異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究與應(yīng)用

異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成技術(shù)的研究與應(yīng)用指導(dǎo)教師梁永全計(jì)算機(jī)技術(shù)邱峰概述當(dāng)前，一些大型的企、事業(yè)單位，常有很多分支機(jī)構(gòu)，由于工作的側(cè)重點(diǎn)不同，各分支機(jī)構(gòu)可能使用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)管理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)庫(kù)往往存在很大的差異，也就是說(shuō)，這些數(shù)據(jù)庫(kù)的異構(gòu)性表現(xiàn)在多個(gè)方面，如數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同，數(shù)據(jù)的表示不同，管理數(shù)據(jù)的軟件不同，以及系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境不同。隨著企業(yè)合作和政務(wù)電子化的發(fā)展，許多信息系統(tǒng)需要訪(fǎng)問(wèn)這些異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行大量的信息交換。因此，迫切需要一種新的系統(tǒng)框架來(lái)解決多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的集成。筆者對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了研究和探討，總結(jié)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合目前比較流行的WebService技術(shù)，提出一個(gè)基于WebService的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成系統(tǒng)框架，闡述了該框架的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)構(gòu)成和各個(gè)模塊的功能，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于WebService的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成的原型系統(tǒng)。最后通過(guò)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證了方案的可行性和有效性。在該成果中，系統(tǒng)完成了遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)到中間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化和集成，為應(yīng)用程序?qū)Ψ植紨?shù)據(jù)庫(kù)信息的訪(fǎng)問(wèn)提供了底層支持，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)和操作的透明性；通過(guò)采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)保存鏈接信息的方法，使得系統(tǒng)具有一個(gè)彈性的空間，即在新集成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或已有數(shù)據(jù)庫(kù)改變其資料儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)時(shí)，不必全部更改整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也不用更改原始數(shù)據(jù)庫(kù)的儲(chǔ)存格式，能有效地處理未來(lái)激增的資料量、降低了日后系統(tǒng)維護(hù)成本。一、研究背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是Internet技術(shù)的迅猛發(fā)展，在許多行業(yè)、單位或機(jī)構(gòu)、部門(mén)內(nèi)部都逐步實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)、信息的計(jì)算機(jī)化管理。但是，各個(gè)行業(yè)、部門(mén)或機(jī)構(gòu)由于業(yè)務(wù)和功能歸屬不同，因此都是根據(jù)自身的需要，構(gòu)建了許多相互隔離的信息服務(wù)和管理系統(tǒng)。甚至在一個(gè)單位（如一個(gè)企業(yè)、一個(gè)學(xué)校）內(nèi)部各部門(mén)所采用的計(jì)算環(huán)境由不同平臺(tái)組成，而不是固守任何一個(gè)平臺(tái)。這樣隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，這些由不同核心技術(shù)構(gòu)建的信息系統(tǒng)就像一個(gè)個(gè)“信息孤島”，各自有著不同的處理對(duì)象、操作方法和專(zhuān)用客戶(hù)端，在各個(gè)環(huán)節(jié)之間存在著數(shù)據(jù)交流和部門(mén)協(xié)同的問(wèn)題。每個(gè)部門(mén)或單位就是一個(gè)數(shù)據(jù)源，每個(gè)數(shù)據(jù)源都是異構(gòu)的，因而他們之間的信息和組織都不一樣，這就構(gòu)成了一個(gè)巨大而復(fù)雜的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境。那么如何集成、訪(fǎng)問(wèn)這些數(shù)據(jù)呢?

