基于天通系統的位置服務平臺設計與實現

駱 盼，崔利東，王力權，陳煥東

（1.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊050081；2.三沙國海信通科技發展有限公司，海南?？?73199）

0 引言

近年來基于位置服務[1-2]的應用隨處可見，已經融入到公眾的日常生活中，極大地方便了公眾在旅行或工作過程中對位置服務的需求，同時也產生了巨大的商業價值。但是，目前的位置服務平臺[3]幾乎都是利用地面移動通信系統為傳輸途徑進行位置搜集和管理。本文是在吸收現有成熟技術的基礎上，設計和實現了基于衛星移動通信系統的位置服務平臺，以解決無地面移動通信系統覆蓋的偏遠地區位置服務短缺的問題。

國外在早些時候就已經開始了對電動汽車的研究，在電池管理和控制方面，已經形成了一套比較完善的理論體系，國內對電池管理系統的研究較晚，不過目前也已經取得了重大突破[2]。

1 平臺設計

1.1 平臺網絡架構設計

位置服務平臺以衛星移動通信系統為通信渠道，將衛星移動通信終端位置作為數據采集源，通過位置服務平臺的處理與存儲，為企業的位置應用提供服務，網絡架構如圖1所示。

圖1 位置服務平臺網絡架構

在網絡架構[4]中，主要有以下幾個部分：

①通信系統包括衛星移動終端和信關站，衛星移動終端可以采用多種手段獲取當前位置，然后通過空口鏈路發送至信關站進行處理，信關站將處理后的位置信息按照預定格式發送給位置服務平臺。

②位置服務平臺包括防火墻、位置服務器、位置客戶端、數據庫和配置管理終端，其中位置客戶端在物理位置上部署在用戶側。位置服務平臺接收到位置信息后，經過分析和抽取處理后，將位置信息和用戶信息存儲在數據庫中，然后根據用戶路由配置把用戶位置信息發送給位置客戶端。位置客戶端與用戶的企業位置應用直接相連，它們之間的接口定義根據位置應用的需求而變化。

③企業位置應用是終端位置信息的使用者，企業可以根據終端位置信息進行GIS地圖顯示，也可以進行軌跡跟蹤和預測，還可以根據終端定位信息進行搶險和救援。

1.2 平臺軟件架構設計

位置服務平臺分為信息接入層、數據持久層、服務提供層、接口集成層和位置應用層5個層面，如圖2所示。

圖2 位置服務平臺軟件架構

在軟件架構中，①信息接入層主要是完成衛星移動通信系統終端位置傳輸過程，包括標準短信、分組數據及空口協議等不同的傳輸途徑；②數據持久層是將信息接入層上報的位置信息進行解析和存儲，同時還存儲用戶配置信息、網絡配置信息、策略配置信息和安全配置信息；③服務提供層主要運行在位置服務器上，是整個位置服務平臺的核心層，負責響應位置客戶端的業務請求、管理客戶端的配置請求、校驗用戶身份信息、執行業務配置策略、保障安全配置策略及上報計費信息等任務；④接口集成層運行在位置客戶端，負責與企業應用之間的接口適配工作，支持靈活擴展；⑤位置應用層是終端位置信息的最終使用者，一般企業已經存在成熟的應用模式，只需要將衛星移動終端位置信息融入到現有應用中即可。

1.3 位置服務流程設計

位置服務流程中涉及的主要網絡設備節點包括位置客戶端、位置服務器和衛星移動終端。主要流程包括客戶端登陸流程和位置請求上報流程，如圖3所示。

圖3 位置服務流程

①客戶端發送登陸請求到位置服務器；②位置服務器發送鑒權請求到位置客戶端，位置客戶端返回鑒權響應消息；③位置服務器對客戶端鑒權成功后，發送登陸完成消息給位置客戶端，允許其進行位置請求業務；④位置客戶端發送位置請求消息到位置服務器，位置服務器轉發位置請求到衛星終端；⑤衛星終端上報位置信息到位置服務器，位置服務器處理后將位置信息發送給位置客戶端。

2 平臺實現

位置服務平臺涉及功能實體較多，既包含提供位置服務的服務器端和客戶端，又包含進行數據持久化的數據庫管理系統，還要實現配置管理系統。

位置服務采用C/S架構[5]，分為服務器端和客戶端。服務器端部署在信關站通信機房，硬件采用高性能通用服務器，以Linux Cent OS為操作系統，開發語言為標準C語言?？蛻舳伺c服務器端接口采用TCP/IP傳輸協議，保證了位置信息傳輸過程中的實時性和完整性。

考慮到數據量大、穩定性要求高及后續技術支撐有保障等數據庫需求特點，位置服務平臺采用商用的Oracle 11g數據庫管理系統[6]。數據庫實現中，生成了用戶信息表、終端位置表、用戶終端關系表、管理員表、安全過濾表及路由策略表等若干表格，達到了第三范式的實現要求。

配置管理系統采用B/S架構[7]，方便了軟件的維護和升級，同時也極大地降低了配置管理終端的軟硬件配置需求。配置管理系統服務器運行在位置服務器上，采用Apache Tomcat作為Web應用服務器容器軟件。配置管理界面對瀏覽器的要求較低，能夠兼容目前幾種主流的瀏覽器軟件。

3 運營效果

截止2018年1月底，位置服務平臺部署已半年有余，位置服務應用也在多個行業和部門落地，包括公共安全部門、應急管理部門及農林水利行業相關部門等，用戶通過對所屬終端位置信息的掌握，開展行蹤監控、應急救生及作業人員調度等多種業務。位置服務平臺在2017年6月～2018年1月期間主要用戶的平臺使用數據統計情況，如表1所示。

表1 平臺運行數據統計結果

4 結束語

基于衛星移動通信系統的位置服務平臺建設，在豐富衛星移動通信應用的同時，也擴展了位置服務應用的地理范圍，填補了地面移動通信系統覆蓋空白。在實際應用中，目前該平臺主要服務于國家重點部門、行業和大型企事業單位，將來隨著通信系統的升級和位置服務應用的深入發展，會繼續優化和完善位置服務平臺，可以考慮面向普通用戶提供方便快捷的位置服務。另外，與現有地面移動通信系統位置服務平臺的融合也是該平臺的發展方向之一。

[1]李勇,徐小濤,楊志紅,等.位置信息服務（LBS）關鍵技術及應用[M].北京:人民郵電出版社,2013.

[2]曹紅杰,陳應東,劉丹.位置服務理論、技術與實踐[M].北京:科學出版社,2015.

[3]郭瑞量.基于移動終端的位置服務（LBS）系統的研究與實現[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學,2013.

[4]李冶,高源.分層軟件架構設計及其應用研究[J].電腦知識與技術,2017(13):89-90.

[5]亓曉靜.基于C/S架構的軟件項目實訓[M].北京:電子工業出版社,2005.

[6]秦靖,劉存勇.Oracle從入門到精通[M].北京:機械工業出版社,2014.

[7]Kumar B V,Sangeetha S,Subrahmanya S V.深入淺出J2EE架構[M].宋梅,張學平,譯.北京:清華大學出版社,2006.