设计模式在民航信息平台中的应用

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飞行数据记录器系统设计与实现

飞行数据记录器系统设计与实现

飞行数据记录器系统设计与实现一、引言飞机是现代社会中不可或缺的交通工具之一,它的安全性一直是各个国家民航局重点关注的领域之一。

飞机上配置的飞行数据记录器(Flight Data Recorder,FDR)和声音记录器(Cockpit Voice Recorder,CVR)是保障飞机航行安全的必要设备。

本文将从理论和实践两个方面,详细探讨飞行数据记录器系统的设计和实现。

二、飞行数据记录器系统概述1. 飞行数据记录器系统的作用飞行数据记录器系统是飞机上配备的设备,可以对飞行过程中所有的数据进行记录和存储,包括机体姿态、速度、高度、航向、温度等多个信息,以供航空事故后续调查使用。

通过对飞行过程中的数据进行分析,可以找出事故的原因,有助于提高飞行安全性并减少事故的发生。

2. 飞行数据记录器系统的组成部分飞行数据记录器系统由三个主要部分组成,分别是飞行数据记录器、数据总线和数据接口。

(1)飞行数据记录器:飞行数据记录器是最核心的部分,通常称为黑匣子。

它负责在飞行过程中对所有数据进行采集、压缩和存储。

主要包括电源管理、数据采集、数据处理、存储控制等模块。

(2)数据总线:数据总线负责把所有相关的传感器和数据处理设备进行连接,组成一个完整的数据采集和存储系统。

数据总线通常使用双绞线、同轴电缆和光纤等方式进行连接。

(3)数据接口:数据接口是将存储在飞行数据记录器中的数据传输到地面地理数据处理系统的重要通道。

数据接口部分通常使用无线电、卫星和有线网络方式进行数据传输。

三、设备要求及设计原则1. 设备要求在设计过程中,要根据飞行数据记录器的核心功能,即记录飞行过程中所有数据,然后将记录的数据在发生飞行事故时提供给调查人员。

首先,飞行数据记录器需要有足够的存储空间来保存所有数据。

其次,采集和存储数据的速度也要足够快,以确保数据不会遗漏或丢失。

网络传输和数据分析也应该尽可能方便和高效。

2. 设计原则飞行数据记录器设计的原则通常包括以下几个方面:(1)可靠性:可靠性是保障飞行数据记录器工作的核心。

民航数字空管集成系统工程介绍

民航数字空管集成系统工程介绍

民航数字空管集成系统工程介绍民航数字空管集成系统工程背景介绍民航数字空管集成系统工程包含数字化起飞前放行系统和数字化航站自动情报服务系统两部分,均为目前世界先进且已被广泛使用的管制终端空管自动化技术。

数字化起飞前放行技术主要解决人工话音预放行服务中出现的机场话音通信频道拥挤、话音歧义性等问题。

使用该系统能够大幅降低管制员、飞行员的工作强度和工作压力,减少管制中人为因素的影响及安全隐患,提高管制员的管制效率和安全性。

数字化航站自动情报服务系统结合数据链通信技术和自动通播服务技术,主要解决使用单一话音自动通播服务时间占用长,误听几率大,通播覆盖范围小等问题。

同时,大幅降低飞行员的工作强度和工作压力,减少信息服务中人为因素的影响,提高管制员的工作效率和安全性。

数字化自动航站情报服务系统通过TTS技术完全兼容现有的自动话音通播系统,并能够通过简单文字录入的方式实现临时话音合成通播等功能。

民航总局空管局从2003开始跟踪和研制数字化起飞前放行系统和数字化自动航站情报服务系统。

数字化起飞前放行系统于2004年6月正式在首都机场进入试运行阶段,参与测试的国内外航空公司达到14家,测试量超过3500架次。

2005年8月23日,民航总局空管局组织召开了数字化起飞前放行系统汇报暨评审会议。

评审小组讨论通过了我国数字化起飞前放行服务的设计方案和流程,并计划从2007年开始在国内的15个主要机场全面推广使用数字化起飞前放行系统和数字化自动航站情报服务系统。

民航数字空管集成系统工程就是在这样的背景下进行开展的,目前该项目已进入到初步设计阶段。

我国起飞前放行服务和自动航站情报服务的现状起飞前放行服务现状:我国现行的起飞前放行服务采用人工话音通话模式,管制员和飞行员通过专用的甚高频(VHF) 话音频率进行起飞前放行服务。

