夏艷波，王 權

（大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163002）

1 困擾信息界的一個普遍問題

經(jīng)過多年的信息化建設，社會各個領域已經(jīng)建成十分龐大的數(shù)據(jù)體系和應用體系，然而由于建設初期往往缺乏長遠的數(shù)據(jù)規(guī)劃和應用規(guī)劃，數(shù)據(jù)和應用的“孤島問題”日趨嚴重。近些年來，經(jīng)過規(guī)劃和再次建設，問題有所緩解，孤島數(shù)目可能減少了一些，但是回頭我們看一下，我們又造成了更大的孤島。

當今，業(yè)界人士尤其是奮戰(zhàn)在一線的電子政務和企業(yè)信息化建設人士普遍認為，已經(jīng)來臨的“智能”時代的主題和重點，將不再是信息系統(tǒng)建設本身，而是“數(shù)據(jù)”的全面整合升級，是數(shù)據(jù)應用質(zhì)量和效率的大幅提升。數(shù)據(jù)整合升級的重點就是解決數(shù)據(jù)的共享問題，難點就是整合邏輯上歸屬于已建各個應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

目前普遍在系統(tǒng)集成中遇到的現(xiàn)象就和最初航運遇到的問題一樣。系統(tǒng)之間相互訪問，其間的關系復雜密集成網(wǎng)。通過適配器等模式的點到點互訪使整個巨系統(tǒng)變得越來越復雜，耦合程度越來越緊，系統(tǒng)負載越來越重。

在長期的信息系統(tǒng)應用建設和開發(fā)中發(fā)現(xiàn)，大部分數(shù)據(jù)供應用系統(tǒng)內(nèi)部使用，只有一部分數(shù)據(jù)涉及與外部應用系統(tǒng)進行交互，就像貿(mào)易流通只涉及一部分商品一樣。這些用于交互的數(shù)據(jù)才是關鍵。那么，我們通過建立一種機制解決這些數(shù)據(jù)的順暢交互問題，也就解決了整個信息巨系統(tǒng)中的孤島問題。

2 物流運輸業(yè)兩大變革的啟示

早期由于貨物運輸?shù)陌b形狀、大小各異，一大部分時間用于裝卸和擺放，空間利用效率和運輸效率十分低下。

美國貨車司機馬爾科姆·麥克萊恩，在1946年研制發(fā)明集裝箱運輸貨物獲得成功，后被廣泛應用于汽車、鐵路、輪船和飛機運輸。此發(fā)明減少了貨物在港口的滯留時間，將國際貨物的運輸效率提升了4～5倍，使得遠洋貿(mào)易極大發(fā)展并產(chǎn)生了巨大的變革。集裝箱的成功和廣泛應用得益于它的標準化功能。

最早期的貨物運輸大多采用點到點的運輸方式，運輸線路紛繁復雜，效率和成本一度成為國際貿(mào)易的瓶頸。港口的出現(xiàn)，尤其是集裝港口，縮短了各種貿(mào)易的運輸時間和運輸?shù)穆烦?，極大地提高了貿(mào)易往來的效率。現(xiàn)代化港口作為“物流中心”，其強大的集散功能帶動了整個世界經(jīng)濟貿(mào)易的發(fā)展。

3 “自標準數(shù)據(jù)”及體系運行原則

通過類比，我們找到了信息世界的集裝箱及其內(nèi)裝貨物，即“自標準數(shù)據(jù)”?！白詷藴蕯?shù)據(jù)”是大慶油田早在1998年提出的，現(xiàn)已被業(yè)界廣泛認可并處于深入研究發(fā)展之中。從其定義與體系運行原則來看，“自標準”的概念與貨物運輸業(yè)中廣泛使用的集裝箱極其類似。

自標準數(shù)據(jù)（Self-Standard Data，SSD）即自帶標準或格式說明的數(shù)據(jù)體。

自標準是一套信息資源整合（IRI）的技術標準體系框架。包括數(shù)據(jù)自治域 （Data Autonomous Domain）的數(shù)據(jù)標準（Data Standards）、自治域之間數(shù)據(jù)交換標準（Data Exchange Standards）以及數(shù)據(jù)交換服務協(xié)議（Data Exchange Service Protocol）。其中，數(shù)據(jù)交換服務協(xié)議規(guī)定了自標準數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)獲取方式和數(shù)據(jù)獲取方式，為得到數(shù)據(jù)后按元數(shù)據(jù)（標準）識別、使用數(shù)據(jù)提供了依據(jù)。

