匡曉紅 湯丹 劉志峰

摘 ?要： 異構(gòu)的業(yè)務(wù)模型、軟硬件平臺(tái)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)交換和共享問題是長(zhǎng)期以來困擾電子政務(wù)應(yīng)用中的難題。將核心交換共享邏輯封閉在引擎中，并以此來驅(qū)動(dòng)與底層無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)交換體系，較好地解決了電子政務(wù)交換平臺(tái)上跨部門的數(shù)據(jù)交換和共享問題。實(shí)踐表明，該平臺(tái)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性、安全性和可靠性，具有推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)交換; 資源目錄; 電子政務(wù); 引擎

中圖分類號(hào)：TP311 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1006-8228（2015）01-78-03

E-government data exchange platform driven by engine

Kuang Xiaohong1， Tang Dan1， Liu Zhifeng2

（1. Department of Computer Science and Technology， Hunan Police Academy， Changsha， Hunan 410138， China;

2. Hunan Economic and Information Technology Commission）

Abstract： Heterogeneous business model， software and hardware platform， data structure and the complicated network environment， data exchange and sharing are difficult problems which have plagued the application in e-government. The core switching shared logic is closed in the enginein order to drive the independent data exchange system， solve the data exchanging and sharing problem when crossing sector. The practice shows that the system has strong ductility， security， reliability and great value of popularization.

Key words： data exchange; resource directory; E-government; engine

0 引言

長(zhǎng)期以來，我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)存在著諸多問題，如網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)多樣，共享壁壘森嚴(yán);應(yīng)用系統(tǒng)孤立，信息孤島林立;共享意識(shí)淡薄，制度不夠健全等。各級(jí)政府建設(shè)有市電子政務(wù)內(nèi)、外網(wǎng)，還有所規(guī)劃的專網(wǎng)以及工商、稅務(wù)、質(zhì)監(jiān)的垂網(wǎng)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)互通困難，信息交互渠道不暢，資源整合在公安難度較大，嚴(yán)重阻礙了跨部門、跨領(lǐng)域的應(yīng)用和全市信息資源的共享。各政府部門各單位均有一定規(guī)模的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，且系統(tǒng)的建設(shè)主管單位層級(jí)不一，有國(guó)家部委主導(dǎo)建設(shè)的，有省級(jí)部門主導(dǎo)建設(shè)的，有市級(jí)單位自主建設(shè)的，給市級(jí)跨部門、跨領(lǐng)域的協(xié)同應(yīng)用建設(shè)和數(shù)據(jù)共享帶來一定困難，彼此之間不能互聯(lián)互通，信息共享，“信息孤島”現(xiàn)象仍然存在。這些問題導(dǎo)致了各部門信息共享度差，關(guān)聯(lián)度差，應(yīng)用率不高，使本該綜合聯(lián)合的信息割裂，無(wú)法“一盤棋”考慮大局，不能從創(chuàng)新社會(huì)管理、駕馭社會(huì)治安大局的高度加以綜合、分析、應(yīng)用。這既人為地增加了成本，造成信息資源的流失，又削弱部門單位間協(xié)作的整體效能，還給群眾帶來了諸多不便。電子政務(wù)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)是支撐各部門通過應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信用信息資源共享交換的基礎(chǔ)設(shè)施，在整個(gè)信用信息技術(shù)框架中具有非常關(guān)鍵的承上啟下的作用，其建設(shè)目標(biāo)是為了解決政務(wù)部門間信息共享，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)部門之間的數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享，促進(jìn)電子政務(wù)的發(fā)展。

1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)交換平臺(tái)負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸、交換、格式轉(zhuǎn)換，是政務(wù)信息資源交換體系的樞紐，是整個(gè)電子政務(wù)應(yīng)用的核心支撐部件。通過數(shù)據(jù)交換平臺(tái)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、可靠信息傳輸?shù)裙δ躘1]。數(shù)據(jù)交換引擎是數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的核心部件，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的抽取、加載、格式轉(zhuǎn)換等主要邏輯功能。數(shù)據(jù)交換平臺(tái)由引擎、交換橋接子系統(tǒng)、前置交換子系統(tǒng)、交換傳輸子系統(tǒng)、交換管理與監(jiān)控子系統(tǒng)組成，交換平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)交換引擎

