机场应急救援系统软件架构设计

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机场应急救援系统软件架构设计

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第29卷　第12期　　　　　　　武汉理工大学学报·信息与管理工程版　　　　　　　　Vol. 29 No. 12
2007年12月　　　　　JOURNAL OFWUT ( INFORMATION &MANAGEMENT ENGINEER ING) 　　　　　　Dec. 2007
文章编号: 1007 - 144X (2007) 12 - 0085 - 03
收稿日期: 2007 - 06 - 20.
作者简介:朱新平(1983 - ) ,男,湖南常德人,南京航天航空大学民航学院硕士研究生.
基金项目:国家自然科学基金委员会与中国民用航空总局联合资助项目(60776813) .
机场应急救援系统软件架构设计
朱新平1 ,韩松臣1 ,汪东生2
(1. 南京航空航天大学民航学院,江苏南京210016; 2. 武汉理工大学信息工程学院,湖北武汉430070)
摘　要:传统的机场应急救援开展方式暴露出很多缺陷,如何利用计算机信息化技术提高机场应急救援工作
的效率,减少突发事件对机场正常运营的影响,降低救援成本具有重要的实际意义。基于J2EE体系结构,提
出了集成Struts和Hibernate框架的机场应急救援系统架构模型,并对系统功能模块划分和具体的业务流程进
行了分析。
关键词:机场应急救援; MVC; Struts; Hibernate
中图法分类号: TP315　　　　文献标志码:A
　　机场应急救援是民航航空安全系统的重要组
成部分,是航空安全的基本保障。建立有效的机
场应急救援系统,在事故发生的情况下,做好应急
救援工作,果断处置各种紧急事件,避免、减少人
员伤亡和财产损失,减少对机场正常运营带来的
影响具有重要意义。国内关于机场应急救援系统
的研究还不多。迟文学等人基于GIS (地理信息
系统)建立了一套机场应急救援与辅助决策支持
系统,并对相关技术要点进行了阐述。徐忠明[ 1 ]
提出建立以数字集群通信系统为核心的机场应急
联动系统。罗帆[ 2 ]等在问卷调查研究的基础上,
对机场灾害预警管理的工作内容进行了阐述。
当前,计算机、网络信息化技术已经渗透和应
用到各个领域,但在机场应急救援方面的应用仍
很落后,机场各单位应急处理系统各自独立,信息
共享范围有限,形成了一个个“信息孤岛”,难以
应付机场紧急和突发事件的发生,这对机场的应
急救援工作是一个很大的缺陷。Internet/ Intranet
的普及,基于J2EE的Web技术迅猛发展,各种框
架技术的不断成熟为建立机场应急救援系统提供
了有力的支持。因此,基于J2EE体系结构,提出
了集成Struts和Hibernate框架的机场应急救援
系统架构模型,并对系统逻辑结构、功能模块划分
和具体的业务流程进行了分析。
1　Struts框架与M VC模式
Struts是在Jakarta项目下开发的开放源码软
件,是基于Model2设计模式的Web应用开发框
架。Model2 设计模式是模型- 视图- 控制器
(model - view - controller,MVC)模式的一种应用。
MVC将应用程序的事务逻辑同数据表示层分离出
来,其中,模型是应用程序的核心,封装了用户数据
和处理数据的业务逻辑,体现了应用程序的当前状
态,而且可以将用户数据状态的变化提供给多个显
示该数据的视图共用;视图提供了用户界面,是用
户和应用程序进行交互的窗口;控制器连接了模型
和视图,根据用户的请求判断将请求交给哪个模型
来完成,并进行处理结果的回传。
Struts框架主要由模型、视图、控制器和XML
文件4 个部分组成。模型通常由Java Bean 或
EJB组件实现,负责处理业务逻辑;视图包括一组
JSP文件,主要由JSP标签或TagLib构成,它简化
了JSP页面的编码工作; 控制器主要是ActionS2
ervlet,但是对于业务逻辑的操作则主要由Action、
ActionMapp ing和ActionForward这3 个组件协调
完成,其中Action是真正的控制逻辑的实现者,
而ActionMapp ing和ActionForward则指定了不同
业务逻辑或流程的运行方向; Struts中主要包括
web. xml和struts - config. xml 2个配置文件,其中
web. xml是Web 应用的发布描述文件, struts -
config. xml是与Struts相关的特殊信息配置的描
述文件。此外, Struts还利用XML 来描述在国际
化应用中的用户提示信息[ 3 ] 。
2　Hiberna te持久层框架
Hibernate是一个优秀的持久层框架,充分体
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现了对象- 关系映射(object - relational mapp ing,
ORM)的设计理念,提供了强大、高性能的对象到
关系型数据库的持久化服务,并已成为ORM领
域事实上的标准[ 4 ] 。
Hibernate可以处理关联、继承、引用、多态和
集合等方式的持久化,对象生命周期和状态的维
护全部在Hibernate内部完成,无需用户关心,也
