【文章內(nèi)容簡介】 作戰(zhàn)部門通過電子海圖了解港 區(qū)兵力部署情況，可以查詢兵力的任務(wù)、計(jì)劃和后勤調(diào)度情況，可以和戰(zhàn)勤、戰(zhàn)勤物資、軍械部門交流工作計(jì)劃和了解情況。 界面可以分配給不同部門，航行管制、碼頭補(bǔ)給、兵力任務(wù)計(jì)劃等可以分別給航保、戰(zhàn)勤、作戰(zhàn)部門或其他有關(guān)部門，各自的作業(yè)流程相互獨(dú)立，相互之間可以通報(bào)工作計(jì)劃，值班員之間可以通過文字交流，用數(shù)據(jù)庫查詢情況。這樣，基本上可以把港口作業(yè)有關(guān)的值班室聯(lián)系起來。以作戰(zhàn)牽頭，其他部門作為輔助，各自業(yè)務(wù)獨(dú)立，相互之間可以交流情況。 港口監(jiān)控管理系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)方案 9 港口監(jiān)控管理系統(tǒng)界面示意圖 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)路線 本系統(tǒng)的建設(shè)需要軟件、硬件、管理等 多方面得配套協(xié)作。監(jiān)控設(shè)備主要從用戶需求角度出發(fā)，購買有關(guān)成熟產(chǎn)品，完成系統(tǒng)集成。系統(tǒng)開發(fā)的核心是各種配套軟件的研發(fā)，這里主要圍繞軟件開發(fā)建設(shè)的技術(shù)路線展開描述。 從安全、性能、成熟度等方面考慮，軟件應(yīng)用系統(tǒng)將以 J2EE 為技術(shù)開發(fā)平臺，根據(jù)系統(tǒng)所劃分的各個(gè)模塊使用相應(yīng)的開發(fā)技術(shù)。 系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)（瀏覽器 /服務(wù)器），實(shí)現(xiàn)客戶端的零部署，架構(gòu)的總體設(shè)計(jì)貫徹 SOA 的思想，采用 MVC（模型 視圖 控制器）架構(gòu)。 J2EE 是一個(gè)開放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和部署的平臺，用于構(gòu)建 N 層的、基于 Web 的、以服務(wù)端計(jì)算為核心的、 模塊化的分布式應(yīng)用。 J2EE 技術(shù)正在成為開發(fā)基于 網(wǎng)絡(luò) 和事務(wù)處理的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的一種廣泛使用的平臺技術(shù) 。 它由一整套服務(wù)（ Services）、應(yīng)用程序接口（ API）和協(xié)議構(gòu)成，全面支持開發(fā)基于 Web的多層應(yīng)用。 J2EE 平臺提供了一個(gè)多層結(jié)構(gòu)的分布式應(yīng)用程序模型，該模型具有重用組件的能力、基于擴(kuò)展標(biāo)記語言 (XML)的數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一的安全模式和靈活的事務(wù)控制 。 根據(jù)系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，我們可以將信息處理層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層進(jìn)一步細(xì)化 分為五個(gè)部分： ? 客戶應(yīng)用 展現(xiàn)層： 客戶應(yīng)用層是系統(tǒng)用戶接口，大部分采用瀏覽器環(huán)境。港口監(jiān)控管理系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)方案 10 通過 portal 等技術(shù)建立展現(xiàn)平臺，方便用戶在這個(gè)界面上提出服務(wù)請求。 監(jiān)控中心的客戶端采用 Java 桌面應(yīng)用程序，保證其可移植性和安全性。 ? 業(yè)務(wù) 流程建模 ： 通過反復(fù)的用戶溝通，明確港口各宏觀業(yè)務(wù)需求，從而準(zhǔn)確的對有關(guān)業(yè)務(wù)流程建模， 這一部分 的工作 獨(dú)立于服務(wù)設(shè)計(jì)和部署層 ， 通過添加敏捷方法來應(yīng)對需求變更的情況。 ? 網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)層 ：是整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu) 的核心層，它承上啟下，對上響應(yīng)業(yè)務(wù)模型，對下調(diào)用相關(guān)組件群完成業(yè)務(wù)需求 ,形成 “業(yè)務(wù)驅(qū)動服務(wù)、服務(wù)驅(qū)動技術(shù) ”的SOA 事務(wù)處理格局。服務(wù)可以根據(jù)粒度分層。雖然細(xì)粒度提供了更多的靈活性，但同時(shí)也意味著 交互的模式可能更為復(fù)雜。粗粒度降低了交互復(fù)雜性，但敏捷性卻下降。 ? 基礎(chǔ) 組件層 ：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層的各個(gè)服務(wù)由各種專業(yè)功能組件構(gòu)成。這些組件包括：數(shù)據(jù)分析組件、 Web 圖表組件、數(shù)據(jù) ORM 組件等?；A(chǔ)組件層 是相關(guān)組件發(fā)揮作用的場所 ，理想情況下 這些組件 也 是平臺 無 關(guān)的。 ? 系統(tǒng)軟件層 ： 這一層包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、商業(yè)智能 (BI)等異構(gòu)系統(tǒng)，是一個(gè)集成的 支撐 平 臺。支撐平臺的產(chǎn)品選擇依賴于用戶對系統(tǒng)總體性能的要求和技術(shù)條件。 整個(gè)系統(tǒng) 由業(yè)務(wù)建模開始，通過定義業(yè)務(wù)過程，得到服務(wù)模型，它是平臺無關(guān)的，實(shí)現(xiàn)了模型與實(shí)現(xiàn)的分離。 系統(tǒng)初步的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下， 應(yīng)用服務(wù)器可以和 Web 服務(wù)器共用一臺機(jī)器。 客戶端主要負(fù)責(zé)人機(jī)交互，包括一些與數(shù)據(jù)和應(yīng)用關(guān)系的圖形和界面運(yùn)算；WEB 服務(wù)器主要負(fù)責(zé)對客戶端應(yīng)用程序的集中管理；應(yīng)用服務(wù)器主要負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)關(guān)系，即事務(wù)處理。應(yīng)用服務(wù)器又可以根據(jù)其處理的具體業(yè)務(wù)不同而分為多個(gè)；數(shù)據(jù)服務(wù)器則主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和組織、分布式管理、備客戶端 數(shù)據(jù)服務(wù)器 HTTP/HTML Web服務(wù)器 應(yīng)用服務(wù)器 系統(tǒng)軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 港口監(jiān)控管理系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)方案 11 分和同步等等。 各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)（除中央監(jiān)控系統(tǒng)）采用瀏覽器 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)（ B/S） 的優(yōu)點(diǎn)： ? 瀏覽器界面易學(xué)易用，使用者無須太多技術(shù)知識 ? 降低安裝和 維護(hù)費(fèi)用 ? 升級簡便，只須在應(yīng)用服務(wù)器端進(jìn)行升級操作 ? 客戶端無應(yīng)用程序，保證瘦客戶機(jī)運(yùn)行 ? 充分保護(hù)現(xiàn)有信息資源 ,避免重復(fù)投資 ? 支持跨平臺的應(yīng)用程序 ? 擴(kuò)展傳統(tǒng)的 C/S 系統(tǒng) ? 遠(yuǎn)程等同于本地 ? 容易集成最新的技術(shù) 中央監(jiān)控系統(tǒng)采用 C/S（客戶端 /服務(wù)器）架構(gòu)。 為保證開發(fā)進(jìn)度要求，提高系統(tǒng)成熟度、運(yùn)行的可靠性，在開發(fā)中我們采用了一系列成熟可靠的技術(shù)： ? ArcGIS— 電子沙盤 ? OpenGVS— 三維實(shí)體建模 ? Map Object For Java — GIS ? SWT— Java 快速桌面應(yīng)用開發(fā)平臺 ? Struts 架構(gòu)、 Spring 架構(gòu) — Web 框架 ? Jclass、 JfreeChart — 圖表工具 ? EJB、 Hibernate — ORM 工具 ? IDE： Eclipse、 Jbuilder、 WSAD 系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)采用基于 JAAS（ Java 授權(quán)與認(rèn)證服務(wù)）的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，以用戶認(rèn)證、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)加密傳輸?shù)葍?nèi)容為核心，全面保證系統(tǒng)的安全性。同時(shí)在保證安全性的前提下，提高系統(tǒng)的可移植性。 為保證系統(tǒng)軟件的開發(fā)質(zhì)量， 我們采用一整套軟件工程環(huán)境配置工具軟件輔港口監(jiān)控管理系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)方案 12 助完成應(yīng)用系統(tǒng)全過程開發(fā)的管理和監(jiān)控。 ? 系統(tǒng)建模平臺： Select ? 需求分析管理系統(tǒng)： Dragonfly ? 軟件開發(fā)版本控制系統(tǒng) :Firefly ? 測試： Junit ? 過程管理平臺： Butterfly 軟件系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境配置 整套系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境主要分為兩大類：一類是各種監(jiān)控設(shè)備，第二類是軟件系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境配置。監(jiān)控設(shè)備的選擇將依據(jù)用戶對系統(tǒng)得詳細(xì)功能以及性能要求確定，這里只對軟件系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境給出參考配置。 