王 欣，金 輝

（1.中國民航信息網(wǎng)絡股份有限公司，北京 100190；2.北京首都機場擴建工程指揮部，北京 100621）

以旅客信息為核心的機場本地數(shù)據(jù)交互平臺

王 欣1，金 輝2

（1.中國民航信息網(wǎng)絡股份有限公司，北京 100190；2.北京首都機場擴建工程指揮部，北京 100621）

介紹了基于EAI企業(yè)應用集成，ESB企業(yè)服務總線標準的交互平臺的建設思路、總體目標、設計原則和技術措施，研究出旅客信息交互平臺的平臺數(shù)據(jù)交換流程和系統(tǒng)整體結構，通過SODB和ESB分別承擔數(shù)據(jù)收集與規(guī)范化存儲和數(shù)據(jù)分發(fā)機制，最終達到機場內(nèi)信息高度集成化、提高核心競爭力的目的。

機場數(shù)據(jù)交互平臺；EAI企業(yè)應用集成；XA分布式事務處理；XML；SOA；ESB

1 研究與方法

1.1 現(xiàn)狀綜述

當前中國民航信息技術領域的信息共享和數(shù)據(jù)交換工作正處于起步階段，航空公司、機場、空管、政府主管部門根據(jù)自身需求建立各自的應用系統(tǒng)，但由于系統(tǒng)體系結構、平臺和數(shù)據(jù)庫之間存在差異，從而造成系統(tǒng)間難以互聯(lián)，無法有效進行信息共享和交互，最終導致系統(tǒng)的重復建設、信息資源利用率較低的現(xiàn)象。實現(xiàn)民航業(yè)務系統(tǒng)、應用平臺的互聯(lián)互通、信息共享、業(yè)務協(xié)同已成為當前民航信息化建設中迫切需要解決的問題，而解決這些問題的關鍵在于各單位內(nèi)部應首先建立起信息數(shù)據(jù)交互的平臺，然后實現(xiàn)各應用系統(tǒng)跨平臺的數(shù)據(jù)交換與共享。本文著重介紹了已應用于北京首都機場、上海浦東機場等多個大中型機場的以旅客信息為核心的機場本地數(shù)據(jù)交互平臺的建設思路和系統(tǒng)方案。

1.2 技術現(xiàn)狀分析

為解決跨系統(tǒng)、平臺交換這一信息共享問題，業(yè)界提出了很多方案，通常辦法是為每一特定系統(tǒng)或軟件單獨開發(fā)接口，采用傳統(tǒng)傳輸協(xié)議FTP、SOCKET或編寫專用傳輸接口，這些方案效率較低、開發(fā)工作量較大，并難以根據(jù)統(tǒng)一標準對軟件進行集成；基于DCOM/EJB、RMI、CORBA（common object request broker architecture）的分布式組件集成方式[1]，其共有問題在于系統(tǒng)耦合性強，不適于松散系統(tǒng)的集成，并且連接傳輸成本較高，多數(shù)方案需要專門配置以穿越網(wǎng)絡防火墻實現(xiàn)互連，甚至個別情況需要專用線路或者特殊連接方式如VPN才能實現(xiàn)互連，高昂的成本抑制了其應用的范圍，特別是異地環(huán)境下的應用[2]。

企業(yè)應用集成（EAI）解決方案、XA分布式事務技術的出現(xiàn)，為廉價、簡單、有效的交換方式提供了技術基礎[3]。EAI技術可以通過中間件作為粘合劑來連接企業(yè)內(nèi)外各種業(yè)務相關的異構系統(tǒng)、應用以及數(shù)據(jù)源，從而滿足 E-Commerce、ERP、CRM、SCM、OA、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等重要系統(tǒng)之間無縫共享和交換數(shù)據(jù)的需要。EAI解決方案通常涉及到JCA、JMS、Web服務以及XML等多種技術，這些技術都已成為業(yè)界的標準，從而可以最大化地保護客戶投資，并且這些技術既可以被包含在相關產(chǎn)品中供用戶透明地使用，也可由用戶自己在應用程序中加以調(diào)用。在機場數(shù)據(jù)交互平臺系統(tǒng)的建設中，利用上述成熟的技術與中間件產(chǎn)品，具有通用性、安全性的特點，在機場運營的重要信息系統(tǒng)及相關聯(lián)檢單位系統(tǒng)間進行數(shù)據(jù)交換和共享。

