基于Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ的航空维修信息集成研究

邹卫国　郭建胜　王　毅

[摘 要]本文针对航空维修信息集成需求，探讨了传统信息集成方法的局限性和Web Service集成技术的优点，提出了基于Web Service的航空维修信息集成框架。

[关键词]航空维修；信息集成；Web Service

[中图分类号]F270.7；C931.6

[文献标识码]A

[文章编号]1673-0194(2009)05-0076-04

随着信息技术的飞速发展，在航空维修各业务领域内设计了许多业务管理信息系统，极大地提高了维修信息管理效率和维修效率。但在目前，这些业务系统在数据平台、数据结构等方面存在异构性，形成了大量的“信息孤岛”。为进一步提高航空维修管理效率，实现航空维修信息一体化，必须对这些业务系统进行综合集成。

1 航空维修信息分布特点及集成需求特点

1.1 航空维修信息分布特点

航空维修信息涉及航空装备的使用单位、维护单位、相关修理单位，飞机、发动机生产厂，各零备件生产厂，零备件储备仓库等不同单位实体，每个实体又至少运行一种业务管理信息系统，这直接导致航空维修信息的高度分散，而且随着各业务系统的孤立而孤立。同时，各业务管理信息系统之间的同类信息在数据结构、存储格式、数据库平台等方面存在异构性。

1.2 航空维修信息集成需求特点

航空维修实体或维修业务管理信息系统之间存在着庞杂的信息需求。航空维修信息集成的需求特点主要体现在以下几个方面：

(1)信息需求的不一致性。一方面，一个维修业务管理信息系统包含的信息，不是其他维修实体都需要的信息，有的维修实体只需要该业务系统中的部分信息；另一方面，一个维修实体所需要的重要信息，可能是另一实体完全不需要的。

(2)信息需求的广泛性。一个维修业务管理信息系统需要的信息，往往存在于多个业务系统之中。

(3)信息的异构性。一个维修实体需要的信息，在不同的业务系统中存储的数据格式和结构也不尽相同，即存在信息上的异构性。

(4)信息需求的实时性差异。在信息集成的实时性需求上，各维修实体的要求也不尽相同，有的实时性要求很强，有的则不要求实时性。

(5)信息需求的形式差异。有的维修实体要求提供原始数据，再按需求进行汇总，有的则只关心部分固定的汇总数据。

2 传统信息集成方法的局限性

传统的应用集成是基于消息总线/代理或者中间件的。首先建一个集成平台，然后针对该集成平台开发各种各样的适配器和连接器(Adapter & Connector)去连接已有的航空维修业务管理信息系统，如维修管理信息子系统、航材子系统等。用适配器来进行各维修保障信息的有效收集、现有集成平台与原有平台的信息转发。这种集成本质上是点对点的集成，开发需要投入大量的时间和成本。它不仅有失灵活性，而且容易受制于传统分布式对象中间件技术存在的局限性，如CORBA、DCOM、RMI等关键技术之间的互操作性、客户端与服务端之间的紧耦合等。所以，传统的集成方法不是解决航空维修信息综合集成的最佳方案。

3 Web Service集成技术的优点

采用Web Service技术可以很好地解决传统应用集成方法上的局限，满足航空维修信息集成的需求特点。Web Service技术以服务为基础，通过服务的交互来实现系统动态、松耦合集成，极大地降低了航空维修信息集成的复杂性与成本。

Web Services技术具有简单性和普遍通用性两大特征。其简单性主要是因为Web Services协议都基于XML标准。同时，Web Services为在Internet上及局域网内部提供服务建立了一个通用的模式。

如图1所示，面向服务的Web Services体系结构有3种角色：服务提供者(Web Services Provider)、服务请求者(Web Services Requester)、服务注册中心(Web Services Registration Center)；3种主要操作：发布(publish)、查询(find)和绑定(bind)；一些主要的协议，如UDDI、SOAP、WSDL等。

Web Service服务提供者通过WSDL描述Web服务，遵循UDDI协议在服务注册中心发布注册，服务请求者在服务中心查阅自己所要的服务，根据返回信息的Web Service的WSDL描述文件找到服务提供者地址，然后服务请求者绑定服务提供者，采用SOAP通信，实现Web Service服务调用和交互。

