李聰+丁璐璐

摘 要 跨區(qū)域車(chē)輛GNSS動(dòng)態(tài)信息交換過(guò)程中，存在著區(qū)域跨度大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)具有分布、異構(gòu)、高并發(fā)、浪涌等特點(diǎn)。為解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院图皶r(shí)性，提高海量數(shù)據(jù)處理的效率，利用異構(gòu)GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術(shù)、異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)、異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞 GNSS；高速緩存路由；海量數(shù)據(jù)入庫(kù)；令牌流控

中圖分類(lèi)號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）182-0100-02

為實(shí)現(xiàn)省際間的漫游車(chē)輛的跨區(qū)域信息交換和相關(guān)部門(mén)間的信息共享，必須通過(guò)采集各省級(jí)監(jiān)控平臺(tái)的車(chē)輛GNSS（Global？Navigation？ Satellite？System）動(dòng)態(tài)信息，建立車(chē)輛靜態(tài)信息與動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，形成覆蓋跨區(qū)域漫游車(chē)輛的數(shù)據(jù)中心。實(shí)現(xiàn)不同省份車(chē)輛的實(shí)時(shí)跨域分析，對(duì)入境且非歸屬省份的車(chē)輛，進(jìn)行有效的判斷，并將這些車(chē)輛的屬性信息，以及車(chē)輛的GNSS動(dòng)態(tài)信息，交換到目的省或部門(mén)，以解決全國(guó)范圍內(nèi)外省入境車(chē)輛存在的安全監(jiān)管盲區(qū)問(wèn)題。

在跨區(qū)域車(chē)輛GNSS動(dòng)態(tài)信息的交換過(guò)程中，由于涉及的監(jiān)控車(chē)輛眾多，車(chē)輛所在位置區(qū)域跨度大，GNSS數(shù)據(jù)存在以下特點(diǎn)：

1）不同省域之間的數(shù)據(jù)以復(fù)雜的網(wǎng)狀形式進(jìn)行交互，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院图皶r(shí)性受到影響。

2）全國(guó)擁有30個(gè)省級(jí)平臺(tái)的GNSS數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)具有分布、異構(gòu)、高并發(fā)的特點(diǎn)。在海量數(shù)據(jù)并發(fā)情況下，由于數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)庫(kù)瓶頸的存在，入庫(kù)效率大大降低。

3）由于來(lái)自全國(guó)各省的GNSS數(shù)據(jù)是海量的，同時(shí)具有浪涌特點(diǎn)，因此，必須對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分流處理，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理。

因此，如何利用異構(gòu)GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術(shù)、異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)、異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)，是解決跨區(qū)域車(chē)輛GNSS動(dòng)態(tài)信息交換的關(guān)鍵點(diǎn)所在。

1 異構(gòu)GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術(shù)

在跨區(qū)域車(chē)輛GNSS動(dòng)態(tài)信息監(jiān)控系統(tǒng)中，由于不同省域間的數(shù)據(jù)即是數(shù)據(jù)的發(fā)送起點(diǎn)，同時(shí)又是數(shù)據(jù)交互的目的地，數(shù)據(jù)以網(wǎng)狀形式進(jìn)行交互傳輸，如何降低網(wǎng)狀通信帶來(lái)多節(jié)點(diǎn)路由算法的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效即時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)交互模式數(shù)據(jù)通信，是實(shí)現(xiàn)信息有效交換的重點(diǎn)技術(shù)。網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為解決上述蜘蛛通信網(wǎng)的問(wèn)題，系統(tǒng)結(jié)合組播模式的通信手段，利用一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)構(gòu)建多服務(wù)客戶(hù)端模式，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)利用均衡策略將GNSS數(shù)據(jù)高效分發(fā)到所述路由節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行路由分析，如圖2所示。

網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)利用均衡策略將GNSS數(shù)據(jù)分發(fā)到所述路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由分析：判斷出當(dāng)前有需要進(jìn)行路由分析的GNSS數(shù)據(jù)包，則查找到在路由分析服務(wù)客戶(hù)端池中已經(jīng)登錄注冊(cè)的路由服務(wù)客戶(hù)端；發(fā)送所述GNSS數(shù)據(jù)包到所述路由服務(wù)客戶(hù)端。其中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與另一網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)間采用組播方式進(jìn)行GNSS數(shù)據(jù)交換。

