（交通信息工程及控制专业论文）数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发.pdf

型 】 l i ， ； r e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n to nd i g i t a lc o a s tr a d i os t a t i o n i n t e g r a t e di n f o r m a t i o np r o c e s sp l a t f o r m at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o r t h e d e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y l i uy i ( t r a f f i ci n f o r m a t i o ne n g i n e e r i n g & c o n t r 0 1 ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h a n g y i n g j u n m a y 2 0 1 1 萨 一罩 l 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文= = 錾主篷崖电台绽金值星处堡垩台硒究生珏筮：! 除论文中 已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开 发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密( 请在以上方框内打“寸，) 燃撇：琅一名：汤袈私殳 日期：刚年月矽日 f 0， f 、签：溶 人i ， ； i 岁 中文摘要 摘要 当前，全球航运业的迅猛发展，对水上通信服务的要求愈来愈高。作为海上 安全保障和通信服务部门，海岸电台肩负着常规通信、海上遇险安全值守和通信、 以及海上气象预报和沿海航行警告等大量公益性业务通信的重担。在船岸信息交 互的过程中，海岸电台的作用举足轻重。 本文通过对国内外海岸电台现状的分析，针对国内海岸电台现存的问题，提 出了构建数字海岸电台综合信息处理平台的构想，对平台的构建进行了理论上的 研究，提出了平台建设方案并进行了初步验证。首先通过对分布式信息系统开发 技术、信息资源整合技术、海岸电台数字化技术、以及海岸电台联网技术的研究， 搭建了平台技术框架：其次，通过对海岸电台业务的深入分析研究，设计了数字 海岸电台综合信息处理平台的总体架构、数据流程以及功能模块；最后，利用先 进的信息资源整合方法，对海岸电台内部的业务系统进行资源整合，并结合具体 实例对数字海岸电台综合信息处理平台设计方案进行了验证。 数字海岸电台综合信息处理平台的搭建，符合海岸电台的发展趋势，有助于 我国海岸电台的总体优化和资源共享，有利于对海岸电台进行综合管理。同时， 对于提高海岸电台的服务质量和工作效率，亦有着积极的作用。 关键词：海岸电台；信息资源整合；海上中短波通信；数据库 ， t l l f j 英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h eg l o b a ls h i p p i n gi n d u s t r y , s o c i a la s kf o rm o r e r e q u i r e m e n t sa b o u tt h es e r v i c eo nw a t e rc o r r e s p o n d e n c e a sam a r i t i m es a f e t ya n d c o m m u n i c a t i o n ss e r v i c e s ，c o a s tr a d i os t a t i o n ss h o u l d e rr o u t i n ec o m m u n i c a t i o n s ， m a r i t i m ed i s t r e s s ，s a f e t yd u t ya n dc o m m u n i c a t i o n s ，m a r i t i m ew e a t h e rf o r e c a s t i n g ， c o a s t a ln a v i g a t i o nw a r n i n g sa n dal a r g en u m b e ro fp u b l i cw e l f a r ec o m m u n i c a t i o n s i n t h ep r o c e s so ft h ei m f o r m a t i o ni n t e r a c t i o na b o u ts h i pt os h o r