駱小龍,虞開(kāi)森,余金銘
(1.浙江省水利信息管理中心,浙江 杭州 310009;
2.浙江大禹信息技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310002)
基于門(mén)戶(hù)統(tǒng)一搜索引擎的水利普查數(shù)據(jù)應(yīng)用
駱小龍1,虞開(kāi)森1,余金銘2
(1.浙江省水利信息管理中心,浙江 杭州 310009;
2.浙江大禹信息技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310002)
在簡(jiǎn)要介紹水利信息門(mén)戶(hù)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述門(mén)戶(hù)的統(tǒng)一搜索引擎技術(shù)路線、構(gòu)架和實(shí)現(xiàn)原理,提出水利普查數(shù)據(jù)以資源方式應(yīng)用于門(mén)戶(hù),并與其他水利數(shù)據(jù)資源整合,利用統(tǒng)一搜索引擎在門(mén)戶(hù)客戶(hù)端檢索和發(fā)布,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源在應(yīng)用層面的融合和共享。
信息門(mén)戶(hù);搜索引擎;水利普查;數(shù)據(jù)服務(wù)
根據(jù)國(guó)務(wù)院決定,按照第一次全國(guó)水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室和浙江省人民政府的部署,浙江省在2010—2012 年開(kāi)展了第一次水利普查。普查的主要內(nèi)容包括:河流湖泊、灘涂圍墾、水利工程設(shè)施、河湖開(kāi)發(fā)治理與保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水、水土保持、行業(yè)能力建設(shè)等情況的普查,以及灌區(qū)和地下水取水井 2 個(gè)專(zhuān)項(xiàng)普查[1]。水利普查通過(guò)規(guī)范化的數(shù)據(jù)收集,確保對(duì)象不重不漏、指標(biāo)切合實(shí)際[2]。
經(jīng)過(guò)近 3 年時(shí)間的努力,浙江省第一次水利普查工作已全面完成,獲得了迄今為止最為全面、完整、規(guī)范和權(quán)威的水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但如何安全、方便地使用好這批數(shù)據(jù),發(fā)揮最大效益,為日常水利管理工作提供支撐和服務(wù),這已經(jīng)成為水利信息化管理部門(mén)迫切需要思考和解決的問(wèn)題。水利普查數(shù)據(jù)資源化應(yīng)用模式是區(qū)別于以往系統(tǒng)化應(yīng)用的另一種數(shù)據(jù)應(yīng)用模式,將水利普查數(shù)據(jù)作為水利行業(yè)中眾多數(shù)據(jù)資源的一類(lèi),通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)方式,加載于已部署應(yīng)用的浙江水利信息門(mén)戶(hù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)門(mén)戶(hù)),可實(shí)現(xiàn)水利普查數(shù)據(jù)在浙江省水利行業(yè)安全、方便地應(yīng)用。
門(mén)戶(hù)是一個(gè)訪問(wèn)各種信息和應(yīng)用系統(tǒng)的個(gè)性化統(tǒng)一入口[3],它以身份認(rèn)證平臺(tái)為基礎(chǔ),以融合通訊技術(shù)為依托,以整合電話、短信、VPN、即時(shí)消息等通信資源,和政務(wù)、防汛、水資源、水利普查等各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用資源為主導(dǎo),以簡(jiǎn)化用戶(hù)日常應(yīng)用操作,提升用戶(hù)效率為目標(biāo)。門(mén)戶(hù)具有以下特點(diǎn):
1)功能“八大統(tǒng)一”。即統(tǒng)一身份認(rèn)證、單點(diǎn)登錄、后臺(tái)管理、資源管理、消息管理、訪問(wèn)控制、訪問(wèn)搜索和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
2)運(yùn)行安全可靠。開(kāi)戶(hù)時(shí),實(shí)行實(shí)名制注冊(cè)方式,確保用戶(hù)為行業(yè)內(nèi)職工;登錄時(shí),客戶(hù)端要求多方校驗(yàn),確保用戶(hù)的合法性;傳輸時(shí),客戶(hù)端與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交互全程通過(guò) HTTPS 協(xié)議實(shí)現(xiàn),保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性;存儲(chǔ)時(shí),數(shù)據(jù)加密處理且虛擬化服務(wù),確保用戶(hù)信息的隱私和數(shù)據(jù)物理介質(zhì)的安全性。