我国现行的起飞前放行服务(人工话音放行服务)流程如下:1.飞行员在预计起飞前10分钟左右通过固定的话音频率联系塔台放行管制员,并告知航班号、目的机场、当前通播信息号码、机型、停机位等信息。

航空订票系统的设计与实现毕业论文

航空订票系统的设计与实现毕业论文

航空订票系统的设计与实现毕业论⽂引⾔1 引⾔1.1选题背景21世纪的特征是数字化、⽹络化和信息化,它是⼀个以数据库技术为核⼼的信息时代。

⽽随着信息技术的发展,航空售票业也成为⼀个⾼度依赖信息业的⾏业。

信息技术的飞速发展不仅使航空售票⼯作者逐渐摆脱了繁重的⼿⼯劳动、提⾼了⼯作效率,⽽且推着航空事业向现代化管理迈进。

现代化的航空售票也应该有现代化的管理系统。

在科技⽇益发达的今天,⼈们对旅游出⾏更加重视。

因此,航空售票进⾏现代化管理就变的尤为重要。

今天,信息资源已成为各个部门的重要财富,建⽴⼀个满⾜航空售票信息处理要求的⾏之有效的信息系统也成为⼀个航空公司发展的重要条件。

航空售票管理系统,它是航空部门机票管理系统的⼀部分,其作⽤是对所有待售机票和已售机票进⾏有效的管理。

通过本系统不仅可以进⾏售票⼯作,⽽且还可以对和机票相对应的旅客情况和航班情况进⾏查询,并可随时进⾏增加,修改,删除等⼯作,使售票⼈员能够有效地对机票进⾏有效的控制和管理。

因此,通过航空售票管理系统,使航空售票管理⼯作系统化,规范化,⾃动化,从⽽⼤⼤提⾼了售票管理⼯作的效率。

1.2 ⽬的和意义随着信息技术的发展,使⼈们上⽹容易成为现实,⽽售票厅往往⼈群拥挤⼀票难求,现实中去站点购票要受时间及地点的限制,由于现在⼈们⽣活节凑变快,时间资源相当保贵,有时为定购⼀张票需要坐上⼏个⼩时的车到售票处去排队买票,有时还会因为信息的缺乏,不能有效的了解票的销售情况,使旅⾏计划受阻,给顾客带来了很多的不便。

⽹上订票系统,新⼀种新型的售票模式。

⽤户可以通过⽹络查询航班的情况及机票的销售情况,以便更好的制定旅⾏计划,⽤户通过互联⽹在⽹上预订机票,极⼤的提⾼的旅客的订票效率,节省了订票的时间,缓解了售票窗⼝的拥挤的现状。

⽹上订票系统的成功实施,提⾼了售票的信息化管理⽔平,减⼩了⼯作⼈员的⼯作强度,为航空运输⾏业提供了新型的管理模式。

第1页(共38页)航空订票系统的设计与实现1.3 技术要求和设计范围航空售票系统提供的是⼀种⾯向较⼴区域的⽤户群系统。

浅谈DCL和D-ATIS在民航空管中的应用

浅谈DCL和D-ATIS在民航空管中的应用

浅谈DCL和D-ATIS在民航空管中的应用摘要:民航空管飞机起飞前放行服务(DCL)及航站自动情报服务(D-ATIS)是空中交通管制的一项重要服务内容,目前随着我国大型民用机场日架次的显著增长,传统的采用语音放行模式已经逐步被DCL和D-ATIS取代,解决了单一放行频率信道拥挤、话音歧异、管制员负荷繁重等问题,保证了起飞前放行的服务质量。

关键词:起飞前放行系统DCL;数字自动航站情报服务系统D-ATIS1.数字空管集成系统背景和数据链路通信介绍1.1 数字空管集成系统背景上世纪九十年代,基于数据链通信的航空管制与信息服务系统DCL和D-ATIS系统已经在全世界多个国家和地区的众多机场得到成功应用,中国作为航空大国,实施基于数据链的航空管制与信息服务新技术,并且与国际先进空管技术的接轨势在必行。

2001年中国民航甚高频数据通信网投入使用,国内大部分客机都要求加装飞机通信与报告(ACARS)设备,随着地面和空中飞机通信设备的完善,我国大规模使用地空数据链技术的硬件条件已经具备。

