施叢叢++陳名生++楊建業(yè)++呂超賢

摘要：水利數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)提供水利信息資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)下載訂購、API接口調(diào)用、水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的共享分發(fā)等服務(wù)。整個系統(tǒng)在縱向上分為六層，其中門戶網(wǎng)站是實現(xiàn)平臺一體化的外部接口，處在底層的是對基礎(chǔ)設(shè)施的管理，諸如水利信息資源虛擬化、資源分配自動化與協(xié)調(diào)；其次是以J2EE和NET技術(shù)為支撐的分布式計算環(huán)境；再其次是基于服務(wù)構(gòu)件的支撐環(huán)境；處在第三層的是核心技術(shù)與支撐環(huán)境，包括元數(shù)據(jù)與目錄管理、元數(shù)據(jù)同步等核心技術(shù)和數(shù)據(jù)共享分發(fā)支撐環(huán)境；第二層是以面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）為基礎(chǔ)構(gòu)建的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分發(fā)策略、標準格式轉(zhuǎn)換、發(fā)送統(tǒng)計子系統(tǒng)；處在頂層的是Web檢索與服務(wù)分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)定制分系統(tǒng)、用戶管理分系統(tǒng)和信息平臺管理與技術(shù)支持分系統(tǒng)。各層次之間相互聯(lián)動，共同支撐數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的運行。

關(guān)鍵詞：水利信息；數(shù)據(jù)共享；系統(tǒng)整合

中圖分類號：TP391.41

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.015

0 引言

數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)是建設(shè)南京市水利信息共享平臺的重要基礎(chǔ)性保障。通過建設(shè)覆蓋全江蘇的數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)，可以加強水利信息資源的整合，深化水利服務(wù)內(nèi)容，實現(xiàn)水利信息的充分共享和利用，為防汛防旱、水利工程、水資源管理、水文、水利政務(wù)、地理信息、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋等重要部門提供更高質(zhì)量的水利信息服務(wù)，使整個南京市的水利科學(xué)服務(wù)系統(tǒng)發(fā)揮最大的整體效益。

數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)強調(diào)“以共享應(yīng)用需求為導(dǎo)向”，兼顧系統(tǒng)的安全性、可靠性、可維護性、規(guī)范性、可擴展性，把數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的先進性作為增強新一代水利信息共享平臺競爭力的基本手段，實現(xiàn)各類水利資源的綜合利用和共享。具體內(nèi)容包括：1提供元數(shù)據(jù)交換基礎(chǔ)設(shè)施，完成共享服務(wù)系統(tǒng)涉及的元數(shù)據(jù)采集、發(fā)布、交換和使用，并對以元數(shù)據(jù)為核心的目錄進行查詢和管理維護，實現(xiàn)統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)目錄訪問服務(wù)。2通過數(shù)據(jù)共享服務(wù)提供水利信息資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)檢索下載、數(shù)據(jù)訂購，訪問服務(wù)接口調(diào)用，水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的共享分發(fā)等一站式服務(wù)，支持部門內(nèi)水利信息的高度共享，實現(xiàn)水利信息與水利資源的全面整合和優(yōu)化配置。3依據(jù)相關(guān)分級分類的管理規(guī)定，提供對整個用戶服務(wù)流程和多種服務(wù)手段的統(tǒng)一管理。對服務(wù)用戶提供注冊、在線交流和在線支持等功能；為數(shù)據(jù)服務(wù)部門提供用戶關(guān)系管理、用戶反饋信息管理、服務(wù)質(zhì)量分析等功能，全面提升數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的核心競爭力與綜合服務(wù)水平。

