基于三層架構(gòu)的體育競賽信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計?

王靈利，牟 艷，童 年，張雪云

（河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，常州213022）

基于三層架構(gòu)的體育競賽信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計?

王靈利，牟 艷，童 年，張雪云

（河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，常州213022）

隨著綜合性運動會辦賽水平的提高，對各單項競賽信息發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計要求也越來越高。針對各競賽項目在信息發(fā)布中存在的格式不統(tǒng)一、信息發(fā)布軟件不兼容、開發(fā)工作重復(fù)等問題，設(shè)計并開發(fā)了體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)，通過簡單移植即可完成對各單項競賽信息發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)基于三層架構(gòu)、運用.net技術(shù)開發(fā)，該系統(tǒng)保持之前的競賽單項信息發(fā)布系統(tǒng)的框架不變，只依據(jù)各個競賽項目信息發(fā)布特點，對信息發(fā)布系統(tǒng)需要變化的模塊做出相應(yīng)的配置，即可實現(xiàn)不同競賽項目的信息統(tǒng)一發(fā)布需求。系統(tǒng)已成功運用于2015年第三屆全國智力運動會和第九屆全國殘疾人運動會的競賽信息發(fā)布，結(jié)果表明該系統(tǒng)完全能夠滿足綜合性運動會不同競賽項目信息統(tǒng)一發(fā)布的需要。

三層架構(gòu)；體育競賽信息發(fā)布；通用性；可移植性；低耦合性；通信協(xié)議；競賽項目協(xié)議

1 引 言

隨著各種體育賽事的蓬勃發(fā)展，賽事信息發(fā)布在體育賽事中的作用日趨重要［1］。以往每屆運動會的單項比賽都需要開發(fā)自己獨立的單項信息發(fā)布子系統(tǒng)。目前國內(nèi)的各個體育競賽項目由不同的信息技術(shù)團隊負責(zé)，每個技術(shù)團隊都獨立開發(fā)自己的單項信息處理系統(tǒng)，不同的信息處理系統(tǒng)提供的競賽數(shù)據(jù)的格式以及提供途徑各不相同，但都需要為信息發(fā)布系統(tǒng)提供統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)和報表。面對這樣的情況找出一個針對解決所有競賽項目信息發(fā)布問題的通用發(fā)布系統(tǒng)成為必要。為此，設(shè)計開發(fā)了基于三層架構(gòu)的體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)，系統(tǒng)采用.Net技術(shù)開發(fā)。該通用發(fā)布系統(tǒng)能在不同的單項信息發(fā)布子系統(tǒng)間起到橋梁作用，實現(xiàn)各項目競賽信息的統(tǒng)一發(fā)布。該系統(tǒng)可以提高代碼的復(fù)用率，節(jié)省人力和開發(fā)時間，降低開發(fā)難度，開發(fā)者只需進行簡單的配置就可以實現(xiàn)各單項競賽信息發(fā)布子系統(tǒng)的開發(fā)。目前綜合型運動會各項目之間存在競賽信息及成績等數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，開發(fā)方式不統(tǒng)一等問題，如何及時將格式各異的成績數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)布是競賽信息成績系統(tǒng)開發(fā)中的重點和難點。軟件設(shè)計中運用了三層架構(gòu)，將設(shè)計層和應(yīng)用層分離，提高了系統(tǒng)應(yīng)用的通用性和靈活性，降低了耦合，實現(xiàn)了綜合型運動會競賽單項信息發(fā)布子系統(tǒng)的通用開發(fā)，并在2015年第三屆全國智力運動會和第九屆全國殘疾人運動會成功應(yīng)用。

2 體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)功能與工作流程

2.1 系統(tǒng)功能

當今的綜合性運動會信息系統(tǒng)均采用通信協(xié)議和公共代碼作為系統(tǒng)的底層支撐，規(guī)范所有競賽項目的數(shù)據(jù)標準。在此基礎(chǔ)上，體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)為各單項信息發(fā)布系統(tǒng)提供一個開發(fā)框架，通過移植，可完成同一賽會不同單項的競賽信息發(fā)布系統(tǒng)開發(fā)。體育競賽成績通用發(fā)布系統(tǒng)具體需要實現(xiàn)的功能如下：

（1）底層數(shù)據(jù)定制：將公共代碼和通信協(xié)議在數(shù)據(jù)庫中存儲為通用發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計做底層支撐；

