CN106846226A - 一种时空信息组装管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种时空信息组装管理***，包括服务注册中心、流程编排工具、流程管理工具、流程执行引擎、流程监控工具。本发明服务组装管理***实现多样化服务元数据的高效索引和快速检索；实现流程的可视化编排，支持分支、并发、异步调用等功能；实现流程的便捷调用，支持动态地产生流程输入参数页面，来启动流程；实现流程中服务的动态调度，在流程执行中，能够实现动态适配参数，创建服务消息，实现服务的调用；实现流程的监控，能够检查跟踪流程状态，捕获异常情况，并提供错误处理机制。
Description
技术领域
本发明涉及公共信息化服务领域，具体来说，涉及一种时空信息组装管理***。
背景技术
国务院在2013年发布《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》(国发[2013]7号)和《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》(国发[2013]32号)，提出推动智慧城市建设，在有条件的城市开展智慧城市试点示范建设，提升公共服务信息化水平。为进一步推进公共信息化服务在民生领域的落实，国家发展改革委、中央编办、工业和信息化等部门联合发布《关于加快实施信息惠民工程有关工作的通知》(发改高技[2014]46号)，提出要整合孤立、分散的公共服务资源，强化多部门联合监管和协同服务，增强民生领域信息服务能力，推进民生领域信息化深度应用，提升公共服务均等普惠水平。智慧城市时空信息云平台通过泛在网络、传感设备、智能计算等新型高科技手段，实时汇集城市各种时空信息，实现智慧城市四个层次的集成整合，实现可透视、感知、广泛互联互通、辅助智能决策、灵性、安全可靠的地理信息综合服务，这也是是现代测绘地理信息服务城市建设与发展的重要方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种为各类空间信息服务提供统一高效管理、智能组装、执行监控的时空信息组装管理***。
本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现：
一种时空信息组装管理***，包括服务注册中心、流程编排工具、流程管理工具、流程执行引擎、流程监控工具，其中，
服务注册中心，用于定义服务元数据规范，实现服务元数据的快速存储、高效索引和缓存，提供服务的可视化注册，并支持服务的人工查询和自动发现；
流程编排工具，用于提供服务链构建工具，提供包括串行、并行、同步、异步的执行方式的流程编排，从而组合已有的服务，形成一个复合的服务；
流程管理工具，用于提供对编排好的流程进行部署、卸载、删除，展示流程的信息，并实现流程服务的自动发布功能；
流程执行引擎，用于响应外部的请求，对流程进行调度执行，在执行中可以按照流程图顺序或并发调用对应的服务，并匹配转换调用数据；
流程监控工具，用于对流程执行实例进行监控，跟踪流程的执行进度，记录流程中产生的数据，并记录流程调用中产生的错误，并支持错误的修复。
服务元数据规范的定义包括：
服务的接口元数据规范，基于OGC的标准，对服务接口描述制定对应的元数据描述规范，并针对非OGC标准的服务，提供通用的服务元数据描述规范；
服务的管理监控元数据规范，针对服务的管理的需求，提供包括服务的功能描述、作者、适用场景的元信息，针对服务监控需求，提供服务的部署位置、属性配置、超时设置等元信息；
服务的QoS元数据规范，针对服务QoS管理的需求，提供包括服务的响应时间、资源占用率、可用性、可靠性的相关指标的元信息描述规范。
流程编排工具通过包括拖放、连线、设置属性的操作，实现流程的可视化编辑。
流程管理工具中的流程展示包括流程查询和流程展示，流程查询根据包括流程名称、创建人、类别、状态的查询，查询结果以流程列表的方式进行返回；流程展示包括图形化展示和流程的输入输出数据展示。
