龔素榮

摘 要：針對(duì)助航信息服務(wù)系統(tǒng)中面向移動(dòng)用戶(hù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)問(wèn)題，提出采用推送（Push）與拉取（Pull）相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)面向移動(dòng)終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)，為移動(dòng)用戶(hù)提供個(gè)性化助航信息服務(wù)?；赪ebervice和第三方推送服務(wù)完成了相關(guān)設(shè)計(jì)，測(cè)試結(jié)果顯示滿(mǎn)足移動(dòng)終端信息服務(wù)的實(shí)時(shí)性和個(gè)性化的需求。

關(guān)鍵詞：助航系統(tǒng)；控制河段；信息服務(wù)；拉取；推送

中圖分類(lèi)號(hào)：U617 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）03-0048-03

控制河段是長(zhǎng)江航道的重要組成部分，一般具有多灘、水急、航道彎曲等特點(diǎn)，極易發(fā)生海損事故，而隨著長(zhǎng)江航運(yùn)發(fā)展迅速，運(yùn)輸需求旺盛，現(xiàn)有輔助指揮系統(tǒng)已經(jīng)滿(mǎn)足不了日益增長(zhǎng)的需求，而現(xiàn)有的信號(hào)揭示手段主要有三種方式：①服務(wù)器產(chǎn)生信號(hào)通過(guò)信號(hào)旗或信號(hào)燈傳遞給通行船舶；②通過(guò)VHF自動(dòng)語(yǔ)音廣播；③通過(guò)電子航道圖顯示符號(hào)傳遞信息。但是他們的缺點(diǎn)分別是：①需要船員目視觀察信號(hào)旗或信號(hào)燈，受到控制河段天氣和地理環(huán)境限制較大；②需要用到專(zhuān)門(mén)的船載終端裝置，不易推廣；③VHF語(yǔ)音廣播會(huì)占用頻道資源和干擾無(wú)關(guān)用戶(hù)。針對(duì)上述問(wèn)題，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展趨勢(shì)，加快云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)在通信技術(shù)在航道領(lǐng)域的集成和創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)通行信號(hào)的主動(dòng)服務(wù)的一個(gè)關(guān)鍵是為移動(dòng)終端提供合適的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)“個(gè)性化服務(wù)，提高主動(dòng)服務(wù)能力。

論文通過(guò)分析推送（Push）與拉?。≒ull）技術(shù)的含義和實(shí)現(xiàn)方式，建立Webservice服務(wù)器實(shí)現(xiàn)針對(duì)助航信息服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享服務(wù)，用戶(hù)主動(dòng)向Webservice服務(wù)器拉取助航信息數(shù)據(jù)。通過(guò)建立基于第三方推送[5]服務(wù)的推送服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)針對(duì)助航信息服務(wù)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性要求較高的信息進(jìn)行推送服務(wù)，助航信息服務(wù)系統(tǒng)主動(dòng)向移動(dòng)終端用戶(hù)進(jìn)行推送服務(wù)。

1 拉取和推送技術(shù)

推送（PUSH）技術(shù)是一種建立在客戶(hù)服務(wù)器上的機(jī)制，就是服務(wù)器根據(jù)事先制定的觸發(fā)機(jī)制，而不是根據(jù)用戶(hù)實(shí)時(shí)要求，主動(dòng)向客戶(hù)端遞送信息的技術(shù)。而傳統(tǒng)的拉?。≒ULL）技術(shù)則是根據(jù)客戶(hù)端用戶(hù)的需求，向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，查詢(xún)需要的信息。推送是服務(wù)器主動(dòng)向客戶(hù)端信息的過(guò)程，而拉取則是客戶(hù)端主動(dòng)向服務(wù)器索取信息的過(guò)程，根據(jù)事先設(shè)置好的條件或者時(shí)間間隔，在滿(mǎn)足條件或者固定的時(shí)間間隔后，觸發(fā)客戶(hù)端去服務(wù)器端獲取信息的一種方式，從用戶(hù)體驗(yàn)來(lái)說(shuō)在一定程度上提供了類(lèi)似推送的效果。