1.3 建設思路和總體目標

建設機場數(shù)據(jù)交互平臺的主要目的是在機場建立本地的旅客信息、行李信息和航班信息為一體的綜合信息發(fā)布平臺，實現(xiàn)與安全（旅客安全、行李安全）相關的機場本地數(shù)據(jù)的交互及信息的整合，從而為機場的安檢系統(tǒng)、行李處理系統(tǒng)、航顯及廣播等多個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，并整合相關業(yè)務系統(tǒng)的有關信息，實現(xiàn)信息的跨系統(tǒng)集成，并提供多種服務，幫助機場和聯(lián)檢單位實現(xiàn)業(yè)務處理流程的整合和優(yōu)化，從而實現(xiàn)提升服務質(zhì)量和管理效率的目的。

平臺設計總體思路為：①以EAI整體解決方案和XA分布式事務處理技術作為各系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的技術基礎，實現(xiàn)應用系統(tǒng)間的信息交換和共享；②利用成熟的集成中間件技術和產(chǎn)品及開放的XML標準進行設計和開發(fā)；③針對機場運行監(jiān)控系統(tǒng)、運行管理系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)交換平臺的驗證。

平臺建設目標主要包括：①以統(tǒng)一的接口方式獲取旅客值機信息、托運行李信息（BSM）、航班控制信息以及旅客訂座信息和進港旅客信息，為機場相關系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)服務；并建設一套多數(shù)據(jù)源集成的，靈活、可擴展、可定制、易維護的綜合性旅客信息系統(tǒng)；②為機場提供一個基于航班、旅客和行李信息的綜合性的信息共享和管理平臺，實現(xiàn)機場相關信息的高效整合；③滿足機場相關單位對于旅客及行李的信息采集、驗證、處理、查詢的需求，有效地跟蹤確認各種旅客信息和旅客狀態(tài)；④為各聯(lián)檢單位的安全協(xié)防職責及業(yè)務操作流程提供信息和流程上的支持。

2 結果與分析

機場數(shù)據(jù)交互平臺是建立在面向機場核心運營系統(tǒng)之間的綜合信息系統(tǒng)，它不僅需要能正確、及時地采集、分析、分發(fā)和交互數(shù)據(jù)信息，而且需要有效地減少網(wǎng)絡傳輸開銷，提高系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)接口能力，同時具有靈活擴充的能力。

2.1 系統(tǒng)整體結構

機場本地數(shù)據(jù)交互平臺如圖1所示，包括：①以機場旅客服務數(shù)據(jù)庫SODB為數(shù)據(jù)存儲中心；②以信息平臺作為信息的交互橋梁，實現(xiàn)對機場各應用的集成；③基于SODB所提供的數(shù)據(jù)，信息查詢平臺向各類用戶或系統(tǒng)提供對各種綜合性數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢和統(tǒng)計功能；④安全認證中心為機場數(shù)據(jù)交互平臺系統(tǒng)提供集中式的安全和認證服務，實現(xiàn)對安全和認證的集中式管理；⑤通過Web方式向用戶提供各種系統(tǒng)管理功能和其他輔助功能。

圖1 機場數(shù)據(jù)交互平臺結構圖Fig.1 Airport data interactive platform chart

2．2 系統(tǒng)主要功能

1）SODB接收和整合來自應用系統(tǒng)的各種消息，為機場建立一個基于旅客、行李和航班數(shù)據(jù)的信息中心，并對來自應用系統(tǒng)的各種消息按照其內(nèi)在關系進行整合，形成一個基于旅客、行李和航班的綜合性實時信息中心，SODB將為所有機場數(shù)據(jù)交互平臺上關聯(lián)并支持的子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務和業(yè)務支持。

