| 标题 | 南水北调东线山东段调度运行系统应用支撑平台建设应用研究 |
| 范文 | 黄茹+屈宜强+张亮方+房玉龙+陈通 摘要：系统分析了南水北调东线山东段调度运行系统应用支撑平台的建设目标和建设原则，简要阐述了系统总体框架，详细介绍了关键技术，最后在此基础上总结了建设意义。 关键词：调度运行；应用支撑平台；应用；研究 中图分类号：TU991文献标志码：A文章编号： 1672-1683（2015）001-0167-03 Design and application research in the office automation system of Shandong section of the South-North Water Diversion Project HUANG Ru，QU Yi-qiang，ZHANG Liang-fang，FANG Yu-long，CHEN Tong （Shandong Trunk CO.Ltd in the Eastern Route of the South-to-North Water Diversion，J′inan 250014，China） Abstract：This articale analysis the principle of system construction goal and theconstruction of the Shandong Provence of the dispatching operation system application supporting platform，briefly describes the overall framework of the system，describes in detail the key technology，at last，on the basis of summing up the construction of meaning. Key words：dispatching operation；application supporting platform；appliance；research. 1建设目标和建设原则 1.1建设目标 针对南水北调东线工程山东段的特点，充分考虑水量调度系统、闸（泵）站监控系统、工程安全监测与管理系统、工程维护管理系统、水质监测与管理系统、水情监测与管理系统、综合办公系统、综合会商系统等应用系统的通用、共性的技术与类似的需求，对其进行提炼与抽象，搭建统一的开发与运行环境，构建各系统共用的应用组件，实现跨系统的数据、流程的交互，解决各业务应用系统建设在技术层面的统一布局问题，实现各应用系统的快速搭建的同时保障稳定性、扩展性，保障各系统之间的互连、互通、互操作，满足应用系统变化快、要求高的发展需要，并形成可供复用的软件资源，减少重复开发和投资，保证南水北调东线山东段调度运行管理系统长期、有序、高效的运行，为实现东线工程山东段全线自动化调度提供基础支撑平台。 1.2建设原则 本系统在建设标准上应遵循国家和行业信息化建设有关标准及要求，原则如下。 （1）标准性、开放性。所采用的相关标准必须是当前主流的SOA技术标准，确保系统具有良好的开放性，能够实现与多种技术和软硬件平台的有机集成。 （2）稳定性、可靠性。应用支撑平台必须具备运行稳定、可靠性高的特点，保证7×24 h不停机运行。 （3）可扩展性。应用支撑平台采用可扩展的SOA体系架构，以适应信息化建设和应用系统快速发展的要求。接口采用中立的方式进行定义，独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，便于系统升级和系统扩容。在保证当前应用的同时，充分考虑未来发展需要，搭建的硬件平台要具备扩展能力，满足开放性需求。 （4）安全性。应用支撑平台必须具备相应的安全策略来保证数据交换的安全可靠。系统设计中首要考虑如何建立整个系统的安全性、保密性，而且这种考虑必须是整体的、全面的。系统必须要提供数据的机密性、数据完整性、身份识别和认证、访问控制、时间戳服务、防抵赖性、网间数据传输安全（支持双网隔离状况下的数据传输和同步）等安全保障措施。 （5）可管理性。应用支撑平台应具有良好的可管理性，允许管理人员通过管理工具实现系统的监控、管理和配置。 （6）松耦合性。通过应用支撑平台连接起来的多个应用系统之间是一种松耦合的关系，其中任何系统的应用都不会受其他系统造成直接的危害和影响。 2总体框架 应用支撑平台位于数据资源管理平台之上，统一管理各种系统资源，为上层的应用系统提供支撑服务。应用支撑平台为应用系统提供了应用支撑、数据交换、应用整合、门户服务、安全管理、应用生成和部署，同时屏蔽了复杂的底层技术，为应用系统的建设和整合提供了方便。不但对本项目应用系统建设起着支撑框架的关键作用，也为今后应用系统的建设奠定了基础。 应用支撑平台主要由各类基础中间件（MOM、ESB、J2EE、Portal）和应用构件群共同组成。按照不同的功能应用支撑平台又分为下述三个部件。 2.1应用集成平台 基于Web service提供统一的应用集成框架；支持不同架构的应用系统的集成；提供标准的系统集成适配器；提供可以为特定的应用定制的适配器，以集成用户自有的应用；提供方便易用的配置工具；对XML和SOAP有很好的支持。此平台为信息采集和交换提供基础服务。 2.2应用服务平台 应用服务平台分为应用构件平台、应用中间件两层。为了方便地部署、运行和管理基于三层/多层结构的应用，需要以WEB的底层技术为基础，规划一个整体的应用框架[3]，提供相应的支撑平台，作为Internet 应用的基础设施（Infrastructure），这一支撑平台实际上是基于Internet 的中间件，即应用中间件。为应用系统的建设、部署、运行提供支撑服务。为企业级B/S结构的应用系统提供框架，保证应用系统的高效、可靠、安全的运行和方便的管理监控。应用构件平台包括工作流、综合报表、图表服务、LDAP、CA、GIS、模型等构件，提供信息系统构架工具。 3关键技术 3.1消息服务 随着运行在支撑平台上的业务系统越来越多，并且业务系统是分布的部署在不同的地域，为不同的部门服务。不同系统或不同部门之间存在着强烈的数据交换需求，并且需要在数据传输的过程中确保消息的可靠性，不允许丢失消息。即使在传输过程中出现机器宕机或网络断开的故障，也要求能够对传输的数据进行保存，等待故障排除后，能够续传，因此，使用消息中间件构建应用支撑平台的消息服务。 消息中间件先进的队列、消息及路由等处理机制，使其能够为应用系统提供高效、灵活的同步和异步传输处理、存储转发、消息路由等技术支持，确保消息在任何情况下都能够安全、可靠的送达。通过使用消息中间件，应用系统完全不需要担心消息传递过程中可能遇到的各种障碍（机器故障、网络故障等）和异常。 3.2JavaEE体系[4] J2EE体系架构是通过一个基于组件的应用程序模型为分布式体系提供一个统一标准，在分布式软件设计发展中已经逐步成熟，J2EE体系架构拥有以下优势：独立于系统平台（硬件无关、操作系统无关、数据库系统无关）、容器管理的对象、重用性、模块化。J2EE是主流的国际及国内电子政务技术体系，J2EE[1]已成为一个工业标准，合理集成以J2EE为标准的软件产品，可以得到较好的稳定性、高可靠性和扩展性。 3.3面向服务的架构（SOA） 采用成熟的SOA技术架构建设应用支撑平台，实现系统之间的松耦合，实现系统之间的整合与协同，便于用户对后勤信息服务中心系统的管控和积累。 面向服务的架构（SOA）是目前最领先的IT架构[5]。在这种架构下，应用系统的接口被发布成“服务”，部署在应用支撑平台系统上。任何一个应用要访问其他应用可以通过对应用支撑平台系统上的服务进行发现和服务的表述来确定被访问服务的属性和调用格式，从而实现标准化的应用之间的协作，达到应用系统之间的松散耦合。 3.4企业服务总线（ESB） 企业服务总线（ESB）是一个实现了通信、互连、转换、可移植性和安全性标准接口的企业基础软件平台。它是由中间件技术实现并支持SOA（Service Oriented Architecture，面向服务架构）的一组基础架构功能，支持异构环境中的服务、消息以及基于事件的交互，并且具有适当的服务级别和可管理性。简单地说，ESB就是试图将应用服务器上的多种逻辑层面迁移到总线以及连接点上，从而降低企业内部信息共享的成本。 