Visualisierung von Transponder-Daten mittels Mashup

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1 Insiu für angewande Informaionsechnologie InIT Visualisierung von Transponder-Daen miels Mashup Miarbeier: Michael Jäger Andreas Loeber Daniel Kramarz Marco Vergari Prof. Dr. Marcel Rupf Prof. Dr. Karl Rege Zürcher Fachhochschule Übersich Geschiche Moivaion Technologie Archiekur Backend Fronend Herausforderungen Ausblick Fragen

2 Übersich Geschiche Moivaion Technologie Archiekur Backend Fronend Herausforderungen Ausblick Fragen Geschiche Vorgängerprojeke Empfänger (Gruppe M.Rupf) mi einfacher lokaler Visualisierung auf PC Inerne Informaion Broker: "Crawler/Daensammler für Comparis enwickel) Machbarkeissudie: Darsellung auf Google Maps als Semeserarbei

3 Moivaion und Herausforderungen Kombinaion verschiedener akueller Technologien Google Maps Mashup - mi unerschiedlichen (vereilen) Daenquellen Echzei Daen von eigenem Empfänger Frei verfügbare Daen aus dem Web via Inerne Informaion Broker () Kosenpflichiger Web Service () Weiere Herausforderungen Echzei Daendarsellung in Google Maps (noch eher selen gezeig) Serviceorieniere Archiekur (SOA) über Organisaionsgrenzen hinweg Eigenlich nich geplan: Berieb einer Ajax basieren Google Maps Anwendung Technologie: Transponder und Transponder Mode A/C Mode S Transponder Mode A/C Mode S Kollisionswarnung TCAS RADAR Empfänger Air Traffic Conrol

4 Technologie: Transponder und Transponder Mode A/C Mode S Kollisionswarnung TCAS Transponder Mode A/C Mode S RADAR Empfänger Air Traffic Conrol 7 Technologie: eingeseze Sofware Programmierumgebung: Java,.NET.0 Web Server: Tomca, Apache Kommunikaionsprookoll: Daenbank: MySQL Daenbeschaffer: (basierend auf XSLT, XML,.NET.0 ) Daenbankzugriff: JPA (Java Persisence API) Browser Inerakion: AJAX/JSON JavaScrip Biblioheken: prooype und scrip.aculo.us us Karendiens: Google Maps Alles basierend auf frei verfügbarer und/oder Open-Source Sofware 8

5 Archiekur Daa Collecor: Sammel Daen und sie bereie auf : Daen als Web Service Inerne Informaion Broker: Für beliebige Daen frei aus dem Inerne Web Services von kommerziellen Anbieer Working Daasore: Daenbank zur Enkopplung Daa Provider: Bereisellung der Daen für Klienen Backend Oher Daa Source * Fronend * Daa Collecor * Daa Provider * Browser * an der ZHAW Enwickel Working Daasore HTTP/AJAX 9 Backend: Daa Collecor - die Teile FlighSas Web Service Daa Collecor Fligh Informaion Updaer Hisorical Daasore Daa Consumer Queue (Thread) Daa Consolidaor Working Daasore 0

6 Daa Consumer - im Deail Sammel die Posiionsdaen FlighSas der verschiedenen Web Service Empfänger Versieh sie mi einem Zeisempel Miels einer Prioriy Queue werden die Daen synchronisier. Daa Collecor Fligh Informaion Updaer Hisorical Daasore Daa Consumer Queue (Thread) Daa Consolidaor Working Daasore Daa Consolidaor - im Deail Meldungen aus der Queue FlighSas abarbeien Web Service Fehlende Flugdaen ergänzen wenn nöig exrapolieren wenn möglich inerpolieren Daen in den Working Daasore speichern Daa Collecor Hisorical Daasore Fligh Informaion Updaer Daa Consumer Queue Daa Consolidaor (Thread) Working Daasore

7 Daa Consolidaor - fehlende Flugdaen "Telegramme" FlighSas mi Flugdaen Web Service und/oder Fluglage ca. alle 0 ms Problem: Es müssen mehrere "Telegramme" empfangen werden, dami die vollsändigen Daen vorliegen. Der Empfang Daa Collecor kann wegen opographischen Hindernissen Fligh Informaion zwischenzeilich (oder vollsändig) unerbrochen sein Updaer Für die Darsellung is es aber nowendig, dass die Daen koninuierlich (im Sekundenak) Hisorical Daasore geliefer werden können Lösung für Fluglage: Exrapolaion und Inerpolaion Daa Consumer Queue Daa Consolidaor (Thread) der fehlenden Flugdaen Working Daasore Daa Consolidaor - Exrapolaion und Inerpolaion Exrapolaion lezes empfangenes Signal mi Posiion und Fluglage FlighSas Web Service V EW 00 cos( La reale Flugspur EW Lonneu = Lonal + 0 al angezeige Flugspur Daa Collecor angezeige exrapoliere Flugspur Inerpolaion Hisorical Daasore x( ) = a = La Fligh Informaion Updaer x + b + c + d x V NS y ( ) = ay + by + cy + d angezeige inerpoliere Daa Consumer Flugspur Queue Daa Consolidaor (Thread) vx + v 0 0 x x x a x = + ΔT ΔT wieder empfangenes Signal mi Posiion und Fluglage La neu b = x c x = v x0 vx v 0 x ΔT d x = x 0 al x x0 + ΔT x x y ) Working Daasore 7

