論文：船岸數(shù)據(jù)同步原理設(shè)計(jì)
摘 要：船岸數(shù)據(jù)同步技術(shù)是提高航運(yùn)企業(yè)管理水平、保證船舶及人員安全的有效手段。但是，從現(xiàn)有的技術(shù)來看，遠(yuǎn)洋船舶和陸地間，因費(fèi)用問題難以保持長期在線連接狀態(tài)。因此，船岸之間通過海事衛(wèi)星短時(shí)連接，從而達(dá)到船岸之間數(shù)據(jù)的同步，是最經(jīng)濟(jì)、最安全和最有效的方法。
關(guān)鍵詞：航運(yùn)；遠(yuǎn)洋；船舶；安全監(jiān)督；船岸信息同步；數(shù)據(jù)中心；數(shù)據(jù)庫；海事衛(wèi)星；郵件
當(dāng)今世界航運(yùn)市場的競爭日趨激烈，管理就成了在競爭中立于不敗之地的關(guān)鍵所在。為了更加有效地保證公司質(zhì)量與安全管理體系有效運(yùn)行，不斷提高公司安全管理人員對船舶的安全監(jiān)管水平，保證船舶及人員安全，防止污染，減少和避免財(cái)產(chǎn)損失，維護(hù)公司聲譽(yù)，因此，需要利用船舶信息同步技術(shù)，使船舶安全管理人員能及時(shí)地監(jiān)管在航船舶及船員信息，加強(qiáng)公司管理機(jī)關(guān)對船舶的控制力度和突發(fā)事件的應(yīng)對能力，確保船舶航行的安全。
要實(shí)現(xiàn)船岸之間的信息同步，首先考慮的是分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)。每一艘船舶都有自己的一個(gè)數(shù)據(jù)中心，岸端有一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。通過這一技術(shù)，可以使數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)延伸到船舶，并通過互聯(lián)網(wǎng)與岸端管理機(jī)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，從而實(shí)現(xiàn)船岸之間的信息傳遞。但是，從現(xiàn)有的技術(shù)來看，遠(yuǎn)洋船舶和陸地之間難以保持長期在線連接的狀態(tài)：GPRS和CDMA技術(shù)在茫茫的大洋中存在很多的盲點(diǎn)，而通過衛(wèi)通保持長期的連接費(fèi)用又很高。因此，從經(jīng)濟(jì)角度和可行性上考慮，船岸之間通過海事衛(wèi)星短時(shí)連接，從而達(dá)到船岸之間數(shù)據(jù)的同步，是最經(jīng)濟(jì)、最安全和最有效的方法。
系統(tǒng)整體構(gòu)架模型圖如下圖所示。
系統(tǒng)的總體思路
本方案可抽象成如下結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)模型： 陸地與船舶兩端的系統(tǒng)通過一個(gè)抽象的網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與傳輸。其中應(yīng)用系統(tǒng)只負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)和事務(wù)流程，中間由一個(gè)負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)的抽象網(wǎng)絡(luò)連接來為兩端系統(tǒng)提供應(yīng)用層上的連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈．?dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，系統(tǒng)將從數(shù)據(jù)庫中查出待增量數(shù)據(jù)生成一個(gè)特殊文件。這個(gè)文件實(shí)際上就是一個(gè)應(yīng)用層的通信協(xié)議，要精煉、可擴(kuò)展、功能完備。系統(tǒng)只需要將要同步的數(shù)據(jù)交由抽象的網(wǎng)絡(luò)層處理、傳輸，并保證傳輸數(shù)據(jù)的順序性、正確性與安全性。這樣，就可以將整個(gè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)事務(wù)處理部分與數(shù)據(jù)傳輸同步部分分離開來，簡化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
船岸之間的數(shù)據(jù)文件同步有很多解決方案，如建設(shè)專用通信網(wǎng)絡(luò)，再利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步工具同步數(shù)據(jù)。但考慮遠(yuǎn)洋船舶的特殊環(huán)境，船岸間網(wǎng)絡(luò)無法保持永遠(yuǎn)在線狀態(tài)，通常的網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)文件同步方法無法達(dá)到需求。同時(shí)，如果幾百條船都建設(shè)高速專用網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)成本難于承受。結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的因素，通過電子郵件來同步數(shù)據(jù)就具有明顯的優(yōu)勢和不可替代性。