（2）配置關(guān)聯(lián)：配置通信協(xié)議和競賽項目的關(guān)聯(lián)以及通信協(xié)議和數(shù)據(jù)庫字段的關(guān)聯(lián)；

（3）設(shè)計報表模板：設(shè)計賽會的通用報表模板；

（4）配置競賽項目和信息發(fā)布模板（報表模板、XML模板等）的關(guān)聯(lián)；

（5）競賽成績錄入：手動錄入和批量導(dǎo)入；

（6）信息同步：比賽信息發(fā)生變化時從綜合系統(tǒng)（管理賽會所有競賽單項信息的系統(tǒng)）同步比賽信息；

（7）文件導(dǎo)出：跟隨比賽進程，自動導(dǎo)出XML文件和報表文件，用于傳送比賽實時成績和階段成績。

（8）文件上傳：將報表和XML文件上傳到綜合成績發(fā)布系統(tǒng)。系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。

圖1 體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)功能圖

2.2 工作流程

該通用發(fā)布系統(tǒng)可以分為兩個階段，賽前設(shè)計階段和比賽階段。

比賽前設(shè)計階段：針對競賽項目制定通信協(xié)議和公共代碼，規(guī)范競賽項目的所有數(shù)據(jù)。在賽時數(shù)據(jù)庫中設(shè)置存儲單元，然后配置通信協(xié)議和競賽項目的關(guān)聯(lián)、競賽協(xié)議和數(shù)據(jù)庫字段的關(guān)聯(lián)、競賽項目和模板（報表模板和XML模板）的關(guān)聯(lián)。然后進行報表模板的設(shè)計，并對報表模板和XML模板進行管理。

比賽階段：從綜合系統(tǒng)更新比賽信息（如表頭信息字段Game Info、Protacol Main和項目比賽階段秩序單、成績公告信息等）進行信息同步。當獲取單項成績數(shù)據(jù)后可以手動錄入或者批量導(dǎo)入單項成績數(shù)據(jù)。然后生成XML文件和報表文件并根據(jù)自動導(dǎo)出機制導(dǎo)出文件并上傳。

3 基于三層架構(gòu)的體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計思想和設(shè)計目標

為滿足不同的單項信息發(fā)布系統(tǒng)統(tǒng)一發(fā)布競賽信息的需求，降低開發(fā)難度、節(jié)省開發(fā)時間、減少操作復(fù)雜度，該系統(tǒng)設(shè)計在結(jié)構(gòu)上采用三層架構(gòu)。針對所需實現(xiàn)的功能將系統(tǒng)分為底層、中間層、應(yīng)用接口層。底層完成通信協(xié)議和公共代碼的定制，用于規(guī)范所有競賽項目的數(shù)據(jù)標準，在同一個賽會中通信協(xié)議和公共代碼是比較穩(wěn)定的，通常只需制定一次，各單項信息發(fā)布移植中不需做特別處理。中間層主要實現(xiàn)針對某一賽會的通用功能，如報表模板設(shè)計、配置關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)同步等，各單項信息發(fā)布移植中只需根據(jù)項目情況做相應(yīng)配置。應(yīng)用接口層則實現(xiàn)競賽數(shù)據(jù)的輸入與文件的自動生成導(dǎo)出功能，這與不同單項的具體情況緊密相關(guān)，需要分別處理。三層結(jié)構(gòu)將競賽信息發(fā)布中穩(wěn)定的、需配置和分別處理的功能分離，提高了系統(tǒng)的通用性、靈活性和可移植性，實現(xiàn)低耦合［2］。

該通用發(fā)布系統(tǒng)作為各個項目統(tǒng)一信息發(fā)布的樞紐，不僅要方便競賽單項研發(fā)人員二次開發(fā)，還要方便競賽單項的現(xiàn)場工作人員完成單項信息處理系統(tǒng)與信息發(fā)布系統(tǒng)的實時對接。