e ，c o a s tr a d i os t a t i o n sp l a y a ni m p o r t a n tr o l e b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h es t a t u so fd o m e s t i ca n df o r e i g nc o a s ts t a t i o n s ，t h i n k i n g a b o u tt h ee x i s t i n gp r o b l e mo fd o m e s t i cc o a s tr a d i os t a t i o n s ，ir a i s e dt h ec o n c e p to ft h e d i g i t a lc o a s tr a d i os t a t i o np l a t f o r mi n t e g r a t e di n f o r m a t i o np r o c e s s ，a n dm a d et h e t h e o r e t i c a ls t u d yo nb u i l d i n gt h i sp l a t f o r m ，t h e ns u b m i tap l a nf o rt h ep l a t f o r mf o r i n t e g r a t i o na tl a s t f i r s tb yt h es t u d yo nd i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e m st e c h n o l o g y , i n f o r m a t i o nr e s o u r c e si n t e g r a t i o nt e c h n o l o g y , d i g i t a lt e c h n o l o g y , a n dc o a s tr a d i o s t a t i o n n e t w o r k i n gt e c h n o l o g y , ap l a t f o r ms p e c i f i c t e c h n i c a lf r a m e w o r kw a s b u i l t s e c o n d ，b yd r a w i n ge x p e r i e n c eo no t h e rp l a t f o r m sb u i l d i n ga n di n - d e p t ha n a l y s i s o fc o a s t a lr a d i os t a t i o n s ，w em a d ea n a l y s i so nt h ed i g i t a lp l a t f o r mf o rt h eo v e r a l l i n t e g r a t e di n f o r m a t i o np r o c e s s i n ga r c h i t e c t u r e ，t h ed a t aa n a l y s i sp r o c e s sa n df u n c t i o n m o d u l e s ，c l e a r i n gt h es p e c i f i cb u i l d i n gd e t a i l so fp l a t f o r m f i n a l l y , b yt h es t u d yo nt h e m e t h o do fi n f o r m a t i o nr e s o u r c e si n t e g r a t e d ，w em a d et h ei n t e g r a t i o no nt h ec o a s t a l r a d i os t a t i o nr e s o u r c e sw i t h i nt h eb u s i n e s ss y s t e m s ，c o m b i n e dw i t hc o n c r e t ee x a m p l e s a n dp r e l i m i n a r yp r o o f t h eb u i l d i n go fd i g i t a lc o a s tr a d i os t a t i o np l a t f o r mi n t e g r a t e di n f o r m a t i o np r o c e s s ， w h i c hi sc o n s i s t e n tw i t ht h ed e v e l o p m e n tt r e n do ft h ec o a s tr a d i os t a t i o