推送的主要優(yōu)點(diǎn)是：①對(duì)用戶(hù)要求低，適用于廣大公眾，不要求用戶(hù)有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)：②實(shí)時(shí)性好，能及時(shí)向用戶(hù)推送最新的動(dòng)態(tài)信息。其不足之處在于：①由于Push技術(shù)采用廣播的方式，而沒(méi)有反饋機(jī)制，不能確?？蛻?hù)端收到信息；②個(gè)信化推送需在服務(wù)端建立復(fù)雜的判別機(jī)制才能推送給特定的用戶(hù)；③服務(wù)端工作量大。而拉取模式的主要優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，能滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。其主要缺點(diǎn)是：實(shí)時(shí)性差，對(duì)用戶(hù)要求較高。論文根據(jù)控制河段助航信息的類(lèi)別和重要性，以推送和拉取相結(jié)合的方式滿(mǎn)足移動(dòng)客戶(hù)端數(shù)據(jù)服務(wù)的“實(shí)時(shí)性”和“個(gè)性化”需求，基本的推拉方式如圖1所示。

2 助航信息服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)

根據(jù)控制河段通行信號(hào)的服務(wù)對(duì)象以及相關(guān)信息的用戶(hù)及重要性，基于拉取和推送技術(shù)將數(shù)據(jù)服務(wù)方式分為兩類(lèi)，一類(lèi)是數(shù)據(jù)共享需求服務(wù)，一類(lèi)是數(shù)據(jù)推送需求服務(wù)。

（1）數(shù)據(jù)共享需求服務(wù)：主要通過(guò)構(gòu)建基于Webservice技術(shù)的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)針對(duì)移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)共享，當(dāng)用戶(hù)對(duì)助航信息有需求時(shí)，主動(dòng)向Webservice服務(wù)器獲取，此類(lèi)信息中包括控制河段船舶位置列表等助航信息，同時(shí)用戶(hù)也可以獲取其它用戶(hù)分享的照片、留言等興趣信息，以上信息實(shí)時(shí)性要求不高，用戶(hù)可根據(jù)需要隨時(shí)獲取。

（2）數(shù)據(jù)推送需求服務(wù)：主要通過(guò)構(gòu)建基于第三方推送技術(shù)的推送服務(wù)器，向移動(dòng)終端推送實(shí)時(shí)性要求較高的信息，例如船舶通行指揮信號(hào)等信息，此類(lèi)信息是控制河段通行指揮中不需向船舶用戶(hù)發(fā)送的信息，因此通過(guò)推送技術(shù)主動(dòng)向用戶(hù)進(jìn)行推送。

Webservice服務(wù)器數(shù)據(jù)共享用戶(hù)群主要分為航道主管部門(mén)用戶(hù)、控制河段信號(hào)員用戶(hù)和船舶用戶(hù)。各用戶(hù)群的需求如下：①航道主管部門(mén)用戶(hù)：對(duì)管轄區(qū)域內(nèi)的控制河段通行數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀的查詢(xún)；對(duì)控制河段信號(hào)臺(tái)工作情況、開(kāi)收班情況進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。②控制河段信號(hào)員用戶(hù)：對(duì)管轄控制河段的通行指揮數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀的查詢(xún)，同時(shí)根據(jù)船舶通行情況，懸掛指揮信號(hào)，可對(duì)控制河段實(shí)施遠(yuǎn)程指揮控制；③船舶用戶(hù)：對(duì)所處控制河段的通行指揮數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀的查詢(xún)，同時(shí)對(duì)河段中與其臨近船舶進(jìn)行位置查詢(xún)，由此對(duì)船舶航速、航向等方面進(jìn)行有效的控制，是助航服務(wù)系統(tǒng)中的主要用戶(hù)群；