系統(tǒng)采用 J2EE（ JEE5）技術(shù)平臺開發(fā)，系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境如下所述。 硬件配置 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器： IBM AIX 系列服務(wù)器（預(yù)裝 Linux 或 Unix）或 HP ML 系列服務(wù)器。 應(yīng)用服務(wù)器： IBM AIX 系列服務(wù)器（預(yù)裝 Linux 或 Unix）或 HP ML 系列服務(wù)器。 Web 服務(wù)器：可與應(yīng)用服務(wù)器共用或獨(dú)立高可靠性工作站。 軟件配置 操作系統(tǒng)：與服務(wù)器搭配使用。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： Oracle10g Web 應(yīng)用服務(wù)器： Weblogic 或 WebSphere。 客戶端要求 Web 瀏覽器。 港口監(jiān)控管理系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)方案 13 港口綜合監(jiān)控 進(jìn)出港口的車、船眾多，分屬不同單位，難以要求其全部安裝自動報(bào)位設(shè)備，因此更適合以雷達(dá)定位方式掌握其運(yùn)動軌跡，實(shí)現(xiàn)交通管制并處理應(yīng)急突發(fā)事件。但雷達(dá)的自身特點(diǎn)決定其更適合較大范圍內(nèi)較大目標(biāo)的監(jiān) 視，且雷達(dá)的成像技術(shù)并不十分成熟，對目標(biāo)特性的識別有局限。而港口移動目標(biāo)的種類和尺寸范圍都很大，天氣及海洋等環(huán)境狀況復(fù)雜，所以必須以其他方式輔助雷達(dá)完成整個(gè)港區(qū)全天候的監(jiān)視，紅外探測技術(shù)是一個(gè)好的選擇。此外，對近距離目標(biāo)特性的詳細(xì)識別也是港口監(jiān)控管理的需求之一，而 CCD 是比較適合的方式。綜上所述，港口監(jiān)控的基本設(shè)備類型配置如下： ? 雷達(dá)：遠(yuǎn)距離、大目標(biāo)，識別目標(biāo)位置、速度，跟蹤軌跡。 ? 紅外：輔助雷達(dá)完成全天候大范圍內(nèi)目標(biāo)監(jiān)視，加深對目標(biāo)特性的識別，比如形狀、類別等。 ? CCD：監(jiān)視近距離各種目標(biāo)，配合管理系統(tǒng)完 成航行管制、碼頭交通管制等任務(wù)。 三種設(shè)備綜合使用，相互配合，共同完成對全部港區(qū)的監(jiān)視。 綜合監(jiān)視系統(tǒng)示意圖 雷 達(dá) 紅外 CCD 港口監(jiān)控管理系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)方案 14 雷達(dá)探測系統(tǒng) 雷達(dá)原理 雷達(dá)是用來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對目標(biāo)定位的電磁系統(tǒng)。 雷達(dá)的基本構(gòu)成包括：輻射某種振蕩器產(chǎn)生的電磁能的發(fā)射天線、接收天線、能量檢測裝置或接收機(jī)。發(fā)射信號的一部分鎮(zhèn)反射物體、 (目標(biāo) )截獲以后，并向各個(gè)方向再輻射。返回方向的再輻射能量對于雷達(dá)是最有意義的。接收天線收集返回的能量并將它送到接收機(jī)，經(jīng)過接收機(jī)的加工處理，判定目標(biāo)是否存在并提取它的位置和相對速度信息。目標(biāo)的 距離可以通過測量雷達(dá)信號到目標(biāo)往返的時(shí)間確定。目標(biāo)的方向或角位置可以由反射波前到達(dá)的方向決定，測量到達(dá)方向的常用方法是利用狹窄的天線波束。當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對運(yùn)動時(shí)，反射波載頻的變化 (多普勒效應(yīng) )是目標(biāo)的相對 (徑向 )速度的度量，這樣可以從固定目標(biāo)中區(qū)分出運(yùn)動目標(biāo)。在對目標(biāo)運(yùn)動進(jìn)行連續(xù)跟蹤的雷達(dá)中，還可以作到連續(xù)地指示目標(biāo)位置的變化速率。 ? 目標(biāo)斜距的測量： 2 tcR ?? 其中 R 為目標(biāo)到雷達(dá)站的單程距離 ,以米為單位； Δt 為電磁波往返于目標(biāo)與雷達(dá)之間的時(shí)間間隔 ,以秒為單位； c為光速為 3 108米 /秒。 ? 目標(biāo)角位置的測量：測量回波信號最強(qiáng)時(shí)的天線的方位角和俯仰角。 ? 相對速度的測量：測多普勒頻移 ??rdf 2? 其中 fd 為多普勒頻移(赫 )； r? 為雷達(dá)與目標(biāo)之間的徑向速度 (米／秒 )； ? 為載波波長 (米 )。 現(xiàn)以普通脈沖雷達(dá)為例來說明雷達(dá)的基本組成及其作用。它主要由天線和天線開關(guān)、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、終端設(shè)備、天控設(shè)備及定時(shí)器等所組成。雷達(dá)工作時(shí) ,定時(shí)器控制發(fā)射機(jī)，產(chǎn)生高頻 大功率的脈沖串，經(jīng)過定向天線向空間輻射電磁波。在天線控制設(shè)備