自標準數(shù)據(jù)體系運行原則：開放、自治、簡單和集中管理。

3.1 開放原則

包括標準開放、平臺開放和技術開放等。具有開放性的思想和理論才具備可傳播性、可操作性和廣泛應用性。開放的系統(tǒng)能夠容納更大的業(yè)務和技術復雜度，易于傳播和集成。

3.2 自治原則

自標準數(shù)據(jù)在一定的自治域內(nèi)有效。數(shù)據(jù)自治域有別于特定的某一信息系統(tǒng)，是某一應用實體，如一個基層單位、一個部門、一個分公司甚至一個集團。只有這樣，才能有效避免數(shù)據(jù)在語義上產(chǎn)生歧義而造成數(shù)據(jù)混亂。

3.3 簡單原則

在復雜的應用場景中被廣泛使用的規(guī)則必須具備簡單性，太復雜的規(guī)則即使具有開放性也難以被廣泛應用。簡單規(guī)則可以讓規(guī)則本身僅關注核心的部分。TCP／IP協(xié)議族最終戰(zhàn)勝其他多種復雜協(xié)議成為當今互聯(lián)網(wǎng)的基本協(xié)議，就是因為它本身并不復雜又能夠恰到好處地解決網(wǎng)絡的核心問題。

3.4 集中管理原則

雖然數(shù)據(jù)是分散、自治的，但要有數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一管理機制。集中管理能夠讓分散的數(shù)據(jù)運作高效而統(tǒng)一。集中管理能夠為分散的數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的資源尋址、目錄檢索、數(shù)據(jù)推送以及垃圾回收等服務。

4 數(shù)據(jù)港口運行機制

類比研究現(xiàn)實世界中的港口及其運行機制，提出 “數(shù)據(jù)港口”的概念。

“數(shù)據(jù)港口”（Data Harbor）是獨立于現(xiàn)有信息系統(tǒng)之外，以“自標準數(shù)據(jù)”為交互單元，在數(shù)據(jù)提供者和數(shù)據(jù)交換者之間，提供數(shù)據(jù)集裝、存儲、解析和配送應用的一整套數(shù)據(jù)服務機制。多個數(shù)據(jù)港口之間具有互信和調(diào)度機制，并行完成整個數(shù)據(jù)體系的交互過程。

4.1 數(shù)據(jù)提供者（Supplier）和數(shù)據(jù)消費者（Consumer）

與港口交換數(shù)據(jù)的應用程序，根據(jù)交互方向不同，稱之為數(shù)據(jù)提供者（Supplier）和數(shù)據(jù)消費者（Consumer）。

數(shù)據(jù)提供者將自標準數(shù)據(jù)提交到數(shù)據(jù)港口，數(shù)據(jù)消費者到數(shù)據(jù)港口按照數(shù)據(jù)的自標準解讀并使用數(shù)據(jù)。

一個應用程序既可以是數(shù)據(jù)提供者，也可以是數(shù)據(jù)消費者，當然也可同時擔當兩種角色。

數(shù)據(jù)港口，數(shù)據(jù)供應者和數(shù)據(jù)消費者避免了直接交換數(shù)據(jù)，互相之間可以不必了解細節(jié)，只需按照港口的規(guī)則提交數(shù)據(jù)和獲取數(shù)據(jù)即可。

圖1 數(shù)據(jù)港口運行機制圖

4.2 入港與出港

數(shù)據(jù)供應者和數(shù)據(jù)消費者通過港口提供的自標準SDK與數(shù)據(jù)港口進行交流。數(shù)據(jù)供應者將數(shù)據(jù)通過自標準SDK轉變?yōu)樽詷藴式Y構提交到港內(nèi)，此過程為入港；數(shù)據(jù)消費者根據(jù)自標準結構解析出自己所需數(shù)據(jù)進行應用，此過程為出港。

