基于Web Service的航道维护指挥调度动态管理系统研究

重庆广播电视大学 石慧霞



基于Web Service的航道维护指挥调度动态管理系统研究

重庆广播电视大学 石慧霞

【摘要】针对目前长江重庆航道局辖区航道维护管理信息化建设中存在的问题，从航道维护指挥调度管理的实际业务需求出发，提出研究一种基于Web Service的航道维护指挥调度动态管理系统。该系统依据长江干线航道的网络平台，利用现代化信息技术，通过整合现有航道信息资源，加强部门间的协同指挥调度，实现航道维护指挥调度的实时指挥调度和动态监管，更加有效地保障了航道效能的正常发挥。

【关键词】Web Service；航道维护；指挥调度；信息化

0　引言

指挥调度管理是航道维护管理中的一个重要环节。指挥调度管理主要包括两个方面：一是日常维护任务指挥调度管理。主要包括航标定期巡检、常规维护任务下达、任务完成情况汇报等。二是突发事件的应急救援调度管理。主要包括救援物资调度、救援人员调度、救援现场指挥等。

长江重庆航道局经过十多年的努力发展，信息化建设已初具规模，收集和积累了相当多的各类航道信息资源，为航道信息化建设奠定了较为坚实的基础。但近年来，随着长江中上游特别是重庆市航运经济的迅猛发展，使得航运船舶日益趋向于大型化、高速化和多样化，并且由于船舶数量的迅猛增加，船舶交通日趋繁忙，加之复杂多变的通航条件，库区水位在145～175m范围内大幅变动。面临新的形势，为保证库区航道的安全畅通，航道维护任务愈加繁重，指挥调度难度也不断增大，现有的航道维护指挥调度管理方式难以适应新形势的发展要求。

传统的航道调度系统主要存在以下问题：（1）指挥调度信息的准确性、实时性和连续性得不到保证；（2）指挥调度工作强度大、成本高，部分纸质化管理；（3）指挥调度管理方式粗放，资源调配不及时、不合理；（4）现有系统功能单一，信息不能完全共享，形成“信息孤岛”，缺少统一的管理平台，制约各级航道的快速联动。

基于上述问题，本文将Web Service技术和现代化信息技术结合起来，提出建立基于Web Service的航道维护指挥调度动态管理系统的构想。该系统将实现指挥调度的部门间协同合作、无纸化审批和动态监管等功能，可以大大提高航道维护指挥调度的管理效率，同时可节省大量人力、财力。

1　Web Service技术简介

Web Service是一个基于对象/组件模型的建立互操作分布式应用程序的新平台[1]。Web Service技术具有以下特点：

（1）远程服务：务请求时，客户端向服务器端发送的是待处理的数据，服务应答时，服务器端向客户端回送的是处理后的数据。整个服务过程中，对数据的处理行为发生在服务器端[2]。

（2）跨平台：Web Service程序可以从部署在互联网上的各种服务器上获得所需的数据处理功能。

（3）易通过防火墙：由于使用HTTP作为通信协议，所以Web Service的数据很容易通过防火墙，不需要防火墙为其单独开通端口。

（4）易调试：由于使用了SOAP，数据是以ASCII文本的方式而非二进制传输，所以开发Web Service时，调试非常方便。

在Web Service技术中，整个网络成为一个开放的组件平台，通过组合不同的Web组件，应用程序可以很容易地得到近乎无限的扩展，因此，能够满足航道指挥调度对各种功能的需求。

Web Service是一种基于服务提供者、服务注册器和服务请求者三种角色间交互的体系结构，它主要包括服务的发布、查找和绑定操作[3]，如图1所示。上述角色及其操作在Web Service的构件、软件模块和它的描述中得以体现。服务提供者的功能是对Web Service进行服务描述的定义，并将其通过网络发布到服务请求者或者服务注册器中[4]。服务请求者就会从本地或服务注册器中堆上述服务描述进行查找，并绑定服务描述和服务提供者，然后通过调用Web Service来实现或着与之交互。由于服务提供者与服务请求者间是逻辑的关系，所以Web Service服务就表现出了两种特性。

图1　Web Service体系架构模型

2　基于Web Service技术的航道维护指挥调度动态管理系统结构

本系统由数据资源、应用支撑平台和核心业务3部分组成，系统结构框架如图2所示。数据资源平台是支持系统功能实现的基础，负责管理数字航道应用所需的数据资源，包括各类航道基础数据库以及航道管理相关的专业数据数据库，具体分为空间信息基础数据库、航道要素基础数据库、人员信息基础数据库、维护任务数据库、作业排班数据库以及计划完成情况数据库等；应用支撑平台主要用于支持相关核心业务应用系统的公共功能实现，包括统一的GIS系统、通信服务系统以及软件开发与运行环境（应用服务器中间件、工作流管理系统）等；核心业务平台是整个系统的核心，主要包括物资调度管理、设备维护调度、工作船动态监控和应急救援调度等，该平台的功能可根据需求的变化不断扩充。