不需要对Java的业务对象进行增强。它的底层
仍然是关系数据库,通过封装JDBC AP I的方式
提供面向对象的持久化方式,在JDBC支持的场
合都能够使用。在性能方面, Hibernate的编写者
充分使用了JDBC高级功能,使得使用Hibernate
开发的程序的效率超过直接使用JDBC方式。
Hibernate提供面向对象的查询语言HQL,它
类似与SQL,不过采用的是面向对象的语法,功能
上与SQL 基本等同。由于Hibernate 只是JDBC
的高级封装,本身不具备事务处理功能,但它可以
使用JDBC的事务或者JTA事务处理[ 5 ] 。
3　机场应急救援系统设计目的及流程
3. 1　系统的设计目的
该项目的提出者为某机场应急救援组织机
构,其下辖有指挥中心、航务管理部门、消防灭火
组、医疗救护组和公安警戒组等12个部门及协议
救援单位。在长期的应急救援演练中暴露出一系
列的问题,比如,救援过程中整体协作能力不强,
工作效率不高;救援过程中指挥人员对各部门可
调用资源相关信息不清楚,导致决策失误时有发
生;救援工作结束后,事件评估和经验总结主要依
据工作过程中的语音记录,评估方式单一,评估效
果不佳。
该系统的设计目标是通过与该组织机构的合
作,充分听取指挥中心和各个救援小组,以及机
场、航空公司的需求,提出适合实际救援的机场应
急救援系统架构,整合各救援单位的救援资源信
息,消除“信息孤岛”,促使各救援单位形成合力,
提高救援工作效率。
3. 2　系统的逻辑结构
系统基于B /S (浏览器/服务器)模式,由服
务器和客户端组成。各救援小组负责人可以通过
IE浏览器登录系统,执行指挥中心传达的各种命
令,调度本小组救援资源。系统逻辑结构图如图
1所示。
图1　系统逻辑结构图
3. 3　系统的功能模块
根据机场应急救援工作的实际需求,机场应
急救援系统主要功能模块划分如图2所示。
图2　机场应急救援系统功能模块划分示意图
系统包括: ①报警模块,用于事故报警,负责将
事故信息通知救援小组成员; ②辅助决策模块,是
整个系统的核心,包括事故种类决策模块、救援预
案生成模块、救援力量调度模块,主要协助指挥人
员完成事故种类的决策、应急救援预案的生成、救
援资源调度方案决策; ③日常维护模块,主要完成
救援资源信息、救援单位信息以及个人信息的日常
维护; ④回放模块,用于将以往救援案例记录进行
回放,以便讲评;此外,还有其他外围功能模块。
3. 4　系统的总体架构
通过对各种解决方案和框架结构的比较,选
择Java技术作为系统开发的应用技术。
该系统的辅助决策、日常资源管理、救援历史
回放等几大模块相对独立,但都很复杂,涉及到大
量的数据处理与复杂的业务流程,因此集成的
Struts与Hibernate 架构刚好适合于开发这个系
统,而且能够很好地节约开发时间和开发成本。
集成Struts和Hibernate 框架的机场应急救
援系统总体架构如图3所示。
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第29卷　第12期　　　　　　　　　　　朱新平,等:机场应急救援系统软件架构设计　　　　　　　　　　　　
图3　机场应急救援系统总体架构示意图
该统采用客户浏览器/应用服务器/数据库架
构模式,前台表示层使用JSP技术通过浏览器实
现;中间层(Web层+业务层)使用Struts框架和
Java Bean、EJB等技术来实现,以满足业务需要;
持久层通过Hibernate框架提供对数据库的操作
支持;后台数据库使用SQL Server 2000 数据库,
并根据系统相应功能模块分成决策规则库、救援
预案库、救援资源数据库、救援历史记录数据库分
别设计。
该系统具有如下优点:
(1)合理划分各层的功能,降低层与层之间
的耦合,从而使得整个系统在逻辑结构上更为清
晰,提高了系统的可维护性和可扩展性。
(2)Web层的开发和维护更为方便。传统的
Web层开发中基本上都是将逻辑处理、数据处理
和页面显示等大部分功能放在JSP页面上,但是
在机场应急救援系统的Web层开发中采用MVC
设计模式,从根本上强制性地将它们分开。它把
应用程序分成3个部分:模型、视图和控制器,并
采用主流的Struts框架技术来实现各个部分,它
们相互协作,完成不同的任务。由于所有的页面
跳转都集中在XML配置文件中定义,因此提高了
程序的可读性和可维护性。
(3)先进的持久层实现技术提高了系统的移
植性。运用MVC模式的Struts框架虽然在总体
上实现了对逻辑、显示和控制的分离,但是它没有
提供对复杂的持久层的支持,也就是说当数据要
存入数据库时Struts没有做相应的处理。还是与
传统的开发一样,要通过JDBC、EJB 与数据库交
互。鉴于此, 该系统采用Hibernate, 可以弥补
Struts框架在持久层操作中的不足,它对数据库操
作的大多数技术细节进行了封装,经过Hibernate
的O /R映射( object - relational mapp ing)的配置
文件就可以将数据库表与持久层对象对应起来,
完全符合Java中面向对象的开发思想。而且,由
于Hibernate对不同的数据库都有良好的支持,只
需简单修改Hibernate 中的配置文件hibernate.
cfg. xml就可以实现底层数据库的切换,提高了系
统的移植性。
3. 5　基本业务流程
在表示层运行的浏览器中,通过JSP页面实