3.2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

該通用發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計分為三層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。其中公共代碼（各競賽項目的數(shù)據(jù)字典）和通信協(xié)議作為系統(tǒng)底層支撐，規(guī)范所有競賽項目的數(shù)據(jù)標準；中間層就是核心服務(wù)層，存儲賽時數(shù)據(jù)以及在比賽前通過配置機制［3］關(guān)聯(lián)實現(xiàn)系統(tǒng)各部分的耦合并進行XML模板和報表模板設(shè)計；最上層為應(yīng)用接口軟件層，在體育比賽開始時與綜合系統(tǒng)同步比賽信息，快速獲得單項成績數(shù)據(jù)并自動提取報表模板和XML模板實現(xiàn)生成實例成績數(shù)據(jù)協(xié)議及報表，該層根據(jù)中間層的配置自動實現(xiàn)，當面對不同的競賽項目時該部分不需要修改。

圖2 體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)中，底層和中間層都是比賽開始前的準備階段，需要進行調(diào)整和配置，應(yīng)用接口層在比賽階段直接使用即可。體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)流程如圖3示。

圖3 體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)流程圖

3.3 底層模塊設(shè)計

底層中公共代碼和通信協(xié)議是系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，為系統(tǒng)規(guī)范所有競賽項目。通信協(xié)議是雙方實體完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。公共代碼和通信協(xié)議通過在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置通信協(xié)議存儲單元實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的匹配。通過配置方式將通信協(xié)議與競賽項目建立聯(lián)系，通信協(xié)議和數(shù)據(jù)庫字段也通過配置產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，這樣數(shù)據(jù)庫作為中間橋梁就將系統(tǒng)底層和中間層建立聯(lián)系，進而為比賽數(shù)據(jù)提供支撐。公共代碼即為競賽項目中各個競賽小項的code，也是為比賽數(shù)據(jù)提供支撐的，通過編碼實現(xiàn)與比賽信息的對應(yīng)。例如圖5中象棋比賽中的青年男子個人項目的小項代碼即為CCM103，CC是象棋的大項代碼，M表示性別為男，1表示男子個人，03為編號。

3.4 中間層模塊設(shè)計

中間層要完成配置、數(shù)據(jù)同步和模板設(shè)計功能。該層對競賽信息發(fā)布系統(tǒng)的框架不變，只是相應(yīng)的根據(jù)各單項信息特點針對公共代碼、通信協(xié)議、XML模板、報表模塊做出相應(yīng)的修改即可實現(xiàn)軟件的通用。因此該通用發(fā)布系統(tǒng)的核心部分包括比賽前的配置模塊、報表設(shè)計同步模塊、報表生成、實時成績生成功能。

（1）數(shù)據(jù)定制

數(shù)據(jù)庫設(shè)置完成通信協(xié)議與數(shù)據(jù)庫中存儲單元的對應(yīng)，以手動設(shè)置方式進行，數(shù)據(jù)庫中協(xié)議存儲單元可以靈活命名。二者是松散對應(yīng)的關(guān)系（采用配置方式進行耦合），遵循“高內(nèi)聚低耦合”的設(shè)計準則［4］。若通信協(xié)議與數(shù)據(jù)庫中協(xié)議存儲單元是嚴格意義的對應(yīng)，則數(shù)據(jù)庫中一張表只能對應(yīng)一個通信協(xié)議，這樣會產(chǎn)生兩點弊端。其一，當通信協(xié)議很多的時候就需要在數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的建很多數(shù)量的表，這樣在比賽批量使用的時候會造成不便；其二，當通信協(xié)議發(fā)生變化的時候其在數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的表都要做出改變，這樣開發(fā)工作不靈活、效率很低。如果當表建好后對數(shù)據(jù)庫表與通信協(xié)議做出松散匹配，即同一個表在不同的通信協(xié)議中可以表示多種不同的含義，數(shù)據(jù)庫中的表和通信協(xié)議采用配置方式來進行數(shù)據(jù)對應(yīng)，這樣即可實現(xiàn)通用性。例如智運會比賽中的象棋和國際象棋在數(shù)據(jù)庫中的存儲單元就相近，都有競賽輪次、號碼、單位名稱、運動員姓名、成績等數(shù)據(jù)，但是國際象棋中有象棋中沒有的積分數(shù)據(jù)，因此兩個項目可以共用一個數(shù)據(jù)庫表，只是這個數(shù)據(jù)庫表要包含兩個項目的所有數(shù)據(jù)。

賽前準備階段還包括在應(yīng)用接口軟件中的一些配置。在應(yīng)用接口軟件中列出協(xié)議清單（維護內(nèi)容）后設(shè)置競賽項目與其相關(guān)的通信協(xié)議，通過配置方式與數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生聯(lián)系。競賽項目與通信協(xié)議、通信協(xié)議與數(shù)據(jù)庫字段、競賽項目和報表模板之間都是通過配置方式實現(xiàn)低耦合。

