基于SOA的黑龍江省交通信息平臺分析與設(shè)計

巴興強，溫 文

（東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院，哈爾濱 150040）

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，城市化水平的不斷提高，行車難問題變得日趨嚴重。公眾對交通信息的渴求，催生了交通信息服務(wù)平臺的建設(shè)與發(fā)展。交通信息服務(wù)平臺是整個交通運輸系統(tǒng)進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享，規(guī)范化管理的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前，大多數(shù)城市的交通信息服務(wù)平臺都是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的，這種技術(shù)普遍存在著一系列問題，諸如體系結(jié)構(gòu)不同，數(shù)據(jù)共享難、更新速度慢、數(shù)據(jù)不準確和服務(wù)不完整等。

本文基于面向服務(wù)架構(gòu)（Service－Oriented Architecture，SOA）的思想，提出面向服務(wù)的公眾出行交通信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)模型，旨在提高系統(tǒng)的共享性，達到服務(wù)重用、服務(wù)共享的目標。使不同廠商、不同平臺和不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的交通信息管理系統(tǒng)能夠有機地整合，實現(xiàn)信息的共享和交互。

基于SOA的智能交通公共信息服務(wù)平臺，可以最大化地滿足出行者對交通信息日益趨向于多樣化、個性化的不同出行需求。還可以滿足交通管理部門對交通環(huán)境的掌控，從而做出正確決策以緩解道路擁堵、降低事故發(fā)生率和提高道路通行能力。

1 SOA及相關(guān)理論

1.1 SOA概述

SOA（Service—Oriented Architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）的定義為:面向服務(wù)體系的架構(gòu)，它是一個組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來［1］。

隨著社會信息化的快速發(fā)展，企業(yè)的各種管理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)之間相互獨立，無法共享數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)整合，形成了“信息孤島”。SOA在這樣的背景下，成為新一代網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，也成為信息領(lǐng)域前沿的研究發(fā)展方向。

1.2 SOA實現(xiàn)技術(shù)研究

SOA是一種抽象的軟件模型，而不是具體的實現(xiàn)技術(shù)。目前用于SOA開發(fā)的技術(shù)有很多種，Web Service是最常見的技術(shù)標準［2］。

Web Service是一種新型的分布式計算模型，它基于XML標準，由Web服務(wù)描述語言（WSDL），簡單對象訪問協(xié)議（Simple Object Access Protocol，SOAP），統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成協(xié)議（Universal Description，Discovery and Integration，UDDI）組成了一個松散耦合的分布式計算環(huán)境［3］。

2 基于SOA的黑龍江省交通信息服務(wù)平臺分析

公眾在日常工作生活中對于出行信息的需求是是全方位、多方式的綜合信息服務(wù)需求。不同的公眾因為時間、所在位置、應(yīng)用交通方式和心理習慣等不同，所需的服務(wù)內(nèi)容和方式也有所不同。本文結(jié)合黑龍江省的特點，對不同的服務(wù)對象在不同交通信息應(yīng)用階段對信息服務(wù)的需求做出全面、深入的分析，如圖1所示。在充分了解需求的基礎(chǔ)上，通過整合社會、交通行業(yè)的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，并適當拓展信息采集渠道，經(jīng)過加工處理，面向適當?shù)挠脩?、在適當?shù)臅r間、適當?shù)奈恢靡赃m當?shù)姆绞秸故具m當?shù)男畔ⅰ?/p>

圖1 平臺服務(wù)對象分析圖Fig.1 Analysis chart of platform service object

交通運輸出行服務(wù)可以通過多種方式提供，如網(wǎng)站、呼叫中心、廣播電臺、可變情報板、手機短信和移動終端應(yīng)用等。它們各有各的特點，分別適用于不同受眾的個性化需求。如圖2所示。

圖2 服務(wù)方式分析圖Fig.2 Service mode analysis chart

3 基于SOA的交通信息服務(wù)平臺設(shè)計

3.1 平臺設(shè)計目標

交通信息服務(wù)平臺需整合多種信息源，旨在成為現(xiàn)代交通信息的核心樞紐，解決現(xiàn)有交通信息服務(wù)相對獨立的弊端，且平臺在各種信息資源間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，不會取代其它應(yīng)用系統(tǒng)的功能，以提高信息利用率，為使用者提供最大便利。

基于SOA的黑龍江省交通信息服務(wù)平臺的設(shè)計目標是，面對黑龍江省智能交通發(fā)展狀況及存在的問題，研究、開發(fā)、建設(shè)一個智能交通綜合服務(wù)平臺，將信息的交換技術(shù)、存儲技術(shù)和共享技術(shù)應(yīng)用于其中，以提升政府決策能力和管理水平，確保道路交通安全與暢通;服務(wù)于公眾出行，為市民出行提供多方位、多渠道的交通狀況及路徑誘導(dǎo)，保障公眾出行安全快捷［4］。

3.2 基于SOA的服務(wù)平臺分層架構(gòu)

依托黑龍江省交通信息通信中心的數(shù)據(jù)中心，開展交通運輸出行服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)工作。根據(jù)交通運輸出行服務(wù)系統(tǒng)功能框架，結(jié)合系統(tǒng)建設(shè)目標和系統(tǒng)功能要求，系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖3所示［5］。

