李聰+丁璐璐

摘 要 跨區(qū)域車輛GNSS動態(tài)信息交換過程中，存在著區(qū)域跨度大，網(wǎng)絡結構復雜，數(shù)據(jù)具有分布、異構、高并發(fā)、浪涌等特點。為解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院图皶r性，提高海量數(shù)據(jù)處理的效率，利用異構GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術、異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術、異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術，是解決問題的關鍵所在。

關鍵詞 GNSS；高速緩存路由；海量數(shù)據(jù)入庫；令牌流控

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）182-0100-02

為實現(xiàn)省際間的漫游車輛的跨區(qū)域信息交換和相關部門間的信息共享，必須通過采集各省級監(jiān)控平臺的車輛GNSS（Global？Navigation？ Satellite？System）動態(tài)信息，建立車輛靜態(tài)信息與動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫，形成覆蓋跨區(qū)域漫游車輛的數(shù)據(jù)中心。實現(xiàn)不同省份車輛的實時跨域分析，對入境且非歸屬省份的車輛，進行有效的判斷，并將這些車輛的屬性信息，以及車輛的GNSS動態(tài)信息，交換到目的省或部門，以解決全國范圍內外省入境車輛存在的安全監(jiān)管盲區(qū)問題。

在跨區(qū)域車輛GNSS動態(tài)信息的交換過程中，由于涉及的監(jiān)控車輛眾多，車輛所在位置區(qū)域跨度大，GNSS數(shù)據(jù)存在以下特點：

1）不同省域之間的數(shù)據(jù)以復雜的網(wǎng)狀形式進行交互，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院图皶r性受到影響。

2）全國擁有30個省級平臺的GNSS數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)具有分布、異構、高并發(fā)的特點。在海量數(shù)據(jù)并發(fā)情況下，由于數(shù)據(jù)庫寫庫瓶頸的存在，入庫效率大大降低。

3）由于來自全國各省的GNSS數(shù)據(jù)是海量的，同時具有浪涌特點，因此，必須對大量的數(shù)據(jù)進行分流處理，針對不同的數(shù)據(jù)進行分類處理。

因此，如何利用異構GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術、異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術、異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術，是解決跨區(qū)域車輛GNSS動態(tài)信息交換的關鍵點所在。

1 異構GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術

在跨區(qū)域車輛GNSS動態(tài)信息監(jiān)控系統(tǒng)中，由于不同省域間的數(shù)據(jù)即是數(shù)據(jù)的發(fā)送起點，同時又是數(shù)據(jù)交互的目的地，數(shù)據(jù)以網(wǎng)狀形式進行交互傳輸，如何降低網(wǎng)狀通信帶來多節(jié)點路由算法的復雜度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效即時傳輸，實現(xiàn)交互模式數(shù)據(jù)通信，是實現(xiàn)信息有效交換的重點技術。網(wǎng)狀通信結構如圖1所示。

為解決上述蜘蛛通信網(wǎng)的問題，系統(tǒng)結合組播模式的通信手段，利用一個網(wǎng)關節(jié)點與多個路由節(jié)點構建多服務客戶端模式，網(wǎng)關節(jié)點利用均衡策略將GNSS數(shù)據(jù)高效分發(fā)到所述路由節(jié)點，進行路由分析，如圖2所示。

網(wǎng)關節(jié)點利用均衡策略將GNSS數(shù)據(jù)分發(fā)到所述路由節(jié)點進行路由分析：判斷出當前有需要進行路由分析的GNSS數(shù)據(jù)包，則查找到在路由分析服務客戶端池中已經(jīng)登錄注冊的路由服務客戶端；發(fā)送所述GNSS數(shù)據(jù)包到所述路由服務客戶端。其中，網(wǎng)關節(jié)點與另一網(wǎng)關節(jié)點間采用組播方式進行GNSS數(shù)據(jù)交換。

異構GNSS數(shù)據(jù)高速緩存路由技術充分仿照路由器的原理，對于來自不同節(jié)點的GNSS數(shù)據(jù)，進行包頭的簡單分析，即確定數(shù)據(jù)路由走向；因此，避免了常見的軟件系統(tǒng)中對于海量數(shù)據(jù)的深度分析，從而導致效率低下的問題。

