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网络服务正在成为城市运转和管理、企业运营和人们生活的基础,同水电气、道路、信息一样,也是一种重要的城市资源。利用这种城市资源建设智慧城市,并通过智慧城市组织协同各方网络服务,支持城市协同运转和管理,为政府、企业和民众服务,才是智慧北京建设中需要解决的全局性核心问题。
智慧城市是一种开放性的复杂巨系统,其顶部需要汇集专家群、知识群、数据群、系统群和大量网络服务资源于一体,传统集成法不能解决这种巨系统综合问题。以往通常采用钱学森在1990年提出的复杂巨系统综合集成法。此方法是基于大型主机的,向单点收敛的星型结构。而智慧城市是一种遍布全市的网状结构,依照“网络服务唯一性原理”,用网络服务协同法,可解决此综合问题。
一、网络服务协同控制机制及其作用
当一个网络服务或一个系统提供的网络服务不能满足要求,需要其他网络服务或系统提供的网络服务参与共同服务时,就需要网络服务协同。此处的“协同”,实际上是“动态协同”。因为网络服务进入网络以后高速流动、瞬息万变,具有极高的动态性,它们之间相互协同也必然是动态的。
解决网络服务协同问题的时间窗存在于网络服务提供出来进入网络以后,至到达服务对象端之前的底层网络通信过程中。主要是因为,协同的是进入网络以后的网络服务,当其中一个服务达到服务对象端时,再对这组进行服务协同为时已晚。而底层网络通信过程中的问题,只能交给底层网络,用通信技术方法解决,因此,需要底层网络具有可以支持网络服务协同的网络机制。
这种网络机制,可以称为网络服务协同控制机制,由三种紧密相关、缺一不可的机制共同组成:底层网络中的网络服务协同,需要网络服务的动态集结、动态汇聚、可控传送、主动提供和精确提供等技术方法的配合,并共同组成网络服务协同机制;还需要可以将网络服务协同法的结果传送提供给用户的机制,以及对这两种机制控制管理的机制。然而,已有互联网的底层网络,仅能“尽力而为”地传数据包和将网络服务“送达指定位置”,不具有上述机制;已有的网络设备也不具备相应的支持功能。为了协同已有互联网的网络服务,需要对底层网络引入网络服务协同机制,并且要求此机制对已有互联网透明。
从以上分析可知,智慧北京建设在整体上属于网络服务协同问题,为此引入网络服务协同控制机制,可以起到十大作用。
1. 服务协同:组织协同北京市中各种系统、站点和子网提供的网络服务资源,精准、泛在地为人人服务。
2. 运转协同:基于城市网络中的网络服务协同机制,实现精准业务协同和数据交换共享、协同控制和协同监测,支持城市各方面协同运转。
3. 服务泛在:互联网泛在,并不意味着用户可以随时得到所需的服务,通过网络服务协同才能做到。
4. 整体演进:正如“罗马不是一天建成的”,智慧北京建设需要一个逐步演进过程,需要具有可衍生、可变化、可动态关联的动态整体结构,而网络服务协同可形成这种结构。
5. 自组织结构:大量的系统,各自提供网络服务,形成一个由巨量网络服务组成的无序状态,即使通过传统集成方式,如数据交换共享、中间件、企业总线或门户将其集成或链接起来,仍然改变不了它们的服务行为和由它们组成的无序状态。网络服务协同机制通过这些网络服务彼此相互协同和多点协同合作,可让智慧城市自发地形成有序的整体结构。
6. 巨量信息综合:智慧城市涉及巨量信息,它们结构不同而且分散。巨量信息综合,不是将其集中起来或者数据“大搬家”,而是根据决策和管理的需要将其综合为所需的信息,并且将大量分散零碎的信息“集腋成裘”。用传统集成方法无法做到,而这正是网络服务协同方法在大量系统并发获取异构信息方面的强项。
7. 智慧化:网络边缘的网络摄像机、传感器、人工智能,都不是推动“整体智慧”进化发展的机制。根据现代科学的认知和试验证明,协同是大脑思维神经网络产生并具有智慧的基础。由此得到的启发是,网络服务协同机制可产生这种整体效果,结合它在自组织结构和巨量信息综合方面的优势,将使智慧北京具有强大知识能力和智慧提升空间。
8. 整体结构与基础结构的完整性:通过引入网络服务协同控制机制,可以提高智慧北京的整体结构与基础结构的完整性,或者解决完整性问题。其中,整体结构不仅与整体演进性有关,还与整体安全性有关;基础结构将决定整体实现的可能性和复杂性,网络边缘系统开发集成的复杂性,将其提供的网络服务引入到智慧北京中的复杂性和可能性。
9. 化解集成问题:集成系统的刚性使局部结构不能在整体演化时相应地变化;在网络边缘用传统集成法遇到困难时,可用网络服务协同来化解或破题。