图2　系统结构框架

3　基于Web Service技术的航道维护指挥调度动态管理系统设计

指挥调度是建立远端事件发生地与指挥中心间的联络通道，航道管理人员可以通过通过本系统查询、了解航道各项调度指令的实施执行情况，并可以通过语音、视频、文字等形式与航道管理单位进行实时的交互，实现全线航道维护指挥调度管理的信息化。系统的拓扑结构如图3所示。

图3　系统拓扑结构图

主要功能包括4个方面：

（1）物资管理调度子系统。

物资管理调度是指根据系统判断对航道实际生产中所需要物资进行科学预测、采购和分配的在线处理，它是指导和组织物资采购、存储和分配的依据，对于促进航道精细化养护管理具有十分重要的作用。通过计算机实现日常物资的采购、管理和库存预警等功能，航道部门可结合各部门的物资需求申请、中心数据库的实际库存量、最低库存额度以及相关历史使用量数据制定下一年（季）度物资的采购量和各部门的物资分配量，以提高物资使用效率，减少冗余库存。

（2）设备维护调度子系统。

为保证各类设备始终处于良好的技术状态，降低维修所占用的业务生产时间，提高设备的利用率，通过建立基于Web Service技术的设备维护平台，记录所有在用和库存设备的各类参数，系统通过对数据库中提供的大量有效数据进行统计分析，可以预知易磨损或损坏零件设备什么时候需要维护，该进行什么级别的维护，检修哪些部件，由哪些部门实施，每一次维护有哪些标准和注意事项。系统根据上述信息，制定相应的维护计划，并以邮件、短息等方式定时下发至相应部门。

（3）工作船动态监管子系统。

以长江电子航道地图[5]为载体，通过AIS、GPS、GPRS和机器视觉等手段，实现对工作船的日常动态监控管理。系统通过船载终端、无线通信网络（GPRS）、电子航道地图以及相关软件传递包含GPS坐标在内的相关数据信息。系统以列表和空间地图的形式显示各工作船舶图标和基本信息，工作人员利用船载AIS终端获取的本船定位信息及周边航行船舶AIS动态信息，并在长江电子航道图上叠加显示，以达到对工作船动态信息的实时掌握。同时，系统以自动生成的工作船航道维护日志以及工作船当前工作状态为科学依据，自动进行工作船出航排班，以确保工作船舶良好工作状态情况下实现最有效利用率，从而达到航道资源优化配置的目的。

图4　航道应急救援工作流程图

（4）应急救援调度子系统。

航道救援是一项涉及面广、专业性强的工作，单独依靠某一个部门是很难完成的，需要多个部门紧密联系，通力合作，才能有效地利用有限救援资源顺利完成救援任务。水上事故发生后，航道救援人员根据已掌握的救援信息通过系统迅速获知事发地的人文地理环境和周边救援资

源分布情况，并通过电子航道图予以直观展示，为救援计划的制定提供可靠依据。通过工作船实时传输回指挥中心的音视频，相关负责人可实时了解现场情况，进行远程指挥调度，必要时可通过音视频系统与其进行信息交流，对其下达调整对策的指令，并跟踪、分析事态的发展趋势，以便进一步做好应对工作。航道应急救援流程如图4所示。

4　结束语

将Web Service技术引入航道维护指挥调度动态管理系统中，通过综合运用现代化信息技术，整合、应用各种航道信息资源，将以部门为核心的“信息孤岛”联系起来，形成更为有效的统一体。做到真正的资源共享和信息交流，从而提高数据使用的实时性、有效性和效率，实现了航道维护指挥调度管理的网络化、数字化和信息化。航道工作人员可以实时、全面地了解航道各区域、各方面的工作状态，并实时指挥调度，具有广泛的应用前景。本文的研究目的旨在提出基于Web Service技术的航道维护指挥调度动态管理系统的构想，要完全实现该系统还有很多工作要做，例如相关管理软件的设计与研发，网络服务器平台搭建等，这些工作需要更多的研究人员参与以及管理部门的支持才能最终实现。

参考文献

[1]胡海华.基于Web Services的MARP平台的研究与开发[D].南京:东南大学,2004.

[2]许珩.基于J2ME和SyncML协议的移动PIM系统平台以及数据同步的应用研究[J].中国信息化,2013(08): 153-154.

[3]吴立明,吴杰,钟亦平,等.基于Web Service的网络教育系统集成方案的设计与实现[J].计算机应用与软件,2007(07): 39-42.

[4]孙正林,王汝传.从Web Services到Grid Services[J].数据通信,2006(02):26-28.

[5]邓乾焕.长江电子航道图研发应用与展望[J].中国水运,2012(10):40-41.

石慧霞（1988－），女，硕士，助教，主要研究方向：计算机网络、图像处理。

作者简介：