nw i l lh e l pt o i n f o r m a t i o ne x c h a n g ea n dr e s o u r c es h a r i n gd u r i n gc h i n e s ec o a s tr a d i os t a t i o n s ，w h i c h i sb e n e f i c i a lf o rt h ei n t e g r a t e dm a n a g e m e n to fc o a s tr a d i os t a t i o n s i tw i l la l s om a k ea p o s i t i v e e f f e c to ni m p r o v i n gt h eq u a l i t yo fs e r v i c ea n de f f i c i e n c yi nc o a s tr a d i o s t a t i o n s k e y w o r d s ：c o a s tr a d i os t a t i o n ；i n f o r m a t i o nr e c o u r s ei n t e g r a t e ；m a r i t i m e s h o r t w a v e m e d i u m w a v ec o m m u n i c a t i o n ；d a t ab a s e t 0 目录 目录 第l 章绪论i 1 1 选题背景l 1 2 课题研究的目的及意义2 1 3 国内外海岸电台现状及发展趋势2 1 4 论文主要内容5 第2 章数字海岸电台综合信息处理平台开发技术概述6 2 1 分布式信息系统开发技术6 2 1 1 分布式数据库系统6 2 1 2 分布式信息系统开发技术简介7 2 2 信息资源整合技术9 2 2 1 信息资源定义9 2 2 2 信息资源整合技术介绍1 0 2 2 3 信息资源整合技术框架结构1 2 2 3 海岸电台数字化与联网技术。：。1 3 2 3 1 海岸电台数字化技术l3 2 3 2 海岸电台联网技术1 4 第3 章数字海岸电台综合信息处理平台设计1 6 3 1 数字海岸电台综合信息处理平台设计目标及原则。1 6 3 2 数字海岸电台综合信息处理平台设计方案1 6 3 2 1 平台网络架构分析1 7 3 2 2 平台数据流程分析1 9 3 2 3 平台功能模块分析2 2 3 3 数字海岸电台业务系统整合方案2 5 3 3 1 数字海岸电台业务内容与系统2 5 3 3 2 数字海岸电台信息资源整合方法2 6 3 3 3 数字海岸电台业务系统整合方案2 7 3 4 数字海岸电台综合信息处理平台设计方案初步验证2 8 3 4 1 计费系统与a r t 等业务系统的整合实例2 8 3 4 2 数字海岸电台综合信息处理平台设计方案初步验证3 2 第4 章总结与展望。3 3 4 1 本文总结3 3 4 2 本文展望3 3 目录 参考文献 (谢 研究生履历 - t i ： 数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发 第1 章绪论 1 1 选题背景 海岸电台是为船岸之间提供通信转接的电台，包括常规通信、海上遇险安全 值守和通信，以及海上气象预报和沿海航行警告等大量公益性业务通信【l 】。它对 确保各国沿海及港口甚至远洋的船舶航行秩序和航行安全发挥着非常重要的作 用。由于海岸电台是兼有国家公益性质的特殊部门，因而经济效益并不是海岸电 台的惟一目的。就我国来说，解放后的几十年中，海岸电台为船舶的安全运输、 遇险救助、港口生产做了大量的工作，为我国交通运输做出了贡献。 我国是一个海运大国，9 0 以上的对外贸易运输任务是由海上交通运输承担。 近年来，随着科学技术的不断发展，我国的海洋运输能力也不断提高，我国港口 年吞吐量已达3 3 亿吨，居世界第一位。随着国内外商务贸易交往日益增多，海运 海管部门对于海岸电台的通信能力、通信质量的要求也越来越高 2 1 。长期以来， 各海岸电台依靠早期开发的信息系统对海岸电台进行运营管理，各类系统之间关 系不紧密，数据交换非常不便，造成了极大的资源浪费。在这类信息系统的管理 下，海岸电台存在着人员投入大、设备利用率低的问题，无法保证运营生产的高 质量完成。不少业务仍处于手工作业以及经验管理的状态，无法满足日益增长的 海岸电台通信业务需求，迫切需要采用科学的、现代化的、新的业务管理信息系 统。实现系统的网络化、集成各类业务功能模块、提高工作效率等都是开发建立 新的海岸电台业务平台所要面对的问题【3 1 。 自上世纪8 0 年代起，我国信息化建设开始起步。发展至今，虽然有所建树， 但是，在信息化建设初期，由于机构和企业在信息资源建设上大多缺乏统筹规划， 大多数应用系统普遍缺乏标准化的数据接口定义，导致建立了大量的异构网络、 异构数据和异构平台，各种不同应用系统林立，不同的应用系统成为彼此隔离的 信息孤岛，给企业和机构往新的高度发展造成了障碍。 