1.2 地空数据链通信及协议2016年12月,我国民航完成29个机场的 DCL和D-ATIS系统的建设,通信方式主要依赖甚高频VHF地面站和卫星通信以及网络运行控制中心和相应的网络通信设备,终端用户为飞机机组和空管系统管制员。

通信数据流分为上行数据流和下行数据流。

流程如下图:使用协议 ARINC623--面向字符的空地数据传输协议给出ACARS系统中面向字符的飞机与地面系统间的数据传输标准,使用该协议,可使飞机成为地面命令控制管理系统的一部分。

ARINC620数据链地面系统标准接口说明,服务提供商与数据链地面用户之间进行数据交互时必须满足的字符数据接口,同时为地面数据链用户研发相应的应用系统提供必要的信息。

1.DCL和D-ATIS系统结构和系统功能DCL和D-ATIS是中国民航数字空管系统的主要组成部分,机场终端部分的系统模块有主备DCL服务器、主备AFTN和BGS网关、主备交换机、主备D-ATIS终端及主备DCL终端、监控系统和管制员人机界面HMI。

民用机场工程管理信息化系统的设计

民用机场工程管理信息化系统的设计

民用机场工程管理信息化系统的设计摘要:随着部分地区经济发展,人民富裕,在出行方式上摆脱了传统火车高铁和通用飞机,开始选择独立的私人飞机出行。

面对这种情况,相关民用机场工程管理部门不能逃避闪躲,只能尽量适应时代的变化与时俱进,更加重视民用机场工程管理信息化系统的设计。

在此基础上,本文根据部分地区民用机场工程管理信息化系统设计的具体情况,分析其管理信息化系统的设计现状与面临问题,并详细阐释其信息化系统的具体内容、创新措施和未来发展方向。

关键词:民用机场;工程管理;信息化前言:我国科技不断发展,人民生活水平提升,为民用机场工程管理信息化系统的设计提供了坚实的发展基础,同样也深入影响了民用机场工程管理信息化系统设计的方式方法与效果。

私人飞机的兴盛使得民用机场更加普遍,对于民用机场工程管理信息化系统的设计也更加重要,将其设计内容融入时代元素是现代信息化系统设计的改革发展方向。

1.民用机场工程管理信息化系统设计的具体情况1.1民用机场信息化系统设计的现实性分析在中国的信息科学水准高度发达的今天,我们要清醒地认识到新科技快速发展给国内各领域发展带来的改变,特别是在新兴科技产品的实践应用领域。

只有做好信息时代背景下民用机场信息化系统的设计,深入研究民用机场信息化系统的设计发展给民营机场工程管理带来的影响,才能保障机场工作的有效性与实效性。

同时,在民用机场工程管理信息化飞跃发展的今天,相关机场工作人员和民用机场信息化系统的设计者们要与时俱进,学会转变思维方式,重新认识信息化管理工程的重要性与实践性。

促进其信息化系统设计的变化,将设计变化带来的大范围影响变迁放在事后问题处理的第一位,第一时间捕捉其具体的影响与未来发展趋势。

除此之外,在新现代信息数据蓬勃发展的背景下,为了促进民用机场工程管理制度的改革升级,机场各部门单位需要充分关注民用机场信息化系统的设计。

格外重视民用机场系统设计模式升级带来的影响变化,采取许多方法研究其系统设计的新方法和策略。

民航安全管理体系(SMS)

民航安全管理体系(SMS)

安全 区域

最大
系统产出
最小
国际民航组织关于SMS的要求
附件1,6(第I部分、第III部分),8,11,13和 14 要求:
• 各国应建立国家安全纲要(SSP),以使航空运营达 到可接受的安全水平(ALoS)。
• 作为SSP的一部分,各国应要求培训机构、航空经营 者、维修组织、航空器设计/制造者、空中交通服务 提供者和验证合格的机场经营者实施国家认可的安 全管理体系(SMS),以实现和不断提高安全绩效。
识别危险——识别源
• 内部 –飞行数据分析 –自愿报告系统 –审核与调查 –日常运行监测 –趋势分析 –培训反馈 –事故征候调查与后续行动
生的问题
管理安全——减少偏差
系系统统 设设计计
基准性能 基准性能
系系统统展展开开
运行偏差 运行偏差
管理策略——干预层级及工具
安全管理层级
基准性能
危险
预测
主动
被动
被动
FDA 直接观察系统
ASR 调查 审核
高效
非常有效
理想的管理层级
ASR
事故和事
MOR
orga件n报iz告ation
有效
无效
“Practical
第一个超安全的行业系统
10-3 10-5 10-7
脆弱系统 (1920’s -1970’s) 个人风险管理和强化培训 事故调查
安全系统 (1970’s – mid 1990’s) 技术和规章 事故征候调查
每百万次运行 灾难性故障少于1次
超安全系统 (90年代中期至今) SMS 运行数据的日常收集与分析
系统中单个过程之间的联系以及过程的组合和相互作 用进行连续的控制 • 过程管理应具有适应内外部环境和因素变化的敏捷性, 既具有快速反应能力 • 应基于PDCA对过程实施管理

