[發明專利]一種基于大數據的城市信息和服務集成系統及方法

有效

• 申請號: 202110625723.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113407810B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王帥;熊璋;盛浩;趙雙葉;吳玉彬;黃揚
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F16/953
• 分類號: G06F16/953;G06F16/9538;G06F9/54;G06F16/25;G06F16/22;G06F16/2455;G06F16/248;G06F16/81
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;顧煒

1.一種基于大數據的城市信息和服務集成系統，其特征在于：所述系統包括海量多源異構數據集成模塊、多維信息可視化模塊、服務注冊維護模塊和城市服務集成模塊；所述城市信息指來自城市多個應用服務數據庫的數據，城市數據來源、結構的不同，構成了多源異構的城市數據；

所述海量多源異構數據集成模塊，實現海量多源異構數據加載和集成功能；所述數據加載是導入來自分布在不同數據存儲平臺的數據，進行城市數據集成過程；經過該模塊處理后的數據稱為集成數據，集成數據將提供給多維信息可視化模塊和服務注冊維護模塊，為多維信息可視化模塊和服務注冊維護模塊提供可用的數據模式和查詢通用接口；所述各類多源異構數據包括以數據集的名稱作為表名，數據集的字段作為表的屬性，建立一一對應關系并存入數據庫中；所述數據集成是對于每個數據庫基于SQL的結構化數據、半結構化數據進行的集成，通過構造中間件，協調各類多源異構數據，為多維信息可視化模塊提供虛擬的集成XML數據視圖和基于視圖的數據模式和查詢通用接口；所述中間件的構造是指，基于XML模式和關系模式之間的轉換，實現把關系模式中的相關信息用XML文檔的層次關系表示出來，實現對基于SQL的結構化數據、半結構化數據進行集成；在數據集成的過程中，各個數據庫的數據稱為數據源，數據源仍然相互獨立，中間件為異構數據提供檢索服務；該模塊得到集成數據后為服務注冊維護模塊和多維信息可視化模塊提供數據來源；

所述多維信息可視化模塊，基于海量多源異構數據集成模塊提供的集成數據，實現以圖表呈現集成數據的結構、并對集成數據進行多維度呈現；基于海量多源異構數據集成模塊獲取的數據，先將數據特征進行多維度提取并形成新的數據特征，再針對提取后形成的數據特征進行數學計算項運算，將運算后的數據進行圖形化呈現，最后根據呈現效果判斷是否進行數據狀態的保存；所述數據多維度提取包括：數據的時間維度，空間維度和多元語義維度；所述數學計算項包括求和、平均、最大值和最小值；所述圖形化呈現包括：折線圖、柱狀圖、餅圖、漏斗圖和地圖；對數據進行多維度呈現之后，根據呈現效果判斷是否進行數據狀態的保存；

所述服務注冊維護模塊，基于海量多源異構數據集成模塊提供的集成數據，實現系統中服務的描述、注冊和管理；對于系統中待注冊實體服務的接口說明使用語義級別的描述，主要說明包括：服務描述、服務參數和服務協議，將服務描述分為能力和屬性兩大類；上述服務描述的能力部分包括：服務輸入、服務輸出、服務類型；所述服務描述的屬性部分包括：服務的非功能屬性和服務的情景信息；服務的非功能屬性包括環境信息、用戶信息、平臺軟硬件信息；服務的情景信息包括服務代價、服務性能、服務可靠性參數；采用結構化分布式方法來管理系統中的注冊服務，系統中待注冊服務實體的服務描述采用一對二元組表示，二元組由包含服務名稱和服務參數兩項內容；同時實現對系統中已注冊的服務服務實體進行管理，所述管理的操作包括創建、注冊、監聽、添加、修改、刪除和編輯配置文件；

所述城市服務集成模塊，基于服務注冊維護模塊，用于實現系統中服務查找和服務組合；基于語義匹配進行精確服務查找，將用戶服務請求和實體服務都抽象成包含屬性和操作的本體，利用基于本體的查找算法進行推理，實現了請求分解、子查詢管理、感知服務發現、有效性評價管理的功能；處理執行用戶請求，通過服務發現找到需要的實體服務和云服務，選擇多個服務將它們編排起來形成可運行的物聯網系統，以完成指定的應用任務；

所述海量多源異構數據集成模塊中：通過構造中間件，協調各多源異構數據，為后續模塊提供虛擬的集成XML數據視圖和基于視圖的數據模式和查詢通用接口，對基于SQL的結構化數據、半結構化數據進行集成；所述集成過程的實現依賴中間件的構建；所述中間件的實現基于XML模式和關系模式之間的轉換，實現把關系模式中的相關信息用XML文檔的層次關系表示出來的功能；構建中間件的過程中，首先通過對于數據庫建立JDBC連接，系統自動提取數據庫中的視圖，完成信息抽??；根據抽取信息的字段名稱、類型、主鍵、外鍵，構建DOM樹，并完成信息合成；生成中間DOM文檔；最后對于DOM文檔序列化，生成XML文檔；對于各數據庫進行查詢重寫，完成統一的數據庫查詢模式；建立XML文件的解析模式；封裝集成數據模式和查詢通用接口，輸出經過XML解析的SQL查詢結果，此結果即為該模塊輸出的集成數據；

所述服務注冊維護模塊：對于待注冊的服務進行語義層次的說明，說明類型包括服務描述、服務參數和服務協議；服務描述分為能力和屬性兩類；上述服務描述的能力部分包括：服務輸入、服務輸出、服務類型；所述服務描述的屬性部分包括：服務的非功能屬性和服務的情景信息；服務的非功能屬性包括環境信息、用戶信息、平臺軟硬件信息；服務的情景信息包括服務代價、服務性能、服務可靠性參數；基于一致哈希表的結構化分布式方法來管理系統中的注冊服務，注冊信息用一對二元組表示，二元組是由包含了服務名稱和服務參數兩項內容；其中，服務名稱是指該服務在系統中的唯一ID，用于實現一致性哈希表的索引；服務參數包括該服務的物理資源信息和云端資源地址，云端資源地址由IPv4地址和端口號構成，實現服務在分布式提供下的調用；最后實現對于系統中已注冊的服務服務實體的管理功能，所述管理功能包括：創建、注冊、監聽、添加、修改、刪除和編輯配置文件。