1面向物流的多智能主体集成服务平台的研究与开发面向物流的多智能主体集成服务平台的研究与开发1摘要：摘要：现代物流体系要求建立一个基于运筹、管理、自控、通信等多学科的集仓储、运输、配送、装卸搬运、流通加工、信息传递等功能于一体的综合物流信息系统，本文提出了一个面向物流行业的基于多智能主体的智能服务服务架构（SOA） ，以支持分布式异构系统的信息综合服务，实现物流信息的基于Web/XML 的交换和应用系统的高效集成。关键词：关键词：智能主体 Agent；Web Service 服务构件；面向服务架构（SOA）A Research Web Service; Service-Oriented Architecture 一、一、概述概述随着全球经济一体化的迅速发展，现代企业的专业分工和协作，全球采购和全球营销的概念和运行模式，对现代物流提出了越来越高的要求。信息化、自动化、网络化、智能化、柔性化已成为现代物流的鲜明特征。建立一个基于运筹、管理、自控、通信等多学科的集仓储、运输、配送、装卸搬运、流通加工、信息传递等功能于一体的综合物流信息系统，已成为现代物流企业的核心竞争力。当前，物流系统及相应的物流信息系统的主要特点包括物流信息系统的分布式、异构性、自治性、社会性、隔离性和并发性，实现物流链中的信息系统之间的高效集成和协同工作，是提高物流业效率的必由之路。面向物流业的信息综合和集成服务，建立一个对物流过程和物流管理的相关信息进行采集、分类、筛选、储存、分析、评价、反馈、发布、管理和控制的通用的信息交换平台，实现分布式异构系统的链接、协同和整合，是物流业提升效能的关键技术问题1。在信息系统之间的信息交换标准方面，电子数据交换（EDI）技术长久以来已成为国际通行的商贸信息的交换标准和主要手段，但是，EDI 具有使用成本较高、系统构造不够灵活，以及 EDI 方言等问题，限制和阻碍了其推广应用。随着 Internet 的快速发展，XML 正逐渐融合和取代 EDI，成为广泛被接受和应用的信息交换标准和语言。同时，分布式系统的集成主要有三种结构体系：OMG 提出的CORBA、Microsoft 的 DCOM 和 Sun 提出的 J2EE。CORBA 的特点是大而全，互操作性和开放性好，缺点是庞大而复杂，并且技术和标准的更新相对较慢；Microsoft 公司提出的 DCOM 或者 DNA2000 体系的最大缺点则是不具备平台无关性；J2EE 与平台无关，移植性好，是分布式计算体系结构发展的良好基础。另一方面，传统典型的应用集成方法主要有三种：点到点集成、企业消息总线（Message Bus）或中间件（Middleware）的企业应用集成（EAI） 、基于业务流程的集成。这三种方法都不十分理想，主要问题在于：信息集成工作量大，集成是粒度化的，并与消息类型存在紧密耦合关系，系统结构不灵活，二次开发难度大。因此，传统方法无法构建能够满足动态企业变化需求的、敏捷的企业 IT 环境。三种传统的应用集成方法都很复杂、昂贵。这些集成方法难于快速适应基于企业现代业务变化不断产生的需求23。2针对此类典型应用需求，IBM 率先提出了面向服务架构 （Service-Oriented Architecture，SOA）作为一种基于 Client/Server 模式的分布计算与系统集成结构的方法学，迅速获得了包括 SUN、BEA，以及Microsoft 等众多 IT 公司的响应和支持。SOA 是一种企业架构，它是从企业的需求开始的。但是，SOA 和其它企业架构方法的不同之处在于 SOA 提供的业务敏捷性，使得企业对变更能够快速和有效地进行响应，并利用变更来得到竞争优势的能力，还能满足当前未知的业务需求4。本文从物流信息综合服务系统的集成特点需求出发，采用面向服务架构（SOA） ，提出建立基于多智能主体（Intelligent Agent）的 Web Service 服务组件模型的分布式异构环境下的物流信息系统集成平台，支持业务敏捷性的物流信息系统的集成，实现对物流过程的多种信息的采集，对不同状态、空间、时间的物资进行有效管理和优化调度，提升物流效率。二、面向服务架构二、面向服务架构 SOA 的实现机制的实现机制面向服务的架构（SOA） ，作为一种新型的计算结构方法学，被用来应付越来越复杂的信息资源共享和分布式异构计算环境的挑战，特别是对松散性耦合的系统的集成。基于 SOA 的计算结构的原理是，通过提供（Provide） 、注册（Register） 、发布（Publish）和管理（Manage） “服务” （Service）构件，绑定（Binding） “服务”与应用模块，实现系统集成应用（见图 1） 。服务提供者 Service Provider服务注册 Service Registry服务请求者 Service Requestor发布 Publish绑定 Bind查询 Find图 1 面向服务架构（SOA）的基本原理SOA 共有三种角色：Service provider（服务提供者）：发布自己的服务，并且对使用自身服务的请求进行响应。从商业的角度，是服务所有者。从架构的角度，类似 Client/Server 的 Server 端。Service registry ( 服务注册代理）：可查询的服务描述集，注册已经发布的 Service provider，对其进行分类，并提供搜索服务。发现代理可以是集中的，也可以是分布的。Service requester（服务请求者）：利用 Service registry 查找所需的服务，然后使用该服务。从商业的角度，是服务请求者；从架构的角度，类似 Client/Server 的 Client 端。在这些角色之间主要应用了三种操作：publish 操作：使 Service provider 可以向 Service registry 注册自己的功能及访问接口。