Web Service技术可用于数据集成和应用集成等多个集成层次，它不是应用集成的一部分，而是一种机制。与传统应用集成技术相比，它具有如下优越性：

(1)粗粒度、松耦合的服务构架；

(2)具有良好定义的标准化接口；

(3)实现技术和位置的透明性；

(4)灵活地适应服务的多变性；

(5)服务组合与重用。

4 基于Web Service的航空维修信息集成框架

4.1 框架设计

针对航空维修信息集成的需求特点和Web Service技术的优点，本文对航空维修信息集成框架进行设计，如图2所示。

图2是一个基于Web Service的航空维修信息集成框架，突出了Web Service集成技术的灵活性优势。对通过该框架实现的服务访问流程描述如下：

(1)集成系统用户界面将用户对某个服务的请求传到后端支持服务总线的应用服务器；

(2)应用服务器通过查询公共UDDI或者安全机制经验证后访问私有UDDI，得到Web Service的WSDL描述，然后生成SOAP请求消息绑定服务提供者；

(3)服务提供者激活相关应用系统提供的服务；

(4)应用系统将处理结果返回服务提供者，服务提供者将处理结果打包成SOAP消息，返回给SOAP路由器，直至返回用户处。

4.2 主要组成部分功能描述

4.2.1 服务提供者

服务提供者(Service Provider)中包含已有的航空维修子系统、新开发的非面向服务的航空维修子系统、新开发的面向服务的新应用系统，它们均被封装为标准的Web Service组件，成为系统中的一个集成点。对已有维修信息系统集成的关键在于对系统的封装和包裹，可以先利用组件技术将各业务功能封装成粒度较小、功能相对独立与完整的服务组件，再利用WSDL生成器生成该服务组件对应的WSDL文件，然后生成服务器端基于SOAP的框架代码，在框架代码的基础上开发Web服务适配器，通过该服务适配器，将XML格式的请求转换为已有维修系统能解析的格式，同时，将已有系统处理后的结果转换为XML格式。服务适配器还具备与后端服务器建立通信连接，验证数据有效性等功能。

框架负责管理服务的注册和调用，各应用系统提供的服务组件注册到相应的内部私有UDDI中，它可以是航空维修单位体系内部的数据库、目录服务或XML文件；若为需要提供给单位体系外部用户使用的服务，则在公有UDDI中心进行服务注册。一旦注册成功，需要使用服务的集成对象就可以定位和调用该服务。

4.2.2 服务总线

业务流程的集成是航空维修信息集成框架中最有价值的一部分，业务流程集成，就是通过支持服务总线的集成服务器来完成。为了更好地组合、集成和协调各种服务，服务总线通过一个处于中间层的集中式服务器，作为业务流程控制、服务路由、协议转换和安全的中央控制点。以下对服务总线上的几个关键功能作简要介绍：

(1)工作流控制，定义工作流程，并协调服务间的交互。

(2)事务管理，采用IBM、微软和BEA联合提出的WS-Transaction规范进行事务管理，以保证参与事务的Web Service服务的执行结果或者全部成功，或者执行全部取消。

(3)数据服务，包括动态数据转换、数据共享、数据同步等。数据转换提供数据格式、类型等转换功能；数据共享服务向用户提供统一的数据视图与查询接口；数据同步服务负责管理数据不一致的流程，执行数据更新等。

(4)消息服务，与SOAP路由技术相结合，对消息进行标准化处理并控制信息流。首先，当目标机器故障或过载时，传输数据暂存在消息队列中，消息被投递一次且仅被投递一次，从而保证可靠性；其次，消息服务可提供业务逻辑管理，有利于进行工作流编排、管理，把消息路由到适当的目标或完成必要的格式转换；此外，消息服务支持同步和异步两种通信方式，能够对应不同的应用场合。

(5)服务监控：监控流程的执行，利用记录的数据来分析服务质量和指导服务改进。

(6)SOAP路由器：用以实现SOAP消息的传递，路由器通过分析，找出对应的Web Service服务器的位置，将SOAP请求传递到所请求的服务器。

4.2.3 服务网关(Service Gateway)

对于单位体系外部的信息集成，使用服务网关，一方面可以安全地对外公开Web服务；另一方面，防火墙之外的客户也能调用这些服务。它包括一个服务管理模型和过滤器。服务网关能够将客户端支持的服务协议转换为提供方支持的服务协议，如客户的请求可能是HTTP上的SOAP，但在内部可以使用JMS协议上的SOAP。

4.2.4 安全机制

安全机制对集成服务器和所有参与集成的服务进行系统管理，提供统一的用户权限验证机制，简化开发和管理，方便用户使用。4.2.5 集成系统用户界面

终端用户界面集成特定用户访问的全部应用程序和服务来提供可用、高效、一致的界面。集成系统用户界面使Web Service服务即插即用，使集成系统更加灵活。

5 结束语

Web Service是实现信息系统集成的有力工具，它为航空维修信息集成提供了理想的、灵活的集成框架。基于Web Service技术，可以在不改变各航空维修业务管理信息系统原有底层架构的基础上实现灵活的、面向服务的应用集成，它可以满足航空维修信息集成需求、动态适应航空维修业务流程的更新与快速响应，具有跨平台、灵活性好、易扩展等特点，能极大提高航空维修信息管理的效率。

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