10. 安全问题:网络服务协同无需接口调用和共享数据,因而不影响已有系统安全性,还能化解随着接口和数据公开范围扩大而增加的安全隐患问题。
需求与技术两个方面的分析都表明,智慧城市整体上属于组织协同城市各方网络服务需求问题,要求在整体上使用网络服务协同法。协同、集成、开发这三种技术方法相辅相成,不可相互替代。
二、网络服务协同机技术应用
网络服务协同机是一种网络设备,在互联网中提供透明的网络服务协同控制机制,包括:网络服务协同机制、个人网络服务环境PSE服务与基于PSE服务泛在机制、基于“各点自治”的控制管理机制。在协同化智慧城市模式下,各系统、各站点、各网络或子网“自治”,各网络服务集结点“自治”,并且各自管理自己向智慧城市提供的网络服务,及其他方提供过来的网络服务。以此为基础,智慧城市中协同运行的网络服务协同机,进一步提供跨多点的统一控制管理支持机制。
网络服务协同机提供的网络服务协同机制,由一组面向网络服务方法 NSO(Network Services Oriented)支持机制,可以覆盖从网络服务的动态集结到PSE传送的全过程,而这些方法全部在网络中自动完成,如图1所示。
其中,NSO方法如下:
1. 动态集结:在网络中动态集结软硬件实体提供出来的网络服务。
2. 动态协同:在网络过程中,将动态集结的网络服务协同起来。
3. 动态汇聚:动态汇聚在不同网络服务集结点集结的网络服务。
4. 主动提供:主动触发网络服务,传送提供给网络中指定位置。
5. 精确提供:将集结的网络服务精确地传送提供给网络中指定位置。
6. 可控传送:控制网络服务在网络中的传送过程。
7. PSE传送:将不同集结点集结的网络服务传送为指定或指定位置的PSE。
综合运用这些方法,可以解决多方面问题,包括通过组织协同网络服务动态形成新的业务应用环境,实现具有复杂规则的业务应用功能需求目标。如,通过部署网络服务协同机,可以建立城市卫生公共服务平台,在无需系统集成、没有数据集中共享的情况下,市民只要输入社保号,就能实现对城市内所有医院的个人诊疗信息查询服务。此公共卫生服务平台提供的服务,可以融入智慧城市,进一步与RFID个人健康监测服务和社区服务协同起来,提供泛在的面向市民的个人服务。
网络服务正在成为城市运转、政府、企业和和民众生活不可或缺的基础,是越来越重要的一种城市资源。智慧北京建设,不仅仅是“制造”大量的网络服务,更重要的是组织协同各方网络服务,支持城市协同运转和管理,精准、泛在地为企业和民众服务,各方共同参与形成可持续演进的建设发展方式。
(责任编辑:赵静)
智慧城市是一种开放性的复杂巨系统,其顶部需要汇集专家群、知识群、数据群、系统群和大量网络服务资源于一体,传统集成法不能解决这种巨系统综合问题。以往通常采用钱学森在1990年提出的复杂巨系统综合集成法。此方法是基于大型主机的,向单点收敛的星型结构。而智慧城市是一种遍布全市的网状结构,依照“网络服务唯一性原理”,用网络服务协同法,可解决此综合问题。
一、网络服务协同控制机制及其作用
当一个网络服务或一个系统提供的网络服务不能满足要求,需要其他网络服务或系统提供的网络服务参与共同服务时,就需要网络服务协同。此处的“协同”,实际上是“动态协同”。因为网络服务进入网络以后高速流动、瞬息万变,具有极高的动态性,它们之间相互协同也必然是动态的。
解决网络服务协同问题的时间窗存在于网络服务提供出来进入网络以后,至到达服务对象端之前的底层网络通信过程中。主要是因为,协同的是进入网络以后的网络服务,当其中一个服务达到服务对象端时,再对这组进行服务协同为时已晚。而底层网络通信过程中的问题,只能交给底层网络,用通信技术方法解决,因此,需要底层网络具有可以支持网络服务协同的网络机制。
这种网络机制,可以称为网络服务协同控制机制,由三种紧密相关、缺一不可的机制共同组成:底层网络中的网络服务协同,需要网络服务的动态集结、动态汇聚、可控传送、主动提供和精确提供等技术方法的配合,并共同组成网络服务协同机制;还需要可以将网络服务协同法的结果传送提供给用户的机制,以及对这两种机制控制管理的机制。然而,已有互联网的底层网络,仅能“尽力而为”地传数据包和将网络服务“送达指定位置”,不具有上述机制;已有的网络设备也不具备相应的支持功能。为了协同已有互联网的网络服务,需要对底层网络引入网络服务协同机制,并且要求此机制对已有互联网透明。
从以上分析可知,智慧北京建设在整体上属于网络服务协同问题,为此引入网络服务协同控制机制,可以起到十大作用。
1. 服务协同:组织协同北京市中各种系统、站点和子网提供的网络服务资源,精准、泛在地为人人服务。