UML和设计模式在AMCCS中的综合应用


U ML和 设 计 模 式 在 A MC S中的 综 合 应 用 C
王正俊 顾宏斌
( 南京航空航天大学信息科学与技术学院 江苏 南京 20 1) 106


统 一建模语 言( nf dMoen agae U ) 一种 可视 化 的面 向对 象 的建模语 言。设计模 式是 面 向对象建 模 的一 U ie d l gL nug , ML 是 i i
3 )行为 图
用于描述 系统 的动态模 型和组 成对象 间 的交
1 概

互关系 。
4 )交互 图 用于描述对象之间 的交互关系 , 包括顺序 图和
1 1 UM L .
协作图 。
U ML是一 种通 用的面向对象 的可视化建模语 言 , 可用 于对
5 )实现 图 包括构 件图和 配置 图。构件 图用于显 示 系统
s u d b s u a l y t msa d i rv e d sg f ce c o o l a e y t m . o i ig t e w r f o n a e o r s e s se n f e b mp o et e i e ii n y o s me c mp i t d s se s C mb n n o k o h n f c h AMC ,h sp p rp o CS t i a r - e
e t d mo ei g w ih p o e o b e y ef ci e n e d ln h c r v st e v r f t . e v
Kewod y rs
U L O e  ̄ ・b c oeig D s at A C M r n doj t dl ei pt r i e m n n g e n MC S