通郵件發(fā)送的基本思路是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有必要進(jìn)行船岸間數(shù)據(jù)同步時(shí)，它首先會創(chuàng)建一個(gè)包含數(shù)據(jù)文件的新郵件，然后打開衛(wèi)通C站，將此電子郵件發(fā)送至地面接收站，然后通過還原程序?qū)㈦娮余]件中的同步數(shù)據(jù)復(fù)制到數(shù)據(jù)庫中。目標(biāo)數(shù)據(jù)庫處理完后，再將執(zhí)行成功的信息通過電子郵件返回源數(shù)據(jù)庫。
系統(tǒng)的原理
下面就設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)附件的生成和分解等一系列問題。此系統(tǒng)分為發(fā)送端和接收端兩個(gè)部分，發(fā)送端主要用于從底層數(shù)據(jù)庫查找出需同步的`數(shù)據(jù)，加密合成數(shù)據(jù)后生成數(shù)據(jù)文件，然后創(chuàng)建新郵件并法送到目的地；接收端主要用于接收發(fā)送端發(fā)送來的郵件，過濾掉無效的數(shù)據(jù)文件后解密數(shù)據(jù)，然后判斷數(shù)據(jù)為增加修改還是刪除，并保存入數(shù)據(jù)庫，返回給發(fā)送端一條成功信息。
原理構(gòu)架圖如下：
1. 發(fā)送端：
1） 數(shù)據(jù)掃描器（DSU）：掃描數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的變化情況，找出系統(tǒng)中增加、修改或者刪除的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)校驗(yàn)，校驗(yàn)合格的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)合成器，不合格的數(shù)據(jù)提示用戶修改。
2） 數(shù)據(jù)合成器（DCU）：將從數(shù)據(jù)掃描器中傳遞來的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密合成處理，組成符合系統(tǒng)規(guī)則的加密字符串?dāng)?shù)組。
3） 附件生成器（ABU）：生成一個(gè)特殊格式的文件，并將數(shù)據(jù)合成器所生成的合成數(shù)據(jù)寫入此文件中。
4） 郵件發(fā)送節(jié)點(diǎn)（MSN）：創(chuàng)建一個(gè)包含由附件生成器生成文件的新郵件，此郵件的主題命名方式為：發(fā)送端編號+發(fā)送端郵件流水號，最后，由郵件發(fā)送節(jié)點(diǎn)將此郵件發(fā)送到接收端。
2. 接收端：
1） 郵件接收節(jié)點(diǎn)（MRN）：接收郵件，過濾掉主題不符合系統(tǒng)命名規(guī)范的垃圾郵件，并將附件交予附件過濾器。對于不合法的郵件，通過信息反饋器，發(fā)送一條錯(cuò)誤信息給發(fā)送端。解析郵件主題中所含的發(fā)送端流水號，判斷該流水號是否符合所收發(fā)送端的流水號順序，如果不符合，則保存此郵件，等待流水號符合順序后再處理；如果已處理過一次該主題郵件，則不再處理。
2） 附件過濾器（AFU）：挑選出符合系統(tǒng)命名規(guī)范的附件，從這些合法的附件中讀取出原始數(shù)據(jù)，并將附件中的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)分解器。對于不合法的附件，通過信息反饋器，發(fā)送一條錯(cuò)誤信息給發(fā)送端。
3） 數(shù)據(jù)分解器（DDU）：分解附件過濾器所提供的原始數(shù)據(jù)，解密數(shù)據(jù)后，生成數(shù)據(jù)模型傳送到數(shù)據(jù)存儲器。如果原始數(shù)據(jù)不能生成正確的數(shù)據(jù)模型時(shí)，通過信息反饋器，發(fā)送一條錯(cuò)誤信息給發(fā)送段。
4） 數(shù)據(jù)存儲器（DPU）：通過數(shù)據(jù)校驗(yàn)后，判斷數(shù)據(jù)的增加、修改或刪除操作，并執(zhí)行底層數(shù)據(jù)庫存儲。最后，通過信息反饋器給發(fā)送段傳遞一條成功消息。
5） 信息反饋器（IRU）：創(chuàng)建一個(gè)新郵件，用于給發(fā)送端反饋成功或失敗的信息。
通過上述構(gòu)架模式創(chuàng)建的同步系統(tǒng)，不但可以實(shí)現(xiàn)船岸同步時(shí)數(shù)據(jù)文件的生成和分解，而且可以保證在信息出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，及時(shí)得到接收端的反饋信息，有效的保障了系統(tǒng)的安全性。
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