首先要研究他們之間異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成問(wèn)題，只有將這些孤立的數(shù)據(jù)都集成起來(lái)，提供給用戶(hù)一個(gè)統(tǒng)一的視圖，才有可能從巨大的數(shù)據(jù)資源中獲取所需的東西。其次是選用合適的技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、集成和處理。集成是一項(xiàng)很艱巨的工作，因?yàn)樾畔⒌脑黾雍托畔⒃吹亩鄻有越Y(jié)合在一起，檢索有用信息的工作變得非常復(fù)雜。企業(yè)必須不僅能訪(fǎng)問(wèn)傳統(tǒng)的應(yīng)用程序來(lái)源（比如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)），還要能訪(fǎng)問(wèn)可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）文檔、文本文檔、掃描的圖像、視頻剪輯、Web內(nèi)容、電子郵件、分析性三維數(shù)據(jù)和特殊用途的存儲(chǔ)（包括內(nèi)部和外部）。二、研究的主要內(nèi)容對(duì)普通用戶(hù)而言，希望屏蔽掉各種層次的異構(gòu)特性，他們不必知道各物理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的分布，不必知道各物理數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)組成，也不必自己去進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和結(jié)果匯總，只需要通過(guò)簡(jiǎn)便的全局查詢(xún)得到一個(gè)綜合結(jié)果，這就是異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主要的研究?jī)?nèi)容。這種技術(shù)是一個(gè)既與各種數(shù)據(jù)庫(kù)有密切聯(lián)系，又有別于各種數(shù)據(jù)庫(kù)的新的研究領(lǐng)域。它的研究目標(biāo)是對(duì)地理上分布的多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，在盡可能不影響其本身自治性的基礎(chǔ)上，構(gòu)造具有用戶(hù)所需要的透明性的全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，以支持對(duì)各種數(shù)據(jù)庫(kù)的全局應(yīng)用和各異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的靈活的信息交換和共享。針對(duì)以上方面問(wèn)題的介紹，根據(jù)目前異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向，本次研究的主要工作如下:

1、在了解了異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的相關(guān)理論和目前已有研究成果的基礎(chǔ)上，提出了一種基于Web服務(wù)的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成的框架結(jié)構(gòu)。

2、實(shí)現(xiàn)了一個(gè)項(xiàng)目---滕州市安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管預(yù)警救援指揮平臺(tái)，說(shuō)明其可行性和有效性。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1重要概念為更好地闡述本課題研究的內(nèi)容，先明確幾個(gè)重要的概念：異構(gòu)數(shù)據(jù)，是指涉及同一類(lèi)型但在處理方法上存在各種差異的數(shù)據(jù)，在內(nèi)容上，不僅可以指不同的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)是異構(gòu)的(如ORACLE和SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù))；而且可以指不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)之間的異構(gòu)(如結(jié)構(gòu)化的SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化的XML數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)集成，是用來(lái)對(duì)各種異構(gòu)數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的表示、存儲(chǔ)和管理，這些功能在異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)集成屏蔽了各種異構(gòu)數(shù)據(jù)間的差異，通過(guò)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)統(tǒng)一操作。因此集成后的異構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是統(tǒng)一的和無(wú)差異的。異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)信息資源、硬件設(shè)備資源和人力資源的合并和共享。它有兩點(diǎn)要求:一是分布的透明性，二是數(shù)據(jù)的透明訪(fǎng)問(wèn)。分布的透明性:分布的透明性意即分布的獨(dú)立性。這包括兩方面:位置透明性，即用戶(hù)不必知道數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)地，就好像所用到的數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在本地一樣。如果缺乏位置透明性，則每個(gè)應(yīng)用程序都必須關(guān)心自己的位置，本地?cái)?shù)據(jù)就不得不與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分離出來(lái)；分布式存取透明，即可以處理網(wǎng)絡(luò)中任何資源，就如同它們?cè)诒镜貦C(jī)器上一樣，系統(tǒng)必須管理存取控制，同時(shí)提供設(shè)備目錄。數(shù)據(jù)源透明性:在數(shù)據(jù)集成技術(shù)中，如果僅從數(shù)據(jù)的角度來(lái)考慮，則主要是要實(shí)現(xiàn)單一數(shù)據(jù)影像。即對(duì)于系統(tǒng)中的任何一個(gè)用戶(hù)，不管它所需要的數(shù)據(jù)在什么地方，來(lái)自什么樣的數(shù)據(jù)源，在用戶(hù)看來(lái)，這些數(shù)據(jù)是透明的。3.2設(shè)計(jì)特點(diǎn)一個(gè)實(shí)用的信息服務(wù)和數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)在構(gòu)造具有用戶(hù)所需要的透明性的全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，完成對(duì)各種數(shù)據(jù)庫(kù)的全局應(yīng)用和各異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的信息交換和共享，它具有以下特點(diǎn):1、智能性:對(duì)來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的結(jié)構(gòu)化的、半結(jié)構(gòu)化的、或非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理、過(guò)濾、縮減、抽象、合并和歸納等工作；