2）消息通訊平臺和消息接收客戶端實現(xiàn)用戶之間消息的及時通訊，實時跟蹤旅客和行李狀態(tài)，以消息提示的模式實現(xiàn)對旅客及其托運行李狀態(tài)的實時全流程跟蹤，對重點旅客進行布控；同時實現(xiàn)對機場航班、旅客、行李、資源信息的查詢，獲取它們的實時狀態(tài)。利用應用集成中間件，信息平臺實現(xiàn)了對機場業(yè)務系統(tǒng)信息的集成，提供系統(tǒng)間信息的交互渠道，支持對各項業(yè)務的流程定制，實現(xiàn)信息采集、信息發(fā)布、信息布控、業(yè)務流程定制等功能。

3）查詢統(tǒng)計分析平臺以Web的方式為機場用戶提供綜合性的查詢統(tǒng)計分析功能，實現(xiàn)系統(tǒng)用戶、權限的管理，對各種數(shù)據(jù)字典、系統(tǒng)配置信息等進行管理。

4）系統(tǒng)監(jiān)控功能為系統(tǒng)管理員提供了高效方便的系統(tǒng)監(jiān)控手段，系統(tǒng)管理員能夠?qū)崟r監(jiān)控接口、模塊、系統(tǒng)的運行情況，并進行停止、啟動、配置等操作。異常管理功能可以通過統(tǒng)一的系統(tǒng)異常處理和提示機制把系統(tǒng)捕獲的異常及時地以系統(tǒng)提示消息的方式發(fā)送給系統(tǒng)管理員，幫助系統(tǒng)管理員及時了解系統(tǒng)的運行情況。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互技術實現(xiàn)

為實現(xiàn)不同應用系統(tǒng)中異構數(shù)據(jù)間的交換集成，需建立一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)轉換文檔模式（模版）和基于XML的數(shù)據(jù)交換規(guī)范。為XML文檔制定一個DTD（document type definition）或XML Schema來對其結構和內(nèi)容進行限制。以XML對處理過程的相關信息進行結構化描述，將各種異構信息轉換成結構統(tǒng)一的標準XML文檔，將標準化的文本信息轉換成本地數(shù)據(jù)，進而完成信息的集成與共享。

由于每個結構不同的XML文檔都有各自的主題模式，主題中定義相應XML文檔的結構、元素（標記）、數(shù)據(jù)類型、屬性等信息。利用XML文檔內(nèi)容受其主題模式約束的性質(zhì)，可以給出應用系統(tǒng)間要交換信息的XML主題模式標準描述，作為信息集成時數(shù)據(jù)轉換結構的定義，這樣也就保證了各種應用系統(tǒng)間交流的XML數(shù)據(jù)文件都有標準的、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構形式。

在數(shù)據(jù)轉換標準結構和轉換模式確定后，通過數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)到XML文件轉換的中間件（數(shù)據(jù)泵），根據(jù)定義的映射關系就能實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)到XML標準結構文件的轉換。再通過面向Internet/Intranet的數(shù)據(jù)傳輸通道，將XML數(shù)據(jù)文件傳送到數(shù)據(jù)庫中心[1]。最后，通過當前應用系統(tǒng)的轉換模式定義，利用中間件（數(shù)據(jù)泵）將接收到的XML數(shù)據(jù)文件轉換成自身系統(tǒng)數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)信息，進而實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)源間的數(shù)據(jù)交互[2]，如圖2所示。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)轉換文檔模式的建立有利于連接在交換平臺上的各個分布式應用之間進行通訊，通訊格式的確定還不能夠滿足各應用間數(shù)據(jù)交換的要求，通過SOA框架中的ESB總線中間件技術可以將各個原有系統(tǒng)連接起來，同時可以將應用中公共的、有價值的數(shù)據(jù)收集起來并為其他應用提供HTTP、FTP、WEBSERVICE、JMS等訪問途徑，經(jīng)消息隊列先進先出的方式提供給各個應用，同時數(shù)據(jù)交換平臺還會提供一系列API，當公共數(shù)據(jù)無法滿足應用要求時，可以通過調(diào)用平臺提供的API函數(shù)提取私有數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)據(jù)交換流程Fig.2 Data exchange flow chart