3)資源授權(quán)使用。門(mén)戶(hù)管理的業(yè)務(wù)應(yīng)用資源包括系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源。通過(guò)門(mén)戶(hù)后臺(tái)按部門(mén)、崗位的資源推送,實(shí)現(xiàn)資源與用戶(hù)權(quán)限相結(jié)合的應(yīng)用體系。用戶(hù)登錄門(mén)戶(hù)客戶(hù)端只可訪問(wèn)自己權(quán)限范圍內(nèi)擁有的各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用資源。
4)搜索高效便捷。門(mén)戶(hù)擁有獨(dú)立、完善的統(tǒng)一搜索引擎,可快速、便捷地對(duì)水利普查數(shù)據(jù)等資源實(shí)行統(tǒng)一搜索,并以門(mén)戶(hù)客戶(hù)端為載體,實(shí)現(xiàn)搜索信息的集中展現(xiàn)。
門(mén)戶(hù)涉及數(shù)據(jù)資源多,且各數(shù)據(jù)庫(kù)體之間異構(gòu)。為提升數(shù)據(jù)檢索效率,實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、資源的統(tǒng)一檢索和查詢(xún),門(mén)戶(hù)構(gòu)建統(tǒng)一的搜索引擎,將水利普查、水雨情、臺(tái)風(fēng)等數(shù)據(jù)資源匯聚在門(mén)戶(hù)前端。
2.1 技術(shù)路線
統(tǒng)一搜索引擎模塊采用資源管理、集中索引、分布調(diào)用的設(shè)計(jì)理念,將門(mén)戶(hù)客戶(hù)端展現(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)分離,客戶(hù)端展現(xiàn)層設(shè)計(jì)為純展現(xiàn)容器,容器內(nèi)容由服務(wù)器端返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行填充,內(nèi)部結(jié)構(gòu)由服務(wù)提供者的數(shù)據(jù)服務(wù)接口返回。引擎模塊涉及的數(shù)據(jù)服務(wù)接口采用基于 SOAP 協(xié)議的 Web Service 技術(shù),利用 Web Service 做中間層組件,實(shí)現(xiàn)在各數(shù)據(jù)庫(kù)體、應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心與客戶(hù)端之間數(shù)據(jù)調(diào)用服務(wù),屏蔽各種應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)體的直接訪問(wèn),保證數(shù)據(jù)的安全性并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。接口信息傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)的 JSON 格式,JSON 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式,采用文本格式,易于閱讀和編寫(xiě),同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成,是理想的數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言[4]。引擎模塊的設(shè)計(jì)模式在最大程度上減少了客戶(hù)端展現(xiàn)與業(yè)務(wù)的耦合度,實(shí)現(xiàn)搜索結(jié)果的靈活定制修改。
2.2 引擎架構(gòu)
統(tǒng)一搜索引擎模塊部署中間層搜索數(shù)據(jù)庫(kù),建立數(shù)據(jù)資源的網(wǎng)格索引;同時(shí)考慮分布式計(jì)算,將分散的數(shù)據(jù)資源集中在搜索服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一索引的管理和發(fā)布;最后通過(guò)分布式調(diào)用,實(shí)現(xiàn)搜索結(jié)果在客戶(hù)端統(tǒng)一展現(xiàn)。通過(guò)這種集中式管理、分布式調(diào)用展現(xiàn)方式,不僅可以加快搜索效率,也可明顯減少資源服務(wù)器的壓力。總體架構(gòu)如圖1 所示。
圖1 統(tǒng)一搜索模塊總體架構(gòu)
2.2.1 應(yīng)用服務(wù)層
應(yīng)用服務(wù)層擁有水利普查數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)應(yīng)用都作為獨(dú)立資源,以編碼方式管理,以層級(jí)形式注冊(cè),每個(gè)資源都按約定發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)定義的服務(wù),包括關(guān)鍵字索引和詳細(xì)信息服務(wù)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)定制,將資源進(jìn)行集中索引、統(tǒng)一發(fā)布搜索,供搜索服務(wù)器抓取及門(mén)戶(hù)客戶(hù)端進(jìn)行信息展現(xiàn)。
2.2.2 搜索服務(wù)層