流程执行引擎响应外部请求的方式包括根据流程的输入输出接口，动态生成调用界面，界面中根据接口的数据类型，生成文本框、选择框、日期选择框以及数据选择栏，支持流程初始数据的填写，响应根据服务的输入参数，启动流程，并设置流程的初始数据。
流程监控工具提供流程状态监控和流程错误警报与处理；流程状态监控包括对流程的执行进度监控和流程中产生的各种数据的监控；流程的错误警报用于监控流程中包括服务失效、服务响应错误、服务返回消息为空、服务抛出异常的常见错误信息，并将这些信息以警报形式展示处理，在流程出错后，修改流程数据，进行重试或回退到之前已经执行过的服务处，重新执行。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明一种时空信息组装管理***的***划分结构示意图；
图2是本发明一种时空信息组装管理***的业务流程示意图；
图3是本发明一种时空信息组装管理***流程执行引擎部分外部接口的结构示意图；
图4是本发明一种时空信息组装管理***的外部接口的结构示意图；
图5是本发明一种时空信息组装管理***的***架构。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。
如图1-2所示，一种时空信息组装管理***，包括服务注册中心、流程编排工具、流程管理工具、流程执行引擎、流程监控工具。
服务注册中心定义服务元数据规范，实现服务元数据的快速存储、高效索引和缓存，提供服务的可视化注册，并支持服务的人工查询和自动发现。
制定服务元数据规范，包括定义：WPS、WMS、WCS、WFS服务的接口元数据描述方法，服务的接口元数据描述方法，服务QoS信息的描述方法，以及支持服务管理、监控、流程化调用所需的元信息描述方法。其中，
Web Processing Server(WPS)，web地理处理服务，是空间信息服务的一种，是一种符合OGC规范的Web Service，要实现Web Service，就需要考虑三个元素SOAP、WSDL、UDDI，涉及的问题是服务的发布、查找、绑定和访问，然后将业务逻辑集成到Web Service的框架中，所不同的是OGC WPS已经规定好了统一的服务的基础操作，服务的访问参数，Capabilities的文档内容和格式以及请求与响应的编码模式；Web map service(WMS)，Web地图服务，遵循OGC的WMS1.1.1、1.3.0规范，利用具有地理空间位置信息的数据制作地图，其中将地图定义为地理数据可视的表现，这个规范定义了三个操作：GetCapabitities返回服务级元数据，它是对服务信息内容和要求参数的一种描述；GetMap返回一个地图影像，其地理空间参考和大小参数是明确定义了的；GetFeatureInfo(可选)返回显示在地图上的某些特殊要素的信息；WCS，遵循OGC的WCS1.0.0、1.1.0、1.1.2规范，该服务面向空间影像数据，这些操作允许用户访问“Coverage”数据，如卫星影像、数字高程数据等；Web FeatureService(WFS)，Web要素服务，遵循OGC的WFS1.0.0、1.1.0规范，网络要素服务允许用户终端从多个Web要素服务中取得使用地理标记语言(GML)编码的地理空间数据，支持对地理要素的***，更新，删除，检索和发现服务。该服务根据HTTP客户请求返回GML(GeographyMarkup Language、地理标识语言)数据。WFS对应于常见桌面程序中的条件查询功能，WFS通过OGC Filter构造查询条件，支持基于空间几何关系的查询，基于属性域的查询，当然还包括基于空间关系和属性域的共同查询。
服务的接口元数据规范基于OGC的标准，对WPS、WMS、WCS、WFS等OGC等类型对服务接口描述制定对应的元数据描述规范。并针对非OGC标准的服务，提供通用的服务元数据描述规范；服务的管理监控元数据规范针对服务的管理的需求，提供服务的功能描述、作者、适用场景等元信息。针对服务监控需求，提供服务的部署位置、属性配置、超时设置等元信息；服务的QoS元数据规范针对服务QoS管理的需求，提供服务的响应时间、资源占用率、可用性、可靠性等相关指标的元信息描述规范。