（2）配置關(guān)聯(lián)

該模塊包括競賽項目和通信協(xié)議的配置、通信協(xié)議和數(shù)據(jù)庫的配置、項目和報表模板的配置。配置過程中采用手動配置方式，實現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)修改調(diào)整。當在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置好通信協(xié)議表中的數(shù)據(jù)后，進行手動配置方式將通信協(xié)議數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫字段進行關(guān)聯(lián)。競賽項目和通信協(xié)議之間在應(yīng)用接口軟件中進行配置，在賽事協(xié)議清單和設(shè)置項目協(xié)議中將競賽項目名稱和總協(xié)議、協(xié)議代碼與數(shù)據(jù)表之間設(shè)置關(guān)聯(lián)。在設(shè)置協(xié)議數(shù)據(jù)中設(shè)置競賽項目中需要顯示的通信協(xié)議數(shù)據(jù)及顯示名稱、顯示順序等信息。在數(shù)據(jù)庫中可建立通信協(xié)議與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)間之間的聯(lián)系。在報表管理中建立競賽項目和報表模板之間的關(guān)系。第三屆全國智力運動會象棋項目的項目協(xié)議配置圖如圖4所示?？稍趫蟊砉芾碇性O(shè)置報表編碼、報表名稱、存盤文件名、協(xié)議代碼信息。

圖4 第三屆全國智力運動會象棋項目的項目協(xié)議配置圖

（3）報表模板設(shè)計

中間層中設(shè)計的報表模板是賽會通用的，如各種類型的秩序單和成績公告等，通常設(shè)置報表結(jié)構(gòu)、比賽logo、吉祥物圖片等信息，然后設(shè)置各個數(shù)據(jù)的屬性，方便在頁面中設(shè)計并修改模板。當更換競賽項目或者同一競賽項目信息發(fā)生變化時直接在報表模板中重新添加或者刪除相應(yīng)信息即可。在具體應(yīng)用中開發(fā)人員進入設(shè)計模板頁面，從數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)，如表頭信息數(shù)據(jù)、項目信息和項目的比賽階段秩序單、成績公告信息并為數(shù)據(jù)添加相應(yīng)的屬性，操作簡單易行。

（4）信息同步

當綜合系統(tǒng)中的賽事信息發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過配置參數(shù)Data Source（數(shù)據(jù)源）、Initial Catalog（數(shù)據(jù)源名稱）、User ID（用戶名）、Password（密碼）等信息與綜合系統(tǒng)進行實時對接同步更新。

3.5 應(yīng)用接口層模塊設(shè)計

在該階段首先要與綜合系統(tǒng)同步比賽信息，賽事將成績數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入或者手動錄入系統(tǒng)，然后實現(xiàn)文件的自動導(dǎo)出功能。

（1）成績錄入模塊

手動錄入：從現(xiàn)場獲取的單項競賽數(shù)據(jù)可能是EXCEL格式或者是WORD格式也可以是XML格式的。當單項比賽節(jié)奏不是很快的時候可以采用手動錄入從競賽現(xiàn)場獲取的數(shù)據(jù)，應(yīng)用接口軟件生成XML文件和報表文件并根據(jù)自動導(dǎo)出機制導(dǎo)出文件。

批量導(dǎo)入：當競賽單項比賽進程比較快時，可以使用從競賽現(xiàn)場獲取的XML格式的數(shù)據(jù)，賽時數(shù)據(jù)庫根據(jù)XML文件中的數(shù)據(jù)節(jié)點提取數(shù)據(jù)并保存，再自動生成不同格式的報表文件。

（2）自動導(dǎo)出模塊

自動導(dǎo)出文件有多種類型：XML實時成績文件、PDF和WORD報表文件等。以XML實時成績文件為例：當協(xié)議與比賽信息配置好，協(xié)議與對應(yīng)數(shù)據(jù)也配置好后，根據(jù)協(xié)議對應(yīng)的數(shù)據(jù)定義名稱，在配置表中取出配置協(xié)議數(shù)據(jù)列表（比如報表日期Message Date、時間Time、運動員姓名AthleteName_A、賽組Row Table、成績Score_A等信息），系統(tǒng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫查詢語句并提取數(shù)據(jù)，最后實現(xiàn)文件的自動導(dǎo)出。