现交互,传送请求和接受响应。Web层中的Struts
通过ActionServlet接收请求,并将请求交给Re2
quest - Processor来处理。Request - Processor根
据请求的URL从ActionMapp ing中得到与之相对
应的Action,并根据请求的参数实例化响应中的
ActionForm,再经过Form 验证。业务层负责向
Action提供业务模型组件和该组件的协作对象数
据处理(DAO)组件来完成相关的业务逻辑,并提
供事务处理、缓冲池等容器组件提升系统性能和
保证数据完整。在持久层中,依赖Hibernate的对
象化映射和数据库交互来处理DAO组件请求的
数据,并返回处理结果。
4　结　论
首先介绍了机场应急救援系统的研究现状。
其次介绍了MVC模式的Struts框架技术和Hiber2
nate持久层技术。最后介绍了开发的机场应急救
援系统的基本情况,并对Struts和Hibernate框架
的使用思路作了详细的描述,证明结合使用这2
个框架能够提高系统的开发效率,提升系统的性
能,使得开发的系统在质量上有质的飞跃。
参考文献:
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(下转第91页)
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2006, 28 (7) : 117 - 120.
Design and Rea liza tion of Embedded USB Host In terface
WANG Shaolong, XU Cheng
Abstract:A method adop ting a single - chip computer to control the USB interface chip SL811HS to realize an
embedded USB host was introduced due to the limitation that the existing USB device fails to work without a
PC. This system is composed of anMCU - USB host controller and a high - speed dual - port RAM. The p rin2
cip le of the system was analyzed. The system structure of hardware designing and the host software were also
p resented.
Key words:USB host; SL811HS; host controller driver
WANG Shaolong: Postgraduate; School of Information Engineering,WUT,Wuhan 430070, China.
[编辑:李道文]
(上接第87页)
Design on the A irport Emergency Rescue System
Integra ted Struts and Hiberna te Architecture
ZHU X inping, HAN Songchen,WANG Dongsheng
Abstract: There are some p roblems in traditional emergency rescue app roaches in airports. How to imp rove the
efficiency of emergency rescue work and lower the cost of rescue bymeans of computer information technology
is of great significance for the management of airports. Based on the J2EE architecture, an integrated Airport E2
mergency Rescue System (AERS) combining Struts and Hibernate architecture was put forward. The classifica2
tion of the system function models and specific work p rogram were also analyzed.
Key words: emergency rescue in airport; MVC; Struts; Hibernate
ZHU Xinp ing: Postgraduate; College of Civil Aviation,NUAA,Nanjing 210016, China.
[编辑:李道文]
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学习学习

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感谢分享，好资料值得学习。

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