2、開(kāi)放性:對(duì)于異構(gòu)、分布的數(shù)據(jù)源，必須解決信息表示與結(jié)構(gòu)上的不匹配問(wèn)題；3、主動(dòng)性:對(duì)數(shù)據(jù)表示、交換和服務(wù)機(jī)制進(jìn)行適當(dāng)規(guī)范，并提供主動(dòng)服務(wù)機(jī)制。

3.3設(shè)計(jì)目標(biāo)將采用WebService技術(shù)，來(lái)集成異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)一個(gè)完成異構(gòu)數(shù)據(jù)處理的集成系統(tǒng)。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是:能夠屏蔽平臺(tái)異構(gòu)、數(shù)據(jù)異構(gòu)、方便地對(duì)分散在各地的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，以同一接口輸出;能夠有效地解決分布式數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)同工作的問(wèn)題:具有一個(gè)彈性的環(huán)境，新集成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)改變其資料儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)時(shí)，不必更改整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也不會(huì)更改原始數(shù)據(jù)庫(kù)的儲(chǔ)存格式;能夠有效率地處理未來(lái)激增的資料量、降低日后系統(tǒng)維護(hù)成本。

3.4運(yùn)作流程運(yùn)作流程是：用戶(hù)通過(guò)應(yīng)用程序提交了一個(gè)操作后，經(jīng)過(guò)本地的服務(wù)器，到中間件，由其中介器模塊將用戶(hù)查詢(xún)翻譯成一或多個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，然后由WebService代理器調(diào)用相關(guān)的核心Web服務(wù)，提取遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)的部分相關(guān)數(shù)據(jù)到中間數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶(hù)對(duì)中間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。所有操作結(jié)束后，若數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，則依然由WebService代理器調(diào)用核心Web服務(wù)，將數(shù)據(jù)同步到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)集成中間件數(shù)據(jù)源中介器數(shù)

據(jù)

源Web服務(wù)代理查詢(xún)分解中間數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)同步用

戶(hù)

系統(tǒng)運(yùn)作流程圖3.5系統(tǒng)體系架構(gòu)

系統(tǒng)主要由中介器、WebService代理器，中間數(shù)據(jù)庫(kù)和核心Web服務(wù)四部分構(gòu)成。它封裝了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，構(gòu)建在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間。。。。。。。。。。。。。。。中介器WebService代理器中間數(shù)據(jù)庫(kù)SQL引擎中間DB應(yīng)用程序應(yīng)用程序UDDIWSDL服務(wù)總線(xiàn)核心Web服務(wù)Mssql核心Web服務(wù)核心Web服務(wù)OracleDB2系統(tǒng)體系架構(gòu)3.5.1中介器主要功能包括:給客戶(hù)端提供一個(gè)統(tǒng)一的接口為上層應(yīng)用定制數(shù)據(jù)，包括對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)Web服務(wù)的連接，建立中間數(shù)據(jù)庫(kù)所需的庫(kù)表，方便用戶(hù)對(duì)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。負(fù)責(zé)接收來(lái)自應(yīng)用程序的操作請(qǐng)求，將操作請(qǐng)求分解為多個(gè)局部操作請(qǐng)求。從中間數(shù)據(jù)庫(kù)表中取得相關(guān)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)的連接信息后，傳遞給WebService代理器。最后將代理器返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換，存入中間數(shù)據(jù)庫(kù)。保證事務(wù)執(zhí)行的正確性和一致性，即數(shù)據(jù)同步過(guò)程中的一致性。