4.3 港務管理

港內(nèi)實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)資源、標準資源和服務資源的統(tǒng)一管理，包括數(shù)據(jù)解析、標準適配、安全認證等服務，完成港口調(diào)度、泊位管理和權限分配。

港口另外提供自標準數(shù)據(jù)目錄索引和搜索引擎，以協(xié)助用戶（程序）快速檢索到所需數(shù)據(jù)資源。

4.4 數(shù)據(jù)碼頭

港內(nèi)的數(shù)據(jù)碼頭根據(jù)數(shù)據(jù)的類型和匹配的自標準對數(shù)據(jù)完成封裝、存儲以及相關的管理任務。

各類不同的自標準數(shù)據(jù)根據(jù)需要將存放在不同的數(shù)據(jù)碼頭當中。

4.5 航道管理

一個應用實體（單位、公司、集團或政府部門）內(nèi)可以存在多個數(shù)據(jù)港口。第一個創(chuàng)建的數(shù)據(jù)港口自動成為母港口，由母港口可以創(chuàng)建生成多個子港口。各港口與數(shù)據(jù)的自治域無關，數(shù)據(jù)的自治由各港口內(nèi)部提供的機制完成。

母港口具有航道管理功能，負責管理多個子港口以及其他應用實體外部港口的港間互信連接以及數(shù)據(jù)交互協(xié)調(diào)工作。

5 應用實例

2013年底，“大慶油田生產(chǎn)經(jīng)營管理輔助決策系統(tǒng)（DQMDS）”立項并開始研發(fā)。目標就是通過系統(tǒng)開發(fā)和集成，打破各應用系統(tǒng)界限，突破信息孤島問題，建立統(tǒng)一生產(chǎn)經(jīng)營管理辦公平臺，為大慶油田各級管理層和決策層提供管理依據(jù)和決策參考。

DQMDS系統(tǒng)功能涉及生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理和決策支持的各個領域，幾乎涵蓋了各級機關和管理人員的所有業(yè)務，通過工作門戶、流程中心、數(shù)據(jù)中心和交流中心為用戶（微機、平板電腦、手機終端）提供服務，目標用戶總量達到5萬余人，系統(tǒng)十分龐雜。DQMDS系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)大多來自已建系統(tǒng)，共涉及中石油統(tǒng)建系統(tǒng)59個、大慶油田自建系統(tǒng)85個。各個系統(tǒng)建設于不同時期，地理位置各自不同，采用的技術五花八門，數(shù)據(jù)庫類型紛繁多樣。項目組系統(tǒng)研發(fā)人員通過學習，將“自標準數(shù)據(jù)”思想和“數(shù)據(jù)港口”架構作為指導理論，圓滿地解決了整個巨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與集成問題。現(xiàn)已完成系統(tǒng)前期設計，正在全力研發(fā)當中。

6 結束語

“數(shù)據(jù)港口”服務架構，作為眾多信息系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換中心，將自標準作為其間的“集裝箱”使用，使整個系統(tǒng)關聯(lián)變成了松耦合，系統(tǒng)之間關系和狀態(tài)清晰可見，信息孤島將無障礙聯(lián)通，信息應用效率將大幅提升，信息化建設成本也將大幅下降?！白詷藴蕯?shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)港口”技術對于有效地解決企業(yè)內(nèi)外多專業(yè)、多學科間復雜的數(shù)據(jù)交換、集成和共享問題具有深遠意義，特別是對大數(shù)據(jù)交換也具有很好的應用價值。

本文針對解決“信息孤島”問題所提出的“數(shù)據(jù)港口”概念及其運行機制，只是給出了基本架構思路，僅僅是初步的設想，可能還存在很多缺陷，還需要在實踐中檢驗和不斷完善，希望能夠對從事這方面研究的專家、學者，以及從事企業(yè)和政務信息化實踐的管理人員和技術人員有所啟發(fā)。本文闡述的基本觀點和內(nèi)容是在大慶油田有限責任公司信息中心王權主任的啟發(fā)和指導下形成的，在此深表謝意。