论文：船岸数据同步原理设计

时间：2021-08-31

　　摘要：船岸数据同步技术是提高航运企业管理水平、保证船舶及人员安全的有效手段。但是，从现有的技术来看，远洋船舶和陆地间，因费用问题难以保持长期在线连接状态。因此，船岸之间通过海事卫星短时连接，从而达到船岸之间数据的同步，是最经济、最安全和最有效的方法。

　　关键词：航运；远洋；船舶；安全监督；船岸信息同步；数据中心；数据库；海事卫星；邮件

　　当今世界航运市场的竞争日趋激烈，管理就成了在竞争中立于不败之地的关键所在。为了更加有效地保证公司质量与安全管理体系有效运行，不断提高公司安全管理人员对船舶的安全监管水平，保证船舶及人员安全，防止污染，减少和避免财产损失，维护公司声誉，因此，需要利用船舶信息同步技术，使船舶安全管理人员能及时地监管在航船舶及船员信息，加强公司管理机关对船舶的控制力度和突发事件的应对能力，确保船舶航行的安全。

　　要实现船岸之间的信息同步，首先考虑的是分布式数据库技术。每一艘船舶都有自己的一个数据中心，岸端有一个中心数据库服务器。通过这一技术，可以使数据库应用系统延伸到船舶，并通过互联网与岸端管理机关进行数据拷贝，从而实现船岸之间的信息传递。但是，从现有的技术来看，远洋船舶和陆地之间难以保持长期在线连接的状态：GPRS和CDMA技术在茫茫的大洋中存在很多的盲点，而通过卫通保持长期的连接费用又很高。因此，从经济角度和可行性上考虑，船岸之间通过海事卫星短时连接，从而达到船岸之间数据的同步，是最经济、最安全和最有效的方法。

　　系统整体构架模型图如下图所示。

　　系统的总体思路

　　本方案可抽象成如下结构的系统模型：陆地与船舶两端的系统通过一个抽象的网络连接来实现数据通信与传输。其中应用系统只负责处理数据和事务流程，中间由一个负责传输数据的抽象网络连接来为两端系统提供应用层上的连接和数据传输的`通道。当需要进行数据通信时，系统将从数据库中查出待增量数据生成一个特殊文件。这个文件实际上就是一个应用层的通信协议，要精炼、可扩展、功能完备。系统只需要将要同步的数据交由抽象的网络层处理、传输，并保证传输数据的顺序性、正确性与安全性。这样，就可以将整个系统中数据事务处理部分与数据传输同步部分分离开来，简化了系统的设计。

　　船岸之间的数据文件同步有很多解决方案，如建设专用通信网络，再利用数据库管理系统数据同步工具同步数据。但考虑远洋船舶的特殊环境，船岸间网络无法保持永远在线状态，通常的网络间数据文件同步方法无法达到需求。同时，如果几百条船都建设高速专用网络，建设成本难于承受。结合技术和经济的因素，通过电子邮件来同步数据就具有明显的优势和不可替代性。

　　通邮件发送的基本思路是，当系统发现有必要进行船岸间数据同步时，它首先会创建一个包含数据文件的新邮件，然后打开卫通C站，将此电子邮件发送至地面接收站，然后通过还原程序将电子邮件中的同步数据复制到数据库中。目标数据库处理完后，再将执行成功的信息通过电子邮件返回源数据库。

　　系统的原理

　　下面就设计一个稳定可靠的系统来实现附件的生成和分解等一系列问题。此系统分为发送端和接收端两个部分，发送端主要用于从底层数据库查找出需同步的数据，加密合成数据后生成数据文件，然后创建新邮件并法送到目的地；接收端主要用于接收发送端发送来的邮件，过滤掉无效的数据文件后解密数据，然后判断数据为增加修改还是删除，并保存入数据库，返回给发送端一条成功信息。

　　原理构架图如下：

　　1. 发送端：

　　1）数据扫描器（DSU）：扫描数据库中数据的变化情况，找出系统中增加、修改或者删除的数据，将这些数据校验，校验合格的数据传送给数据合成器，不合格的数据提示用户修改。

　　2）数据合成器（DCU）：将从数据扫描器中传递来的数据进行加密合成处理，组成符合系统规则的加密字符串数组。

　　3）附件生成器（ABU）：生成一个特殊格式的文件，并将数据合成器所生成的合成数据写入此文件中。

　　4）邮件发送节点（MSN）：创建一个包含由附件生成器生成文件的新邮件，此邮件的主题命名方式为：发送端编号+发送端邮件流水号，最后，由邮件发送节点将此邮件发送到接收端。

　　2. 接收端：

　　1）邮件接收节点（MRN）：接收邮件，过滤掉主题不符合系统命名规范的垃圾邮件，并将附件交予附件过滤器。对于不合法的邮件，通过信息反馈器，发送一条错误信息给发送端。解析邮件主题中所含的发送端流水号，判断该流水号是否符合所收发送端的流水号顺序，如果不符合，则保存此邮件，等待流水号符合顺序后再处理；如果已处理过一次该主题邮件，则不再处理。

　　2）附件过滤器（AFU）：挑选出符合系统命名规范的附件，从这些合法的附件中读取出原始数据，并将附件中的数据提供给数据分解器。对于不合法的附件，通过信息反馈器，发送一条错误信息给发送端。

　　3）数据分解器（DDU）：分解附件过滤器所提供的原始数据，解密数据后，生成数据模型传送到数据存储器。如果原始数据不能生成正确的数据模型时，通过信息反馈器，发送一条错误信息给发送段。

　　4）数据存储器（DPU）：通过数据校验后，判断数据的增加、修改或删除操作，并执行底层数据库存储。最后，通过信息反馈器给发送段传递一条成功消息。

　　5）信息反馈器（IRU）：创建一个新邮件，用于给发送端反馈成功或失败的信息。

　　通过上述构架模式创建的同步系统，不但可以实现船岸同步时数据文件的生成和分解，而且可以保证在信息出现错误时，及时得到接收端的反馈信息，有效的保障了系统的安全性。

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