中介器的組成主要有分析控制和同步控制兩個(gè)模塊。其中，分析控制模塊負(fù)責(zé)將客戶(hù)端應(yīng)用程序提交的標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)句分解為針對(duì)各個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的子操作，取得相關(guān)庫(kù)名表名集合從中間數(shù)據(jù)庫(kù)中取得的連接信息提交到WebService代理器。同步控制模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，在數(shù)據(jù)要求同步時(shí)對(duì)中間數(shù)據(jù)庫(kù)中生成的臨時(shí)表的結(jié)構(gòu)和表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，若有更改，則利用相應(yīng)的Web服務(wù)通過(guò)WebService代理器對(duì)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理(更新、增加、刪除、修改)，從而保持本地端和源端數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的同步。3.5.2中間數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)研究，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的差異可歸結(jié)為：用戶(hù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式差異:某一特征在不同數(shù)據(jù)庫(kù)中字段名稱(chēng)不同。數(shù)據(jù)存放形式的差異:某一數(shù)據(jù)特征在不同數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的值代表的意義不同。數(shù)據(jù)類(lèi)型的差異:某一數(shù)據(jù)特征的類(lèi)型在不同數(shù)據(jù)庫(kù)中可能不同。數(shù)據(jù)存放位置的差異:某一數(shù)據(jù)特征在一些數(shù)據(jù)庫(kù)中可能存放于某一字段的幾位中，也可能存放在另一些數(shù)據(jù)庫(kù)的幾張表的不同字段中，或者根據(jù)一定的條件才能判斷出其取值位置。

針對(duì)上述問(wèn)題，考慮在中間數(shù)據(jù)庫(kù)建立數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)照表，列出遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)的接口名稱(chēng)、屬性，以及與中間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)得表名和字段名，對(duì)于一對(duì)多的情況，可對(duì)應(yīng)一條或多條規(guī)則。若未經(jīng)整合處理，只是單純的從原始數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)，以上問(wèn)題將很難解決，雖然以強(qiáng)大的搜索著稱(chēng)，得到的還是一些分散的數(shù)據(jù)。因此中間庫(kù)基礎(chǔ)表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是該系統(tǒng)的另一關(guān)鍵。3.5.3Web服務(wù)代理器WebService代理器的功能是調(diào)用遠(yuǎn)端的Web服務(wù)，提供本地調(diào)用的接口函數(shù)。在得到中介器傳入庫(kù)名、表名等基本信息以及鏈接地址后，代理器向UDDI發(fā)SOAP請(qǐng)求消息，從而調(diào)用對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)。另外一個(gè)重要的功能是對(duì)請(qǐng)求事務(wù)的管理。通常將一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作組成一組，稱(chēng)作事務(wù)。事務(wù)是必須被作為一個(gè)原子、外觀(guān)上孤立于其他事務(wù)執(zhí)行的單位。而且，DBMS保證持久性，即己完成事務(wù)所做的工作決不會(huì)丟失。事務(wù)管理從應(yīng)用系統(tǒng)接受事務(wù)命令，從而得知什么時(shí)候事務(wù)開(kāi)始，什么時(shí)候事務(wù)結(jié)束，以及應(yīng)用系統(tǒng)的期望信息。

通常我們說(shuō)正確執(zhí)行的事務(wù)符合“ACID準(zhǔn)則”，其中:“A”表示“原子性”，即事務(wù)完全執(zhí)行或完全不執(zhí)行?！癈”表示“一致性”，即，所有的數(shù)據(jù)庫(kù)都有一致性約束。“I”表示“隔離”，即表面看起來(lái)每一個(gè)事務(wù)都是在沒(méi)有事務(wù)同時(shí)執(zhí)行的情況下執(zhí)行的?！癉”表示“持久性”，即一旦事務(wù)完成了，則事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的影響就不會(huì)丟失。

3.5.4核心Web服務(wù)

為了更好的支持異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的集成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)與中間件的銜接。在數(shù)據(jù)源端實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)是代理操作，是建立本地的數(shù)據(jù)源代理機(jī)制。數(shù)據(jù)源管理員可以通過(guò)選取哪些數(shù)據(jù)為公開(kāi)數(shù)據(jù)，然后對(duì)公開(kāi)數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)布Web服務(wù)建立對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)源的連接。以中間件傳入的參數(shù)建立操作代理，滿(mǎn)足客戶(hù)端的引用。因此它應(yīng)該能夠訪(fǎng)問(wèn)一定類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并能夠容易升級(jí)其所支持的范圍；不是針對(duì)某數(shù)據(jù)庫(kù)而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的接口，它應(yīng)該是一個(gè)結(jié)構(gòu)較柔性的功能體，允許一定范圍的配置。