本文正是基于上述背景，根据现有系统的特点和社会的需求，依托大连海事 大学与天津海事局通信信息中心合作的项目“数字海岸电台综合业务处理平台”， 对海岸电台进行信息资源整合，提出构建综合信息处理平台方案，并对其可行性 加以验证。 第1 章绪论 1 2 课题研究的目的及意义 本课题的研究目标是：通过研究数字信息资源整合相关理论和方法， 岸电台现有技术，结合海岸电台自身特点，综合整理出一套海岸电台资源 案，构建综合信息处理平台，将我国的海岸电台通过数字化技术集成到一 成我国海岸电台台链。 总的来说，数字海岸电台综合信息处理平台旨在提高海岸电台信息处理效率， 消除海岸电台部门的信息孤岛现象，实现信息资源共享。通过整合优化海岸电台 业务系统，提高海岸电台的通信服务质量和工作效率。数字海岸电台综合信息处 理平台的建立，加强了各海岸电台的信息交换，提高了信息和资源的利用率，因 而具有有重要的现实意义。与此同时，数字海岸电台综合信息处理平台的构建， 对国内其他机构或企业的资源整合，也有一定的参考价值。 1 3 国内外海岸电台现状及发展趋势 进入2 1 世纪后，国际商业船舶运输的趋势是向船舶大型化方向发展。在过去 的5 0 年中，海上商业运输总量增加了三倍。随着世界的贸易增加以及经济全球化， 海上运输将更加频繁。为了保证航船的安全、加强船岸的信息互通、提高海运信 息处理效率和资源利用效率，海岸电台的信息化也进入了一个飞速发展的阶段。 随着国际海上人命安全公约( s o l a s ) 中无线电通信规则的修订与实施，特 别是g m d s s 修正案的实施，以及国家对海上交通运输人命安全的重视，海岸电 台在完成公益性通信职责中作用得到进一步加强。海岸电台履行国际海事组织 ( i m o ) 公约相关义务，除承担常规通信系统m o r s e5 0 0 k h z 、中频2 1 8 2 k h z 、 v h f l 6 信道遇险与安全通信值守外，还承担地面通信系统( g m d s s 系统的重要 组成部分) 海上船舶遇险安全通信值守的职责。目前地面通信系统海上船舶遇险 安全通信值守是海岸电台公益性通信业务的重要组成部分【4 】。 据i m o 在1 9 9 9 年2 月的综合统计，拟建和建成投入运行的v h f m f h fd s c 值班台共计1 3 8 5 个，其中v h fd s c 值班台8 6 7 个，m f d s c 值班台4 3 2 个，h f d s c 值班台8 6 个。各国各地区根据需要，可选择单一类别的数选值班台进行布 设，其中仅布设v h fd s c 值班台的国家有l o 个，仅布设m fd s c 值班台的国家 有2 个，仅布设h fd s c 值班台的国家有3 个，也可选择不同类别数选值班台组 纠 数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发 合布设，其中布设m f h fd s c 值班台的国家有1 个，而布设v h f m fd s c 值班 台的国家和地区有2 5 个，布设v h f m f h fd s c 值班台的国家和地区有4 3 个【5 1 。 显然，绝大多数国家和地区既考虑为航行于v h fd s c 台覆盖区的船舶，也考虑 为航行于m fd s c 台覆盖区的船舶提供遇险安全通信服务。从全球地面无线电数 选值班台的布设和覆盖图可以看出，在北欧的北海沿岸、西欧沿岸、波罗的海沿 岸、地中海沿岸、南美洲的西部沿岸和某些国家的沿岸所布设的v h fd s c 值班 台己形成或基本形成a l 连续覆盖区，在其外面形成了m fd s c 值班台的a 2 连续 覆盖区。因此，不管船舶是沿着灿覆盖区或是沿着a 2 覆盖区从事国际( 或非国 际) 航行，上述这些沿岸布设的v h f m fd s c 值班台都能为其提供良好的遇险安 全通信服纠引。 我国的海岸电台都是在建国初期，按照一港一台的模式建立起来的。目前部 署的海岸电台主要包括上海、广州和天津三个大台。随着海岸电台业务的统筹调 整，规模较小的海岸电台主要承担辖区水域的遇险、安全通信值守；而规模比较 大的海岸电台除了承担公益性通信职责如辖区水域的遇险、安全通信值守、航行 警告、大风警告以及冰况报告播发外，还承担着公众通信任务，如莫尔斯、窄带 直接印字电报、单边带通信、甚高频通信等通信业务【8 】。我国海岸电台在地图上 的位置如图1 1 所示【7 1 。 第1 章绪论 图1 1 我国海岸电台分布图 f i g 1 1t h ec o a s tr a d i os t a t i o n so f c l f i m 自1 9 9 6 年交通部投资建设全国g m d s s 系统以来，各个海岸电台在其信息化 方面都作出了努力。1 9 9 6 年，上海海岸电台建设了岸台计算机信息管理系统；2 0 0 0 年，天津海事局与大连海事大学合作开发的海岸电台计算机信息管理系统正式上 线运行；2 0 0 1 年，广州海岸电台的计算机系统正式上线运行。