搜索服務(wù)層主要負(fù)責(zé)匯集水利普查數(shù)據(jù)等資源,通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)的 WSDL (網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語(yǔ)言)服務(wù),實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)一發(fā)布,包括搜索服務(wù)器及標(biāo)準(zhǔn)化的搜索服務(wù)接口。搜索服務(wù)器主要負(fù)責(zé)資源管理和索引爬蟲(chóng),資源管理功能將注冊(cè)已發(fā)布的資源進(jìn)行編碼化管理,給資源分配編號(hào)、名稱(chēng)等相關(guān)屬性,配置資源索引抓取的頻率,管理是否抓取等;索引爬蟲(chóng)功能根據(jù)管理的資源,按它們的屬性配置進(jìn)行資源索引的抓取,同時(shí)負(fù)責(zé)定期重建資源索引。搜索服務(wù)接口以 Web Service 提供,供客戶(hù)端統(tǒng)一調(diào)用,實(shí)現(xiàn)信息資源的抓取、索引及發(fā)布,負(fù)責(zé)返回標(biāo)準(zhǔn)定義的搜索結(jié)果。
2.2.3 人機(jī)交互層
人機(jī)交互層即門(mén)戶(hù)客戶(hù)端,負(fù)責(zé)調(diào)用統(tǒng)一的搜索服務(wù), 展示返回的搜索結(jié)果及詳細(xì)信息。具體為以下 3 步:
1)用戶(hù)輸入關(guān)鍵字檢索,客戶(hù)端調(diào)用搜索服務(wù),搜索服務(wù)負(fù)責(zé)返回標(biāo)準(zhǔn)定義的搜索結(jié)果;
2)用戶(hù)選擇具體記錄,客戶(hù)端調(diào)用詳細(xì)信息接口,接口返回該記錄標(biāo)準(zhǔn)定義的詳細(xì)信息,并在客戶(hù)端容器內(nèi)展示;
3)用戶(hù)選擇具體記錄“更多信息”,客戶(hù)端傳入相應(yīng)參數(shù),由該記錄對(duì)應(yīng)的專(zhuān)門(mén)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)響應(yīng),提供獨(dú)立于門(mén)戶(hù)客戶(hù)端的信息展示頁(yè)面。
水利普查數(shù)據(jù)作為門(mén)戶(hù)管理的一類(lèi)數(shù)據(jù)資源,與水情、雨情等數(shù)據(jù)資源相似,無(wú)需構(gòu)建專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用系統(tǒng),借助門(mén)戶(hù)的統(tǒng)一搜索引擎,即可實(shí)現(xiàn)在門(mén)戶(hù)中直接檢索和查詢(xún)數(shù)據(jù)。為符合門(mén)戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)資源的管理和檢索要求,需對(duì)水利普查數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理,以下以水利工程數(shù)據(jù)為例介紹。
3.1 數(shù)據(jù)過(guò)濾
通過(guò)水利普查數(shù)據(jù)上報(bào)系統(tǒng)采集的水利工程數(shù)據(jù),包含工程基本情況、特性指標(biāo)、作用與效益、管理情況等 4 方面的工程屬性信息,以及其他一些輔助信息,如填表人、復(fù)核人、審查人、填報(bào)單位、聯(lián)系電話、填報(bào)時(shí)間,等等??紤]到水利工程數(shù)據(jù)在門(mén)戶(hù)中應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)為工程屬性信息,因此,水利工程數(shù)據(jù)正式應(yīng)用前需進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾,以滿(mǎn)足門(mén)戶(hù)和用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的要求。
數(shù)據(jù)過(guò)濾以不影響原來(lái)的水利普查數(shù)據(jù)庫(kù)為前提,以突顯工程屬性數(shù)據(jù)為原則,通過(guò)在水利普查數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建相應(yīng)的視圖和觸發(fā)機(jī)制,建立針對(duì)門(mén)戶(hù)應(yīng)用的專(zhuān)門(mén)普查數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例,將水利工程數(shù)據(jù)自動(dòng)過(guò)濾到普查數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例中,為后續(xù)水利工程數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新提供自動(dòng)同步機(jī)制,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的數(shù)據(jù)過(guò)濾和更新。
3.2 資源注冊(cè)
