基于SOA的机场运营信息系统集成架构与服务设计

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计算机应用与软件
2012 年
基于设计结构模型 DSM （ Design Structure Matrix ） 方法给出了业 务服务和服务接口的设计方案， 这种方法设计的业务服务具有 耦合性低和业务导向等特点
［5 ］
2
基于流程分析的 SOA 业务服务设计
。 业务服务设计是 SOA 设计的关键问题， 常见的服务设计方 ［8 ］ * 3 ［9 ］ 法有组件业务模型方法 、 基于 i 和 e 建模的方法 、 基于设 ［5 ］ 计结构矩阵 DSM 的方法 等。其中基于 DSM 的方法从业务流 程入手， 通过对活动依赖性建模进行服务设计， 具有较好的业务 导向性和松散耦合性， 因此本文采用基于 DSM 方法设计机场集 成系统的业务服务。该方法的思路是： 首先分析端到端的业务 流程， 其次使用 DSM 对活动间的依赖关系进行建模， 最后通过 聚类方法得到业务服务和接口设计 。
信息资源 航班计划信息 航班计划调整信息 资源分配信息 资源分配调整信息 旅客值机信息 旅客统计信息 流程控制信息
设计结构矩阵可以有效描述系统元素之间的依赖性， 并且 DSM 可应用在机械产品设计和开发 、 提供分析技术， 组织设计、 ［10 ］ 软件设计、 流程设计等广泛领域 。 DSM 是一个二维矩阵， 使 用 DSM 对流程建模时， 行列表示流程活动， 矩阵单元格的内容 用以描述活动间的三种基本依赖关系： 流依赖（ 一个活动产生 的输出被另一个活动所使用） ， 共享依赖（ 若两个活动共享同样 的资源） 和适应依赖（ 指多个活动产生同样的资源） A， D］， 设业务流程是一个二元组 BP = ［ 其中：
第 29 卷第 5 期 2012 年 5 月
计算机应用与软件 Computer Applications and Software
Vol. 29 No． 5 May 2012
基于 SOA 的机场运营信息系统集成架构与服务设计
方 丁
（ 上海机场（ 集团） 有限公司 上海 200335 ）
摘
要
机场运营信息系统集成对适应我国航空业务量的增长和提高机场服务质量具有关键影响， 但传统的机场运营系统采用
integration system CORBA、 DCOM 等分布式技术， 集成方式， 采用如消息中间件、
0
引
言
这种集成方式会使企业原有系统耦合度过高 、 灵活性较差
［3 ］
。
传统的机场系统集成设计采用的是点对点的集成设计， 运营系 随着我国民航运输业的蓬勃发展， 民航机场的运营信息化 也在持续不断地发展。机场的运营信息系统（ 以下也简称为运 营系统） 指的是以飞机从起飞到降落和旅客从出发到到达为主 导的运营信息化， 包括了航班信息、 资源管理、 离港、 行李、 航班 广播、 呼叫中心等系统。机场航班流量不断增长以及航空 显示、 枢纽竞争的加剧， 对这些系统应用集成的要求越来越高
［6 ， 7 ］ ， 根据以上原则并参考 IBM 提出的 SOA 参考模型 本研
2． 1
航班业务流程分析及 DSM 建模
航班业务流程在机场运营中占据核心地位， 该流程覆盖了 共 27 个 从机场获得航班计划信息到最终旅客值机登记的全程， 活动， 图 2 是采用 UML 活动图作为工具的航班业务流程图 。
［1 ］
统直接与核心运营数据库或其他已投入运营的机场运营系统连 紧耦合的系统集成设计意味着机场的系统紧紧地捆绑在特 接， 定的系统供应商上， 系统升级和修改将带来巨大的风险和高昂 的成本
［1 ］
。
SOA 是一种建设 IT 基础设施架构的逻辑方法， 它以服务作 支持快速、 廉价、 可组合的分布式应用 为应用开发的基本元素， 的开发。SOA 具有粗粒度、 松耦合、 跨平台、 服务封装性和服务 使 IT 基础设施更具有柔性、 重用性和互操 接口标准化等优点， 作能力
［4 ］
。企
业应用集成 EAI （ Enterprise Application Integration ） 目的在于实 现企业各应用系统之间无缝集成， 将分散在各个企业系统中的 数据、 应用和流程紧密联合起来
［2 ］
。 机场需要一个现代化的以
。SOA 因为其高度灵活性而在 EAI 领域取得了较大
航班信息为核心的企业应用集成系统来实现各种不同运营系统 的互连， 因此机场的企业应用集成又被称为航班信息集成系统 。 航班信息集成系统是机场生产运行的核心， 它实时发布航班计 划和动态信息， 完成资源分配计划和实时调度， 与 10 余个运营 系统实时交互航班数据 。 EAI 的技术主要包括两类： 点对点的集成技术和基于面向 服务架构 SOA 的集成技术。 点对点的集成方式是一种传统的
的应用。基于 SOA 的机场运营信息系统集成方案通过引入柔 性的系统集成方法能够获得较大的业务灵活性 。 基于 SOA 的 集成设计的关键问题是总体架构设计和服务的设计， 因此本文 首先根据集成设计的需求给出基于 SOA 的集成架构方案， 其次
收稿日期： 2011 － 07 － 29 。方丁， 博士， 主研领域： 服务导向架构， 机 场信息化。
1
基于 SOA 的机场运营信息系统集成总体架 构设计
机场运营系统与机场运营和服务质量有密切关系， 运营系
统包括许多子系统， 子系统间具有复杂的关联关系， 因此为了实 必须首先要明确设计的原则： 现集成设计的灵活性， 模块化原则 整体进行模块化设计， 允许将来简单替换 某个模块。遵守 SOA 设计准则， 为满足系统集成要求而设计的 “服务 ” ， 各项功能被定制成 可以为多种流程使用， 能够实现服 减少系统接口的数量。 务重用， 独立性原则 航班及资源的集中管理， 每个模块之间的 耦合度最低。每个模块能保持自己业务的独立性， 在其它系统 出现故障时， 可以通过人工输入信息的方式以保持独立运行 。 独特性原则 可扩展性原则 各模块专职于其自身的业务， 而不是包罗 未来的航班应用系统， 可以通过灵活的 万象， 业务分工明确。 进一步扩展集成系统的业务 。 方式接入集成信息平台，