这些系统的成功开 发，提高了海岸电台的信息化和自动化程度，减轻了操作人员劳动强度，提高了 工作效率和资源利用率，反应了我国海岸电台的大体的发展方向和趋势。 2 0 0 2 年，福建海事局着手建设福建海事局辖区v h f 安全通信工程。工程建 设规模为“七站三中心”，即建设围头、石湖、秀屿、湄洲岛、平潭天大山、湄洲 湾南岸石化基地和罗源湾七个v h f 基站，泉州、莆田和福州海事局三个v h f 控 制中心。该项目于2 0 0 8 年正式投入使用。 2 0 1 0 年，山东海事局沿海辖区甚高频安全通信系统正式运行。根据山东省总 体情况，山东海事局设立了烟台海事局、威海海事局、日照海事局、青岛海事局 等v h f 管理分中心，在辖区沿海关键地段设置v i - i f 站点，全面覆盖山东海事局 数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发 辖区沿海纵深2 5 海里水域，在覆盖区域内，无线通信率可达9 5 以上。 与此同时，在全国各地海岸电台相继建成了甚高频、中高频g m d s s d s c 系 统；在北京海事卫星地面站建设了卫星通信系统；在长江干线建设了4 2 座甚高频 基地台，形成沿岸水域的、1 旺链状覆盖等【9 1 。这些系统的建设，更好地实现了船 岸之间方便快速的信息交换，降低了船岸通信成本，极大地促进了我国航运业的 发展；同时，也对我国的海岸电台信息化建设提出了新的要求。随着需求的变化， 早期的海岸电台的结构已经跟不上时代的节奏，海岸电台内部业务系统独立，信 息资源利用率低下；各海岸电台之间缺乏信息交互各自为政等问题逐渐暴露出来， 亟待解决。 数字海岸电台综合信息处理平台的构想正是在这种情况下产生的，在现在看 来，具有一定的现实意义和实用价值。 1 4 论文主要内容未 二二 本文依托天津海事局通信信息中心与大连海事大学的合作项目数字海岸电 台综合业务处理平台，文章部分内容得到了大连市科学基金项目“面向航运业的 海洋空间数据库引擎研究”( 2 0 0 7 j 2 2 j h 0 0 9 ) 的支持。本文研究目标是设计数字海 岸电台综合信息处理平台建设方案并进行验证，其主要研究包括以下几个部分： 一是对信息资源整合相关理论进行研究；二是从国内外海岸电台的发展趋势出发， 分析设计数字海岸电台综合信息处理平台建设方案；三是针对海岸电台业务系统 的特点，设计海岸电台业务系统整合方案；四是就对所提出方案进行初步验证。 第2 章数字海岸电台综合信息处理平台开发技术概述 第2 章数字海岸电台综合信息处理平台开发技术概述 2 1 分布式信息系统开发技术 2 1 1 分布式数据库系统 分布式数据库系统通常是由许多的计算机通过网络互联而形成。这些分散 计算机一般都使用较小的计算机系统，包含d b m s 的一份完整拷贝副本以及自己 局部的数据库【1 0 1 。 这种组织数据库的方法有着物理中心数据库所没有的优点。首先，它降低了 数据传送代价。因为一般的对数据库的访问操作都体现在对局部数据库的访问； 其次，它提高了系统的可靠性。因为当网络出现故障时，对局部数据库的操作仍 然是可行的，并且在一个位置出问题时，其他的位置仍然可以正常工作，只有当 访问出现故障位置的数据时，整个系统的运作才会受到影响；第三，它便于系统 的扩充。系统需要增加_ 个局部数据库，或者需要增加一个计算机，都是非常容 易的事情。但是有些功能却要付出更高的代价【1 l 】。例如，为了调配在几个位置上 的活动，事务管理的性能比在中心数据库时花费更高，而且甚至抵消许多其他的 优点。 主要特点有以下几点【1 2 】： ( 1 ) 多数处理就地完成： ( 2 ) 各地的计算机由数据通信网络相联系； ( 3 ) 克服了中心数据库的弱点，降低了数据传输代价； ( 4 ) 提高了系统的可靠性，局部系统发生故障，其他部分还可继续工作； ( 5 ) 各个数据库的位置是透明的，方便系统的扩充； ( 6 ) 为了协调整个系统的事务活动，事务管理的性能花费高。 在执行分布式查询时选择查询执行计划的方法和关系运算符的实现算法。根 据系统环境的不同，查询优化所使用的算法也有所不同，通常分为远程广域网环 境和高速局域网环境，其区别主要在网络的带宽。对于一元运算符可以采用集中 式数据库中的查询优化方法。而对于二元运算符，由于涉及场地间的数据传输， 因此必须考虑通信代价。分布式查询中常见的连接运算执行策略包括： 数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发 ( 1 ) 半连接方法：利用半连接运算的转换方法r o o s = ( r & m i c r o ；s ) o o s 。假 设场地1 和场地2 上分别有关系尺和关系s ，首先在s 上执行连接属性上的投影 并将结果传输至场地1 ，在场地l 上执行关系r 与投影的连接操作，再将结果传 输至场地2 与关系s 执行连接操作。