完成數(shù)據(jù)過(guò)濾后的水利工程數(shù)據(jù),需在搜索服務(wù)器中進(jìn)行相關(guān)信息的注冊(cè),方可作為一類(lèi)資源被門(mén)戶(hù)調(diào)用。注冊(cè)信息包括資源編號(hào)、名稱(chēng)、度量單位,以及索引服務(wù)發(fā)布地址、詳細(xì)信息服務(wù)接口地址、其他頁(yè)面地址、索引服務(wù)抓取頻率、是否啟用狀態(tài)、資源排序位、注冊(cè)時(shí)間,等等。水利工程含水庫(kù)、水電站、泵站、海塘、堤防、水閘等 6 類(lèi)具體工程,以每類(lèi)工程作為一項(xiàng)具體資源完成注冊(cè)。注冊(cè)信息在數(shù)據(jù)庫(kù)體中樣式如圖2 所示。
圖2 水利工程數(shù)據(jù)資源注冊(cè)
3.3 服務(wù)構(gòu)建
門(mén)戶(hù)之所以能對(duì)水利工程數(shù)據(jù)資源方便地調(diào)用,關(guān)鍵在于服務(wù)。水利工程數(shù)據(jù)資源建立的相應(yīng)服務(wù)包含索引、搜索和詳細(xì)信息等 3 種服務(wù),其中索引服務(wù)由搜索服務(wù)器調(diào)用,搜索和詳細(xì)信息服務(wù)由門(mén)戶(hù)客戶(hù)端調(diào)用。
3.3.1 索引服務(wù)
用于搜索服務(wù)器從已注冊(cè)的資源服務(wù)器發(fā)布的水利工程數(shù)據(jù)服務(wù)中獲取關(guān)鍵字索引,并定期重建更新關(guān)鍵字索引。水利工程數(shù)據(jù)資源發(fā)布的索引服務(wù)以 JSON 數(shù)組形式返回信息定義,返回結(jié)果的字段信息如表1 所示。
3.3.2 搜索服務(wù)
搜索服務(wù)用于人機(jī)間信息交互,供門(mén)戶(hù)客戶(hù)端調(diào)用,檢索的關(guān)鍵字信息包括工程類(lèi)別、名稱(chēng)、規(guī)模、所在地區(qū)、所在縣區(qū)等。用戶(hù)在門(mén)戶(hù)客戶(hù)端搜索區(qū)輸入關(guān)鍵字后,由搜索服務(wù)程序負(fù)責(zé)檢索,并以 JSON 數(shù)組形式返回信息,內(nèi)容包括客戶(hù)端顯示所需要的輔助信息(如系統(tǒng)編碼、系統(tǒng)名稱(chēng)、總記錄數(shù)、每頁(yè)條數(shù)、總頁(yè)數(shù)、詳細(xì)信息發(fā)布地址等)及搜索結(jié)果的主體信息。搜索服務(wù)返回結(jié)果的主體信息如表2 所示。
3.3.3 詳細(xì)信息服務(wù)
用戶(hù)通過(guò)門(mén)戶(hù)客戶(hù)端的搜索區(qū)檢索關(guān)鍵信息后,搜索服務(wù)器通過(guò)搜索服務(wù)推送搜索結(jié)果返回至門(mén)戶(hù)客戶(hù)端主界面;用戶(hù)選擇具體記錄查看詳細(xì)信息,通過(guò)詳細(xì)信息服務(wù)調(diào)用,并以 JSON 數(shù)組形式返回結(jié)果。結(jié)果信息中包含記錄編碼、更多信息頁(yè)面地址及詳細(xì)信息具體內(nèi)容的數(shù)組,返回結(jié)果數(shù)組表如表3 所示。
表 1 索引服務(wù)字段信息表
表 2 搜索服務(wù)返回結(jié)果主體信息表
表3 詳細(xì)信息服務(wù)返回結(jié)果數(shù)組表
3.4 資源發(fā)布
水利工程數(shù)據(jù)按照門(mén)戶(hù)統(tǒng)一搜索引擎的格式要求,在完成資源注冊(cè)和服務(wù)構(gòu)建后便成為門(mén)戶(hù)的資源,通過(guò)門(mén)戶(hù)的權(quán)限管理體系授權(quán)分配給用戶(hù)。門(mén)戶(hù)利用統(tǒng)一搜索引擎,快速實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)輸入關(guān)鍵字的模糊匹配,完成水利普查數(shù)據(jù)庫(kù)中每座(處)水利工程的遍歷,并以列表方式分類(lèi)、分規(guī)模地展示工程記錄,供用戶(hù)瀏覽、查閱。工程詳細(xì)信息展示如圖3 所示。
圖3 工程詳細(xì)信息
3.5 數(shù)據(jù)應(yīng)用
通過(guò)第一次水利普查工作形成的水利普查數(shù)據(jù)類(lèi)多量大,涉及的普查內(nèi)容共 8 大類(lèi) 20 多個(gè)子項(xiàng),涵蓋水利行業(yè)的方方面面。僅以水利工程為例,全省就有水庫(kù) 4 334 座;規(guī)模以上水電站 1 419 座,規(guī)模以下水電站 1 792 座;規(guī)模以上水閘 8 581 座,規(guī)模以下水閘 4 187 座;堤防 4 125 段,海塘 1 065 段;規(guī)模以上泵站 2 854 處,規(guī)模以下泵站 45 227 座[5]。水利普查數(shù)據(jù)庫(kù)擁有的具體工程記錄總數(shù)達(dá)幾十萬(wàn)條。
將如此海量的水利普查數(shù)據(jù)以資源形式構(gòu)架于行業(yè)內(nèi)“覆蓋廣泛、資源可控、使用安全、操作簡(jiǎn)便”的門(mén)戶(hù)中,既豐富了門(mén)戶(hù)的數(shù)據(jù)資源,又簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)的應(yīng)用方式。與已有的浙江省水利普查數(shù)據(jù)成果展示系統(tǒng)、電紙書(shū)等應(yīng)用系統(tǒng)相比,門(mén)戶(hù)對(duì)水利普查數(shù)據(jù)的應(yīng)用具有以下 3 方面優(yōu)勢(shì):