民航数据网路由技术及应用策略

民航数据网路由技术及应用策略摘要:本文旨在探讨民航数据网络的路由技术和应用策略。

首先,对民航数据网络进行概述,介绍其特点和需求。

然后,对路由技术进行分析,包括网络拓扑优化、负载均衡和流量工程。

接着,讨论了基于机器学习的智能路由决策和多路径路由等方面的策略。

关键词:民航数据;网络;路由技术随着民航数据网络在航空运输领域的广泛应用,对其路由技术和应用策略的研究变得尤为重要。

有效的路由技术和应用策略可以提高网络的性能、可靠性和安全性,确保数据的及时传输和处理。

1、民航数据网络概述民航数据网络是指在民航领域中用于传输和处理数据的网络系统。

随着信息技术的快速发展,民航行业对数据通信和交换的需求不断增加。

民航数据网络扮演着连接飞机、航空公司、机场和监管机构等各个环节的重要角色,实现了数据的实时传输、存储和处理。

该网络涵盖了航班调度、机场运营、航空安全、乘客服务等方面的数据传输,并且具备高可靠性、低延迟和安全性的要求。

2、民航数据网络路由技术的分析2.1 高可靠性路由技术民航数据网络对于飞行安全和乘客服务的要求非常严格,因此路由技术必须具备高可靠性。

传统的路由协议如OSPF(开放最短路径优先)和BGP(边界网关协议)通常用于实现可靠的数据传输,但在民航数据网络中可能需要进行定制化的优化和改进。

2.2 低延迟路由技术民航数据网络需要实现实时的数据传输,以支持航班调度、飞行监控等关键任务。

因此,低延迟路由技术对于提供即时响应和快速数据传输至关重要。

一些技术,如快速重路由(Fast Reroute)和流量工程(Traffic Engineering),可用于减少传输延迟和优化网络性能。

2.3 安全路由技术民航数据网络涉及敏感的航空安全和乘客信息,因此安全路由技术是必不可少的。

这包括对数据进行加密、认证和访问控制,以防止未经授权的访问和数据泄露。

另外,网络隔离和防火墙等措施也是保障网络安全的重要组成部分。

2.4 QoS(服务质量)路由技术民航数据网络需要满足不同类型数据的不同传输要求,如语音通话、视频传输和数据下载等。

浅谈民航广域信息管理(SWIM)的应用

浅谈民航广域信息管理(SWIM)的应用随着信息技术的不断发展,民航运营管理也在不断迎来新的挑战和机遇。

作为信息时代的产物,民航广域信息管理(SWIM)系统的应用正逐渐成为民航领域信息化管理的关键工具。

本文将简要介绍SWIM系统的基本概念和特点,以及它在民航运营管理中的具体应用。

一、SWIM系统的基本概念和特点SWIM(System Wide Information Management)系统,顾名思义,是一种针对全系统的信息管理系统。

其核心概念是通过标准化的数据交换和共享机制,促进不同系统之间的信息互联互通,实现信息共享和协同工作。

SWIM系统的特点主要包括以下几个方面:1. 标准化的数据交换SWIM系统采用统一的数据标准和交换格式,使得不同系统之间的数据能够以统一的方式进行交换和共享。

这种标准化的数据交换机制极大地简化了系统之间的接口开发工作,提高了互操作性和交互性。

2. 实时性和全面性SWIM系统具有实时性和全面性的特点,能够及时获取和传递各类航空信息,包括气象、航行计划、航班状态、机场运行状况等,从而为民航管理决策提供准确、及时的信息支持。

3. 数据安全和保密性SWIM系统注重数据的安全和保密性,通过加密、认证、授权等技术手段保障信息的安全传输和存储,防止信息泄露和未经授权的访问。

4. 可扩展性和灵活性SWIM系统的架构和标准设计具有很强的可扩展性和灵活性,能够适应不断变化的民航管理需求,支持新的业务领域和新的技术标准,保证系统的持续发展和升级。

二、SWIM系统在民航运营管理中的应用民航运营管理是一个涉及多个部门和环节的综合性管理系统,其中涉及的信息交换和共享尤为重要。

SWIM系统在民航运营管理中的应用主要体现在以下几个方面:1. 航班运行信息共享航班运行信息是民航运营管理的核心内容之一,包括航班计划、飞行情况、机组人员安排等。

通过SWIM系统,各个航空公司能够实时共享航班运行信息,从而更好地协调航班运行计划,提高航班的准点率和运行效率。

模型驱动架构在民用航空领域的研究

模型驱动架构在民用航空领域的应用研究 Research and Application of MDA in CivilAviation Systems姓名:李强学号:1050372043班级:Z0503722专业:软件工程导师:沈备军答辩日期:2007年月日上海交通大学软件学院2007年6月模型驱动架构在民用航空领域的应用研究摘 要传统的软件开发方式无法将设计与实现技术有效地分离,因而降低了设计的复用程度。

为了追求更高层次的软件复用,2001年OMG提出了模型驱动架构,它以模型构造、模型转换和精化为核心,通过计算无关模型CIM、平台无关模型PIM与平台相关模型PSM的分离,实现了软件面向领域的高层次复用。

本文的主要工作是进行模型驱动开发方式在民航领域的应用实践。

我们采用模型驱动方法,基于统一建模语言UML,成功开发了一个机票网上销售系统。

首先我们从遗留系统中获取对象模型,并结合机票销售的业务知识,提炼出了机票销售的领域模型CIM;随后以领域模型为基础,对PIM进行建模;进而通过模型转换,基于PIM生成了数据模型和Java PSM模型;最后采用RSA(Rational Software Architect)生成Java代码框架,在此基础之上加入开源框架的支持,实现整个应用系统。

