陳尚新 葉建鋒

摘 要： 船聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目涉及到全國(guó)范圍的內(nèi)河航運(yùn)數(shù)據(jù)，需要連通所有省級(jí)航運(yùn)數(shù)據(jù)中心并接入數(shù)據(jù)，因此需要具備可擴(kuò)展性強(qiáng)的航運(yùn)數(shù)據(jù)群及交換共享體系。針對(duì)船聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中智能航運(yùn)數(shù)據(jù)交換共享場(chǎng)景，參考國(guó)內(nèi)外成熟的理論基礎(chǔ)，提出一種星型模式的航運(yùn)數(shù)據(jù)部署模式。這種模式可以完成海量航運(yùn)數(shù)據(jù)的處理任務(wù)，滿足上層航運(yùn)信息服務(wù)的需求，并適應(yīng)今后不斷增長(zhǎng)的航運(yùn)數(shù)據(jù)交換共享需求。

關(guān)鍵詞： 內(nèi)河航運(yùn)； 星型模式； 航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群； 航運(yùn)數(shù)據(jù)交換共享

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2015）12-18-04

Research on the database group and exchange technology for intelligent shipping

Chen Shangxin1， Ye Jianfeng2

（1. The Information Center of Zhejiang Provincial Transport Department， Hangzhou， Zhejiang 310009， China；

2. Zhejiang Collaboration Data System CO.， LTD）

Abstract： The project of "Internet of Ships" involves nationwide inland river shipping data， needs to connect all provincial shipping data centers and access data， so it is needed to have a strong scalability of shipping data base as well as an exchange and share system. According to the exchanged and shared scene of intelligent shipping data in the Internet of Ships， and referencing to domestic and foreign mature theories， a star-like shipping data deployment mode is put forward in this paper. This mode can perform processing tasks of massive shipping data， meet the shipping information service needs， and meet the needs of the growing shipping data exchange and share in the future.

Key words： inland river shipping； star-like mode； shipping database group； shipping data exchanging and sharing

0 引言

船聯(lián)網(wǎng)跨區(qū)域智能航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群及交換平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，涉及面向海量數(shù)據(jù)的船聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源庫(kù)群部署交換模式，交換模式的研究對(duì)于后期船聯(lián)網(wǎng)落地工程的具體架構(gòu)及實(shí)施方案有重要意義。該項(xiàng)研究必須要通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合的研究思路，確定一種科學(xué)、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫(kù)群及交換技術(shù)。我們通過(guò)大量的研究及實(shí)踐，最終確定船聯(lián)網(wǎng)跨區(qū)域智能航運(yùn)數(shù)據(jù)的部署及交換采用星型模式[1]。

1 研究方法

跨區(qū)域航運(yùn)數(shù)據(jù)資源庫(kù)群的設(shè)計(jì)首先需要考慮數(shù)據(jù)庫(kù)群在區(qū)域間的部署模式[2]。目前主流的面向共享的數(shù)據(jù)資源庫(kù)群部署采用兩種部署模式。

⑴ 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)資源庫(kù)群模式，數(shù)據(jù)資源點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行共享。

⑵ 星型數(shù)據(jù)資源庫(kù)群模式，數(shù)據(jù)資源通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共享。

我們采用對(duì)比法對(duì)兩種部署模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，最終的對(duì)比分析結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出我們的結(jié)論：星型結(jié)構(gòu)比網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加適合于船聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源庫(kù)群部署。

2013年，我們采用該模式對(duì)航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群部署進(jìn)行了實(shí)際部署測(cè)試。2014年，又采用了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式進(jìn)行航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群部署的試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)際的部署對(duì)比和總結(jié)，確認(rèn)星型模式具有結(jié)構(gòu)清晰，實(shí)施簡(jiǎn)易，技術(shù)先進(jìn)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此我們認(rèn)為，星型模式更加適合于航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群部署。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐和總結(jié)，確定了航運(yùn)數(shù)據(jù)的交換與共享采用一個(gè)主控節(jié)點(diǎn)即中心節(jié)點(diǎn)，多個(gè)分節(jié)點(diǎn)的模式，即星型模式。以長(zhǎng)三角地區(qū)兩省一市為例，整個(gè)航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群設(shè)置一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)作為主控節(jié)點(diǎn)，各省/市的航運(yùn)數(shù)據(jù)不直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而是通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接收與分發(fā)。每個(gè)省市均通過(guò)設(shè)置前置機(jī)實(shí)現(xiàn)與中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換。不同省份的數(shù)據(jù)，則通過(guò)內(nèi)網(wǎng)由下屬各地方海事局，港航管理局等，推送到前置機(jī)上。在中心節(jié)點(diǎn)上部署交換服務(wù)器，通過(guò)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與前置機(jī)的數(shù)據(jù)交換，詳情如圖1所示。