在執(zhí)行一次調(diào)用時(shí)，中間件通過(guò)中介器的分析得到了調(diào)用中涉及到的數(shù)據(jù)庫(kù)、表等基本信息以及遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)的連接信息。核心Web服務(wù)得到這些信息后，將其作為參數(shù)，調(diào)用發(fā)布的Web服務(wù)完成數(shù)據(jù)的抽取、增加、修改、刪除等操作。實(shí)際中，核心Web服務(wù)起到了操作代理的作用。由于WebService采用XML作為通信媒介，所有的數(shù)據(jù)均以XML表示，因此，在數(shù)據(jù)抽取時(shí)得到的數(shù)據(jù)以XML形式存在，經(jīng)過(guò)中間件對(duì)數(shù)據(jù)的處理，用戶(hù)所見(jiàn)的是符合本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)形式，所以用戶(hù)不必了解所訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)源類(lèi)型。3.6系統(tǒng)的特色基于WebService的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成系統(tǒng)融合了WebService的特點(diǎn)，具有一些典型的特色優(yōu)勢(shì)，這是以往其他集成方法無(wú)法比擬的。本文的協(xié)同中間件系統(tǒng)引入了WebService的一些新的思想和方法，并結(jié)合中間件的優(yōu)點(diǎn)，使得自身也具有許多的優(yōu)點(diǎn)。1、適應(yīng)性WebService其自身所固有的跨平臺(tái)、跨網(wǎng)絡(luò)、跨操作系統(tǒng)等特性被基于Web服務(wù)的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成系統(tǒng)天然的繼承，使系統(tǒng)具有廣泛的適應(yīng)性。不管異構(gòu)的數(shù)據(jù)源是運(yùn)行于何種操作系統(tǒng)，采用何種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，都能夠輕易的將它們集成，不需要去考慮通信的細(xì)節(jié)。2、局部自治性在此系統(tǒng)中，用戶(hù)以普通客戶(hù)身份訪(fǎng)問(wèn)局部數(shù)據(jù)庫(kù)，不需要局部庫(kù)為參與集成而作某些特殊的變化。局部數(shù)據(jù)庫(kù)在提供核心Web服務(wù)的鏈接信息時(shí)，若希望本地?cái)?shù)據(jù)只能夠被讀取，而不允許進(jìn)行DML操作，則只提供部分鏈接信息即可，有效地保護(hù)了局部數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。這些策略使得局部系統(tǒng)在本地?cái)?shù)據(jù)上運(yùn)行的原應(yīng)用程序不受集成系統(tǒng)的干擾，使得其獲得了較大的自治性，有利于對(duì)遺留系統(tǒng)進(jìn)行集成。3、協(xié)同性在系統(tǒng)接受到多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)加鎖和加時(shí)間戳的方法有效的控制了事務(wù)的并發(fā)。另一方面，通過(guò)對(duì)局部數(shù)據(jù)庫(kù)、表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的檢查更新，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)的同步。

4、集成實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單系統(tǒng)中采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)保存局部數(shù)據(jù)庫(kù)核心Web服務(wù)的連接信息，方便靈活的實(shí)現(xiàn)集成新異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)到該系統(tǒng)或刪除已有數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)要加入一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)或當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)改變其資料儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)時(shí)，只需利用對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)對(duì)其進(jìn)行初始化和同步，不必更改整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也不會(huì)更改到原始數(shù)據(jù)庫(kù)的儲(chǔ)存格式，具有良好的擴(kuò)展性。同時(shí)也降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。