这种方法能够降低执行连接运算时的网络通 信代价，主要适用于带宽较低的远程广域网络。 ( 2 ) 枚举法方法：指枚举关系运算符的物理执行计划，通过对比执行计划的 代价选择执行算法的方法。其中，连接运算符的物理执行计划包括嵌套循环方法、 哈希连接法和归并连接法。枚举法主要适用于以磁盘i o 代价为主的高速局域网 环境。 2 1 2 分布式信息系统开发技术简介 目前分布对象技术已经成为建立应用框架( a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ) 和软构件 ( s o f t w a r ec o m p o n e n t ) 的核心技术，在开发大型分布式应用系统中表现出强大的生 命力，并形成了三项具有代表性的主流技术，即o m g 的c o r b a ( c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 、m i c r o s o f t 的a c t i v e x d c o m ( d i s t r i b u t e dc o m p o u n d o b j e c tm o d e l ) 和s u n 公司的j a v a r m i t l 3 1 。 与i n t e r a c t 技术结合是分布对象技术值得重视的发展趋势。i n t e r n e t 技术的发 展，特别是9 0 年代中期w w w 技术的广泛应用，给分布对象技术的应用开辟了 更广阔的空间，o b j e c t w e b 成为人们关注的新热点。从技术的角度看，w w w 应 用已经经历了h y p e r t e x tw 曲和i n t e r a c t i v ew e b 两种形态，但都存在很大的局限性， 突出地表现为应用接入能力受到限制。j a v a 的出现为在浏览器上运行程序提供了 新的途径，标志着o b j e c t w e b 时代的开始。就以网络为中心的分布式应用的发展 而言，这种把对象下载到浏览器中执行的机制也有局限。主要表现在大量的遗留 应用不是用j a v a 写的，自然无法下载到浏览器中运行；同时，某些重要的应用， 包括信息共享与管理类的应用以及信息采集与信号监测应用在逻辑上不能下载到 客户端运行；另外，需要”减肥”的客户机可能难以承受越来越庞大的应用系统。 尽管j a v a 的r m i 解决了访问异地j a v a 对象的问题，但如何管理和访问异地其他 大量非j a v a 对象的问题并没有解决。另外，j a v a r m l 没有提供分布对象事务管理 等服务。1 9 9 6 年下半年，j a v a 与c o r b a 开始携手，共同奠定o b j e c t w e b 时代的 第2 章数字海岸电台综合信息处理平台开发技术概述 术基础。三种主流技术比较如下所示： ( 1 ) c o r b a c o r b a 有几个基本的优点：与开发语言无关的独立性，与开发者无关的独立 和与操作系统无关的独立性。c o r b a 的o r b 在当前每一种主流操作系统上均 有实现。除此之外，c o r b ao r b 可以访问多种语言实现的对象。借助于i i o p ， 某一开发者开发的c o r b ao r b 能够获取，操作远程的由其他的开发者开发的对 l 象。j a v a o r b 允许客户端在没有安装任何特别软件的情况下实现j a v a 客户端应用 程序【1 4 】。 ( 2 ) d c o m 技术 由于m i c r o s o f t 的分布式组件对象模型( d i s t r i b u t e dc o m p o n o n to b j e c tm o d e l ) 仅运行于w i n d o w s 9 5 和w i i l d o w s n t 4 两种操作系统之上，m i c r o s o f t 与第三方开 发商协作，试图将d c o m 移到其它的操作系统上。像c o r b a 一样，d c o m 也 独立于语言，它通过接口用m i c r o s o f t 的对象描述语言( o d l ) 对对象加以描述。 与c o r b a 相比，d c o m 有三个缺点。首先，由于d c o m 是微软开发和定义， 所以d c o m 使用者的选择范围受到了很大的限制。其次，d c o m 的缺乏平台支 持导致了代码的可重用性和d c o m 应用的可扩展性。最后，与c o r b a 相比， d c o m 技术不够成熟。 为了使一个j a v a 的应用程序得以访问服务端的d c o m 对象，开发者不得不 使用正浏览器和w i n d o w s 9 5 n t 平台，只有这样才能支持客户机软件。这样的限 制当然削弱了应用程序在w e b 上的可用性。而另一方面，d c o m 的一个优势在 于，对w i n d o w s n t 9 5 用户免费。