基于公共源數(shù)據(jù)庫的船載信息一體化管理系統(tǒng)研究

陳琳　趙江　陳武

摘 要 隨著遠洋航天測量船信息化進程不斷深入，船內(nèi)信息資源共享需求日益迫切，如何整合現(xiàn)有信息管理系統(tǒng)，解決信息孤島弊端，采用更好的對策和措施滿足測量船信息共享需求，是遠洋航天測量船數(shù)字化、信息化、智能化發(fā)展亟待解決問題。本文針對船載信息化發(fā)展現(xiàn)狀和需求，探索通過設(shè)計基于公共數(shù)據(jù)源的船載信息一體化管理系統(tǒng)來實現(xiàn)船載信息資源共享，為測量船信息資源共享，實現(xiàn)遠洋航天測量船數(shù)字化、信息化、智能化提供平臺。

關(guān)鍵詞 信息一體化 公共數(shù)據(jù)源 管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.52；F842.61 文獻標識碼：A

0概述

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得人們對信息資源開發(fā)利用的認識逐漸提高，各類具有本單位特色的信息資源建設(shè)全面開展，如數(shù)字圖書館、質(zhì)量管理信息系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)等。然而隨著測量船網(wǎng)絡(luò)化、信息化的不斷深入，由于缺少統(tǒng)一的規(guī)劃，嚴格標準，各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換難道很大、信息不能有效共享、信息的重復建設(shè)和信息安全等的問題逐漸暴露出來。在使用上，各系統(tǒng)間信息缺乏整體性和關(guān)聯(lián)性，信息的服務(wù)功能單一，信息深入挖掘和利用受到制約，系統(tǒng)缺乏有效集成，維護成本較高，安全和管理存在漏洞等問題。因此如何整合現(xiàn)有系統(tǒng)，實現(xiàn)船載信息共享成為遠洋航天測量船信息化、智能化亟待解決問題。

1系統(tǒng)組成

基于公共源數(shù)據(jù)庫的船載信息一體化管理系統(tǒng)是以實現(xiàn)船內(nèi)信息共享為手段，深入挖掘各類信息要素，集成現(xiàn)有管理系統(tǒng)，實現(xiàn)船內(nèi)信息一體化管理為目標的信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)基本組成包括信息采集平臺、信息傳輸數(shù)據(jù)鏈、信息控制管理中心、接收與共享信息的作戰(zhàn)平臺等幾塊，如圖1所示。其基本任務(wù)是通過信息采集平臺采集船內(nèi)、船外及周邊環(huán)境信息，通過信息處理和篩選得到有用的執(zhí)行信息，并利用公共源數(shù)據(jù)庫編碼管理方法，存至數(shù)據(jù)庫，再通過信息管理控制中心，自動或人為介入對信息分類、鑒別，進而在不同的操作平臺分發(fā)篩選信息，執(zhí)行相關(guān)操作，如圖1所示。

1.1 信息采集技術(shù)

信息采集在船載信息一體化管理系統(tǒng)中處于首要地位，它決定了信息系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)所需要的信息的數(shù)量、質(zhì)量，是信息系統(tǒng)直接對外的眼睛與窗口。船載信息采集對象包括雷達、衛(wèi)星天線、風速風向測試儀、GPS導航儀、水電傳感器、攝像頭和各類掃描設(shè)備等。其中信息采集途徑主要包括以下三方面：（1）自身裝備體系各類平臺提供，如船舶水電、方位船搖振動信息，各類裝備、資料和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等；（2）信息系統(tǒng)對外數(shù)據(jù)通信接口提供，如錨泊階段，利用岸船光纜進行信息傳遞，航渡期間，借助通信衛(wèi)星進行信息傳遞；（3）信息系統(tǒng)自身存儲的資源庫信息。

對上述所能提供的信息還需進行規(guī)劃、分析，對信息經(jīng)處理后所形成的資源及可能的應(yīng)用途徑進行研究設(shè)計，并在這些信息基礎(chǔ)上所產(chǎn)生指揮控制信息和其他信息進行具體設(shè)定。對于來源單一、管理簡單的基本信息，通過基本信息統(tǒng)計表來明確信息流程；而對于在功能系統(tǒng)中運行產(chǎn)生的符合信息，則通過流程圖來明確其流程。最終使我們明白能夠得到什么信息，并最后產(chǎn)生什么信息。

1.2 信息傳遞及處理技術(shù)

船載信息傳遞及處理技術(shù)是將所收集到的信息通過各類傳輸手段傳遞到信息處理中心，利用船載綜合信息傳輸平臺及船載網(wǎng)絡(luò)平臺，對收集的信息進行辨別、篩選、融合，即信息融合。對于船載數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，主要可分為視頻、音頻、RS數(shù)據(jù)、E1數(shù)據(jù)及部分點對點之間的數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)傳輸，都有其標準數(shù)據(jù)通信協(xié)議。其中需重點滿足要求包括：信息實時性、傳輸流量要求、安全性等要求。而系統(tǒng)存儲及數(shù)據(jù)需滿足要求包括：存儲速度快，存儲容量大，安全性高。

1.3 信息分發(fā)傳遞管理與應(yīng)用

信息控制管理是對得到的原始信息經(jīng)處理后的信息進行判定，并傳送給各個控制臺，將需要及時發(fā)送的信息立即發(fā)送，無需立即發(fā)送的信息存儲到專用的數(shù)據(jù)庫中，以備其他之用。同時也可根據(jù)擇優(yōu)刷選的信息，產(chǎn)生分析報表，以利于崗位人員執(zhí)行、決策。