四、研究項(xiàng)目

4.1項(xiàng)目介紹為滿(mǎn)足安全生產(chǎn)工作的實(shí)際需要，滕州市人民政府成立了滕州市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮中心。為發(fā)揮好該指揮中心的作用，市政府決定建立滕州市安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管預(yù)警救援指揮平臺(tái)，該平臺(tái)由動(dòng)態(tài)監(jiān)管、監(jiān)測(cè)預(yù)警和應(yīng)急救援3大應(yīng)用軟件平臺(tái)組成，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)網(wǎng)輸送，實(shí)現(xiàn)對(duì)重大危險(xiǎn)源的視頻和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。系統(tǒng)能夠在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管全市規(guī)模以上企業(yè)的重大危險(xiǎn)源，對(duì)安全事故進(jìn)行預(yù)防、預(yù)警，為事故應(yīng)急指揮提供實(shí)時(shí)信息和快速、科學(xué)的輔助決策支持，從而能夠預(yù)防事故發(fā)生和減少事故損失。

4.2對(duì)軟件系統(tǒng)的要求：

1、將滕州市其他各部門(mén)現(xiàn)有的安全監(jiān)控體系一并整合在市局的應(yīng)急救援平臺(tái)中。將煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，危險(xiǎn)運(yùn)輸品車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，部分企業(yè)自己監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息與安監(jiān)局平臺(tái)兼容。

2、在正常指標(biāo)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警（報(bào)警）功能。

3、應(yīng)急救援：要求實(shí)現(xiàn)模型，自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)的預(yù)案。

4、對(duì)滕州市479家規(guī)模以上企業(yè)日常安全進(jìn)行監(jiān)管。

因此，本次軟件開(kāi)發(fā)的主要任務(wù)是整合滕州市資源，實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源自動(dòng)分級(jí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控和事故動(dòng)態(tài)應(yīng)急救援指揮決策。4.3管理信息的特點(diǎn)：1、信息類(lèi)型多本數(shù)據(jù)庫(kù)涉及4種類(lèi)型的數(shù)據(jù)項(xiàng)目，4類(lèi)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)、更新周期、更新方式見(jiàn)下表：數(shù)據(jù)類(lèi)型

說(shuō)明

特點(diǎn)及更新周期

更新方式

基礎(chǔ)信息如企業(yè)及重大危險(xiǎn)源基本情況信息、地理信息不定期首次通過(guò)企業(yè)版軟件收集企業(yè)重大危險(xiǎn)源基礎(chǔ)信息。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施發(fā)生變化時(shí)，企業(yè)上報(bào)更新內(nèi)容安全監(jiān)督信息重大危險(xiǎn)源檢查檢驗(yàn)、安全狀況與監(jiān)督管理信息按監(jiān)督管理規(guī)定，每半年更新一次現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息重大危險(xiǎn)源關(guān)鍵參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境濃度參數(shù)分企業(yè)平臺(tái)和政府遠(yuǎn)端平臺(tái)安全生產(chǎn)事故事故狀態(tài)信息有事故信息時(shí)上報(bào)有事故信息時(shí)上報(bào)上述4中數(shù)據(jù)類(lèi)型中，每一類(lèi)數(shù)據(jù)所包含的信息量都非常大，例如：基本信息包括：?jiǎn)挝恍畔ⅲ簡(jiǎn)挝坏幕厩闆r；周邊環(huán)境：周邊環(huán)境基本情況和周邊重點(diǎn)單位基本情況；重大隱患：指危及企業(yè)和周邊環(huán)境安全并經(jīng)有關(guān)部門(mén)確認(rèn)的重大隱患；特種人員：特種作業(yè)人員資格證情況；評(píng)價(jià)信息：企業(yè)歷次安全評(píng)價(jià)情況；安全投入情況：企業(yè)安全投入情況；許可證情況：企業(yè)許可證發(fā)放和核查情況；救援組織機(jī)構(gòu)：企業(yè)應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)信息；應(yīng)急物資和設(shè)備：企業(yè)應(yīng)急專(zhuān)用物資和設(shè)備（施）的基本情況；主要設(shè)備：各生產(chǎn)單元涉及的主要設(shè)備（如：大型壓縮機(jī)組、大型機(jī)泵、反應(yīng)器、關(guān)鍵設(shè)備等）基本情況。