该架构的核心为消息集成代理 IMB （ Interface Message Broker） ， 所有的运营子系统都通过 IMB， 按照基于 XML 的接口标 IMB 松散耦合的设计能够实现服务重用， 准来进行数据交换， 减 少接口数量， 提高系统的灵活性和可扩展性 。 该架 构 中 包 含 了 3 个 核 心 数 据 库： 机 场 运 营 数 据 库 （ AODB ） 、 机 场 管 理 数 据 库 （ AMDB ） 和 航 班 查 询 数 据 库 （ FQDB） 。其中 AODB 是机场集成信息系统的核心数据库， 存 如 储了航班信息数据。AMDB 主要存储管理相关的信息数据， AMDB 还存放了航班数据的历史记录为将来商务 收费数据等， 其另一 智能分析做准备。 FQDB 主要是航班信息系统的查询， 个目的是为 AODB 提供一个备份， 当 AODB 系统或者通讯线路 无法工作时， 则采用 FQDB 的数据。 航班的集中管理通过把所有航班信息保存在一个中心数据 库（ AODB） 中的策略来取得的， 其他系统通过使用接口服务来 访问 AODB， 并受到 IMB 的控制。 通过使用已经存在的接口服 务， 只涉及很小的系统集成工作就能引入一个新的客户端运营 系统。对一些不能使用开放标准方法和 IMB 提供的相关服务 的遗留系统， 可通过适配器来使用遗留接口 。
究给 出 了 基 于 SOA 的 机 场 运 营 信 息 系 统 集 成 的 架 构 如 图 1 所示。
图2 图1 机场运营系统集成的总体架构
机场航班业务流程图
航班业务 流 程 中 使 用 到 的 信 息 资 源 和 系 统 资 源 类 型 见 表 1。
表1 id 1 2 3 4 5 6 7 航班业务流程使用到的资源类型 id 1 2 3 4 5 系统资源 AODB 系统 资源管理系统 RMS 离港系统 航班显示系统 广播系统
［Fra Baidu bibliotek1 ］
。
第5 期
方丁： 基于 SOA 的机场运营信息系统集成架构与服务设计
为 D（ BP） =
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n A = ｛ a i | 1 ≤ i ≤ n｝ ， 表示流程中所有的活动的集合， 为活动总数； aj ） | ， D = ｛ D（ a i ， 表示任意两个活 a i ∈ A， a j ∈ A｝ ， 动之间的依赖关系的集合 。 a j ） = ｛ （ t1 ， l1 ） ， （ t2 ， l2 ） ， 则流依赖表示为一个集合 Df（ a i ， …， （ tn ， ln ） ｝ ， Dr （ a ， a ） = ｛ （ t1 ， 共享依赖也表示为一个集合 i j l1 ） ， （ t2 ， l2 ） ， …， （ tn ， ln ） ｝ ， l 表示依 其中 t 表示依赖的资源类型， DSM 的单 赖强度， 表示该信息对于信息接收方活动的重要性 。 元格 e ij 表示活动间的依赖关系： e ij = ， … if（ i = j） { （ Df（ a ， a）， Dr（ a ， a））
点到点的集成方式， 僵化而缺乏柔性。基于 SOA 的系统集成具有松耦合 、 粗粒度、 灵活性高等特点， 适合机场运营系统集成的需求 。 给出基于 SOA 的机场运营系统集成的总体架构设计， 并采用基于设计结构矩阵（ DSM ） 聚类的方法进行业务服务设计， 该方法首先 分析航班业务流程， 其次使用 DSM 对活动间的依赖性进行建模， 最后采用聚类方法实现服务设计及接口设计 。 关键词 中图分类号 面向服务架构 TP311． 5 企业应用集成 文献标识码 机场信息系统集成 A 航班信息集成系统
Abstract
Integration of airport operation information system has key impact on accommodating the growth of aviation portfolio in China and
improving the service quality at airports． But traditional airport operation system uses pointtopoint integration approach，which is rigid and lack of flexibility． SOAbased system integration has properties of loose coupling，coarse granularity and high flexibility，which fits in with the demand of airport operation system integration． In this paper we propose an SOAbased architecture design for airport operation systems integration，and adopt an approach based on design structure matrix （ DSM） clustering to contrive the business services． This approach first analyses the flight business process，then uses DSM to model the dependencies of activities，and finally achieves the designs of services and interfaces using clustering method． Keywords Serviceoriented architecture Enterprise application integration Airport information system integration Flight information
DESIGNING ARCHITECTURE OF SOABASED AIRPORT OPERATION INFORMATION SYSTEM INTEGRATION AND SERVICE
Fang Ding
（ Shanghai Airport Authority Co． ， Ltd． ，Shanghai 200335 ， China）