find 操作：使 Service requester 可以通过 Service registry 查找特定种类的服务。bind 操作：使 Service requester 能够真正使用 Service provider。 SOA 具有几个重要的特征。第一个特征是每个“服务” (Service)有一个明确的界限，其他的程序只能透过 Service 窗口要求服务。第二个特征是独立自主 （Autonomous） ，每个 Service 不必倚赖其它实体，任何別的实体不能存取 Service 內部的功能与资料。第三个特征是数据资料的传递格式必须遵循 Data Schema 与 Validation Contract 的规范和校验规定，Text Format Data 是以前常用的方法，现在 XML 则是最佳选择。第四个特征是运用 Policy，SOA 使用 Policy 设计连接规定、资料规定、功能规定、安全规定等，并且协调 Service 之间的互动流程。SOA 依然是采取层次结构模型来实现，它由 SOA 基础结构层和服务层构成两部分组成：SOA 基础结构层包括了对 Service 的各种管理功能，服务层则存储了各种“服务” （Service）形态的构件。在信息资源共享与集成应用中，依托面向服务架构 SOA，构造分布式异构系统的集成模型，以实现与现有系统的共存，而不是替换已在运行中的系統。SOA 必须为现行系统的集成提供足够的扩展框架。3三、总体结构三、总体结构3.1 体系结构体系结构基于 SOA 的物流信息综合服务平台按照 SOA 的机理，被设计为一个多层结构，从底层到高层包括在离散的现有系统之上的数据适配器层、数据交换层、分布式异构操作系统层、SOA 基础结构层、SOA服务层、服务调用层、应用层和应用接口层，其中服务调用层的功能分离自 SOA 的基础结构层，使得集成模型的逻辑结构上的完整（见图 2） 。现有系统适配器XML数据交换层操作系统层SOA基础结构层服务调用层物流信息系统人机操作界面应用程序SOA基础结构层SOA基础结构层操作系统层操作系统层现有系统适配器现有系统适配器现有系统适配器应用程序应用程序应用程序应用程序应用层SOA服务层SOA基础架 构层分布式异构 操作系统层数据交换 适配器层数据交换层现有系统人机界面层数据转换网络连接网络连接服务调用服务调用服务调用服务调用层图 2 基于 SOA 的物流信息综合服务平台的软件结构在分层结构中，数据适配器层负责与现有系统进行通信，并实现基于 XML 的标准数据格式的转换；数据交换层负责目的系统的寻径和定位的机制；分布式异构操作系统层为各种不同应用系统的操作系统平台的集合；SOA 基础结构层在操作系统层的基础上，建立服务构件与操作系统之间的连接；SOA 服务层提供了各种服务构件和协作机制；服务调用层提供了服务调用接口；应用层建立了多种物流业务应用程序，并通过门户网站提供了人机交互界面和应用集成入口。3.2 网络结构网络结构在分布式异构环境的物流信息综合服务平台结构中，每个现有系统通过数据交换适配器来实现系统间的数据交换与传递。分布式 SOA 基础结构平台建立了基于分布式计算单元的系统抽象，屏蔽了网络异构环境的操作细节，并提供了对 Service 的管理功能。集成应用平台则通过将应用（Application）与服务（Service）进行绑定，提供了应用接口界面，实现了物流信息的集中与融合。3.3 信息交换标准信息交换标准在物流信息综合服务平台中，XML 是公共的数据交换标准。XML（eXternal Markup Language）定义了一种文件格式和数据存放方法，使得处在不同平台的不同用户和不同程序之间交换数据以及在不同程序之间共享数据变得方便和容易处理。由于 XML 是一种自描述语言7，它可以作为所有信息的中间层表示，从而为不同应用系统之间提供接口标准，并且可以作为中间层应用服务器的通用数据接口，使得异构环境下不同系统之间交换数据变得容易。XML Schema 是一种描述信息结构的机制。可用来定义 XML 文档的结构、数据类型等内容。它不仅囊括了 DTD 文件所能实现的全部功能，同时它也是一个完全规范的 XML 文档。在本文论及的系统开发中，编写了一套基于 XML Schema 的面向物流行业的数据信息交换的 XML 文档定义结构。四、基于智能主体技术的服务（四、基于智能主体技术的服务（Service）模型）模型4.1 服务（服务（Service）构件的特征）构件的特征面向服务架构（SOA）与传统的企业应用集成架构的主要区别在于 SOA 系统使用基于标准的服务，并包括过程服务、数据服务、服务编排和组合。基于标准的服务成了应用间的集成点。服务的编排和组合增加了服务的灵活性、重用性和集成性。因此，SOA 构造中的一个重要工作就是要进行服务（Service）构件的模型研究。一般来说，服务（Service）模型是通过标准的界面描述和消息通信协议来定义的。当前被较多接受4的标准有 Web 服务描述语言（WSDL: Web Services Description Language）与基于 XML 的简单对象访问协议（SOAP: Simple Object Access Protocol） 。WSDL 文档可用于动态发布 Services、查找已发布的 Services以及绑定 Services。在 WSDL 中包含了使用 SOAP 的服务描述的绑定，也包含了使用简单 HTTP GET 和POST 请求的服务描述的绑定。WSDL 将服务定义成一系列的端口（port） ，每个端口用来表示从抽象端口类型（port type）到用于调用服务的具体通信协议的一个映射。端口类型由一组与 Service provider 交换信息的操作组成，它支持对包含消息的数据类型的定义。WSDL 包含了对服务接口的完整描述，可以创建简化的服务访问存根（stub） ，以减轻客户端程序对服务访问的配置工作。SOAP 是用于交换