海事互联互通平台（航海云）设计与实现
发布时间：2020-11-07 20:02
2006年,IMO提出了 e-航海战略并持续推进。在e-航海战略岸基系统通用架构(CSSA:Common Shore System Architecture)中,提出利用“海事互联互通平台(Maritime Connectivity Platform)”概念实现海事资源集中有效管理和相关数据跨区域、跨通信方式的高效无缝交换。基于此,本课题采用Zookeeper和RabbitMQ研究并设计实现了的海事互联互通平台,该平台能够在分布式架构下实现对用户、物标的注册和对服务的管理,以及绑定用户与服务之间的发布订阅关系,对当前国内海事信息化建设和海事通信基础设施平台研究具有重要意义。本文从航海云架构理论模型出发,通过研究Zookeeper分布式管理组件和RabbitMQ消息队列等消息中间件,设计制定了航海云架构的各项业务的具体实现方案,在此基础上,设计并实现了海事互联互通平台。该平台采用面向服务的设计思想,将航海云架构理论模型中的海事身份注册、海事服务注册和海事消息服务分别进行模块化设计,并分别将各个服务软件的接口挂载到RabbitMQ上。同时,利用Zookeeper的数据管理机制实现航海云中的数据目录,并根据Zookeeper的数据监听功能设计历书同步软件,将各个目录与数据库实时同步,最大程度地确保历书中的内容保持最新。为验证航海云系统的可行性和可靠性,设计并开发了航海云客户端软件,并利用该软件对航海云系统所应具备的功能需求逐项检验,在各项功能需求都已满足后,对系统性能做出简单的测试和评估。经测试,本系统与航海云架构理论模型基本符合,并具有较强的鲁棒性。此外,由于采用了消息队列的中间件技术,本系统具有高可扩展性,未来航海云系统中服务的拓展能够方便地集成于系统之中。本课题是在交通运输部海事局重点科技项目“IMO e-航海战略和中国e-航海发展研究”(2016-04)的支持下开展的相关研究工作。
【学位单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：
配数字证书，待用户需要访问航海云资源时，利用该证书来核实用户身份。注册??表中包含用户的静态信息，如联系方式、呼号、通信能力等，也可以包含动态信??息，如位置、航行信息等。如图２．１所示。??广?＾??乂?＾??海事??身份??方?注册，??＾?＼＼??ｉ?安全通信?＞??图２．１海事身份注册??Ｆｉｇ．?２．１?ｍａｒｉｔｉｍｅ?ｉｄｅｎｔｉｔｙ?ｒｅｇｉｓｔｒｙ??２．１．２海事服务注册??第二个关键部分是海事服务注册（ＭＳＲ），它是由点对点网络中许多个服务??代理维护的分布式注册表［２３］。如图２．２所示。??海事??．?服务?＼??眷，、ｔ?调用服务??图２．２海事服务注册??Ｆｉｇ．?２．２?ｍａｒｉｔｉｍｅ?ｓｅｒｖｉｃｅ?ｒｅｇｉｓｔｒｙ??航海云架构中，服务提供者可以在注册表中维护其提供的服务，服务消费者??可以对服务相关信息进行查询。所有活动者都可以作为服务提供者和服务消费者，??－?６?－??
舶或用户互相操作造成了一定的困难。在考虑到这种需求的情况下，设计海事消??息服务（ＭＭＳ）地理感知信息服务，它可以根据用户发来的请求定位到特定地理??区域内的目标［２５］。如图２．３所示。??ｒｒ＞）??ｖ海事消息服务ｊ??－－－??图２．３海事消息服务??Ｆｉｇ．?２．３?ｍａｒｉｔｉｍｅ?ｍｅｓｓａｇｅ?ｓｅｒｖｉｃｅ??在航海领域中，通常釆用ＡＩＳ或ＡＳＭ?（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｍｅｓｓａｇｅｓ）信道来??进行通信，但是在航海云中，通信方式应不仅仅局限于卫星或ＨＦ（Ｈｉｇｈ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、??ＶＨＦ?（Ｖｅｒｙ?Ｈｉｇｈ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）来传送有限的数据包，还应结合互联网（ＴＣＰ／ＩＰ网??络传输协议）等多种可用的通信技术来实现海事资源的互联互通［２６］。??２．１．４历书??历书是航海云架构中一个重要的概念，它相当于各个注册表中可公开部分的??离线版本，功能与电话簿的“白页／黄页”相似，用户可以通过互联网直接访问注册??表，可以定期更新离线历书，允许信息在网络连接可用时被下载，或者通过物理??介质载入，与现今的电子海图保持最新的过程类似［２７］。??－７?－??
