浅议基于WebService的CDM数据交换方法

[摘 要]CDM（协同决策）是同行业不同部门之间进行协作的一种机制，民航业已将其列为提高行业整体效率的重要手段之一。信息数据的共享、互通和可灵活利用是实现CDM的关键技术问题，但在一个部门林立、系统相互独立、数据类型繁多的行业做到这点绝非易事。WebService做为一种开放的、跨平台的技术被广泛应用，本文将探讨在机场CDM系统中使用WebService技术实现多种数据交换的方案。

[关键词]数据交换；异构平台；WebService；CDM

中图分类号：TP393.09 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0319-02

0 引言

CDM（协同决策）全称Collaborative Decision Making，是一种技术手段，更是一种基于资源共享和信息交互的多主体联合协作运行理念，用于创造透明、高效的运行环境。机场协同决策是一种在单机场范围内通过提高事件可预测性、优化资源利用效率等手段，达到提升单机场范围内各参与方的整体运行效率的理念。实施机场协同决策，能够允许各参与方通过其他参与方协作，提出自身需求及实际与预计限制，在各单位间建立共同情景意识，并实现自身决策最优化。机场协同决策系统是一个开放性的信息采集、融合、共享与预测平台，需要集成来自空中交通管制单位、机场、航空公司、油料公司、航空食品公司等多个部门的信息数据，才能构建出完整的运行场景。而这些单位有各自独立的运行管理和控制系统，其系统平台、系统架构和数据格式不尽相同，实现共享和集成需要一种开放式的、扩平台的数据交换方法，而WebService正符合这些要求。

1 WebService 技术

WebService是随www和XML而发展起来的技术。Web提供了一种在全球范围内共享和分布信息的方式，而通过信息的结构化表示，XML使异构环境能够在WWW上共享信息，Web Service则实现了应用之间通信消息的结构化，提升了Web应用之间的交互能力，使大规模资源共享成为可能。Webservice 主要由以下几块技术所构成：SOAP （Simple Object Access Protocol）， WSDL （Web service Description Language）， 以及UDDI （Universal Description， Discovery and Integration）。其中WSDL是实现协同能力的关键，它提供了一份契约用于与新老的应用之间交互。这项技术使得各个组织可以将标准的制定集中在Service的外部接口，而不用考虑各组织的具体实现，即实现了Webservice的接口与实现的分离，从而使得标准的制定，更加容易。

2 CDM中基于WebService数据交换的实现架构

基于SWIM理念将CDM设计在中心位置，由其Webservice接口供各个系统调用，Webservice接口接收各系统发送的报文，将结果返回给各调用方。在这里它起到了简单的数据总线的作用。接入到CDM中心节点的其他系统子节点，都必须遵循预先约定的数据交换标准，提供Webservice数据交换接口。这种架构避免了以往蜘蛛网状的结构，访问和交换关系十分清晰，同时能够在简单化的关系中快速重组业务流程，迅速开发出集成多种数据的应用。

WebService接口可分为XML文件解析接口部件、数据策略接口部件、业务数据保存接口部件和XML日志处理接口部件。在数据交换格式方面采用XML文件格式，每种报文用于不同的航班信息交换，比如航班计划报文、气象信息报文、航行情报报文等，能够灵活扩展和应用。（见图1）

3 提高WebService数据交换的处理能力

数据展现的及时性是CDM能发挥预期作用的重要因素，现场情况瞬间万变，如果系统展现和实际运行情况的差距超过容忍程度，那么CDM所建立的场景将导致无效，甚至是错误的决策！为保证各航空运输部门对数据采集的实时性要求，CDM的数据交换和采集子系统必须采用并发设计。软硬件技术的飞速发展给我们提供了实现并发设计的基础条件，在硬件方面多核处理器的出现极大的支持了并发线程的工作，如今即使是普通个人计算机，其并发处理能力都不容小觑；在网络方面出现了Web负载均衡设备和服务器集群技术，使数据在到达应用前就出现分流；在软件方面计算机系统结构的改善和编程软件的发展，使多线程成为了普遍的应用技术。

从WebService接口内部来看，由于数据策略接口部件、业务数据保存接口部件需要对数据进行计算，耗时比较长，难以及时完成大数据状态下的数据集成发送和业务处理这两个并行任务，这就需要改进数据采集和解析方式。比如可以在调用WebService的同时完成报文解析作业和业务数据处理作业，也可以在做数据解析时只将报文数据插入到日志表中，而将内容解析安排由其他进程完成。（见图2）

4 基于XML的格式化报文数据

在民用航空运输中可使用格式化表述的运行信息很丰富，比如航班计划数据、航行情报数据、气象数据、流量控制信息、地面准备信息、机组准备信息、旅客值机信息、安全检查信息等等，CDM使用这些信息基本可以展现出一个航班的运行动态，从地面、机组、飞机、旅客、空管等方面进行全方位地追踪控制。不仅如此，在这些基于XML的格式化报文数据的基础上，经过计算CDM还可以对一个机场的航班运行总态势进行统计和分析。如果使用一个合适的数学模型，CDM还可以给出航班运行态势的分析报告，这对辅助运行决策非常有帮助。

5 CDM在数据支持下的作用

即使不考虑使用某种数据模型能给运行带来革新性的变化，CDM使用WebService方式获取大量的基于XML的格式化报文数据并加以统计分析，至少可以达到预警的功能，实际上这在民航协调运行中非常重要，即空管、机场、航空公司等单位对运行容量、即将到来的限制，或者即将到来的限制解除保持共同的期望，从而协调一致采取同方向的措施。

比如某机场将航班延误的处置级别分为3级，分别为I级（特别重大）、II级（重大）、III级（一般）。其中III级（一般）的标准为因特殊天气、流量控制、机场设施、设备故障、机场关闭等因素造成机场出港航班延误1小时以上，仍无起飞时间航班数量达到20架次（含）以上35架次（不含）以下。CDM利用WebService接口获取的机场跑道流量信息、流量控制信息、气象信息等进行综合统计，如果无起飞时间航班的递增值趋向20，且无流控解除信息时就应提前警示启动III级应急预案，同理如果递增值趋向35且无流控解除信息时就应提前警示启动II级应急预案。此时CDM将预警信息通过WebService接口反馈至空管、机场、航空公司等单位的运行管理系统，提醒各方采取限制登机等对应措施。（见图3）

6 结束语

使用WebService做为多种数据的交换方法，机场CDM可以在少投入的情况下迅速理清复杂的数据关系，通过数据的结构化表达和并行化处理达到比较理想的数据加工效果，对机场的航班运行管理产生积极影响。

参考文献

[1] 俄尔等著.《SOA Web Service合约设计与版本化》[M].北京：人民邮电出版社.