2 異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術

全國目前擁有30個省級平臺的GNSS數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)具有分布、異構、高并發(fā)的特點。目前，大多數(shù)常見應用系統(tǒng)的并發(fā)數(shù)據(jù)量較少，對數(shù)據(jù)庫入庫性能要求不高，即在小數(shù)據(jù)量并發(fā)的情況下，數(shù)據(jù)庫以接收一條，分析一條，寫入一條的方式入庫，基本可以滿足系統(tǒng)應用要求。但在海量數(shù)據(jù)并發(fā)情況下，由于數(shù)據(jù)庫寫庫瓶頸的存在，入庫效率大大降低。

異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術將應用系統(tǒng)中的應用數(shù)據(jù)進行預處理和數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫的過程并行，即數(shù)據(jù)經(jīng)過預處理后存入緩存，當緩存中的數(shù)據(jù)達到預設數(shù)據(jù)量時，將該數(shù)據(jù)一次性寫入數(shù)據(jù)庫，并將該數(shù)據(jù)從緩存中刪除。此方法的數(shù)據(jù)處理速度和寫入速度較快，尤其適用于海量數(shù)據(jù)并發(fā)的應用系統(tǒng)，這樣的技術實現(xiàn)，可以通過對于預設的數(shù)據(jù)量進行動態(tài)調整，從而實現(xiàn)入庫的高性能，滿足降低數(shù)據(jù)庫的IO需求，充分利用數(shù)據(jù)庫的緩存機制，確保數(shù)據(jù)庫的高性能運作。

異構集群海量GNSS數(shù)據(jù)入庫技術主要由TCP通訊組件、協(xié)議分析組件、寫庫管理組件、寫庫組件等模塊構成。對外主要通過入庫接口的收取應用數(shù)據(jù)，通過批量寫庫組件將數(shù)據(jù)實時入庫，技術架構如圖3所示。

3 域間信息交互式組播路由接口技術

由于來自全國各省的GNSS數(shù)據(jù)是海量的，同時具有浪涌特點，因此，必須對大量的數(shù)據(jù)進行分流處理，針對不同的數(shù)據(jù)進行分類處理。域間信息交互式組播路由接口技術的核心在于采用基于令牌流控技術的數(shù)據(jù)分流模式，對于GNSS數(shù)據(jù)進行批量整合，同時進行分布處理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速有效的交互。域間信息交互式組播路由接口技術的采用，實現(xiàn)了海量的全國GNSS數(shù)據(jù)有效的交互，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。

流程描述如下：1）在GNSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計節(jié)點與GNSS數(shù)據(jù)應用節(jié)點之間建立令牌流控管理服務節(jié)點；2）GNSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計節(jié)點與所述GNSS數(shù)據(jù)應用節(jié)點分別向所述令牌流控管理服務節(jié)點上報各自的令牌流量信息；3）令牌流控管理服務節(jié)點根據(jù)接收的令牌流量信息，查找到空閑流出令牌流量統(tǒng)計節(jié)點與空閑流入令牌流量應用節(jié)點；4）令牌流控管理服務節(jié)點發(fā)出數(shù)據(jù)同步流控指令到所述空閑流出令牌流量統(tǒng)計節(jié)點；5）空閑流出令牌流量統(tǒng)計節(jié)點收到所述數(shù)據(jù)同步流控指令后，同步數(shù)據(jù)到對應的空閑流入令牌流量應用節(jié)點。通過令牌流控技術的研究應用，能夠解決GNSS數(shù)據(jù)的浪涌沖擊的問題。令牌流控序列圖，如圖4所示。

利用該項技術，使得因設備的數(shù)量或配置的不均衡而導致的浪涌式GNSS數(shù)據(jù)流在有序、合理的控制下獲得了平穩(wěn)的傳輸，從而確保業(yè)務數(shù)據(jù)展示的可靠性。

參考文獻

[1]劉禎，劉斌，鄭凱.基于軟件的網(wǎng)絡處理器的路由高速緩存算法研究[J].軟件學報，2007，18（12）：3115-3123.

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