數(shù)據(jù)交換引擎是數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)的核心。數(shù)據(jù)交換引擎主要包括服務(wù)處理和數(shù)據(jù)接口。

2.1.1 服務(wù)處理

數(shù)據(jù)交換引擎運(yùn)行過程如圖2所示。

圖2 ?數(shù)據(jù)交換引擎運(yùn)行示意圖

數(shù)據(jù)交換引擎負(fù)責(zé)接收并處理數(shù)據(jù)交換服務(wù)請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。

⑴ 服務(wù)請(qǐng)求監(jiān)聽器

服務(wù)請(qǐng)求監(jiān)聽器采用監(jiān)聽機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)請(qǐng)求的并發(fā)接收。

⑵ 服務(wù)解釋處理器

服務(wù)解釋處理器負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行服務(wù)請(qǐng)求。服務(wù)請(qǐng)求監(jiān)聽器把服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到解釋處理器，服務(wù)解釋處理器查詢所請(qǐng)求的服務(wù)定義，根據(jù)服務(wù)定義產(chǎn)生執(zhí)行序列并控制各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交換服務(wù)。在數(shù)據(jù)交換壓力大的時(shí)候，根據(jù)服務(wù)的優(yōu)先級(jí)高低，控制交換服務(wù)的執(zhí)行順序，確保高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)優(yōu)先執(zhí)行。

⑶ 服務(wù)定義

服務(wù)定義記錄了服務(wù)的項(xiàng)選參數(shù)及設(shè)置，描述了服務(wù)應(yīng)該如何解釋和執(zhí)行。交換服務(wù)可以定義服務(wù)優(yōu)先級(jí)等信息。

⑷ 接口控制

接口控制負(fù)責(zé)把命令序列發(fā)送到各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，控制交換節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)接口，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)交換的執(zhí)行。

⑸ 傳輸管道

數(shù)據(jù)的交換過程是在傳輸管道中進(jìn)行的，傳輸過程分為三部分：數(shù)據(jù)輸出、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)輸入。在源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸出接口把數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)源讀出，并根據(jù)服務(wù)配置經(jīng)過數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮等過濾器。經(jīng)數(shù)據(jù)輸出接口輸出的數(shù)據(jù)通過消息中間件傳輸?shù)侥繕?biāo)節(jié)點(diǎn)。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口接收到數(shù)據(jù)后，反向經(jīng)過各種過濾器把數(shù)據(jù)還原出來，然后寫入到目標(biāo)數(shù)據(jù)源。

⑹ 管道管理

管道管理器負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)交換過程中的傳輸管理，包括管理的創(chuàng)建、動(dòng)態(tài)分配、撤消等操作。

⑺ 日志監(jiān)控

日志監(jiān)控按級(jí)別記錄數(shù)據(jù)交換引擎在運(yùn)行過程中的事件，提供監(jiān)控功能。

2.1.2 數(shù)據(jù)接口

數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)支持三種數(shù)據(jù)接口方式：交換庫(kù)方式、文件方式和Web服務(wù)方式[2]。業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過交換平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享交換時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的情況選擇合適的數(shù)據(jù)接口方式接入交換平臺(tái)。

在接入節(jié)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況選用一種或多種接口類型。對(duì)于有業(yè)務(wù)系統(tǒng)存在而只要求提供或獲取共享業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的情況，建議采用數(shù)據(jù)庫(kù)類型接口;對(duì)于需要獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況，以及實(shí)時(shí)性要求高的情況，建議使用Web服務(wù)類型接口;文件類型接口根據(jù)實(shí)際情況決定是否采用。

2.2 前置交換子系統(tǒng)

為確保各部門原有系統(tǒng)的運(yùn)行不受資源整合影響，保障原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，使用前置機(jī)作為各部門與數(shù)據(jù)交換平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的窗口，也可認(rèn)為它是各部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)中轉(zhuǎn)站。它一方面從各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)，向數(shù)據(jù)中心提交;另一方面從數(shù)據(jù)中心接收數(shù)據(jù)，并向業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)。同時(shí)，前置機(jī)也具備緩存交換數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、加工和展現(xiàn)的功能。這樣可以有效規(guī)避潛在的信息安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 交換傳輸子系統(tǒng)

