信息資源，將以部門為核心的“信息孤島”聯(lián)系起來，形成更為有效的統(tǒng)一體。做到真正的資源共享和信息交流，從而提高數(shù)據(jù)使用的實時性、有效性和效率，實現(xiàn)了航道維護指揮調(diào)度管理的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)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(qū)域、各方面的工作狀態(tài)，并實時指揮調(diào)度，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文的研究目的旨在提出基于Web Service技術(shù)的航道維護指揮調(diào)度動態(tài)管理系統(tǒng)的構(gòu)想，要完全實現(xiàn)該系統(tǒng)還有很多工作要做，例如相關(guān)管理軟件的設(shè)計與研發(fā)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(xiàn)。

參考文獻

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[2]許珩.基于J2ME和SyncML協(xié)議的移動PIM系統(tǒng)平臺以及數(shù)據(jù)同步的應(yīng)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(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)集成方案的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件,2007(07): 39-42.

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

[5]鄧乾煥.長江電子航道圖研發(fā)應(yīng)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(wǎng)絡(luò)、圖像處理。

作者簡介：