舉例來講，一個基于本地數(shù)據(jù)交換平臺機場信息系統(tǒng)建設將會按照下述方案進行建設：

1）建立系統(tǒng)間交互的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式（模板）。

2）搭建ESB中間件服務器[3]。

3）將關鍵系統(tǒng)接入ESB總線，這些關鍵系統(tǒng)包括：①離港系統(tǒng)，作為整個機場的數(shù)據(jù)源提供旅客與航班詳細信息；②行李分揀系統(tǒng)，提取旅客與相應的行李信息；③安檢信息系統(tǒng)，提取旅客詳細信息與行李信息；④航空管制系統(tǒng)，作為機場的數(shù)據(jù)源提供實時航班動態(tài)信息；⑤航空公司地面服務系統(tǒng)、配載系統(tǒng)，提取旅客信息、行李信息以及航班動態(tài)信息。

4）在生產(chǎn)環(huán)境中進行數(shù)據(jù)訪問/查詢：機場實際運營中，根據(jù)離港系統(tǒng)旅客處理情況的變化，SODB收集和存儲旅客數(shù)據(jù)[4]、行李數(shù)據(jù)、航班動態(tài)數(shù)據(jù)，并推送給安檢信息系統(tǒng)等分布式應用系統(tǒng)。

通過機場信息交互平臺對運行的各個信息系統(tǒng)進行集成后，各個系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換將會以統(tǒng)一的格式（數(shù)據(jù)轉換模板）、集中式的底層數(shù)據(jù)發(fā)送機制（ESB總線中間件）并在受控的模式下有序進行，SODB和ESB分別承擔數(shù)據(jù)收集與規(guī)范化存儲和數(shù)據(jù)分發(fā)的職責[5]，分工合作，最終達到機場內(nèi)信息高度集成化、提高核心競爭力的目的。

2.4 系統(tǒng)關鍵特性的實現(xiàn)

2.4.1 可用性

1）群集技術 多臺服務器可抵御單臺服務器上的硬件或軟件失敗，不中斷服務運行，并通過滾動升級和維護的方式使得在系統(tǒng)的升級和維護過程中不中斷對外提供服務，減少計劃停機時間。

2）RAID磁盤陣列 通過使用RAID來增加數(shù)據(jù)訪問容錯。任何磁盤失敗都可以自動轉移到一個鏡像的或可重建的數(shù)據(jù)映像上，應用程序繼續(xù)運行，而且可在不中斷運行應用程序的情況下替換失敗的磁盤。

3）隔離關鍵任務的應用程序 避免應用程序之間的相互干擾和失敗傳播。

4）隊列技術 應用程序可通過發(fā)送和接收異步消息與其他應用程序進行通訊，這在很大程度上增強了系統(tǒng)的可用性。

5）良好的系統(tǒng)架構和嚴格的可靠性測試 依靠良好的系統(tǒng)架構和嚴格的可靠性測試，降低系統(tǒng)失敗的可能性，使得對失敗點的定位變得更容易，減少系統(tǒng)的恢復時間。

2.4.2 可維護性

1）系統(tǒng)設計 充分考慮了系統(tǒng)的可維護性，向系統(tǒng)管理員提供一個易分析、易更改、易測試、穩(wěn)定的機場數(shù)據(jù)交互平臺系統(tǒng)；

2）模塊化的結構化設計 隔離軟件錯誤，便于進行分析和修改，也便于進行系統(tǒng)測試，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定；

3）多種系統(tǒng)管理工具 方便系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)進行有效的管理和配置；

4）對系統(tǒng)運行情況的有效監(jiān)控 提供多種系統(tǒng)監(jiān)控工具和監(jiān)控手段，確保對系統(tǒng)運行情況進行有效的監(jiān)控；