整个软件开发遵循了RUP的过程模型,又有效结合了模型驱动开发方式,对初始、细化、构建、移交阶段的关键活动进行了裁减,形成了模型驱动的统一开发过程MDUP。

实践表明,采用模型驱动的开发方式可以加快开发速度、避免相似系统的重复设计、降低平台移植和维护的工作量。

关键词:模型驱动开发;模型驱动架构;计算无关模型;平台无关模型;平台相关模型;机票网上销售系统Research and Application of MDA in Civil Aviation SystemsABSTRACTThe traditional software developing method can not separate design from the implementation technology efficiently, thus take less advantages of the design reuse. In order to pursue a higher level of software reuse, OMG published MDA (Model Driven Framework) in 2001. At the core of MDA are the concepts of model and its transformation and refinement. The models of MDA, including CIM (Computing Independent Model), PIM (Platform Independent Model and PSM (Platform Specific Model), bring domain-oriented reusing on software development.This paper mainly studies the application of Model Driven Development (MDD) technologies basing on UML in civil aviation systems. We successfully implemented an airline tickets online system by MDD way base on UML. First of all, we got the object model from legacy system, and created a CIM of airline tickets on-online sales system according to the domain knowledge; Then we created a PIM based on the CIM, and transformed the PIM into PSM using Rational Software Architect (RSA);Finally we generated Java code framework according to the PSM, and got the support from open-source frameworks. The whole software developing process followed the RUP based on the MDD methodology. And we proposed MDUP (Model Driven United Process) by tailoring the activities and artifacts in inception, elaboration, construction, and transition phases of the RUP framework.These practices indicate that MDD can speed the software development, avoid repeated design, and reduce the workloads of maintenance and migration.KEY WORDS: MDD; MDA; CIM; PIM; PSM; Airline Tickets Online System目 录第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究目的和意义 (2)1.3研究目标和内容 (3)1.4论文结构 (3)第2章模型驱动架构和模型驱动开发综述 (5)2.1模型驱动架构的理论 (5)2.1.1MDA的软件过程生命周期 (6)2.1.2MDA的核心技术和标准 (7)2.1.3模型驱动开发分类 (9)2.2模型驱动开发工具分析和综述 (10)2.2.1工具分类 (10)2.2.2现有工具 (11)2.2.3小结 (12)2.3模型驱动开发所面临的问题 (13)2.4模型驱动架构的应用现状 (13)第3章民用航空领域应用系统的特点 (15)3.1民用航空领域典型应用系统及特点 (15)3.2机票网上销售系统的特点 (16)3.3MDA在民航领域的应用前景 (18)第4章模型驱动的统一软件过程 (19)4.1统一软件过程 (19)4.1.1统一软件过程概述 (19)4.1.2统一软件过程综合分析 (21)4.2基于MDD的统一软件过程 (23)4.3初始阶段 (24)4.3.1关键活动及工作流程 (24)4.3.2里程碑 (26)4.4细化阶段 (26)4.4.1关键活动及工作流程 (26)4.4.2里程碑 (28)4.5构建阶段 (28)4.5.1关键活动及工作流程 (28)4.5.2里程碑 (29)4.6移交阶段 (30)4.6.1关键活动及工作流程 (30)4.6.2里程碑 (31)4.7本章小结 (32)第5章模型驱动开发方式在民用航空系统开发实践 (33)5.1项目背景 (33)5.2项目开发过程 (33)5.2.1项目启动 (35)5.2.2初始阶段 (35)5.2.3细化阶段 (35)5.2.4构建阶段 (36)5.2.5移交阶段 (36)5.3建立领域模型 (36)5.3.1业务流程建模 (37)5.3.2基于遗留系统逆向工程的业务实体建模 (39)5.4建立平台无关模型 (43)5.4.1建立用例模型 (43)5.4.2设计模型的状态图 (48)5.4.3设计时序图 (49)5.4.4应用设计模式 (50)5.5模型转换 (52)5.5.1RSA的模型转换功能 (52)5.5.2PIM到PSM模型的转换 (54)5.6PSM模型生成目标代码 (54)5.6.1PDM创建数据库 (54)5.6.2PSM创建代码框架 (55)5.7文档自动化 (56)5.8项目实践效果分析 (56)5.9本章小结 (58)第6章总结与展望 (59)6.1总结 (59)6.2展望 (60)参考文献 (61)第1章 绪论1.1 研究背景目前中国的航空市场已经成为全球增长最快、最具潜力的热点市场。

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—69—设计模式在民航信息平台中的应用高 洁1,徐 涛2,张连荣3(1. 郑州航空工业管理学院计算机科学与应用系,郑州 450015;2. 中国民航大学计算机科学与技术学院,天津 300300;3. 南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京 210016)摘 要:为了在面向服务设计中有效提高系统的灵活性、敏捷性,以民航综合信息平台为背景,使用设计模式构建面向服务的应用系统。

