對水利應(yīng)用支撐平臺的建議

張永進(jìn) , 解建倉 , 蔡 陽 , 吳晶晶

（1.西安理工大學(xué) 水利水電學(xué)院, 陜西 西安 710048；2.水利部水利信息中心, 北京 100053）

0 引言

J2EE，SOA 等國際規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，對水利信息化應(yīng)用影響很大，構(gòu)建應(yīng)用支撐平臺，快速為應(yīng)用服務(wù)，成了討論熱點(diǎn)和實(shí)踐的方向。近 10 年的研究與實(shí)踐，讓我們發(fā)現(xiàn)，在一般商業(yè)平臺產(chǎn)品與水利應(yīng)用之間，還要有 1 個中間件平臺，有了這個平臺才能夠真正支撐起應(yīng)用。本文就是要討論這樣的水利應(yīng)用支撐平臺（以下簡稱平臺）。

1 平臺構(gòu)建的目標(biāo)

構(gòu)建平臺是為了提高水利應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率、穩(wěn)定性和系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的能力，為此，平臺應(yīng)支持：通過組件構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)[1]；組件之間的信息交換；通過簡潔的方式增加、刪除、升級組件改變應(yīng)用系統(tǒng)功能；適應(yīng)工作負(fù)荷變化的靈活配置能力，使應(yīng)用系統(tǒng)對規(guī)模的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

2 平臺技術(shù)模型

水利應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)由通過平臺服務(wù)定制功能描述的業(yè)務(wù)組件和外部應(yīng)用服務(wù)訪問邏輯來實(shí)現(xiàn)，并可由服務(wù)執(zhí)行功能進(jìn)行加載、運(yùn)行。其中，業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)層所包含的業(yè)務(wù)組件可根據(jù)水利應(yīng)用系統(tǒng)的需要不斷修改、補(bǔ)充或刪除。平臺技術(shù)模型如圖 1 所示。

3 平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

應(yīng)支持 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)?？蛻舳藨?yīng)在平臺的服務(wù)執(zhí)行功能支持下運(yùn)行水利應(yīng)用系統(tǒng)，并通過業(yè)務(wù)邏輯訪問接口獲得服務(wù)器端的提供業(yè)務(wù)組件功能。平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

4 平臺具體規(guī)定建議

應(yīng)通過 XML 文檔的形式，描述業(yè)務(wù)邏輯與外部應(yīng)用 2 服務(wù)層提供的業(yè)務(wù)組件與功能的時(shí)序和組合關(guān)系，并能在應(yīng)用服務(wù)控制層中的服務(wù)執(zhí)行功能控制下運(yùn)行。

4.1 應(yīng)用服務(wù)控制層

應(yīng)對系統(tǒng)行為及其它資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)和控制，包括對業(yè)務(wù)組件提供的服務(wù)及系統(tǒng)資源的配置和控制，并在服務(wù)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的關(guān)聯(lián)和控制。主要應(yīng)包括以下功能：

圖1 平臺技術(shù)模型

圖2 平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1）服務(wù)定制。應(yīng)提供直觀、簡捷的用戶交互界面，使用戶可建立業(yè)務(wù)組件與功能的時(shí)序和組合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)水利應(yīng)用，并能以 XML 文檔的形式存儲結(jié)果。

2）服務(wù)執(zhí)行。應(yīng)能讀取服務(wù)定制存儲結(jié)果，并按照其定義訪問業(yè)務(wù)組件與外部應(yīng)用服務(wù)，關(guān)聯(lián)相應(yīng)的人機(jī)交互界面，提供水利應(yīng)用系統(tǒng)需要的信息內(nèi)容。

3）流控制。在服務(wù)執(zhí)行中，應(yīng)能按照事先定義的時(shí)序和組合關(guān)系，對業(yè)務(wù)組件產(chǎn)生的信息流進(jìn)行組合、剪裁，以保證信息流動的正常進(jìn)行。

4）安全控制。應(yīng)具備用戶身份認(rèn)證[2]，及以此為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)組件訪問權(quán)限管理，并具備安全事件監(jiān)測和評估的工具或方法。