过去的历史已经表明，这是与m i c r o s o f t 竞争的 重大障碍【1 5 1 。 ( 3 ) r m hs u n 的j a v a - o n l y 解决方案 r e m o t em e t h o di n v o c a t i o n 是最新的j d k l 1 中的重要特色。r m i 使得j a v a 客 户 户能够访问远程服务对象。这听起来似乎十分类似于c o r b a ，但两者并不一样。 其关键在于服务器端的应用程序也必须用j a v a 编写，且只能使用j d k i 1 中提供 的工具。过去编制的代码根本无法加到新程序中去，除此之外，r m i 还有许多其 它缺陷。 与c o r b a 不同，r m i 没有服务这一概念。另外，根据r m i 写出的j a v a 服务 8 一 数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发 器对象往往性能低劣，这个缺点源于j a v a 虚拟机。r m i 也不包括象c o r b ao r b 那样的对象激活功能。 总而言之，r m i 对于用纯j a v a 书写的小规模的应用程序来说，是一种可行方 案。但c o r b a 提供了集成的基础，这种集成是指新开发的代码和已有对象的集 成，同时允许将来加以扩展。在做出取此舍彼的选择之前，必须权衡上面的各种 因素，并仔细审视每种技术的现状1 6 1 。 2 2 信息资源整合技术 2 2 1 信息资源定义 关于信息资源的定义，美国信息资源管理委员会资深顾问f w ：h o r t o n 博士 认为【1 7 1 ，对于整个社会和国家来说，信息资源包括如下4 个方面内容：( 1 ) 具有 与信息相关的技能的人才；( 2 ) 信息技术中的硬件和软件；( 3 ) 信息机构，如图 书馆、计算中心和信息中心等；( 4 ) 信息处理服务提供者。 。 德国信息管理专家k a s t r o e t m a n n 认为，信息资源包括3 个组成部分：信息 内容、信息系统和信息基础结构。 我国学者乌家培先生认为：信息资源可以有两种理解，一种是狭义的理解， 即信息内容本身；另一种是广义的理解，指的是除信息内容本身外，还包括与其 紧密相连的信息设备、人员信息、信息系统、信息网络等。 尽管在认识上存在一定的分歧，但国内外研究信息资源管理的大多数专家普 遍认为，信息资源是信息社会的重要资源，应该从狭义和广义两个角度来理解和 认识资源的含义【18 1 。 ( 1 ) 狭义信息资源 在人类社会经济活动中经过加工处理后有序化并大量积累的有用信息的集合 被称作狭义信息资源。例如，科学技术信息、社会发展信息、政策法规信息、金 融信息、市场信息等都是常见的狭义信息资源。 ( 2 ) 广义信息资源 从广义的角度理解，广义信息资源是信息和它的生产者以及信息技术的集合。 也就是说，广义信息资源一般由三部分构成：一是人类社会经济活动中经过加工 处理有序化并大量积累后的有用信息的集合；二是为某种目的而生产有用信息的 信息生产 本文 2 2 2 信 行的。现 相融合， 介绍。 要，运行于多种硬件和o s 平台；支持分布式计算，提供跨网络硬件和o s 平台的应 用或服务的交互功能；支持标准协议；支持标准接口。中间件技术资源整合的过 程是：首先，把存储于多个数据库中的信息映射成目标应用程序可以访问的对象， 与此同时，不需要考虑数据库模型和运行平台；其次，将源数据库与目标数据库 映射成相同的模型，并且把编写应用程序的语言转换成为数据源使用的语言，中 间件通过网络查询客户端或数据；最后，将查询结果通过网络返回，用程序并且 转化为应用程序能够使用的形式【1 9 。2 1 1 。 中间件的位置和作用如图2 1 所示。 数字海岸电台综合信息处理平台研究与开发 匦 数据库1 操作系统1 e 亘亟匦二 【b ) 图2 1 中间件的位置和作用示意图 、 f i g 2 1t h ep o s i t i o na n df u n c t i o no f t h er n i d d l e w a r e ( 2 ) w e bs e r v i c e 技术 w e bs e r v i c e 是信息资源整合过程中一种重要的开发模型和信息规范。w e b s e r v i c e 是微软提出的基于互联网的开发模型，一经提出立即得到业界广泛的应 用。经总结，w e bs e r v i c e 主要有以下几种定义： 定义一：w e bs e r v i c e 是自包含的、模块化得应用程序，它可以在w e b 中被描 述、查找、发布以及调用。 定义二：w e bs e r v i c e 是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任 务，遵守具体的技术规范，这些规范使得w e b 服务能与其他兼容的组件进行互操 作。 定义三：w e bs e r v i c e 是指由企业或者政府机构发布的完成其特别商务需求的 在线应用服务，其他公司或者应用软件能够通过i n t e r n e t 来访问并使用这项应用 服务。 