2、未來(lái)信息增量大在市委、市政府的關(guān)心、支持下，我市的招商引資工作成效顯著，每年都有一批經(jīng)濟(jì)效益好、拉動(dòng)作用強(qiáng)、產(chǎn)品附加值高的大中型企業(yè)落戶(hù)滕州。另一方面，我市一些小型企業(yè)管理規(guī)范、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，逐漸成長(zhǎng)為規(guī)模以上企業(yè)。根據(jù)近三年的統(tǒng)計(jì)，我市規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量每年都以10%左右的速度增加，這就意味著我們的指揮平臺(tái)每年都有50家左右的新增監(jiān)管企業(yè)，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，指揮平臺(tái)管理的信息還會(huì)大量增加。

3、信息整合難度大

滕州市其他部門(mén)已經(jīng)具有各自的安全監(jiān)控體系，需要我們加以整合，例如：滕州市煤炭工業(yè)局現(xiàn)在有8個(gè)煤礦安裝了“煤礦安全網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)”（瓦斯、有毒有害氣體的監(jiān)控），包括8個(gè)煤礦專(zhuān)線(xiàn)視頻，其中每個(gè)煤礦只有一路視頻進(jìn)煤炭工業(yè)局中心機(jī)房，視頻的控制和切換由煤礦完成，中心機(jī)房沒(méi)有此功能，另外現(xiàn)中心機(jī)房已有一路并接光纖接到棗莊市。數(shù)據(jù)有瓦斯等有毒有害氣體濃度、風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、歷史曲線(xiàn)等功能。

滕州市煤氣公司安裝有“遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”，采用固定IP的ADSL方式進(jìn)行通訊，視頻內(nèi)容通過(guò)不同的IE瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)，數(shù)據(jù)包括各壓力站的壓力、溫度和環(huán)境濃度，有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、歷史曲線(xiàn)、報(bào)表等功能。滕州市交通局裝有“山東省交通運(yùn)輸GPS信息服務(wù)系統(tǒng)”和“客運(yùn)車(chē)輛安全監(jiān)管系統(tǒng)”軟件，對(duì)我市所有長(zhǎng)途客車(chē)和市內(nèi)出租車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)中心在濟(jì)南。4、實(shí)時(shí)更新快各安全生產(chǎn)企業(yè)將實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)指標(biāo)實(shí)時(shí)發(fā)送到應(yīng)急指揮系統(tǒng)中，指揮平臺(tái)按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)規(guī)范格式解析數(shù)據(jù)，并按照指標(biāo)臨界值要求進(jìn)行相應(yīng)操作。具體要求如下：企業(yè)名稱(chēng)系統(tǒng)名稱(chēng)內(nèi)容描述滕州市煤炭工業(yè)局煤礦安全網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)有瓦斯等有毒有害氣體濃度、風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、歷史曲線(xiàn)等功能。滕州市煤氣公司遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括各壓力站的壓力、溫度和環(huán)境濃度，現(xiàn)場(chǎng)儀表—〉485—〉控制器—〉通過(guò)ADSL方式上傳，有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、歷史曲線(xiàn)、報(bào)表等功能。滕州市交通局山東省交通運(yùn)輸GPS信息服務(wù)系統(tǒng)客運(yùn)車(chē)輛安全監(jiān)管系統(tǒng)