服务元数据存储、索引与缓存提供元数据的存储机制，并对元数据建立索引，同时实现缓存机制，支持元数据的快速检索。
元数据存储机制针对服务元数据可扩展特点，设计具有良好扩展性的元数据存储机制，从而实现不同类型的元数据规范都能够高效存储；元数据索引机制针对服务元数据中包含的结构化和非结构化信息，建立元数据索引机制，可以支持对结构化和非结构化属性的快速检索；元数据缓存机制针对自动发现并调用服务时，对实时性的要求，实现服务元数据的缓存机制，基于缓存策略，实现快速的服务发现。
服务注册提供元数据的在线注册功能。用户可以填写服务的元信息，配置服务的接口、以及调用所需的依赖文件，以及管理所需的元信息，从而将服务在注册中心进行统一管理。
处理类服务的注册实现WPS标准化服务的注册，可以基于标准填写编辑修改服务的接口。对于不符合规范的数据处理服务，提供其个性化服务接口的编辑修改功能；数据类服务的注册实现WMS、WFS、WCS等服务的注册，可以依据规范填写该数据的相关描述信息；通用服务的注册对于非数据处理的服务，可以提供通用的界面，实现对服务的接口进行编辑修改；管理监控以及Qos元信息管理可以对服务管理监控所需的各类元信息进行编辑，并提供接口，支持Qos信息的自动更新。
服务查询与发现提供服务的人工查询功能，使用户能够查询符合条件的服务。提供服务的自动发现功能，可以提供API，实现服务的自动发现和动态绑定。
人工查询功能可以依据名称、功能、接口参数、类型等条件查找注册中心对应的服务。可以支持模糊查询，以及对非结构化描述信息的查询；自动发现功能可以提供API，根据服务的信息，精确发现服务，并返回服务接口的详细描述信息，以及服务调用所需的技术信息，支持服务的动态绑定与调用。
流程编排工具提供服务链构建工具，提供串行、并行、异步等不同执行方式的流程编排，从而组合已有的服务，形成一个复合的服务。其中：
服务查询与绑定在流程编排工具中，可以根据当前流程的需求，查询满足要求的服务，作为编排的原子服务；基于流程类型的查询可以基于流程所属的业务类型，查询满足该类型流程编排所需的服务，并展示在候选服务面板上，供编排使用；基于关键词的服务过滤可以对服务按照关键词进行过滤，实现服务面板上服务的二次过滤，从而快速定位到具体的服务；
流程可视化编辑在流程编排工具中，可以通过拖放、连线、设置属性等操作，实现流程的可视化编辑；流程图设计可以实现拖放、连线、选择、缩放、对齐、命名等编辑操作，实现流程图的可视化设计；流程的顺序、分支、并发控制实现服务在流程中进行顺序组合、并发组合以及支持按照条件进行分支，实现流程的各种控制操作；同步服务和异步服务的编排支持同步服务和异步服务的编排，可以为异步服务设置回调任务，等待回调消息，从而实现长时间执行的服务调用。
流程的数据流设计包括数据依赖关系设置和流程输入输出设置，数据依赖关系设置支持对流程的数据流进行设置，可以支持前面服务产生的数据和后续服务之间的绑定，能够实现基本的数据适配，对数据进行合并分解和适配，使数据能够正确地在流程中传递；流程输入输出设置可以支持对流程设置输入、输出数据，并支持流程的输入输出数据与流程中服务的数据之间绑定。
流程管理工具提供对编排好的流程进行部署、卸载、删除，可以展示流程的信息，并实现流程服务的自动发布功能。
流程的查询展示包括：流程查询，可以根据流程名称、创建人、类别、状态等查询流程，可以将查询结果以流程列表的方式进行返回；流程展示，可以图形化展示流程，以及展示流程的输入输出数据。可以展示各个服务产生和输入的数据。
流程的部署卸载与服务发布包括：流程部署、卸载功能，用于实现对编排好的流程进行部署到流程执行引擎中，部署后的流程可以被调用来执行；实现流程的卸载功能，将部署的流程卸载，卸载后的流程将不能再被调度执行；流程服务的自动发布，在流程部署时，自动根据流程的接口，在服务注册中心注册一个流程服务，该服务可以和普通服务一样被调用。流程卸载后，该服务将自动删除；流程的版本化管理，在一个已经部署的流程修改后，可以重新部署，之前已启动的流程将按照老版本执行，直到流程执行结束。