主控節(jié)點(diǎn)即中心節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)并管理以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為核心的兩類航運(yùn)主數(shù)據(jù)。主要存儲(chǔ)不同分節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，并通過(guò)部署在中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，對(duì)不同的航運(yùn)數(shù)據(jù)作如下處理。

⑴ 對(duì)所有接收到的航運(yùn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，中心節(jié)點(diǎn)將作為航運(yùn)數(shù)據(jù)資源庫(kù)的核心存儲(chǔ)地，匯總各區(qū)域上傳的數(shù)據(jù)。

⑵ 對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理。如接收到一條江蘇開(kāi)往浙江船舶的報(bào)港簽證信息，則將該信息實(shí)時(shí)的發(fā)送到浙江節(jié)點(diǎn)，以便浙江節(jié)點(diǎn)能夠及時(shí)收到最新的航運(yùn)數(shù)據(jù)。

⑶ 在每個(gè)省份的交通廳部署前置機(jī)，該前置機(jī)作為分節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換中轉(zhuǎn)站，同時(shí)作為不同網(wǎng)絡(luò)連接的連接點(diǎn)。該前置機(jī)上將部署mysql，作為航運(yùn)交換數(shù)據(jù)庫(kù)，用以存儲(chǔ)本省需要共享給其他省份的數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)中心節(jié)點(diǎn)推送的其他省份共享到本省的數(shù)據(jù)。

在前置機(jī)上，將會(huì)建立航運(yùn)數(shù)據(jù)表。對(duì)每個(gè)相同業(yè)務(wù)信息會(huì)建立兩個(gè)表，分別存儲(chǔ)本省共享的數(shù)據(jù)和外省共享過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。比如船舶基本信息表（CB01_JBXX），這兩張表字段完全相同、字段格式完全相同。

船舶基本信息表（CB01_JBXX）——用以存儲(chǔ)其他省份交換共享到本省的數(shù)據(jù)。

船舶基本信息表（BD_CB01_JBXX）——用以存儲(chǔ)本省份交換共享到外省的數(shù)據(jù)。

在這兩張表中，CB01_JBXX的數(shù)據(jù)是通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)推送過(guò)來(lái)的，對(duì)于推送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，各省港航管理局將定時(shí)從該表獲取到這些其他省份共享過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)獲取到其本地?cái)?shù)據(jù)中心加以利用。而B(niǎo)D_CB01_JBXX表的數(shù)據(jù)，則是由各省港航管理局將共享的船舶信息定時(shí)推送到該表，由中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一的采集。根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯，這些信息在中心節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)后被分發(fā)到各省市前置機(jī)。

3 應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 船舶報(bào)港簽證數(shù)據(jù)交換場(chǎng)景

以下講述船聯(lián)網(wǎng)兩級(jí)分布式計(jì)算框架的應(yīng)用場(chǎng)景，以及在各個(gè)場(chǎng)景下集群的計(jì)算擴(kuò)展能力。

以一個(gè)典型的數(shù)據(jù)交換共享場(chǎng)景為例子，來(lái)說(shuō)明航運(yùn)數(shù)據(jù)如何在跨區(qū)域之間進(jìn)行交換共享。

江蘇發(fā)生一個(gè)船舶出港報(bào)港信息，該船舶為A，其目的地為浙江省。當(dāng)江蘇省海事局獲取該信息后，發(fā)現(xiàn)是一條需要交換共享的數(shù)據(jù)，蘇省海事局需將該船舶的基礎(chǔ)信息共享給浙江。為此，江蘇海事局可通過(guò)各種方式，將該數(shù)據(jù)按照前置機(jī)上BD_CB01_BGXX所規(guī)定的數(shù)據(jù)格式，組裝好數(shù)據(jù)插入到該表即可。后續(xù)的船聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)會(huì)定時(shí)掃描該表并將該條數(shù)據(jù)抓取到中心節(jié)點(diǎn)，并將該條數(shù)據(jù)共享到最終目的地即浙江省前置機(jī)上的表CB01_BGXX。浙江省港航局可通過(guò)相應(yīng)的方式，定時(shí)掃描CB01_BGXX表獲取數(shù)據(jù)。