1 水利數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)總體構(gòu)架

水利數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)提供水利信息資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)下載訂購、API接口調(diào)用、水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的共享分發(fā)等服務(wù)，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，整個系統(tǒng)在縱向上分為六層，其中門戶網(wǎng)站是實現(xiàn)平臺一體化的外部接口，處在底層的是對基礎(chǔ)設(shè)施的管理，諸如水利信息資源虛擬化、資源分配自動化與協(xié)調(diào)；其次是以J2EE和.NET技術(shù)為支撐的分布式計算環(huán)境；再其次是基于服務(wù)構(gòu)件的支撐環(huán)境；處在第三層的是核心技術(shù)與支撐環(huán)境，包括元數(shù)據(jù)與目錄管理、元數(shù)據(jù)同步等核心技術(shù)和數(shù)據(jù)共享分發(fā)支撐環(huán)境；第二層是以面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）為基礎(chǔ)構(gòu)建的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分發(fā)策略、標準格式轉(zhuǎn)換、發(fā)送統(tǒng)計子系統(tǒng)；處在頂層的是Web檢索與服務(wù)分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)定制分系統(tǒng)、用戶管理分系統(tǒng)和信息平臺管理與技術(shù)支持分系統(tǒng)。各層次之間相互聯(lián)動，共同支撐數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的運行。

水利數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)面向水利部門用戶、行業(yè)用戶建立不同的門戶系統(tǒng)提供水利信息的共享服務(wù)，各門戶系統(tǒng)之間在物理上和邏輯上完全獨立。安全可靠性是數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的首要原則，也是數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)未來推廣應(yīng)用的最重要的條件。安全可靠性包括技術(shù)上的可靠性和運作的可靠性。數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)不能癱瘓，提供容錯設(shè)計和動態(tài)組建替換機制，有故障檢測和恢復(fù)手段。在確保安全性同時，要加強系統(tǒng)規(guī)范性建設(shè)，包括制度規(guī)范、數(shù)據(jù)標準規(guī)范、開發(fā)方法規(guī)范等。

（l）本部門共享服務(wù)

水利部門門戶為本部門用戶提供基于WEB應(yīng)用服務(wù)的水利信息資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)訂購下載，訪問服務(wù)接口調(diào)用，水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的共享分發(fā)等一站式服務(wù)。本部門共享服務(wù)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

（2）行業(yè)共享服務(wù)

行業(yè)門戶為下級行業(yè)用戶提供基于WEB應(yīng)用服務(wù)的水利信息資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)和產(chǎn)品訪問、下載等服務(wù)，行業(yè)共享服務(wù)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖3所示：

（3）實時業(yè)務(wù)專用庫共享服務(wù)

共享服務(wù)系統(tǒng)面向本部門實時業(yè)務(wù)用戶提供專用實時數(shù)據(jù)訪問服務(wù)調(diào)用。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖4所示：

2 數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的信息流程

（l）共享服務(wù)系統(tǒng)基本信息流程

本部門共享服務(wù)信息流程實現(xiàn)的主要業(yè)務(wù)功能包括數(shù)據(jù)服務(wù)、元數(shù)據(jù)交換/同步、用戶認證、共享數(shù)據(jù)交換等，其信息流程如圖5所示：

行業(yè)共享服務(wù)信息流程實現(xiàn)的主要業(yè)務(wù)功能包括數(shù)據(jù)共享服務(wù)、用戶服務(wù)管理、元數(shù)據(jù)與目錄管理等，其信息流程如圖6所示：

（2）本地數(shù)據(jù)服務(wù)流程

數(shù)據(jù)共享服務(wù)門戶針對數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)的各種水利觀探測資料和基本業(yè)務(wù)產(chǎn)品，提供數(shù)據(jù)導(dǎo)航、檢索、下載服務(wù)；并為用戶提供數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)可視化等處理功能。系統(tǒng)主要功能包括用戶認證與授權(quán)、數(shù)據(jù)導(dǎo)航、數(shù)據(jù)請求、請求處理、數(shù)據(jù)服務(wù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)流程主要內(nèi)容包括：

1）數(shù)據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供基于元數(shù)據(jù)的水利數(shù)據(jù)目錄導(dǎo)航、數(shù)據(jù)搜索，實現(xiàn)數(shù)據(jù)定位。

2）登錄用戶進入數(shù)據(jù)服務(wù)頁面，系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用元數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)的檢索或處理模版；用戶通過條件選擇或輸入，提交數(shù)據(jù)服務(wù)請求。

3）系統(tǒng)接收用戶請求，根據(jù)服務(wù)分級策略，生成服務(wù)訂單；并按照用戶請求的形式、種類和內(nèi)容，編排進行用戶請求處理的工作流/業(yè)務(wù)處理流程。