3.5业务流程管理（BPM） 业务流程管理技术[6]，能够提供一整套的流程管理工具（流程定义、执行、流程监控、人工任务管理等），可将组织内外的各种应用系统、设备、人员及业务环节等进行整合和管理，从而实现跨应用、跨部门、跨合作伙伴与客户的企业运作。 使用业务流程管理（BPM），可有力的简化应用开发的步骤，降低应用开发的难度，提高应用开发的效率及灵活性，节约应用开发的成本，从而极大的提高应用开发的生产力。构建在业务流程管理平台（BPM）之上的企业应用系统，具有强大的灵活性、伸缩性、能够随着用户的业务扩展及流程变化需要，灵活调整，从而为用户的业务敏捷性提供强大的技术支撑。 3.6数据集成技术 数据集成技术，是数据交换平台中应用集成中间件的核心关键技术之一，解决跨多应用系统、多数据资源的接入和加工清洗问题。 数据集成的技术策略当中，最为主流的就是通过基于集成服务器的组件适配器实现数据灵活可定制的接入、抽取、加工、载入过程，组件适配器不仅可以实现完整的数据和访问接入服务，而且实现了数据内容和结构的任意转化和处理，根据电子政务数据交换要求，数据中间格式将以XML[1]为标准格式。 3.7信息交换技术 信息交换技术，是数据交换平台的应用集成中间件的核心关键技术之一，解决跨多系统之间根据相互关系和访问需求建立有序的信息交换流程的问题。 集成技术在不同系统之间就可以构筑一个相互进行数据汇集的环境。但来自不同系统和不同数据源的信息，具有完全不同的属性。集成实现了数据间的转换和格式处理，但实际的信息需要在不同系统之间进行有序、受控的流动，实现真正意义的交换。 交换过程可以实现不同的交换策略，在数据交换平台中任意系统之间可以实现主动发送、请求/应答、订阅/发布交换模式，并通过路由控制对实现交换网络中的节点相互提供对方所需要的数据信息。 3.8可靠通信技术 可靠通信技术是数据交换平台中消息中间件的数据可靠保障的核心技术。为交换节点之间的数据传输提供通信通道，平台提供当前主流的消息队列的可靠通信技术。能够实现如下功能。 （1）基于可靠队列的通信机制； （2）支持断点续传、网络容错，在系统运行故障前提下保障数据可靠； （3）支持消息点对点模式和发布/订阅模式消息传输，JMS接口和消息传输扩展能力； （4）支持应用的实时、定时、主动、被动模式，实现同步/异步消息通信手段，实现数据交换平台多种交换模式的通信支持； （5）支持数据高效率传输，保障综合平台通信性能，适应网络传输速率，提供透明压缩传输功能，提供通信服务端集群与均衡负载能力，有效应对多客户端大并发需求，屏蔽性能瓶颈； （6）支持复杂消息传输模式，可以直接对文件进行传输，支持数据交换平台对文档系统的专业化处理。 通信作为数据交换平台运行核心，具有细粒度的管理监控能力。需要提供网络适应性部署、事件机制部署以及本地和远程的通信状态实时监控能力。完善的管理监控手段同时支持对系统的性能调优和运行瓶颈定位，保障系统健康运行。 4建设意义 通过应用支撑平台的建设，使各业务应用系统的建设应依赖于应用支撑平台，以应用支撑平台的复杂换取应用系统的简单实现，因此，应用支撑平台是应用系统开发的基础设施，其将复杂且难以维护的系统模块分解为互相独立、协同工作的组件，并尽可能使这些组件与中间件可重复利用。 通过支撑平台提供的机制与技术手段，基本打通“信息壁垒”，实现跨系统间数据、流程、界面的集成与共享，解决应用系统间交互操作的问题。 参考文献： [1]陈华军.J2EE构架企业级应用解决方案[M].北京：人民邮电出版社，2002. [2]吴浩.XML应用教程[M].北京：清华大学出版社，2007. [3]蔡阳.应用支撑与数据汇集平台（国家防汛抗旱指挥系统技术丛书）[M].水利水电出版社，2012. [4]宋远行.J2EE项目开发与设计[M].北京：清华大学出版社，2011. [5]（美）布朗（胡键等译）.SOA实践指南—应用整体架构[M].机械工业出版社，2009. [6]凤羽翚，李严锋，叶琼伟.业务流程管理[M].北京：北京交通大学出版社，2009. |
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