图２．６?Ｋａｄｅｍｌｉａ二叉树及查询路由示例??Ｆｉｇ．?２．６?Ｋａｄｅｍｌｉａ?ｂｉｎａｒｙ?ｔｒｅｅ?ａｎｄ?ｅｘａｍｐｌｅ?ｏｆ?ｑｕｅｒｙ?ｒｏｕｔｉｎｇ??图２．６为一个Ｋａｄｅｍｌｉａ二叉树的示例，图中的黑色圆代表指定的节点Ｐ，Ｐ的??ＩＤ就是“０１０”。图中可以看出，整个Ｋａｄｅｍｌｉａ网络根据节点Ｐ可以分为４棵子??－１５?＿??
【参考文献】
本文编号：2874409
【学位单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：
配数字证书，待用户需要访问航海云资源时，利用该证书来核实用户身份。注册??表中包含用户的静态信息，如联系方式、呼号、通信能力等，也可以包含动态信??息，如位置、航行信息等。如图２．１所示。??广?＾??乂?＾??海事??身份??方?注册，??＾?＼＼??ｉ?安全通信?＞??图２．１海事身份注册??Ｆｉｇ．?２．１?ｍａｒｉｔｉｍｅ?ｉｄｅｎｔｉｔｙ?ｒｅｇｉｓｔｒｙ??２．１．２海事服务注册??第二个关键部分是海事服务注册（ＭＳＲ），它是由点对点网络中许多个服务??代理维护的分布式注册表［２３］。如图２．２所示。??海事??．?服务?＼??眷，、ｔ?调用服务??图２．２海事服务注册??Ｆｉｇ．?２．２?ｍａｒｉｔｉｍｅ?ｓｅｒｖｉｃｅ?ｒｅｇｉｓｔｒｙ??航海云架构中，服务提供者可以在注册表中维护其提供的服务，服务消费者??可以对服务相关信息进行查询。所有活动者都可以作为服务提供者和服务消费者，??－?６?－??
舶或用户互相操作造成了一定的困难。在考虑到这种需求的情况下，设计海事消??息服务（ＭＭＳ）地理感知信息服务，它可以根据用户发来的请求定位到特定地理??区域内的目标［２５］。如图２．３所示。??ｒｒ＞）??ｖ海事消息服务ｊ??－－－??图２．３海事消息服务??Ｆｉｇ．?２．３?ｍａｒｉｔｉｍｅ?ｍｅｓｓａｇｅ?ｓｅｒｖｉｃｅ??在航海领域中，通常釆用ＡＩＳ或ＡＳＭ?（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｍｅｓｓａｇｅｓ）信道来??进行通信，但是在航海云中，通信方式应不仅仅局限于卫星或ＨＦ（Ｈｉｇｈ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、??ＶＨＦ?（Ｖｅｒｙ?Ｈｉｇｈ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）来传送有限的数据包，还应结合互联网（ＴＣＰ／ＩＰ网??络传输协议）等多种可用的通信技术来实现海事资源的互联互通［２６］。??２．１．４历书??历书是航海云架构中一个重要的概念，它相当于各个注册表中可公开部分的??离线版本，功能与电话簿的“白页／黄页”相似，用户可以通过互联网直接访问注册??表，可以定期更新离线历书，允许信息在网络连接可用时被下载，或者通过物理??介质载入，与现今的电子海图保持最新的过程类似［２７］。??－７?－??
图２．６?Ｋａｄｅｍｌｉａ二叉树及查询路由示例??Ｆｉｇ．?２．６?Ｋａｄｅｍｌｉａ?ｂｉｎａｒｙ?ｔｒｅｅ?ａｎｄ?ｅｘａｍｐｌｅ?ｏｆ?ｑｕｅｒｙ?ｒｏｕｔｉｎｇ??图２．６为一个Ｋａｄｅｍｌｉａ二叉树的示例，图中的黑色圆代表指定的节点Ｐ，Ｐ的??ＩＤ就是“０１０”。图中可以看出，整个Ｋａｄｅｍｌｉａ网络根据节点Ｐ可以分为４棵子??－１５?＿??
【参考文献】
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本文编号：2874409
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