总的来说，w e bs e r v i c e 的核心是互操作性。构建w e bs e r v i c e 的核心技术包 窜| 第2 章数字海岸电台综合信息处理平台开发技术概述 ：可扩展标记语言( 订l ) 、w e b 服务描述语言( w s d l ) 、简单对象访问协议 s o a p ) 、w e b 英语服务器、专用通用描述、发现和集成( u d d i ) 注册表、w e b 务网关、j a v a 连接器体系结构( j c a ) 和j a v a 消息服务( s ) 。 w 曲s e r v i c e 提供一种分布的、与平台无关的应用程序机制，能够在微软、。m m 公司所开发的不同平台上的应用程序之间协同工作，实现异构信息的共享与交 1 6 1 o ( 3 ) s o a 技术 s o a ( 面向服务架构) 是一个组建模型，它将应用程序的不同功能单元通过 务间良好的接口联系起来。接口采用中立的方式定义，它独立于实现服务的外 平台，从而使得构建的系统中的服务可以使用统一和标准的方式进行通信。 s o a 是一种软件系统架构，服务是整合s o a 实现的核心。s o a 指定一组实 ，这些实体详细说明如何提供和消费服务。遵循s o a 观点的系统必须要有服务， 些服务是可互操作、独立的、模块化的、位置明确的、松耦合的，并且可以通 网络查找其地址。 s o a 应用开发也提供了理想的集成框架、基于w e b 服务技术和传统消息中间 技术，可以在不改变应用系统原有底层框架的基础上实现灵活的、面向服务的 用集成，从而有助于构造灵活、可扩展的信息资源共享构梨2 2 五5 1 。 2 3 信息资源整合技术框架结构 本文将信息资源整合技术分为以下五个层次：标准和规范层、整合基础网络 、整合数据层、整合平台层和整合应用层。根据以上划分的信息资源整合五个 次框架，并将每个层次所包含的相应技术归纳整理，构成了信息资源整合技术 次框架图，如图2 2 所示。 图2 2 信息资源整合技术框架图 f i g 2 2t h ef r a m e w o r ko fi n t e g r a t e di n f o r m a t i o nr e s o u l 他et e c h n i q u e 2 3 海岸电台数字化与联网技术 2 3 1 海岸电台数字化技术 我国海岸电台发展从建国初期到现在，已经有几十年的时间。随着通信技术 的发展和进步，海岸电台的功能也在逐步的完善。目前，我国海岸电台主要的业 务有：无线电话业务、无线电报业务、数字选择性呼叫业务和广播性业务等。实 现这些业务的过程中主要包含以下几种数字化技术 2 6 - 2 8 】：( 1 ) s s b 单边带通信：( 2 ) v i - i f 甚高频通信；( 3 ) n b d p 窄带直接印字电报；( 4 ) d s c 数字选择性呼叫。 单边带通信( s s b ) 是在调幅制中将载波和另一个边带完全抑制掉，而把信息调 第2 章数字海岸电台综合信息处理平台开发技术概述 在一个边带上进行通信的方式。单边带通信是中短波无线电通信的重要手 ，主要靠地波直接和天波反射进行传播。单边带通信可以用于有线载波电 线电话、传真、电视和数据传输等方面，目前最常用于有线载波电话和远 对点短波无线电通信。 甚高频通信( v h f ) 采用调频体制，即f m 制。甚高频通信是水上移动无线 信中的一个重要系统，用于近距离通信。其工作频段是1 5 6 1 7 4 m h z ，属于 频段。v h f 电台是g m d s s 中a l 航区的主要通信设备，是完成现场通信的 手段，也是完成驾驶台与驾驶台间通信的唯一手段。 窄带直接印字电报( n b d p ) 技术采用f s k 调制，采用了4 b 3 y 检错码和a r q 、 f e c 等差错控制方式，在射频信道以1 0 0 波特的低速率传输，整个过程自动化。 介于m f h f 信道是典型的衰弱信道，传递报文的差错率高，n b d p 技术的使用在 一定程度上克服了这些问题。 数字选择性呼口q ( d s c ) 技术是把数字通信技术与微处理器技术结合的产物。它 可以自动识别各种目的的呼叫并作出相应的响应；通过连接定位仪的接口，可方便 获得船舶的航行信息；多种检错和纠错方式所提供的抗干扰能力使之特别适合海 上移动通信。 2 3 2 海岸电台联网技术 传统海岸电台的构成一般分为两部分：即电台部分和控制终端。以烟台海岸 电台为例，它包括三个部分：收信台、发信台和中控台。中控台与收发信台之间 的遥控信号传输由微波系统实现，中控台通过遥控线路操作收、发信设备与海上 船舶通信。这样的模式就造成了每个电台只与一个终端发生联系，一个终端只能 控制一个电台【冽。 以上的结构导致不同的海岸电台之间信息不能互通，海岸电台之间进行信息 交流也十分困难。鉴于传统海岸电台存在的这些缺点，虚拟海岸电台的概念被提 出【3 0 1