PDF和WORD報表文件自動生成：①根據(jù)配置表得到模板名稱；②從磁盤加載模板到報表生成器；③把競賽的實際成績數(shù)據(jù)注冊給生成器；④報表生成器編譯模板生成實例報表進行打印、預(yù)覽、導(dǎo)出；⑤使用自動導(dǎo)出機制根據(jù)類型導(dǎo)出PDF或者WORD文件和XML文件生成。

XML文件自動生成：①從配置表中取出協(xié)議的配置列；②構(gòu)造并提取協(xié)議數(shù)據(jù)的查詢語句；③獲得協(xié)議數(shù)據(jù)；④自動生成XML文件。

當競賽項目需求發(fā)生變化時，只需改變需要變化的模塊即可，不會對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的影響。更換比賽項目時需要維護的部分就是通信協(xié)議和模板設(shè)計以及公共代碼部分，而程序模塊不需要改變，且需要變化的部分只需要通過配置方式建立起使用方式，從而實現(xiàn)信息發(fā)布系統(tǒng)的通用性。

4 應(yīng)用與實施

通用發(fā)布系統(tǒng)將競賽信息發(fā)布系統(tǒng)分為固定模塊和可配置模塊，當競賽需求發(fā)生變化時開發(fā)人員只需要針對需要配置的模塊進行相應(yīng)的開發(fā)即可。2015年，第三屆全國智力運動會在山東棗莊舉行，賽會共設(shè)11個項目，分別由不同的單位開發(fā)，各單項均使用體育競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)，完成了不同單項信息的統(tǒng)一發(fā)布。該設(shè)計系統(tǒng)操作簡單，運行穩(wěn)定，實現(xiàn)了競賽信息發(fā)布及時高效的要求。圖5為山東棗莊第三屆全國智力運動會象棋成績發(fā)布系統(tǒng)軟件主界面圖。

圖5 山東棗莊第三屆全國智力運動會象棋成績發(fā)布系統(tǒng)軟件主界面

該通用發(fā)布系統(tǒng)還成功應(yīng)用于第九屆全國殘疾人運動會和第十三屆全國冬季運動會，達到了為不同單項信息發(fā)布系統(tǒng)統(tǒng)一發(fā)布競賽信息的目的。

5 結(jié)束語

針對綜合性運動會競賽信息發(fā)布面臨的問題，開發(fā)了競賽信息通用發(fā)布系統(tǒng)。經(jīng)過簡單移植即可滿足不同單項信息統(tǒng)一發(fā)布的需求，降低了開發(fā)難度、節(jié)省開發(fā)時間、減少操作的復(fù)雜度。設(shè)計中采用三層架構(gòu)，提高了系統(tǒng)的通用性和可移植性。經(jīng)多個國內(nèi)大型體育賽會的使用，表明該方案完全能夠滿足競賽信息發(fā)布的要求。

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Design of Sports Com petition Information Release System Based on Three Layer Architecture

Wang Lingli，Mu Yan，Tong Nian，Zhang Xueyun
（College of Internet of Things Engineering，Hohai University，Changzhou 213022，China）

With the improvementof the level for the comprehensive games hosting，the high demand is required for the design of Individual Sports competition subsystem.As for the information release system of different competition projects，there are big problems such as non-uniform format，non-compatibility of software and duplication of effort.In this paper，we developed a common distribution system and completed design of the individual race information release system through a simple portability.Based on three layer architecture，the system using.net technology and it does not change the information release system，the appropriate configuration based on the characteristics of each Contest information release system needs to be changed to achieve unified release needs for different Contest.The system has been successfully applied in the Third National Mind Sports Games in 2015 and the Ninth National Games for the Disabled and is fully able to meet the needs of information unified release for different sports competitions information release.

Three layer architecture；Information release of sports competition；Versatility；Portability；Low coupling；Communication protocol；Competition project protocol

10.3969／j.issn.1002-2279.2016.06.020

TP31

A

1002-2279（2016）06-0079-06

國家體育總局體育信息中心委托項目—2015年第三屆全國智力運動會信息發(fā)布系統(tǒng)

王靈利（1990-），女，安徽省六安市人，碩士研究生，主研方向：智能信息處理理論與技術(shù)。

2016-03-07