基于發布訂閱模式的空管系統間信息共享方案設計

蔡建坤 劉俊波

摘要 隨著空管系統引入越來越多應用系統，系統間進行信息共享越來越普遍。空管系統間對信息的安全性、完整性、及時性、高效率性的要求一般都比較高，而目前空管主流的信息共享的技術手段都存在缺陷。本文設計了一種基于發布訂閱模式的系統間信息共享方案，可同時支持航班數據、監視數據等信息共享，滿足了空管系統對信息的要求，對空管系統間共享信息具有良好的參照指導意義。

【關鍵詞】信息共享 發布訂閱 航班數據 監視數據

1 引言

1.1 空管應用系統對信息源的要求

空管信息主要分為航班信息和監視信息。當某個應用系統需獲取另一個系統的空管數據時，一般考慮以下問題：

（1）數據是否安全可靠。

（2）數據是否完整。

（3）數據是否及時。

（4）數據傳輸是否具有高效率

以上的問題對應數據的安全性、完整性、及時性、高效率性要求。因此系統間的數據共享需不同程度的滿足以上要求。

1.2 目前空管主流的信息共享技術介紹

目前主流的信息共享技術一般包括數據庫共享、Webservice接口、SOCKET數據包三種方式。

1.21 數據庫共享

采用數據庫對接的方式。數據提供方一般采用數據庫鏈接的方式將數據庫提供給對方訪問。數據庫共享方式存在以下不足：

（1）使雙方的系統具有較大的耦合性。

（2）獲取方存在數據庫平臺受限的問題，獲取方需采用提供方類似的或者支持轉換的數據庫平臺。

1.2.2 Webservice接口

Webservice接口是遠程過程調用的一種實現方式。數據提供方采用SOAP方法將接口封裝成遠程過程調用，獲取方通過調用接口的方式獲取。

Webservice接口可規范數據傳輸，但是存在實時性不夠的問題。實時性視獲取方的輪詢頻率而定，當輪詢頻率低時，延遲較大;當輪詢頻率高時，延遲較小，但是對接口的負荷劇增。

1.2.3 SOCKET數據包

SOCKET數據包是己按定義的格式，采用TCP或UDP的傳輸協議進行數據傳輸。

SOCKET數據包的實現通過系統API實現，在高效率性有比較好的體現，但是對開發效率、可擴展性都比較低。

2 基于發布訂閱模式的系統間信息共享方案

針對現有空管主流共享技術存在的不足，本文提出了基于發布訂閱模式的系統間信息共享方案設計。

2.1 發布訂閱模式介紹

發布訂閱模式，是數據發布模式的一種，在金融行業、互聯網行業等都有廣泛應用。發布訂閱模式定義了一種一對多的依賴關系，讓多個訂閱者對象同時監聽一個主題對象，由發布者負責更新主題對象。當這個主題對象在自身發生變化時，會通知所有訂閱者對象，使它們能夠自動更新自己的狀態。

發布訂閱模式具有以下特點：

（1） -個訂閱者可以訂閱多個發布者。

（2）消息是會到達所有訂閱者，訂閱者可根據過濾條件獲取所需信息。

（3）沒有訂閱者都會接收到每條消息的一個副本。

（4）基于推送，消息自動向訂閱者廣播，訂閱者無需輪詢主題獲取新消息。

2.2 共享模式設計

鑒于空管系統間對信息的要求，本方案根據發布訂閱模式的特點，定義了共享信息的三種發布模式：周期性發布模式、更新性發布模式和數據加密模式。

2.2.1 周期性發布模式

方案將周期性的將當天所有航班的航班信息和監視數據進行發布。每一個接入系統將定期的獲取到當天所有航班的航班信息和監視數據。

2.2.2 更新性發布模式

方案將實時將各個航班的實時變化數據（包括航班數據和監視數據）進行發布。每一個接入系統將實時獲取到各個航班的更新信息。

2.2.3 數據加密模式

方案可根據現實情況對本方案發布的信息采取加密或不加密的手段。當方案采取加密手段時，每一個接入系統需具備密鑰才可準確獲取到數據。

周期性發布模式保障了數據的完整性，更新性發布模式保障了數據的及時性和高效率性，數據加密模式保障了數據的安全性。此三種模式可自由組合，以便最大程度滿足用戶的數據需求。

3 方案實現

按本方案，當系統間共享數據時，其數據流走向如圖1所示。對應共享雙方的系統，都增加了一個獨立的模塊，發布者的系統增加了發布模塊，訂閱者的系統增加了訂閱模塊。

發布者的發布模塊實現了將航班數據、監視數據周期性、更新性的發布到數據總線的某些主題上去。訂閱者的訂閱模塊實現了按自身需要訂閱某些主題，以獲得空管信息。

4 本方案的優勢

本方案具有如下的優勢：

（1）具有較高安全性、完整性、及時性、高效率性。

（2）與數據種類無關，可支持多種數據共享。

（3）接口跨平臺，不同操作系統都可以正常獲取。

（4）降低了系統間的耦合度。相關系統可自由選取數據庫平臺，無需進行不同數據庫之間的轉換。

（5）可擴展性強。當系統復雜后，可將消息訂閱和分發機制單獨，增加新特性以滿足需求。

5 小結

本文將在發布訂閱模式引入到空管系統來，解決了目前空管主流信息共享技術的問題，提供了新的實現方案，對空管系統間的信息共享具有良好的參考意義。

參考文獻

[1]楊坤，向凡夫，紀峰波，基于訂閱/發布機制的軍事信息系統知識庫協同框架探討[J].指揮控制與仿真，2011（03）.

[2]汪錦嶺.面向internet的發布/訂閱系統的關鍵技術研究[D].中國科學院研究生院（軟件研究所），2005.

[3]董俊，基于發布訂閱模式的中間件設計與實現[D]，上海交通大學，2009.