流程执行引擎响应外部的请求，对流程进行调度执行，在执行中可以按照流程图顺序或并发调用对应的服务，并匹配转换调用数据。其中：
流程启动包括输入页面动态生成，根据流程的输入输出接口，动态生成调用页面。界面中可以并根据接口的数据类型，生成文本框、选择框、日期选择框以及数据选择栏，来支持流程初始数据的填写；流程服务响应，实现流程服务的响应机制，可以响应根据服务的输入参数，启动流程，并设置流程的初始数据；
流程调度包括流程顺序、分支、并行调度，实现对顺序、分支、并行等各种控制逻辑的动态调度，按照流程的执行时序，对服务进行按次序执行；同步服务与异步服务的调用，实现对同步服务和异步服务调用；对于同步服务可以调用并等待返回直到服务超时，对于异步服务，则在调用后直接执行后续服务直到回调任务处进行等待；数据转换适配，对流程中服务调用的输入输出数据进行适配转换，通过服务注册中心中的服务接口信息，自动格式化输入输出消息，保障服务的正确调用。
流程监控工具对流程执行实例进行监控，跟踪流程的执行进度，记录流程中产生的数据，并记录流程调用中产生的错误，并支持错误的修复。其中：
流程状态监控包括流程进度监控，可以监控流程的执行进度，包括并发流程中各个分支的执行进度，该进度可以在页面上实时展示；流程数据监控，可以监控流程中产生的各种数据，包括每一个服务调用的输入输出数据，根据这些数据，来判断流程执行是否正确；
流程错误警报与处理包括流程错误警报，可以监控流程中服务失效、服务响应错误、服务返回消息为空、服务抛出异常等常见的错误信息，并将这些信息以警报形式展示处理；流程错误修复，在流程出错后，可以修改流程数据，进行重试，也可以回退到之前已经执行过的服务处，重新执行。
服务组装管理***中的流程执行引擎部分,需要进行外部接口调用，外部接口包含：1)元数据查询，调用时空数据引擎进行元数据查询,并完成数据绑定；2)服务调用，调用基础时空数据服务中对应的服务；3)服务发布，服务组装管理软件提供服务信息列表，用于服务发布，如图3所示。
服务组装管理***中的内部接口主要包含：1)服务查询，流程编排工具调用服务注册中心，查询对应的服务；2)流程设计，流程管理工具调用流程编排工具，进行流程编排设计；3)启动流程，流程管理工具调用流程执行引擎，启动流程执行；4)监控流程，流程监控工具调用流程监控接口，监控流程执行过程，如图4所示。
本发明服务组装管理***为各类空间信息服务提供统一高效管理、智能组装、执行监控。该***使用服务注册中心支持云服务资源的注册与发现，使用流程编排工具对服务链工作流程进行编排；使用流程管理工具支持流程的的部署、卸载、删除，以及实现流程服务的自动发布功能和执行；使用流程执行引擎来响应外部请求，对流程进行调度执行，在执行中可以按照流程图适配和调用对应的服务；通过流程监控工具对流程执行实例进行监控，跟踪流程的执行进度，记录流程中产生的数据，并记录流程调用中产生的错误，并支持错误的修复。
针对多样化的服务描述需求，数据模式具有高度的可变性，利用MongoDB实现服务元数据的存储和高效查询。多种不同模式的服务元数据的便捷存储，同时由于MongoDB中数据常驻内存，可以实现高效的数据查询。
由于服务的组合需要提供更加简便易用的编排和执行工具，我们采用开源的工作流平台Activiti来实现对流程编排执行的支持，通过扩展Activiti的流程编排工具，实现服务链的快速设计，并扩展底层调用机制，实现流程的调度和执行。
为了能够使***具有更好的可管理性，我们还整合和开源的消息中间件ActiveMQ，用来实现工具中各类事件的发布订阅和推送，这样当服务执行出错的时候，能够及时通知相关人员知晓。