根據(jù)上述用戶(hù)需求，要實(shí)現(xiàn)所有控制河段移動(dòng)終端數(shù)據(jù)共享的管理，必須要把各個(gè)控制河段與航道主管部門(mén)以及船舶用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。這樣就需要系統(tǒng)有高度的數(shù)據(jù)共享性和集成性，而且要提供合理的統(tǒng)籌安排和管理功能。推送服務(wù)器主要面向的也是上述用戶(hù)群，但是推送服務(wù)要求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化，這就需要對(duì)基于位置對(duì)用戶(hù)群進(jìn)行更詳細(xì)的規(guī)則。

2.1 數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

船舶通行過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，種類(lèi)繁多，論文將數(shù)據(jù)共享和推送平臺(tái)分為兩級(jí)：航道局服務(wù)器與信號(hào)臺(tái)服務(wù)器。

航道局服務(wù)器包括外網(wǎng)服務(wù)器和內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器，內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器部署于航道局內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下，內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器通過(guò)航道局內(nèi)網(wǎng)分別獲取各個(gè)信號(hào)臺(tái)的實(shí)時(shí)指揮相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式把相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸給外網(wǎng)服務(wù)器。外網(wǎng)服務(wù)器安裝部署在航道局外網(wǎng)環(huán)境下，外網(wǎng)服務(wù)器及時(shí)接收來(lái)自?xún)?nèi)網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)推送并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，外網(wǎng)服務(wù)器也負(fù)責(zé)與移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)交互。航道局局服務(wù)器設(shè)計(jì)如圖2所示。

信號(hào)臺(tái)服務(wù)器安裝部署在控制河段的指揮臺(tái)，每個(gè)控制河段都部署一臺(tái)信號(hào)臺(tái)服務(wù)器，提供控制河段具體指揮信息。信號(hào)臺(tái)服務(wù)器在外網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行，服務(wù)器對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，移動(dòng)終端只有通過(guò)了身份驗(yàn)證才可以獲取數(shù)據(jù)。指揮系統(tǒng)運(yùn)行在內(nèi)網(wǎng)，而信號(hào)臺(tái)服務(wù)器必須建立在外網(wǎng)，因此指揮系統(tǒng)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)指揮信息同時(shí)通過(guò)串口向信號(hào)臺(tái)數(shù)據(jù)管理軟件和以Webservice方式向航道局內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行推送。

信號(hào)臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)單獨(dú)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，信號(hào)臺(tái)服務(wù)器與指揮系統(tǒng)通過(guò)串口通信編程實(shí)現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)交換，如圖3所示，通過(guò)串口及數(shù)據(jù)管理軟件，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)同步，并使信號(hào)臺(tái)服務(wù)器與指揮系統(tǒng)之間實(shí)時(shí)交互。

局級(jí)服務(wù)器和控制河段服務(wù)器共同組成數(shù)據(jù)共享服務(wù)器，兩者相互配合完成共享服務(wù)。局服務(wù)器主要面向記錄任務(wù)，信號(hào)臺(tái)服務(wù)器主要面向指揮任務(wù)。

2.2 數(shù)據(jù)拉取服務(wù)設(shè)計(jì)

助航數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)中拉取服務(wù)主要是通過(guò)Webservice實(shí)現(xiàn)，航道局內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器通過(guò)Webservice獲取所有信號(hào)臺(tái)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口通信實(shí)時(shí)更新到外網(wǎng)服務(wù)器，移動(dòng)終端通過(guò)訪問(wèn)航道局外網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)，其拉取框架如圖4所示。

2.3 數(shù)據(jù)推送服務(wù)設(shè)計(jì)

助航數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)中推送服務(wù)器包含推送功能模塊與數(shù)據(jù)管理功能模塊，推送服務(wù)器也依據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)功能不同分為航道局服務(wù)器與信號(hào)臺(tái)服務(wù)器兩類(lèi)，服務(wù)器主要由后臺(tái)數(shù)據(jù)管理模塊和推送服務(wù)模塊組成，兩者相互配合完成推送服務(wù)。