交換傳輸系統(tǒng)即消息總線[3]系統(tǒng)，作為前置交換系統(tǒng)之間的信息交換通道，實(shí)現(xiàn)交換信息的打包、轉(zhuǎn)換、傳遞、路由、解包等功能。

交換傳輸系統(tǒng)功能和特點(diǎn)如下：

⑴ 消息傳送應(yīng)支持HTTP協(xié)議;

⑵ 采用SOAP 1.2作為消息封裝格式;

⑶ 提供消息尋址功能，支持信息路由功能;

⑷ 提供消息確認(rèn)和消息選擇性重發(fā)機(jī)制以實(shí)現(xiàn)前置交換子系統(tǒng)之間安全的、可靠的信息傳遞功能;

⑸ 提供消息差錯(cuò)處理功能;

⑹ 支持各種主流操作系統(tǒng);

⑺ 提供信息轉(zhuǎn)換功能，支持基于規(guī)則配置的格式轉(zhuǎn)換與內(nèi)容轉(zhuǎn)換功能。

2.4 交換橋接子系統(tǒng)

交換橋接系統(tǒng)[4]是部門業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)外共享的雙向接口。它負(fù)責(zé)將部門業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提取到前置交換系統(tǒng)中;也負(fù)責(zé)將前置交換系統(tǒng)中共享數(shù)據(jù)導(dǎo)入業(yè)務(wù)部門。它的實(shí)現(xiàn)方式取決于部門的實(shí)際情況。交換橋接系統(tǒng)提供以下功能：

⑴ 支持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與前置交換系統(tǒng)實(shí)時(shí)雙向同步;

⑵ 支持各種主流操作系統(tǒng);

⑶ 支持國(guó)內(nèi)外主流數(shù)據(jù)庫(kù)，如SQL Server、Oracle、DB2等;

⑷ 支持各類結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化文件，如TXT、Excel、XML等;

⑸ 支持各類音頻視頻文件，如AVI、RM、RMVB、WMA、MP3等;

⑹ 采用適配器組件訪問橋接對(duì)象，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取與存儲(chǔ);

⑺ 提供增量數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別的功能。在不修改業(yè)務(wù)信息庫(kù)結(jié)構(gòu)的情況下，系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別出需要交換的信息，包括新增、被修改或被刪除的信息;

⑻ 提供圖形化的信息交換橋接配置及管理工具，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)橋接的快速部署和實(shí)施;

⑼ 支持多個(gè)橋接任務(wù)或服務(wù)同時(shí)運(yùn)行，支持遠(yuǎn)程部署;

⑽ 采用交換前置機(jī)和前置交換數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，有效地將交換網(wǎng)絡(luò)與部門業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)隔離開來，保護(hù)部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用信息庫(kù)的安全;

⑾ 根據(jù)各部門的實(shí)際業(yè)務(wù)環(huán)境，能夠提供多種接入模式，包括：業(yè)務(wù)信息庫(kù)+交換共享信息庫(kù)模式、虛擬業(yè)務(wù)信息庫(kù)+交換共享信息庫(kù)模式、文件+交換共享信息庫(kù)模式、集中交換模式;

⑿ 根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，橋接系統(tǒng)支持多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的橋接，包括：物理隔離和邏輯隔離下的橋接接入;

⒀ 提供橋接管理和監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)橋接系統(tǒng)進(jìn)行管理和和監(jiān)控，并提供橋接數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，支持中心統(tǒng)一的橋接管理。

2.5 管理監(jiān)控子系統(tǒng)

交換管理監(jiān)控[5]系統(tǒng)作為交換系統(tǒng)的中心管理模塊，協(xié)同部門交換前置機(jī)和中心交換前置機(jī)的運(yùn)行，并對(duì)交換系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行管理和監(jiān)控。該監(jiān)控子系統(tǒng)由三個(gè)模塊組成，分別是交換服務(wù)狀態(tài)監(jiān)視模塊、數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)監(jiān)視模塊和統(tǒng)計(jì)信息分析模塊。主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

⑴ 對(duì)交換系統(tǒng)整體交換狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與狀態(tài)查詢;