5）遠程診斷和維護功能 系統(tǒng)管理員可以遠程登錄系統(tǒng)，在嚴格的權限控制范圍內(nèi)對系統(tǒng)進行診斷和維護；

6）可重用的分布式對象模塊 簡化系統(tǒng)的安裝、升級和卸載。

2.4.3 可靠性

創(chuàng)建高可靠性應用程序依賴于整個軟件開發(fā)生命周期，包括從早期的設計到開發(fā)、測試，再到部署和維護等各個階段。

2.4.4 可擴展性

1）在系統(tǒng)設計中充分利用異步執(zhí)行方式，詳細考慮系統(tǒng)資源的爭用問題、盡可能地對操作和資源采取可交換性和可互換性的設計、對資源和活動進行適度的分割最小化資源間和活動間的關系以減輕放置在高開銷資源上的負載；為保證系統(tǒng)功能的擴展性，在系統(tǒng)設計中遵循基于組件的3層架構模型，在組件和層次的劃分中充分考慮未來擴展的可能，利用接口技術規(guī)范實體間的依賴關系隔離定義和實現(xiàn)；

2）先進的.NET框架和應用開發(fā)平臺為系統(tǒng)在性能和功能的可擴展性方面提供了全面的支持；

3）在系統(tǒng)部署中使用了群集技術，保證了系統(tǒng)性能的可擴展性。

2.4.5 安全性

通過集中式的身份驗證和授權機制（安全認證中心）來確保正確的用戶執(zhí)行與其權限相匹配的系統(tǒng)功能；通過數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)簽名、哈希算法和消息身份驗證代碼（MAC）等方式確保數(shù)據(jù)的保密性和完整性；通過SODB中的數(shù)據(jù)審核功能對系統(tǒng)中各種與安全性有關的事件過程進行記錄和監(jiān)視。

3 結語

以旅客信息為核心的機場數(shù)據(jù)交互平臺已成功地在北京首都國際機場3號航站樓、上海浦東二期工程投入使用，并成功地為北京2008年奧運會機場的安全穩(wěn)定運營保駕護航。建設大中型機場數(shù)據(jù)交互平臺已成為民航綜合公共安全信息網(wǎng)絡平臺建設的一個重要核心內(nèi)容，在新一代航空運輸系統(tǒng)中，以網(wǎng)絡為核心的信息交換和共享成為其代表標志之一，為此中國大中型機場應充分利用各種技術力量和資源，采用先進、成熟的技術，建設機場各類數(shù)據(jù)交換平臺，為民航企事業(yè)單位、政府和公眾提供更優(yōu)質(zhì)的信息資源服務。

[1]HAROLD ELLIOTTE RUSTY.XML實用大全[M].北京：水利水電出版社，2000.

[2] 宋曉宇.數(shù)據(jù)集成與應用集成[M].北京：水利水電出版社，2008.

[3]戴維斯.SOA權威指南：通過BEA Aqualogic Service Bus實現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[4]喬蘇蒂斯.SOA實踐指南——分布式系統(tǒng)設計的藝術[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[5]布 朗.SOA實踐指南——應用整體架構[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

Local Data Exchange Platform Basing on Passenger Information

WANG Xin1，JIN Hui2
（1.Travel Sky Technology Limited，Beijing 100190，China；2.Beijing Capital Airport Expansion Project Headquarters，Beijing 100621，China）

Introducing the construction ideology，overall objectives，design principles，and technical measures of EAI（enterprise application integration）and ESB（enterprise service bus）standards based mutual platform.It also studied on platform data exchange processes and system integrity architectures of the passenger information mutual platform.Ultimately，the thesis presents a way of achieving a high degree of information integration within the airport，and thus improving core competitiveness by adopting SODB and ESB separately，to undertake data collection，storage standardization，and data distribution mechanism.

airport data exchange platform；EAI；XA；XML；SOA；ESB

U124

A

1674－5590（2010）04－0017－04

2010-01-21；

2010-04-26

王 欣（1973—），吉林扶余人，工程師，學士，研究方向為機場信息系統(tǒng)建設與旅客服務信息建設.

（責任編輯：黃 月）