8 Fligh Informaion Updaer - das Mashup FlighSas Web Service Daa Collecor Reicher Daen aus unerschiedlichen Quellen an Fligh Informaion Updaer Daenbank: früher erfasse Daen Hisorical Daasore Live: mi Hilfe von kommerziellen Daenanbieer (Flighsas) Live: mi Hilfe von Inerne Informaion Broker () Daa Consumer Queue Daa Consolidaor (Thread) Hier wird das eigenliche Mashup durchgeführ Alle Daen werden via Web Services () bezogen Problem: Assoziaion der Daen bei unabhängigen, heerogene Daenbesänden z.b. ICAO, IATA Working Daasore Inerne Informaion Broker () Exrahier Daen aus dem FlighSas Inerne Web Service Der is ein Crawler, der die Informaion aus beliebigen (HTML basieren) Web Seien exrahieren und als Web Service (via ) zur Verfügung sellen kann Geseuer durch einfach zu ersellende XSLT Skripe -XSLT-Builder Daa Collecor als komforables Werkzeug zur Updaer Ersellung dieser Skripe Fligh Informaion Hisorical Daasore Daa Consumer Queue (Thread) Daa Consolidaor Working Daasore 8

9 Inerne Informaion Broker () Aufruf des s über ein XML-basieres Kommunikaionsprookoll () Abfragedaen und Resulae als XML-Dokumene () Konfiguraion und Seuerung des s miels XML und XSLT (XML basiere Transformaionssprache) Voreile: XML is als "Lingua Franca" für die Informaionsbeschreibung eablier XML läss sich einfach maschinell ver- und bearbeien gue Werkzeugunersüzung (C#, Java, ec). Einfaches Anwendungsszenario check address HTTP Eigenes Programm XML XML HTML Inerne 7 Arbeisweise - im Deail 7 Webservice XSLT Prozessor HTMLXML Websie -Funcions Service- mapping- Daei XML XSLT- Transformaions- Daei XML 8 9

10 -XSLT-Builder Graphisches Werkzeug zur Ersellung von XSLT Transformaions- Daeien Effizien: Anbindung/Anpassung an neue Web Seie in ca. / Sunde 9 Fronend: der Daa Provider DP-Servle Web Daa Provider HTTP/AJAX GEarh Daa Provider Working Daasore Working Daasore KML 0 0

11 Technologie für Daa Provider: Google Maps Browser basierer welweier Karendiens Srassenkaren und Saellienbilder sehr gue Qualiä, verschiedene Auflösungen sehr günsige Bedingungen für nich kommerzielle Anwender Eigene Daen lassen sich programmaisch (via Java Scrip) hinzufügen Google Java Scrip Bibliohek sell verschiedene geomerische Primiiven zur Verfügung Markers (für Flugzeuge) Polylines (für Flugspuren) Cusom Overlays (für Schaen, Beschrifungen und Flughafen-Symbole) Jedoch bisher meis für Anreicherung mi saischen Daen verwende z.b. Immobiliendaen, Sandore von Verbrechen,... Technologie für Daa Provider: Ajax Tradiionelle Web Anwendung HTML Seie wird geladen Daen werden in Formular eingegeben Daen werden zum Server geschick nächse HTML Seie wird geladen, usw. Ajax Modell HTML Seie wird geladen Daen werden in Formular eingegeben schon während/nach der Eingabe werden die Daen via Java Scrip zum Server geschick und validier Voreile verbessere Benuzerfreundlichkei in Summe weniger Daenransfer Nacheile verschiedene Technologien beherrschen Unerschiede der Java Scrip Impl. im Browser

12 Technologie für Daa Provider: Kombinaion Kombinaion von Google Maps mi Ajax Flugspuren werden miels Ajax vom Server nachgeladen als Google Maps Polylines dargesell Flughöhe besimm Farbe; sandard Polylines unersüzen keine Farbverläufe Performance im Browser (beim Clien) leide sark je mehr Polyline-Fragmene auf der Kare eingezeichne werden (nur ca. 00 Fragmene möglich) Probleme: Performance im Browser Flugzeuge (+Flugspuren) werden enfern sobald nich mehr im Sichfeld Anzahl Süzpunke für Polylines abhängig von Krümmungsradius Flugspuren werden inkremenell aufgebau Exrapoliere Punke sezen und späer ersezen durch inerpoliere NEU von Google: Server Side Rendering (aber dadurch höhere Anforderung an Server/Nezwerk)

13 Server Performance Viele (Ajax) Anfragen an Server (mehrere 00 pro Sekunde) Zur Zei auf einem einzelnen Server Xeon Quadcode.8 GHerz, 8 GB Memory, *00 GB SAS RAID Massnahmen: Cluser Archiekur mi VMs: Apache Fronend, z.z. Tomca Backends, Daa Collecor und DB Trennung von saischen und dynamischen Daen -> weniger Las auf Backend Vereinheilichung der Anfragen, Fronend-Caching kann greifen. Hohe Schwankungsrae (kurzzeiig 80% der Schulnez-Bandbreie) Traffic Shaper, mod_bw und adapive Updaerae (noch nich implemenier) Weiere zu lösende Probleme Nich alle Flugzeuge mi Mode-S Transponder ausgerüse (ca 80%) Erkennung von Mode-A/C Signalen und Triangulaion mi Empfängern (DA 08) An gewissen Oren kein Empfang (z.b. Südanflug) Lösung: zweier besser posiionierer Empfänger (z.b. ETH Hönggerberg) Zuordnung der Daen für Mashup (ICAO - IATA Problemaik) Lösung: Flugpläne und bessere Heurisiken

14 Ausblick Tagesverlauf Flugspuren Weer Regen / Wind ZH GIS als Google Maps Overlay Globaler Flugverkehr Technorama 7 Web-Applikaion - Demo hp://radar.zhaw.ch 8

15 Fragen? oder späer auch karl.rege <a> zhaw.ch 9

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