针对民航综合信息平台的核心服务设计,提出服务接口和服务网关2种面向服务的设计模式,将其实现在应用系统中,以验证设计模式在面向服务系统设计中的有效性。

关键词:面向服务体系结构;设计模式;面向服务设计;服务接口模式;服务网关模式Application of Design Pattern in Civil Aviation Information PlatformGAO Jie 1, XU Tao 2, ZHANG Lian-rong 3(1. Department of Computer Science & Application, Zhengzhou Institute of Aeronuautical Industry Management, Zhenzhou 450015;2. College of Computer Science &Technology, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300;3. College of Information Science & Technology, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016)【Abstract 】In order to enhance the flexibility and agility of system in service-oriented design, this paper applies design pattern to construct service-oriented application system based on Civil Aviation Public Information Platform(CAPIP). It expounds and realizes service interface pattern and service gateway pattern in the design of the core services of CAPIP. The design patterns are proved effective in service-oriented application system.【Key words 】Service-Oriented Architecture(SOA); design pattern; service-oriented design; service interface pattern; service gateway pattern计 算 机 工 程 Computer Engineering 第35卷 第19期Vol.35 No.19 2009年10月October 2009·软件技术与数据库·文章编号:1000—3428(2009)19—0069—02文献标识码:A中图分类号:TP311.51 概述信息化水平已成为衡量一个国家、一个行业竞争力的重要标志。

而我国民航业的信息化水平、面向公众及全行业部门的数据交换共享及信息服务不适应民航事业的快速发展,与国际先进水平还存在一定差距,主要表现在:(1)信息孤岛广泛存在。

空管、机场、航空公司信息无法共享,导致信息服务准确性不高,种类匮乏,许多公众应该掌握的航班信息没有公开。

(2)现有信息服务的方式和功能不能满足需要。

现有的信息服务提供的都是局部信息(本机场或本航空公司的信息)。

由于规模、技术、信息的局部性和不完整性,不能从多种渠道全方位地获取权威的民航服务信息,因此民航综合信息平台项目采用面向服务体系结构(Service Oriented Architecture, SOA),整合并优化空管、航空公司、机场、中航信及其他运输系统的实时运行数据,通过面向服务机制向公众和行业用户提供满足情景意识的服务。

SOA 是一种提高业务灵活性和敏捷性的软件体系结 构[1]。

在面向服务的开发环境中,如何运用设计模式提高系统的灵活性、可扩展性与可维护性成为面向服务设计中的主要问题。

设计模式是软件设计与开发人员在实践中的经验总结,是对特定上下文中重复出现问题的最佳解决方案。

在面向服务环境中,设计模式描述了如何构造按自定义进行开发服务的方法。

本文结合设计与开发的民航综合信息平台SOA 核心服务子系统,探讨了在面向服务的开发环境中设计模式的应用问题,并应用服务接口和服务网关2种面向服务的设计模式提高系统的灵活性、可扩展性与可维护性。

2 SOA 与面向服务设计原则SOA 作为下一代软件架构整合标准,对现代软件开发模式产生了深远的影响,它通过服务的发布、发现以及绑定等机制为其他应用程序提供服务。

通过采用SOA 架构的设计思想,减小系统间的耦合性,提高可重用性,能够较好地整合企业遗留系统,消除信息化中存在的“信息孤岛”,并提高系统的灵活性、敏捷性和可扩展性。

通常认为SOA 是一种构建系统的方法,旨在提供企业业务解决方案,这些业务解决方案可以按需扩展或改变。

SOA 解决方案由可重用的服务组成,带有定义良好且符合标准的已发布接口。

接口独立于具体实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言,使得构建服务可以使用统一和标准的方式进行通信。

服务是面向服务的体系结构的核心,它执行可重复任务的可发现资源,由外部化的服务规范进行描述[2]。

在面向服务的体系结构中,服务是被精确定义、封装完善、独立于其他服务所处环境和状态并应用于业务流程的可重用组件的 函数。

面向服务的设计原则一般可归纳如下:(1)服务是可重用的[2]。

通过服务的可重用性,可以满足未来需求而不增加开发负担。

基金项目:国家“863”计划基金资助项目“新一代国家空中交通管理系统”(2006AA12A106)作者简介:高 洁(1978-),女,讲师、硕士研究生,主研方向:软件体系结构;徐 涛,教授;张连荣,硕士研究生 收稿日期:2009-01-08 E-mail :gjnuaa@—70—(2)服务共享一个合约[2]。

