基于SOA构建铁路行车调度指挥数据共享服务

赵瑛，吴翔

0 引言

铁路行车调度指挥信息是铁路业务信息的重要组成部分，行车调度指挥信息经过加工清理，是车务、机务、工务、电务、车辆以及供电、统计分析等其他铁路业务系统信息的基础，也是支持铁路运输指挥决策的核心技术数据。但是行车调度指挥信息种类繁多、格式差异、分布广泛，缺乏全局关联性，很难直接有效使用。

行车调度指挥系统是铁路调度指挥的核心业务系统，可以产生最真实、及时的现场信息，主要包括获得行车计划、列车走行信息、编组内容等行车工作信息。以行车调度指挥系统为基础实现行车调度指挥信息共享，可以直接实现行车调度指挥信息核心数据的共享，并可以基于相同技术体系扩展出行车调度指挥信息内其他数据的共享服务，最终可以充分利用行车调度指挥信息服务于铁路生产，并为铁路信息共享平台的建设奠定基础。

1 行车调度指挥信息共享需求分析

随着铁路组织机构调整和业务的不断发展，以及铁路信息技术水平的不断提高，很多业务信息系统已经投产使用或者正在建设中，这些系统对铁路行业最基本的行车计划、列车走行信息均存在信息访问需求，而且会根据自身业务需求特点，存在着差异化的共享粒度需求。对于行车调度指挥信息内其他数据，也会存在着或多或少的共享需求。

与此同时，车务、机务、工务、电务、车辆以及供电等业务系统产生的数据也会对行车计划等行车调度指挥系统存在着影响，行车调度指挥系统对上述系统也存在数据访问需求。

基于上述需求分析，行车调度指挥信息共享方案的建设目标为：构建一个以行车调度指挥系统为基础，为各铁路业务信息系统提供行车调度指挥信息共享服务。该服务应具有行车调度指挥信息采集、整合、存储、管理、共享和分析能力，并提供方便的数据访问和维护手段。

2 行车调度指挥信息共享方案

2.1 技术架构

铁路业务系统目前处于井喷状态，各种应用程序会根据业务拓展的需要变得更加灵活，以适应不断变化的市场和政策环境。因此共享方案采用面向服务、具有松散耦合特征的SOA和ESB架构[1-2]。

在该架构下提供数据和服务两种级别的共享服务：数据共享层负责从业务应用系统抽取、清洗，并存储到数据层；

服务共享层实现对信息共享逻辑多重颗粒度的封装。同时，统一将各共享服务以Web Service的形式挂载至ESB，通过ESB总线提供服务调用接口提供共享服务。共享服务需要对数据进行加工、转换和处理，以功能服务的形式提供。具体包括：

（1）行车计划服务

行车计划服务提供列车计划信息，包括：列车计划、车次、计划时刻表、计划车站等；

（2）列车走行信息服务

列车走行信息服务提供列车运行全过程信息跟踪，包括：列车位置、运行轨迹、作业过程等；

（3）列车编组服务

列车编组服务提供列车装卸车信息，包括：列车构成、货物品名、装卸车作业、编组位置等

（4）其他数据服务

其他数据服务提供其他杂项数据的读写服务，并预留服务扩展。

系统技术架构图如图1所示：

图1 系统技术架构图

2.2 SOA和ESB技术

面向服务的体系结构（SOA）是一个服务组件模型，可以独立于服务实现的硬件平台、操作系统和编程语言，使得各项服务可以以一种统一和通用的方式进行交互，从而实现服务之间的松耦合。当构成整个应用体系的某个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，无需对其他或整个应用体系进行更改。

企业服务总线（ESB全称为Enterprise Service Bus）是传统中间件技术与SOA架构、Web服务等技术结合的产物。ESB提供网络中最基本的连接中枢，是构筑企业应用体系的必要元素。同时，ESB可以消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信与整合，可以对应用服务体系的集成拓扑结构进行有效的管理。

2.3 信息共享服务实现

信息共享服务需要对行车调度指挥系统数据进行服务的提取、评估和建立模型。本文根据共享需求和技术架构，采用自顶向下的方式进行数据，主要包括：字典信息服务、行车数据服务、其他数据服务。

（1）字典信息服务可以提供铁路固定设备和移动设备的配置信息。当线路施工改造或者管理信息变化时，由行车调度指挥系统通过数据维护模块进行统一的数据维护，并通知其他业务系统更新配置信息，有效保证数据的一致性和准确性。

（2）行车数据服务是行车组织决策重要依据，可以为其他业务系统提供列行车计划、列车走行信息、列车编组等信息。行车数据服务可以通过业务动态信息整合，快速响应服务请求。

（3）另外，文中定义的其他数据服务，可以作为扩展性服务进行预留。

服务提取完毕后，采用Web Service的方式进行开发和实现。信息请求者可通过通用协议提出数据查询的服务请求；对应数据共享服务响应请求，检索相关信息，将获取到的数据转换为标准的XML语言格式，将其封装发布给请求用户，完成数据服务过程。

信息共享服务Web Service层与客户端的通信采用WSDL文件方式，WSDL文件基本要素定义如下：

（1）绑定

绑定方式：SOAP方式。

SOAP 传输协议：HTTP

绑定类型：document

SOAP操作方式及输入输出编码方式：literal

（2）操作

操作类型：Request-response

数据类型：使用 XML Schema 语法来定义数据类型。

与WSDL对应的信息共享服务Web Service接口规范定义如下：

3 总结

目前行车调度指挥系统已经实现国内铁路沿线全部覆盖，并且行业内已经建立了统一的数据标准，基于行车调度指挥系统实现数据共享服务，可以充分共享、开发利用行车调度指挥信息数据资源和价值，为铁路信息集成和新业务系统的建设提供重要参考和技术依据。

[1] 阎帆,肖宝弟,王建英.基于SOA的调度命令管理系统[J].中国铁道科学,2009,30(2):108-112.

[2] 秦方钰,刘冬梅,徐栋.一种面向SOA架构的数据业务总线应用研究[J].电子技术与软件工程,2015,9.

[3] 王紫瑶.SOA核心技术及应用[M].北京:电子工业出版社,2008.

[4] 单建洪,卢中延.SOA 整合之道[M].北京:电子工业出版社,2008.