服务组装管理***的***架构包含支撑平台层，核心组件层，接口层以及规范定义，如图5所示。支撑平台层，指构建服务组装管理软件套件所需的各类底层平台软件，包含Activiti工作流，ActivieMQ消息中间件，Tomcat应用服务器，以及数据存储相关的MongoDB和MySQL数据库；核心组件层，指基于支撑平台开发的各类核心组件，包含流程执行监控、流程编排工具，流程执行，流程管理，服务注册中心等；接口层，指对外服务的门户，以及供其他应用调用的管理服务API；规范定制，指定义WPS、WMS、WCS、WFS等服务的接口元数据描述方法，服务QoS信息的描述方法，以及支持服务管理、监控、流程化调用所需的元信息描述方法。
综上所述，本发明服务组装管理***实现多样化服务元数据的高效索引和快速检索；实现流程的可视化编排，支持分支、并发、异步调用等功能；实现流程的便捷调用，支持动态地产生流程输入参数页面，来启动流程；实现流程中服务的动态调度，在流程执行中，能够实现动态适配参数，创建服务消息，实现服务的调用；实现流程的监控，能够检查跟踪流程状态，捕获异常情况，并提供错误处理机制。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种时空信息组装管理***，其特征在于，包括服务注册中心、流程编排工具、流程管理工具、流程执行引擎、流程监控工具，其中，
服务注册中心，用于定义服务元数据规范，实现服务元数据的快速存储、高效索引和缓存，提供服务的可视化注册，并支持服务的人工查询和自动发现；
流程编排工具，用于提供服务链构建工具，提供包括串行、并行、同步、异步的执行方式的流程编排，从而组合已有的服务，形成一个复合的服务；
流程管理工具，用于提供对编排好的流程进行部署、卸载、删除，展示流程的信息，并实现流程服务的自动发布功能；
流程执行引擎，用于响应外部的请求，对流程进行调度执行，在执行中可以按照流程图顺序或并发调用对应的服务，并匹配转换调用数据；
流程监控工具，用于对流程执行实例进行监控，跟踪流程的执行进度，记录流程中产生的数据，并记录流程调用中产生的错误，并支持错误的修复。
2.根据权利要求1所述的一种时空信息组装管理***，其特征在于，服务元数据规范的定义包括：
服务的接口元数据规范，基于OGC的标准，对服务接口描述制定对应的元数据描述规范，并针对非OGC标准的服务，提供通用的服务元数据描述规范；
服务的管理监控元数据规范，针对服务的管理的需求，提供服务的功能描述、作者、适用场景等元信息，针对服务监控需求，提供包括服务的部署位置、属性配置、超时设置的元信息；
服务的QoS元数据规范，针对服务QoS管理的需求，提供包括服务的响应时间、资源占用率、可用性、可靠性的相关指标的元信息描述规范。
3.根据权利要求1所述的一种时空信息组装管理***，其特征在于，流程编排工具通过包括拖放、连线、设置属性的操作，实现流程的可视化编辑。
4.根据权利要求1所述的一种时空信息组装管理***，其特征在于，流程管理工具中的流程展示包括流程查询和流程展示，流程查询根据包括流程名称、创建人、类别、状态的查询，查询结果以流程列表的方式进行返回；流程展示包括图形化展示和流程的输入输出数据展示。
5.根据权利要求1所述的一种时空信息组装管理***，其特征在于，流程执行引擎响应外部请求的方式包括根据流程的输入输出接口，动态生成调用界面，界面中根据接口的数据类型，生成文本框、选择框、日期选择框以及数据选择栏，支持流程初始数据的填写，响应根据服务的输入参数，启动流程，并设置流程的初始数据。
6.根据权利要求1所述的一种时空信息组装管理***，其特征在于，流程监控工具提供流程状态监控和流程错误警报与处理；流程状态监控包括对流程的执行进度监控和流程中产生的各种数据的监控；流程的错误警报用于监控流程中包括服务失效、服务响应错误、服务返回消息为空、服务抛出异常的常见错误信息，并将这些信息以警报形式展示处理，在流程出错后，修改流程数据，进行重试或回退到之前已经执行过的服务处，重新执行。
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