從上述流程中可知：

⑴ 對(duì)省節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換共享，由船聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)負(fù)責(zé)；

⑵ 對(duì)省節(jié)點(diǎn)和各海事局、港航局之間的數(shù)據(jù)交換共享，由各區(qū)域自行負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)。

3.2 簽證流向動(dòng)態(tài)總覽

簽證數(shù)據(jù)是船聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用的核心數(shù)據(jù)。從某種程度上來(lái)說(shuō)，船聯(lián)網(wǎng)的核心業(yè)務(wù)需求即在于，浙江、江蘇及上海如何更好的預(yù)先知道將要進(jìn)入各自管理區(qū)域范圍內(nèi)的船舶信息，為監(jiān)管跟蹤工作做好準(zhǔn)備。

系統(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)放在出港簽證信息的展示上，在船聯(lián)網(wǎng)課題8沒(méi)展開(kāi)之前，不同區(qū)域內(nèi)發(fā)生的出港簽證信息，其目的地港口是無(wú)法預(yù)先知道的。而通過(guò)課題8的工作，目前兩省一市的船舶簽證信息，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享。

下面結(jié)合簽證數(shù)據(jù)，給出圖示，如圖2。

圖2顯示了全國(guó)特別是長(zhǎng)三角地區(qū)發(fā)生的出港簽證動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。一旦在某個(gè)區(qū)域發(fā)生了一個(gè)出港簽證信息，就會(huì)在該區(qū)域和該簽證信息目的港所在的區(qū)域畫一條動(dòng)態(tài)流向線。表示有一條船發(fā)向了目的地。

在圖2上重點(diǎn)突出浙江，上海，江蘇三個(gè)區(qū)域的位置，在每個(gè)區(qū)域上顯示一個(gè)餅圖，每個(gè)餅圖顯示的是當(dāng)天發(fā)生的所有出港簽證信息中，目的港為該區(qū)域的按船舶類型劃分的船舶數(shù)量。以浙江省為例，在浙江省所在區(qū)域的餅圖上，顯示當(dāng)天發(fā)生的出港簽證信息，目的港為浙江區(qū)域內(nèi)的船舶數(shù)量。并且，根據(jù)船舶類型來(lái)劃分餅圖。船舶類型主要分為：危險(xiǎn)品船（油船、瀝青船、化學(xué)品船、液化氣船）和普通船舶。

該系統(tǒng)界面在左上角提供一個(gè)下拉列表，供用戶選擇統(tǒng)計(jì)時(shí)間段，用戶可以選擇當(dāng)天、最近兩天、最近三天、最近五天、最近十天等發(fā)生的出港簽證情況。

通過(guò)船舶報(bào)港簽證數(shù)據(jù)的交換共享，準(zhǔn)確的獲取到不同目的地的船舶基本信息，如船舶是否是危貨船舶，船舶的實(shí)時(shí)位置信息等。幫助相關(guān)地區(qū)的管理部門提前掌握即將進(jìn)入其境內(nèi)的船舶信息，從而提前進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)安全監(jiān)控。

通過(guò)基于GIS的船舶動(dòng)態(tài)位置跟蹤系統(tǒng)，任何地區(qū)的航運(yùn)管理部門可實(shí)時(shí)精確定位到任意船舶的位置，以便在需要進(jìn)行安全檢查和突發(fā)事故應(yīng)對(duì)等情況下，能夠及時(shí)的定位船舶，迅速到達(dá)指定船舶位置，開(kāi)展相關(guān)的工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于星型模式部署的航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群，可以在滿足當(dāng)前智能航運(yùn)數(shù)據(jù)處理需求的情況下，充分考慮今后航運(yùn)信息化發(fā)展中數(shù)據(jù)爆炸性增長(zhǎng)的情況，以及節(jié)點(diǎn)逐步擴(kuò)大時(shí)的數(shù)據(jù)交換共享要求。由于具備良好的擴(kuò)展能力，今后的集群擴(kuò)展成本將非?？煽兀浩脚_(tái)不需要更換升級(jí)，只要不斷增加節(jié)點(diǎn)即可提供不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)交換處理能力。隨著具體航運(yùn)數(shù)據(jù)交換共享需求的落地和實(shí)現(xiàn)，基于星型模式部署的航運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)群將為跨區(qū)域航運(yùn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換共享提供更好的數(shù)據(jù)支撐。

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