2. 运转协同:基于城市网络中的网络服务协同机制,实现精准业务协同和数据交换共享、协同控制和协同监测,支持城市各方面协同运转。
3. 服务泛在:互联网泛在,并不意味着用户可以随时得到所需的服务,通过网络服务协同才能做到。
4. 整体演进:正如“罗马不是一天建成的”,智慧北京建设需要一个逐步演进过程,需要具有可衍生、可变化、可动态关联的动态整体结构,而网络服务协同可形成这种结构。
5. 自组织结构:大量的系统,各自提供网络服务,形成一个由巨量网络服务组成的无序状态,即使通过传统集成方式,如数据交换共享、中间件、企业总线或门户将其集成或链接起来,仍然改变不了它们的服务行为和由它们组成的无序状态。网络服务协同机制通过这些网络服务彼此相互协同和多点协同合作,可让智慧城市自发地形成有序的整体结构。
6. 巨量信息综合:智慧城市涉及巨量信息,它们结构不同而且分散。巨量信息综合,不是将其集中起来或者数据“大搬家”,而是根据决策和管理的需要将其综合为所需的信息,并且将大量分散零碎的信息“集腋成裘”。用传统集成方法无法做到,而这正是网络服务协同方法在大量系统并发获取异构信息方面的强项。
7. 智慧化:网络边缘的网络摄像机、传感器、人工智能,都不是推动“整体智慧”进化发展的机制。根据现代科学的认知和试验证明,协同是大脑思维神经网络产生并具有智慧的基础。由此得到的启发是,网络服务协同机制可产生这种整体效果,结合它在自组织结构和巨量信息综合方面的优势,将使智慧北京具有强大知识能力和智慧提升空间。
8. 整体结构与基础结构的完整性:通过引入网络服务协同控制机制,可以提高智慧北京的整体结构与基础结构的完整性,或者解决完整性问题。其中,整体结构不仅与整体演进性有关,还与整体安全性有关;基础结构将决定整体实现的可能性和复杂性,网络边缘系统开发集成的复杂性,将其提供的网络服务引入到智慧北京中的复杂性和可能性。
9. 化解集成问题:集成系统的刚性使局部结构不能在整体演化时相应地变化;在网络边缘用传统集成法遇到困难时,可用网络服务协同来化解或破题。
10. 安全问题:网络服务协同无需接口调用和共享数据,因而不影响已有系统安全性,还能化解随着接口和数据公开范围扩大而增加的安全隐患问题。
需求与技术两个方面的分析都表明,智慧城市整体上属于组织协同城市各方网络服务需求问题,要求在整体上使用网络服务协同法。协同、集成、开发这三种技术方法相辅相成,不可相互替代。
二、网络服务协同机技术应用
网络服务协同机是一种网络设备,在互联网中提供透明的网络服务协同控制机制,包括:网络服务协同机制、个人网络服务环境PSE服务与基于PSE服务泛在机制、基于“各点自治”的控制管理机制。在协同化智慧城市模式下,各系统、各站点、各网络或子网“自治”,各网络服务集结点“自治”,并且各自管理自己向智慧城市提供的网络服务,及其他方提供过来的网络服务。以此为基础,智慧城市中协同运行的网络服务协同机,进一步提供跨多点的统一控制管理支持机制。
网络服务协同机提供的网络服务协同机制,由一组面向网络服务方法 NSO(Network Services Oriented)支持机制,可以覆盖从网络服务的动态集结到PSE传送的全过程,而这些方法全部在网络中自动完成,如图1所示。
其中,NSO方法如下:
1. 动态集结:在网络中动态集结软硬件实体提供出来的网络服务。
2. 动态协同:在网络过程中,将动态集结的网络服务协同起来。
3. 动态汇聚:动态汇聚在不同网络服务集结点集结的网络服务。
4. 主动提供:主动触发网络服务,传送提供给网络中指定位置。
5. 精确提供:将集结的网络服务精确地传送提供给网络中指定位置。
6. 可控传送:控制网络服务在网络中的传送过程。
7. PSE传送:将不同集结点集结的网络服务传送为指定或指定位置的PSE。
综合运用这些方法,可以解决多方面问题,包括通过组织协同网络服务动态形成新的业务应用环境,实现具有复杂规则的业务应用功能需求目标。如,通过部署网络服务协同机,可以建立城市卫生公共服务平台,在无需系统集成、没有数据集中共享的情况下,市民只要输入社保号,就能实现对城市内所有医院的个人诊疗信息查询服务。此公共卫生服务平台提供的服务,可以融入智慧城市,进一步与RFID个人健康监测服务和社区服务协同起来,提供泛在的面向市民的个人服务。
网络服务正在成为城市运转、政府、企业和和民众生活不可或缺的基础,是越来越重要的一种城市资源。智慧北京建设,不仅仅是“制造”大量的网络服务,更重要的是组织协同各方网络服务,支持城市协同运转和管理,精准、泛在地为企业和民众服务,各方共同参与形成可持续演进的建设发展方式。
(责任编辑:赵静)