可通過多種安全機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，如數(shù)字簽名、加密、訪問控制、數(shù)據(jù)完整性等機(jī)制，這些機(jī)制可以單個使用，也可組合使用。應(yīng)遵循 GB/T 9387.2，GB/T16264.8，ISO/IEC 10164-7 及 ISO/IEC 10164-8等標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 人機(jī)交互服務(wù)層

應(yīng)在應(yīng)用服務(wù)控制層中的服務(wù)執(zhí)行功能控制下，為業(yè)務(wù)組件產(chǎn)生的輸入、輸出信息流提供人機(jī)交互界面。應(yīng)提供的人機(jī)交互界面主要服務(wù)功能包括：統(tǒng)計(jì)圖形、空間信息、數(shù)據(jù)表、報(bào)表、交互窗體等服務(wù)。

4.2.1 統(tǒng)計(jì)圖形服務(wù)

應(yīng)滿足以下要求：

1）支持各種常用統(tǒng)計(jì)圖形，例如條形圖、折線圖、直方圖等；

2）支持統(tǒng)計(jì)圖形保存和打印；

3）有簡明扼要的圖題，縱、橫坐標(biāo)，計(jì)量單位符號，縱橫坐標(biāo)應(yīng)標(biāo)明相應(yīng)的刻度、圖例及必要的文字說明等；

4）圖形的基本要素要安排合理，顏色搭配恰當(dāng)；

5）圖例及文字說明要簡明扼要，避免與正文重復(fù)。

建議支持多軸多線形的圖形統(tǒng)計(jì)，坐標(biāo)底色能夠根據(jù)數(shù)據(jù)情況變換。

4.2.2 空間信息服務(wù)

應(yīng)滿足以下要求：

1）支持二維、三維 GIS 信息的表現(xiàn)方式；

2）二維 GIS 服務(wù)在數(shù)據(jù)訪問、操作上，應(yīng)符合 OGC（開放地理信息協(xié)會）和 ISO/TC211（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織地理信息技術(shù)委員會）共同推出的基于 Web 服務(wù)（XML）的空間數(shù)據(jù)互操作實(shí)現(xiàn)規(guī)范WMS，WFS，WCS，WPS，以及用于空間數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換的地理信息標(biāo)記語言 GML；

3）三維 GIS 服務(wù)應(yīng)支持通過遙測、航測等手段獲得的地表圖片信息的相關(guān)操作。

4.2.3 數(shù)據(jù)表服務(wù)

應(yīng)滿足以下功能要求：

1）支持?jǐn)?shù)據(jù)的篩選和排序；

2）數(shù)據(jù)表列項(xiàng)可以根據(jù)用戶的需求重新排列；

3）支持?jǐn)?shù)據(jù)表的標(biāo)題、標(biāo)題欄、表體內(nèi)容等基本元素的裝飾，例如字體、字號、顏色；

4）支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出；

5）建議支持公式計(jì)算、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、邏輯判斷等功能。

4.2.4 報(bào)表服務(wù)

應(yīng)滿足以下功能要求：

1）支持報(bào)表的基本操作，例如報(bào)表的保存、打印、頁面跳轉(zhuǎn)、顯示比例、放大縮小；

2）能通過報(bào)表設(shè)計(jì)工具，支持復(fù)雜的報(bào)表布局，產(chǎn)生所需要的各種系列和格式的報(bào)表；

3）支持報(bào)表的標(biāo)題、制表日期、計(jì)量單位、表內(nèi)分欄、表體內(nèi)容、表尾、附注等基本元素的裝飾，例如字體、字號、顏色等；

4）支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出。

4.2.5 交互窗體服務(wù)

應(yīng)滿足以下功能要求：

1）能根據(jù)業(yè)務(wù)組件輸入信息流的要求，提供美觀窗體界面；

2）窗體描述是與操作系統(tǒng)無關(guān)的、獨(dú)立性較高的界面描述方式，具有較強(qiáng)的移植性。

4.3 業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)層

應(yīng)通過業(yè)務(wù)組件，以服務(wù)的形式提供業(yè)務(wù)功能。其中，每個業(yè)務(wù)組件都應(yīng)符合 IPO 模型，并采用 XML 描述輸入、輸出信息的內(nèi)容，XML Schema描述輸入、輸出的信息格式。同時(shí)應(yīng)提供符合 UDDI 3.0 標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)組件描述。