1)使用便捷。數(shù)據(jù)可直接在門(mén)戶(hù)中查詢(xún)展示,而門(mén)戶(hù)每天在用戶(hù)日常工作中使用。用戶(hù)查詢(xún)數(shù)據(jù)可隨手可得,無(wú)需調(diào)用專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用系統(tǒng)。
2)檢索高效。利用搜索引擎構(gòu)建的快速索引服務(wù),可毫秒級(jí)檢索工程信息,做到一次搜索、一次點(diǎn)擊,即可輕松獲得具體工程的詳細(xì)信息。
3)數(shù)據(jù)融合。水利普查數(shù)據(jù)與其他水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源整合,并相互聯(lián)動(dòng),用戶(hù)可在同一時(shí)刻全方位、多角度地掌握工程的詳細(xì)信息。
根據(jù)門(mén)戶(hù)后臺(tái)的統(tǒng)計(jì)分析,用戶(hù)利用門(mén)戶(hù)查詢(xún)水利普查數(shù)據(jù)的數(shù)量和使用頻率都遠(yuǎn)高于專(zhuān)門(mén)的水利普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),基本做到人人查詢(xún),天天使用。水利普查數(shù)據(jù)以資源化的應(yīng)用方式在行業(yè)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,效果顯著。
當(dāng)前,第一次水利普查工作已經(jīng)結(jié)束,但基于水利普查數(shù)據(jù)的各類(lèi)應(yīng)用開(kāi)發(fā)正當(dāng)時(shí)。考慮到水利普查數(shù)據(jù)的敏感性,在普查數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí),既要管牢數(shù)據(jù),又要用好數(shù)據(jù)。
針對(duì)第一次水利普查提出的水利普查數(shù)據(jù)資源化應(yīng)用設(shè)計(jì),可充分利用水利行業(yè)內(nèi)已實(shí)名注冊(cè)、廣泛使用的水利信息門(mén)戶(hù),并借助于門(mén)戶(hù)強(qiáng)大的統(tǒng)一搜索引擎功能,實(shí)現(xiàn)水利普查數(shù)據(jù)在門(mén)戶(hù)客戶(hù)端的快速檢索和展示,做到在應(yīng)用層面與其他水利數(shù)據(jù)資源的共享。可以說(shuō),以門(mén)戶(hù)為載體,以統(tǒng)一搜索引擎為手段,水利普查數(shù)據(jù)得到了便捷又安全的應(yīng)用,在水利行業(yè)用戶(hù)的日常工作中發(fā)揮了很好的作用。水利普查數(shù)據(jù)在門(mén)戶(hù)中的資源化應(yīng)用模式,為水利行業(yè)其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)布應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新模式,具有很好的借鑒作用。
[1] 浙江省第一次水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.浙江省第一次水利普查工作方案[EB/OL].[2014-05-10].http://www.zjwater.gov.cn/pages/document/82/document_795.htm.
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Application of Water Resources Census Data based on Portal Search Engine
LUO Xiaolong1, YU Kaisen1, YU Jinming2
(1.Zhejiang Provincial Information Management Center of Water Resources, Hangzhou 310009, China;2.Zhejiang Dayu Information Technology Co., Ltd., Hangzhou 310002, China)
Based on a brief introduction of water information gateways, the article elaborates portal search engine technical route, architecture and implementation principle.The water conservancy survey data resources can be applied to the portal by the way of resources and merging with other water resource data.It releases in the portal client retrieval using search engine, and realizes the data resources integration and sharing in the application level.
information portal; search engine; water conservancy survey; data service
TV211
A
1674-9405(2014)05-0016-05
2014-07-11
駱小龍(1976-),男,浙江嵊州人,高級(jí)工程師,主要從事水利信息化建設(shè)和管理應(yīng)用研究工作。