航道局服務(wù)器主要推送信號(hào)臺(tái)工作狀況和控制河段通行公告。信號(hào)臺(tái)服務(wù)器主要推送控制河段的通行信號(hào)、船舶通行順序隊(duì)列、控制河段內(nèi)船舶通行列表、實(shí)時(shí)提醒控制河段內(nèi)違規(guī)船舶等實(shí)時(shí)信息。在進(jìn)行推送服務(wù)中，服務(wù)器必須依據(jù)一定規(guī)則才能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推送服務(wù)，推送規(guī)則主要基于船舶與移動(dòng)終端一致性判斷后，只對(duì)進(jìn)入控制河段預(yù)定推送區(qū)域的用戶(hù)推送控制河段通行信號(hào)和船舶通行順序隊(duì)列等實(shí)時(shí)信息。其推送判斷規(guī)則示意如5所示。

在圖5所示的控制河段A和控制河段B兩個(gè)控制河段，移動(dòng)終端系統(tǒng)根移動(dòng)終端與船舶一致性判斷算法判別移動(dòng)終端是否與注冊(cè)船舶一致；然后在判斷船舶是否在控制河段內(nèi)，確定是否推送及時(shí)消息。圖5中推送服務(wù)器向船舶A與船舶C推送的即時(shí)消息，而不會(huì)向船舶B、船舶D和移動(dòng)終端A推送即時(shí)消息，船舶B、船舶D和移動(dòng)終端A可以通過(guò)拉取的方式獲得相關(guān)消息，從而體現(xiàn)出了根據(jù)位置服務(wù)的個(gè)性化指揮特點(diǎn)。移動(dòng)終端與船舶一致性判斷流程如圖6所示。

3 數(shù)據(jù)服務(wù)結(jié)果及分析

數(shù)據(jù)共享服務(wù)使得移動(dòng)終端能夠根據(jù)自己需求，主動(dòng)發(fā)出請(qǐng)求獲取各個(gè)控制河段豐富的通行信息。同時(shí)，基于第三方推送服務(wù)使得管理者通過(guò)航道局服務(wù)器主動(dòng)向目標(biāo)移動(dòng)終端發(fā)送信息，而信號(hào)臺(tái)服務(wù)器則依據(jù)預(yù)先設(shè)置的觸發(fā)機(jī)制根據(jù)移動(dòng)終端的狀態(tài)實(shí)時(shí)向其發(fā)送針對(duì)性的通行信號(hào)。通過(guò)分級(jí)管理機(jī)制，以拉取和推送相結(jié)合的方式有效的下達(dá)各種通知、命令和注意事項(xiàng)等信息。

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享服務(wù)的Webservice服務(wù)器采用C#作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，SQL Server 2008作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理工具，IIS作為服務(wù)器的寄主，移動(dòng)終端用戶(hù)面向安卓4.0系統(tǒng)以上版本，經(jīng)測(cè)試移動(dòng)用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)的接收到控制河段的助航信息，收效良好，其主要界面如圖7所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)控制河段助航信息服務(wù)系統(tǒng)中面向移動(dòng)終端的信息服務(wù)的具體需求，通過(guò)設(shè)計(jì)航道局和信號(hào)臺(tái)服務(wù)器，以分布式數(shù)據(jù)服務(wù)方式提供公共與個(gè)性的服務(wù)，運(yùn)用Webservice技術(shù)與第三方推送技術(shù)以拉取和推送相結(jié)合方式滿(mǎn)足移動(dòng)終端對(duì)助航信息的需求。論文介紹的方法和技術(shù)已在移動(dòng)助航信息服務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，并在三角磧等控制河段進(jìn)行了成功測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示移動(dòng)終端信息服務(wù)滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性和個(gè)性化的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 畢方全，李修云，梁山等.控制河段智能通行指揮關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)水運(yùn)（上半月），2016，（9）：38-40.

[2] 李良雄.基于AIS的控制河段智能通行指揮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].水運(yùn)工程，2014，（11）：39-43.

[3] 呂永祥. 長(zhǎng)江航道局“十三五” 科技發(fā)展展望[J].水運(yùn)工程 ， 2016， 511（1）：1-6.

[4] 李培遠(yuǎn). 基于位置服務(wù)的控制河段助航信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶大學(xué)，2015.

[5] 解世杰. 控制河段通行指揮系統(tǒng)中的分布式數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶大學(xué)，2015.