服务的交互应该建立在服务的策略和基于协约的行为上。

(3)服务是松耦合的[3]。

松耦合是一个服务调用另一个服务的同时依旧保持服务独立性的条件。

通过使用服务契约来达到松耦合,允许服务在预定义的参数内交互。

(4)服务抽象底层逻辑[3]。

服务像“黑匣子”一样运行,外部组件既不知道也不关心它们如何执行,而仅仅关心它们是否返回期望的结果。

(5)服务是自治的[4]。

自治需要服务所暴露的逻辑范围位于一个清晰的边界内。

允许服务对所有的处理进行自我管理,消除对其他服务的依赖。

(6)服务是可发现的[4]。

服务可发现机制可以避免多于服务的开发,还可以提供服务的复用性。

这由服务元数据、注册中心提供支持。

3 面向服务设计模式在民航信息平台中的应用3.1 服务接口模式服务接口模式是一种特殊的外观(Facade)模式[5]。

Facade 模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面。

通过Facade 对象可以使子系统间的通信和相互依赖关系达到最 小[6]。

在面向服务体系结构中,每个服务都有一个服务接口,服务调用者通过该接口与服务进行交互。

设计服务接口的主要目的是将应用程序的业务逻辑与服务通信的实现细节分开。

服务接口提供了粗粒度的接口并保留了应用程序逻辑的语义和细粒度,服务接口还提供了屏障,允许更改应用程序逻辑而不影响接口使用者。

服务接口用于实现服务使用者和服务提供者之间的合约。

此合约使其即使在不同的系统环境中也能交换信息。

服务接口负责实现在执行这种通信时所需的所有细节,包括:(1)网络协议:服务接口应该封装使用者和服务通信时所使用的网络协议的所有方面。

服务实现不应依赖于服务使用者与服务接口通信的技术细节。

(2)数据格式:服务接口负责使用者数据格式和服务所使用的数据格式之间的相互转换。

服务实现完全不必知道服务接口与服务使用者通信的具体数据格式。

(3)安全性:服务接口应该被看作它自己的信任边界。

不同的使用者可能有不同的安全性要求,因此,应由服务接口来实现这些使用者特定的要求。

3.2 服务网关模式与服务接口模式对应的是服务网关模式[5],服务使用者通过服务网关调用服务,将实现合约使用者部分的代码封装到自己的服务网关组件中。

服务网关在访问服务时的作用类似于数据访问组件在访问应用程序数据库时的作用。

两者均作为其他服务的代理,封装连接源服务的细节,并执行所有必要的数据转换。

服务网关组件封装了以下细节:(1)通信通道:服务网关封装了与服务进行通信所需的所有底层网络通信功能。

(2)数据格式:服务网关可以在应用程序中内部信息组织与服务的通信合约所规定的格式之间建立映射。

例如网关负责在内部细粒度的对象接口和 XML 文档之间进行转换。

(3)服务发现:服务网关封装发现所需服务的过程,包括在配置文件中查找服务的网络地址。

如果需要根据不断变化的数据动态决定调用适当服务,那么服务发现功能应封装在其服务网关组件中。

3.3 民航综合信息平台SOA 核心服务设计SOA 核心服务子系统位于民航综合信息平台的发布子系统与数据中心之间,如图1所示,发布系统通过调用SOA 子系统中的相应服务实现对平台的访问。

Web 发布子系统IVR 发布子系统短信发布子系统SOA 核心服务子系统WAP 发布子系统数据采集传输整合系统数据中心图1 平台总体架构根据发布系统的需求,SOA 核心服务要提供航班计划查询、航班动态查询、气象信息查询、飞机飞行状态查询、航班计划管理、航班动态管理、气象信息管理等服务。

由于这些服务需要访问数据中心获取(管理)数据,因此将SOA 核心服务分为2层服务:为发布系统提供调用的应用服务和负责访问数据的数据管理服务。

应用服务通过数据管理服务获取(管理)数据。

本文主要介绍数据管理服务中的数据查询服务和应用服务中的航班动态查询服务,其他服务的设计与 这2种服务类似。

数据查询服务是对应用服务提供数据查询功能的服务。

该服务为航班计划查询、航班动态查询、气象信息查询、飞行状态查询服务提供访问数据库的功能。

在该服务的设计中要考虑如何将负责调用的接口与业务逻辑相解耦,提高该模块的灵活性。

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