結(jié)論：根據(jù)所管理的數(shù)據(jù)具有信息類(lèi)型多、未來(lái)信息增量大、信息整合難度大、實(shí)時(shí)更新快的特點(diǎn)，決定了其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、物理存儲(chǔ)、操作平臺(tái)及系統(tǒng)環(huán)境等方面有差異性，需要花費(fèi)較高的成本才可達(dá)到滿(mǎn)意的查詢(xún)效果。通過(guò)分析，我們認(rèn)為可以使用異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成技術(shù)進(jìn)行資源整合，來(lái)提高信息獲取的便捷性。設(shè)計(jì)思想為：針對(duì)不同的信息來(lái)源，信息資源整合系統(tǒng)位于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)源和應(yīng)用程序之間，分別進(jìn)行相應(yīng)的處理，向下自動(dòng)去收集、整理和協(xié)調(diào)各數(shù)據(jù)源，向上為用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)提供整合后的數(shù)據(jù)服務(wù)，對(duì)多種常用的信息資源進(jìn)行整合與管理，在此基礎(chǔ)上為用戶(hù)提供快捷的信息服務(wù)。滕州市安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管預(yù)警救援指揮平臺(tái)第一章：怎樣登陸平臺(tái)打開(kāi)IE瀏覽器，在地址欄里輸入：http:///anjian并回車(chē)（ENTER）1，填入您已經(jīng)注冊(cè)的用戶(hù)名2，填入您注冊(cè)時(shí)設(shè)置的密碼3，點(diǎn)擊登錄進(jìn)入平臺(tái)4，沒(méi)有注冊(cè)的用戶(hù)，請(qǐng)先點(diǎn)擊“單位注冊(cè)”第二章：平臺(tái)注冊(cè)請(qǐng)?jiān)趨f(xié)議前“打鉤”，并點(diǎn)擊“下一步”1，填寫(xiě)本單位的全稱(chēng)，可以點(diǎn)擊檢測(cè)來(lái)確認(rèn)單位名稱(chēng)是否被占用2，填寫(xiě)企業(yè)代碼（需撥打安監(jiān)局指揮中心電話(huà)5888111查詢(xún)）3，選擇企業(yè)所在的類(lèi)別4，填寫(xiě)企業(yè)信息員姓名5，填寫(xiě)登陸平臺(tái)所需的用戶(hù)名6，輸入密碼7，信息員的郵箱地址8，信息員個(gè)人聯(lián)系方式9，以上欄目填寫(xiě)無(wú)誤完畢后，點(diǎn)擊“提交”注冊(cè)提交完畢后，顯示該頁(yè)，可點(diǎn)擊“關(guān)閉”。同時(shí)，應(yīng)立即撥打安監(jiān)局監(jiān)管中心電話(huà)5888111，通知相關(guān)人員注冊(cè)完畢，給予審核。第三章：平臺(tái)功能簡(jiǎn)介企業(yè)基本信息的管理和上報(bào)。管理與維護(hù)企業(yè)危險(xiǎn)源信息、電子地圖，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行上報(bào)。企業(yè)日常生產(chǎn)中的安全管理，包括政府監(jiān)管、安全檢查、安全制度、培訓(xùn)教育、職業(yè)衛(wèi)生、設(shè)施臺(tái)帳等。接收政府端下發(fā)公告、通報(bào)、文件、通知、函、新聞、會(huì)議通知、系統(tǒng)公告等。建立、管理多個(gè)平臺(tái)賬號(hào)瀏覽城市電子地圖以及廠(chǎng)區(qū)地圖，并查詢(xún)、定位企業(yè)內(nèi)危險(xiǎn)源和各種安全配套設(shè)施。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)預(yù)案和救援物資進(jìn)行分級(jí)分類(lèi)管理。管理與維護(hù)企業(yè)危險(xiǎn)源信息、電子地圖，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行上報(bào)。第四章：企業(yè)概況1，企業(yè)基本信息1，第一次登錄平臺(tái)顯示此空白頁(yè)面。2，點(diǎn)擊“增加”進(jìn)入企業(yè)基本信息錄入頁(yè)面。*代表必填項(xiàng)目對(duì)填寫(xiě)的信息進(jìn)行保存。不做任何保存，直接返回到之前頁(yè)面。進(jìn)入企業(yè)基本信息編輯頁(yè)面。將當(dāng)前信息上報(bào)到上級(jí)政府管理部門(mén)。2，標(biāo)注企業(yè)范圍1，點(diǎn)擊修改進(jìn)入企業(yè)基本信息編輯頁(yè)面。2，點(diǎn)擊標(biāo)注企業(yè)范圍進(jìn)入電子地圖操作頁(yè)面。2，1電子地圖功能簡(jiǎn)介操作地圖移動(dòng)地圖放大和縮小進(jìn)入圖形編輯狀態(tài)開(kāi)始繪制圖形移動(dòng)圖形或使用右鍵功能保存所繪制圖形2，2繪制企業(yè)范圍1，點(diǎn)擊開(kāi)始2，點(diǎn)擊增加3，在電子地圖上單擊鼠標(biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，沿鼠標(biāo)軌跡則會(huì)出現(xiàn)一條企業(yè)地理范圍邊界線(xiàn)，再次單擊鼠