3.3 基于XML的交通信息交換應(yīng)用分析

目前交通信息存在于異構(gòu)的系統(tǒng)當中，不同的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、硬件環(huán)境等都是阻礙交通信息融合的因素。而SOA中的XML技術(shù)是良好的實現(xiàn)數(shù)據(jù)拓展與跨平臺技術(shù)工具，因此利用這項技術(shù)為交通信息提供統(tǒng)一的文檔及數(shù)據(jù)格式。XML（eXtensible Markup Language）是一種簡單的數(shù)據(jù)存儲語言，它使用一系列簡單的標記描述數(shù)據(jù)，而這些標記可以用方便的方式建立，雖然XML占用的空間比二進制數(shù)據(jù)要占用更多的空間，但XML極其簡單易于掌握和使用［6］。

圖3 黑龍江省交通信息服務(wù)平臺架構(gòu)圖Fig.3 Architecture diagram of traffic information service platform

交通信息從一個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)移到另一個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的過程中需要數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)及硬件環(huán)境等，只有采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的傳輸［7］。

XML與數(shù)據(jù)庫之間映射可滿足其功能要求，現(xiàn)以數(shù)據(jù)庫到XML的映射轉(zhuǎn)化為例，在此定義一種包含＜ClassMap＞、＜RelatedClass＞和＜PropertyMap＞元素的映射信息，對應(yīng)文件如圖4所示。

圖4 關(guān)系數(shù)據(jù)庫到XML映射文檔Fig.4 Relational database to XML mapping document

映射文件采用XML格式，可以方便地利用XML解析器對它進行解析并獲得從數(shù)據(jù)庫到XML轉(zhuǎn)化過程中需要的信息［8－9］。

交通信息數(shù)據(jù)庫包含表格、數(shù)據(jù)和關(guān)鍵詞等概念，需要利用XML文檔建立一個結(jié)構(gòu)映射關(guān)系，來解決異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合問題。圖5是存儲為XML文檔格式的哈爾濱和興路交通流信息。

圖5 交通流XML代碼實例Fig.5 Traffic flow XML code example

將上例中各種交通流要素存儲為表格形式，使實際數(shù)據(jù)與XML文檔之間仍然對應(yīng)，則拆分后的數(shù)據(jù)見表1。

表1 XML文檔轉(zhuǎn)化為字段數(shù)據(jù)表Tab.1 XML document converted to a field data sheet

雖然在實際數(shù)據(jù)整合過程中，XML文檔的封裝和解封不會像上例這樣僅靠幾行代碼就能夠完成，但是，通過以上實例可以看出，目前多數(shù)瀏覽器支持XML格式文檔的查看，可以依托XML語言的特點及功能實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一［10－11］。

3.4 交通公共出行服務(wù)網(wǎng)站子系統(tǒng)

交通運輸出行服務(wù)網(wǎng)站群由省交通運輸廳交通運輸出行服務(wù)網(wǎng)站、各業(yè)務(wù)局、地市局交通運輸出行服務(wù)網(wǎng)站構(gòu)成，以安全可靠、功能強大、資源豐富、服務(wù)專業(yè)、使用便捷和整體統(tǒng)一的黑龍江交通運輸出行服務(wù)門戶網(wǎng)站的形式，為交通行業(yè)的從業(yè)人員、企業(yè)和社會公眾提供出行信息服務(wù)、政務(wù)信息公開和在線辦事等“一站式”服務(wù)。通過努力，逐步完善，把黑龍江交通運輸出行服務(wù)門戶網(wǎng)站最終建設(shè)成為全省各級交通主管部門出行服務(wù)的窗口，成為整合黑龍江交通政務(wù)信息資源、提供公共服務(wù)的平臺，成為了解社情民意、提供政民互動的橋梁。如圖6所示。

圖6 網(wǎng)站導(dǎo)航圖Fig.6 Site map

網(wǎng)站主要服務(wù)對象是社會公眾，服務(wù)內(nèi)容包括交通綜合信息查詢與出行信息服務(wù)兩大類。為出行者提供全面的路況路政信息，以及公交、自駕出行的誘導(dǎo)服務(wù)。此外，還可滿足政府對交通資源的利用，為緊急事件的處理提供依據(jù)。

4 結(jié)論

鑒于目前基于互聯(lián)網(wǎng)的交通信息服務(wù)平臺存在有不足與弊端，本文闡明了面向服務(wù)架構(gòu)的交通信息服務(wù)平臺的特點及優(yōu)勢，提出并首次設(shè)計了基于SOA理論的黑龍江省交通信息服務(wù)平臺5層架構(gòu)體系模型，為黑龍江省全省各行業(yè)交通信息共享提供了一個全新的技術(shù)支撐與思路。本研究工作首次提出并搭建了基于SOA理論的黑龍江省交通信息服務(wù)平臺框架，確立了分層體系架構(gòu)。并結(jié)合黑龍江省實際情況，提出了建設(shè)基于SOA的黑龍江省交通信息服務(wù)平臺的設(shè)計目標，設(shè)計了平臺組成部分，并明確各部分功能。此外，結(jié)合黑龍江省交通運輸管理體制，對交通信息服務(wù)平臺系統(tǒng)功能與特征進行了分析。通過對運用SOA核心技術(shù)XML，開展了黑龍江省交通信息服務(wù)平臺信息交換的應(yīng)用分析和交換過程的研究，建立了XML文檔和交通信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模型，實現(xiàn)了它們之間的映射。作為交通信息服務(wù)平臺的最終服務(wù)形式之一，進行了黑龍江省公眾出行服務(wù)網(wǎng)內(nèi)容及版式設(shè)計，實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)終端交通信息的查詢功能。

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