業(yè)務(wù)組件應(yīng)采用 Web Service 實(shí)現(xiàn)[3]，方法接口要求如下：

1）execute 方法。應(yīng)根據(jù)該方法調(diào)用參數(shù)，執(zhí)行特定業(yè)務(wù)功能。具體參數(shù)如表1 描述。方法返回值為 xs:string 類型，應(yīng)符合 XML Schema 規(guī)范要求的功能執(zhí)行結(jié)果。

2）get Action Return Schema 方法。應(yīng)根據(jù)參數(shù)action Code 返回對應(yīng)的 XML Schema 描述。具體參數(shù)如表2 描述。方法返回值為 xs:string 類型，應(yīng)符合XML Schema 規(guī)范要求。

3）get Action Input Schema 方法。應(yīng)根據(jù)參數(shù)action Code 返回對應(yīng)的 XML Schema 描述。具體參數(shù)如表3 描述。方法返回值為 xs:string 類型，應(yīng)符合 XML Schema 規(guī)范要求。

4）get Actions Info 方法。應(yīng)返回 Service 所包含的業(yè)務(wù)功能的功能編碼和描述。無調(diào)用參數(shù)，返回值為 xs:string 類型，應(yīng)以 XML 格式描述，get Actions Info 方法返回的 XML 格式要求如下：

表1 execute 方法的調(diào)用參數(shù)

表2 get Action Return Schema 方法的調(diào)用參數(shù)

表3 get Action Input Schema 方法的調(diào)用參數(shù)

5）get Action Name 方法。應(yīng)根據(jù)參數(shù) action Code返回對應(yīng)的業(yè)務(wù)功能描述。具體參數(shù)如表4 描述，返回值為 xs:string 類型。

表4 getAction Input Schema 方法的調(diào)用參數(shù)

業(yè)務(wù)組件描述應(yīng)通過符合 UDDI 3.0 標(biāo)準(zhǔn)[4]的目錄服務(wù)系統(tǒng)提供。描述信息應(yīng)符合如下要求：

1）節(jié)點(diǎn)描述，應(yīng)通過 Business Entity 域的Names 屬性描述提供業(yè)務(wù)組件服務(wù)的節(jié)點(diǎn)名稱；

2）節(jié)點(diǎn)提供的業(yè)務(wù)組件服務(wù)，應(yīng)通過Business Service 域的 Names 屬性簡要描述業(yè)務(wù)組件的功能，Descriptions 屬性詳細(xì)描述業(yè)務(wù)組件的功能；

3）業(yè)務(wù)組件服務(wù)訪問路徑，應(yīng)通過Binding Template 域的 Access Points 屬性以 URL 的形式描述業(yè)務(wù)組件服務(wù)所對應(yīng)的 Web Service 的訪問路徑。

4.4 業(yè)務(wù)邏輯訪問接口

對業(yè)務(wù)組件訪問要求為：

1）訪問協(xié)議應(yīng)符合 Web Service 標(biāo)準(zhǔn)要求；

2）以XML，XML Schema 文檔標(biāo)準(zhǔn)描述業(yè)務(wù)組件的輸入、輸出信息流；

3）輸入、輸出信息流應(yīng)能被服務(wù)執(zhí)行功能解析；

4）應(yīng)通過符合 UDDI 標(biāo)準(zhǔn)的訪問協(xié)議獲取業(yè)務(wù)組件描述。

4.5 服務(wù)訪問接口

應(yīng)符合以下規(guī)定：

1）以 XML 文檔標(biāo)準(zhǔn)描述業(yè)務(wù)組件與功能的時(shí)序和組合關(guān)系；

2）能被服務(wù)執(zhí)行功能解析并執(zhí)行。

5 結(jié)語

構(gòu)建了水利應(yīng)用支撐平臺后，信息化的應(yīng)用模式就會發(fā)生根本性變化。數(shù)據(jù)、信息、組件、主題、知識圖成為應(yīng)用服務(wù)中心的實(shí)際內(nèi)容，在平臺的支持下，由組件、主題、知識圖快速組織應(yīng)用；由豐富的多元信息可視化直觀表現(xiàn)應(yīng)用。個性化定制應(yīng)用就是新的應(yīng)用模式。這個模式不是傳說，是實(shí)實(shí)在在的實(shí)踐。

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