1.4 對外接口

目前遠洋航天測量船對外接口可分為有線方式與無線方式，其中在停泊階段，主要通過光纜連接，獲取實現(xiàn)船載信息與外界信息交互；而在航渡階段，則是通過衛(wèi)星通信天線，實現(xiàn)信息交互。

2基于公共源數(shù)據(jù)庫設(shè)計及系統(tǒng)實現(xiàn)

為滿足實現(xiàn)船載信息共享要求，借鑒交互式電子手冊（IETM）設(shè)計理念，采用模塊化數(shù)據(jù)庫設(shè)計思想，將收集的信息資料內(nèi)容分解為數(shù)據(jù)模塊和信息對象，并存儲于公共源數(shù)據(jù)庫（CSDB）中，且采用中性數(shù)據(jù)的方式，使數(shù)據(jù)域樣式分開，盡可能的實現(xiàn)存儲信息的重用。

2.1 數(shù)據(jù)模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)模塊（DM）是指收集信息資料中最小的自包含信息單元，通過以XML格式組織模塊數(shù)據(jù)，并以相應(yīng)的模式來約束和驗證數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)模塊間使用數(shù)據(jù)模塊編碼（DMC）相互區(qū)分，數(shù)據(jù)模塊編碼為區(qū)分數(shù)據(jù)模塊的唯一標識。數(shù)據(jù)模塊基本結(jié)構(gòu)包括兩部分：標識、狀態(tài)部分及內(nèi)容部分，如圖2所示，其中標識、狀態(tài)部分用于在公共數(shù)據(jù)源中有效管理數(shù)據(jù)模塊；內(nèi)容部分則包括與裝備相關(guān)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)模塊包括信息描述、操作數(shù)據(jù)等組成的獨立信息單元，并通過數(shù)據(jù)模塊代碼標識，以便于在CSDB中存儲與提取。對于數(shù)據(jù)模塊編輯，可通過專業(yè)XML編寫軟件Altova Xmlspy軟件，將設(shè)計好的Schema模式映射進去，軟件將自動生成該模式下XML文件，我們只需填寫相關(guān)數(shù)據(jù)即可。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)架及開發(fā)平臺

處于信息安全性及后續(xù)系統(tǒng)開發(fā)協(xié)同性等因素，系統(tǒng)編輯、管理及瀏覽均采用主流的B/S模式，使用ASP.Net 4.0與SQL Server2008數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了一個界面有好、操作方便的裝備管理信息系統(tǒng)，以解決系統(tǒng)信息共享與交互問題。其中，B/S構(gòu)架分為前端客戶瀏覽器、Web服務(wù)器及后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)。以Miscrosoft Visual Studio 2008作為系統(tǒng)開發(fā)平臺，包含了新的.net Framwork版本和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計語言ASP.NET 4.0，且在集成開發(fā)環(huán)境中也有很大改進。采用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫可提高系統(tǒng)性能，實現(xiàn)更加嚴格的安全控制，并采用ADO.NET控件實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫鏈接與訪問。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計及實現(xiàn)

2.3.1數(shù)據(jù)模塊制作

數(shù)據(jù)庫編著系統(tǒng)將元數(shù)據(jù)與內(nèi)容數(shù)據(jù)分開設(shè)計，當填寫完整技術(shù)信息后，單擊“創(chuàng)建DMC”可將數(shù)據(jù)模塊編碼自動存儲值需求列表，并清空數(shù)據(jù)內(nèi)容，如圖3所示。點擊“創(chuàng)建DM”，則可進入DM類型數(shù)據(jù)模塊編輯界面，進行相應(yīng)描述性信息內(nèi)容編輯，編輯完成后，單擊“確認”按鍵，則自動保存信息內(nèi)容至相應(yīng)公共數(shù)據(jù)源的DMC中，如圖4所示。

2.3.2出版物模塊

數(shù)據(jù)模塊編輯完畢后，為滿足不同的用戶需求，通過出版物模塊對DM數(shù)據(jù)進行重組、創(chuàng)建，同時仍以XML中性格式存儲在公共數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)不同相關(guān)標準，確定信息集，制成相應(yīng)的數(shù)據(jù)模塊，并將信息集劃分為不同主題，引用與之相關(guān)的信息集出版物發(fā)布，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)模塊的調(diào)用。最后將出版物中的主題形成一個完整的XML文件，存儲于數(shù)據(jù)庫，共終端用戶解析。

2.3.3閱讀器模塊

閱讀器設(shè)計則是基于Web的瀏覽系統(tǒng)，采用三層運行模式，即數(shù)據(jù)層、中間層及表示層。數(shù)據(jù)層是公共源數(shù)據(jù)庫，采用SQL Server2008完成數(shù)據(jù)錄入、維護和更新，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。中間層采用ADO.NET數(shù)據(jù)訪問模式和Web服務(wù)器IIS，Web服務(wù)器中設(shè)置應(yīng)用程序服務(wù)器。中間層從數(shù)據(jù)層提取、保存數(shù)據(jù)，其次處理終端請求，最后待處理結(jié)束后，返回表示層，即終端瀏覽器。

3結(jié)語

本文針對船載信息化發(fā)展現(xiàn)狀和需求，探索通過設(shè)計基于公共數(shù)據(jù)源的船載信息一體化管理系統(tǒng)來實現(xiàn)船載信息資源共享，研究分析船載信息一體化管理系統(tǒng)中信息采集、傳遞處理和管理分發(fā)等各個階段流程，通過整合各類信息模塊、編輯數(shù)據(jù)模塊、出版物模塊及閱讀器模塊，為遠洋航天測量船提供了一個能夠?qū)崿F(xiàn)信息交互、數(shù)據(jù)共享，且適應(yīng)遠洋航天測量船數(shù)字化、信息化、智能化的船載平臺。

參考文獻

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