⑵ 對(duì)前置機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與管理;

⑶ 對(duì)當(dāng)前及歷史交換任務(wù)及狀態(tài)以圖形化方式進(jìn)行監(jiān)控;

⑷ 對(duì)已交換和待交換的任務(wù)進(jìn)行管理、監(jiān)控與干預(yù);

⑸ 對(duì)交換監(jiān)控及各前置機(jī)運(yùn)行日志進(jìn)行查詢及下載操作;

⑹ 對(duì)各交換狀態(tài)和任務(wù)階段的實(shí)時(shí)監(jiān)控;

⑺ 對(duì)已交換和未交換任務(wù)的查詢。

2.6 交換模式

交換平臺(tái)支持分布式前置交換和人工上傳集中式交換兩種交換模式。

對(duì)于信息化建設(shè)水平高，業(yè)務(wù)系統(tǒng)及業(yè)務(wù)信息庫(kù)完善的部門，安裝交換前置機(jī)，將交換平臺(tái)與部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)隔離開來，保證部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的獨(dú)立性，同時(shí)保證部門業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全。交換前置機(jī)上安裝部門前置交換信息庫(kù)，保存部門對(duì)外交換共享的數(shù)據(jù)和從交換平臺(tái)接收的數(shù)據(jù)。部門業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)與前置交換數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過信息交換橋接實(shí)現(xiàn)交換信息的實(shí)時(shí)同步。

對(duì)于信息化建設(shè)基礎(chǔ)相對(duì)較差，業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)不完善的部門，采用人工上傳/下載的方式實(shí)現(xiàn)集中式交換。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，利用信息交換交換中心的數(shù)據(jù)上傳網(wǎng)站，部門將需要交換的信息以XML、文本文件、EXCEL文件形式上傳到交換中心，交換中心配置的適配器將上傳的數(shù)據(jù)發(fā)送到信息交換平臺(tái)，并經(jīng)信息平臺(tái)發(fā)送到相應(yīng)部門。接收數(shù)據(jù)時(shí)，由交換平臺(tái)負(fù)責(zé)生成數(shù)據(jù)交換文件并保存到指定的目錄，部門通過數(shù)據(jù)上傳網(wǎng)站下載所需數(shù)據(jù)文件。

3 結(jié)束語(yǔ)

本平臺(tái)成功地應(yīng)用于某省工信委電子政務(wù)系統(tǒng)工程，該系統(tǒng)縱向跨越省市縣三級(jí)，橫向與十多個(gè)部門互聯(lián)互通。工程實(shí)踐表明：該平臺(tái)有效地解決了內(nèi)部各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通問題，可以為不同應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)資源的訪問以及系統(tǒng)接入制定統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn);平臺(tái)提供了統(tǒng)一、簡(jiǎn)化、可擴(kuò)展的開發(fā)環(huán)境，提供了各類通用的適配器和開發(fā)、集成、調(diào)試工具，應(yīng)用系統(tǒng)和信息資源能夠?qū)崿F(xiàn)快速接入;平臺(tái)還提供了統(tǒng)一的安全機(jī)制，提供了集成一體化的遠(yuǎn)程統(tǒng)一部署、監(jiān)控、跟蹤、日志、和測(cè)試功能，十分適應(yīng)于集中部署和統(tǒng)一管理的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 湯丹，匡曉紅.基于數(shù)據(jù)交換的食品安全協(xié)同監(jiān)管平臺(tái)[J].軟件導(dǎo)刊，

2014.5（13）.

[2] Yan Fang，Hang Cheng，Meiqing Wang. ?Parallel Implementation of

Fractal Image Compression in Web Service Environment[A]. Proceedings of 2011 10th International Symposium on Distributed Computing and Applications to Business，Engineering and Science（DCABES 2011）[C]，2011.

[3] 董延珊，雷鳴，郭玉東.一種基于消息總線的可用性管理技術(shù)[J].計(jì)算

機(jī)應(yīng)用，2005.11.

[4] 王艷敏，謝強(qiáng)，丁秋林.基于本體和Web Services的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)[J].

計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010.5.

[5] 陳鋒，張恩.基于Web服務(wù)的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的研究[J].軟件導(dǎo)刊，

2009.11.