4）系統(tǒng)的工作流引擎，按照編排，調(diào)用相應(yīng)的算法庫或軟件包，進行數(shù)據(jù)檢索、處理、分析、可視化作業(yè)，獲得用戶所需的資料。其中，對實時服務(wù)請求訂單，系統(tǒng)進行即時處理和相應(yīng)；對于非實時服務(wù)請求，通過訂單管理和作業(yè)調(diào)度，進行處理。

5）用戶訂單處理完成后，系統(tǒng)對處理結(jié)果數(shù)據(jù)（或圖形/圖像）進行服務(wù)數(shù)據(jù)臨時存儲管理，并以FTP和HTTP方式提供服務(wù)；并將處理結(jié)果返回或通知用戶。

（3）全網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)流程

用戶根據(jù)本地數(shù)據(jù)共享服務(wù)門戶網(wǎng)站提供的元數(shù)據(jù)目錄發(fā)現(xiàn)并定位到目標數(shù)據(jù)。如果目標數(shù)據(jù)的服務(wù)位于本地，則通過本地用戶認證獲取權(quán)限，并通過數(shù)據(jù)請求和數(shù)據(jù)服務(wù)等環(huán)節(jié)獲得所需數(shù)據(jù)；如果發(fā)現(xiàn)目標數(shù)據(jù)位于異地，則系統(tǒng)自動導(dǎo)航到異地數(shù)據(jù)共享服務(wù)門戶網(wǎng)站，通過全局用戶認證獲取異地數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，并通過位于異地的數(shù)據(jù)請求和數(shù)據(jù)服務(wù)等環(huán)節(jié)獲得所需數(shù)據(jù)。

（4）元數(shù)據(jù)交換管理流程

元數(shù)據(jù)交換管理流程分為兩個部分：節(jié)點內(nèi)流程和節(jié)點間流程。具體流程如圖7所示，

節(jié)點內(nèi)流程——在上級和下級中心的本地，元數(shù)據(jù)采集和發(fā)布功能模塊根據(jù)應(yīng)用元數(shù)據(jù)模板和預(yù)定義的采集規(guī)則，通過人工或自動兩種方式生成本地應(yīng)用元數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)文件，這些元數(shù)據(jù)其中的描述部分從數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)庫中抽取，并且人工采集的部分須經(jīng)過驗證和審核來發(fā)布；本地元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)經(jīng)由本地元數(shù)據(jù)提供服務(wù)獲取本地的應(yīng)用元數(shù)據(jù)文件，并經(jīng)過轉(zhuǎn)換和整理存入本地元數(shù)據(jù)庫；元數(shù)據(jù)目錄管理模塊完成對元數(shù)據(jù)庫的目錄管理維護功能；而元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)（由數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)與全局導(dǎo)航模塊提供）則通過訪問元數(shù)據(jù)庫的目錄樹來實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)和導(dǎo)航的功能。

節(jié)點間流程——節(jié)點間的元數(shù)據(jù)流程指的是節(jié)點間的元數(shù)據(jù)交換，這一過程按照拉?。≒UII）和推送（PUSH）兩種工作模式進行，拉取模式提供一般水利資料的元數(shù)據(jù)同步服務(wù)，時效性一般；而推送模式則為實時水利資料，如：雷達、天氣警告等提供時效性更強的元數(shù)據(jù)同步服務(wù)。它們的工作流程如下：

拉取模式——省中心節(jié)點的元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)向下級中心節(jié)點元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)發(fā)起元數(shù)據(jù)收割請求，下級中心節(jié)點網(wǎng)關(guān)從本地元數(shù)據(jù)目錄中抽取更新的元數(shù)據(jù)目錄項發(fā)送給省中心元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，省中心接受這些目錄項，收集整理存入省中心元數(shù)據(jù)目錄；下級中心節(jié)點元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)向省中心節(jié)點元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)發(fā)起元數(shù)據(jù)收割請求，省中心節(jié)點網(wǎng)關(guān)從本地元數(shù)據(jù)目錄中抽取更新的元數(shù)據(jù)目錄項（包括其他下級中心和省中心自身的更新元數(shù)據(jù)目錄項）發(fā)送給下級中心元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，下級中心元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)獲得上述目錄項后將其存入本地元數(shù)據(jù)目錄。