異構(gòu)GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術(shù)充分仿照路由器的原理，對(duì)于來(lái)自不同節(jié)點(diǎn)的GNSS數(shù)據(jù)，進(jìn)行包頭的簡(jiǎn)單分析，即確定數(shù)據(jù)路由走向；因此，避免了常見(jiàn)的軟件系統(tǒng)中對(duì)于海量數(shù)據(jù)的深度分析，從而導(dǎo)致效率低下的問(wèn)題。

2 異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)

全國(guó)目前擁有30個(gè)省級(jí)平臺(tái)的GNSS數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)具有分布、異構(gòu)、高并發(fā)的特點(diǎn)。目前，大多數(shù)常見(jiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的并發(fā)數(shù)據(jù)量較少，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)性能要求不高，即在小數(shù)據(jù)量并發(fā)的情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)以接收一條，分析一條，寫(xiě)入一條的方式入庫(kù)，基本可以滿(mǎn)足系統(tǒng)應(yīng)用要求。但在海量數(shù)據(jù)并發(fā)情況下，由于數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)庫(kù)瓶頸的存在，入庫(kù)效率大大降低。

異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)將應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程并行，即數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后存入緩存，當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)量時(shí)，將該數(shù)據(jù)一次性寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將該數(shù)據(jù)從緩存中刪除。此方法的數(shù)據(jù)處理速度和寫(xiě)入速度較快，尤其適用于海量數(shù)據(jù)并發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，這樣的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)對(duì)于預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)入庫(kù)的高性能，滿(mǎn)足降低數(shù)據(jù)庫(kù)的IO需求，充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)的緩存機(jī)制，確保數(shù)據(jù)庫(kù)的高性能運(yùn)作。

異構(gòu)集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)主要由TCP通訊組件、協(xié)議分析組件、寫(xiě)庫(kù)管理組件、寫(xiě)庫(kù)組件等模塊構(gòu)成。對(duì)外主要通過(guò)入庫(kù)接口的收取應(yīng)用數(shù)據(jù)，通過(guò)批量寫(xiě)庫(kù)組件將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)入庫(kù)，技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

3 域間信息交互式組播路由接口技術(shù)

由于來(lái)自全國(guó)各省的GNSS數(shù)據(jù)是海量的，同時(shí)具有浪涌特點(diǎn)，因此，必須對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分流處理，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理。域間信息交互式組播路由接口技術(shù)的核心在于采用基于令牌流控技術(shù)的數(shù)據(jù)分流模式，對(duì)于GNSS數(shù)據(jù)進(jìn)行批量整合，同時(shí)進(jìn)行分布處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速有效的交互。域間信息交互式組播路由接口技術(shù)的采用，實(shí)現(xiàn)了海量的全國(guó)GNSS數(shù)據(jù)有效的交互，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作。

流程描述如下：1）在GNSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)與GNSS數(shù)據(jù)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)之間建立令牌流控管理服務(wù)節(jié)點(diǎn)；2）GNSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)與所述GNSS數(shù)據(jù)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)分別向所述令牌流控管理服務(wù)節(jié)點(diǎn)上報(bào)各自的令牌流量信息；3）令牌流控管理服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收的令牌流量信息，查找到空閑流出令牌流量統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)與空閑流入令牌流量應(yīng)用節(jié)點(diǎn)；4）令牌流控管理服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)出數(shù)據(jù)同步流控指令到所述空閑流出令牌流量統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)；5）空閑流出令牌流量統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)收到所述數(shù)據(jù)同步流控指令后，同步數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的空閑流入令牌流量應(yīng)用節(jié)點(diǎn)。通過(guò)令牌流控技術(shù)的研究應(yīng)用，能夠解決GNSS數(shù)據(jù)的浪涌沖擊的問(wèn)題。令牌流控序列圖，如圖4所示。

利用該項(xiàng)技術(shù)，使得因設(shè)備的數(shù)量或配置的不均衡而導(dǎo)致的浪涌式GNSS數(shù)據(jù)流在有序、合理的控制下獲得了平穩(wěn)的傳輸，從而確保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)展示的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉禎，劉斌，鄭凱.基于軟件的網(wǎng)絡(luò)處理器的路由高速緩存算法研究[J].軟件學(xué)報(bào)，2007，18（12）：3115-3123.

[2]汪宏宇，賀芳林，等.一種浪涌GNSS數(shù)據(jù)的令牌流控方法及系統(tǒng)[P]，2011.