推送模式——當本地元數(shù)據(jù)文件有更新，省或下級中心節(jié)點將更新的元數(shù)據(jù)文件以消息的形式推送至本地元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)對消息經(jīng)過驗證后存入本地元數(shù)據(jù)目錄，同時將消息推送至所有臨近節(jié)點的元數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，以此類推，直到所有節(jié)點接收到推送的元數(shù)據(jù)更新消息，并存入各自的元數(shù)據(jù)目錄。

（5）用戶認證流程

用戶認證流程分為兩種：本地用戶認證流程和全網(wǎng)用戶認證流程，實現(xiàn)用戶的注冊、單點登錄、統(tǒng)一認證、用戶的行為跟蹤監(jiān)督、服務(wù)日志記錄等功能。具體流程如圖8所示

3 數(shù)據(jù)共享服務(wù)的系統(tǒng)應(yīng)用層次及其用戶群

共享服務(wù)系統(tǒng)面向最終用戶提供四種服務(wù)方式：

通過WEB數(shù)據(jù)服務(wù)，提供全網(wǎng)數(shù)據(jù)目錄的導(dǎo)航、關(guān)鍵字檢索、空間檢索等多種搜索方式，為最終用戶獲取數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)定制等服務(wù)；基于部分水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品支持在線統(tǒng)計分析和圖形化顯示功能；

面向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供可編程數(shù)據(jù)訪問服務(wù)接口，實現(xiàn)高時效和規(guī)范的數(shù)據(jù)訪問；

數(shù)據(jù)直接獲取服務(wù)：建立水利資料目錄，采用ftp方式提供數(shù)據(jù)直接下載；

提供數(shù)據(jù)共享分發(fā)服務(wù)；

本系統(tǒng)主要的用戶包括行業(yè)用戶、社會用戶、上級用戶、下級用戶、業(yè)務(wù)值班用戶和業(yè)務(wù)管理用戶：

行業(yè)用戶、上級用戶、下級用戶依托地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)，以文件形式，采用推、拉方式來交換數(shù)據(jù)。

行業(yè)用戶借助同城網(wǎng)絡(luò)、INTERNET，通過WEB檢索的方式來獲取本系統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)。

業(yè)務(wù)值班用戶和業(yè)務(wù)管理用戶主要以IE瀏覽方式來了解系統(tǒng)和業(yè)務(wù)運行狀況。

通過數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)提供服務(wù)的數(shù)據(jù)資源包括各級中心的水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品。其中通過數(shù)據(jù)共享分發(fā)方式共享的信息為局域網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)需要的水利數(shù)據(jù)與產(chǎn)品為主，通過檢索服務(wù)方式共享的信息為全部的各類水利數(shù)據(jù)和產(chǎn)品。共享服務(wù)系統(tǒng)面向行業(yè)用戶提供的服務(wù)方式不同，基于不同區(qū)域系統(tǒng)提供的服務(wù)內(nèi)容也有所不同。

數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的功能設(shè)計應(yīng)充分引入現(xiàn)代信息流管理、信息供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理等先進的經(jīng)營理念，保證各種服務(wù)方式之間的緊密銜接，充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的先進性特點，為相關(guān)用戶提供全方位服務(wù)。同時，在對現(xiàn)有技術(shù)進行分析、評價和選擇時，應(yīng)當充分考慮到未來水利業(yè)務(wù)需求的發(fā)展和變化。因此，在數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)實施過程中，充分引入先進的技術(shù)手段，構(gòu)建可擴展的數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)平臺，保障業(yè)務(wù)應(yīng)用的未來發(fā)展需求。

5 結(jié)論

新一代水利信息共享平臺中的數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)是一個漸進的過程，它涉及大量的信息技術(shù)和水利管理知識。為避免低水平重復(fù)開發(fā)與建設(shè)，提高水利信息集成與共享的程度，在建設(shè)過程中，本設(shè)計積極借鑒國際成功經(jīng)驗，并會同政府、高?？蒲性核嚓P(guān)方面的專家整體規(guī)劃和設(shè)計，集中于內(nèi)部系統(tǒng)平臺的搭建、元數(shù)據(jù)與目錄服務(wù)部署和數(shù)據(jù)共享服務(wù)建設(shè)上，逐步將重點轉(zhuǎn)移到信息化服務(wù)的完善、用戶服務(wù)管理和信息平臺的管理。