方 明，符興斌，謝勁松，張向周，張 健

(中軟信息系統(tǒng)工程有限公司，北京 102209)

1 迭代發(fā)展的現(xiàn)代數(shù)字城市

近年來(lái)，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的信息技術(shù)快速發(fā)展，引領(lǐng)信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)轉(zhuǎn)折期，為數(shù)字城市實(shí)現(xiàn)從廣域互聯(lián)向泛在物聯(lián)、從局域共享向云端協(xié)同、從剛性定制向柔性定義提供了技術(shù)支撐和應(yīng)用借鑒，推進(jìn)了城市信息化建設(shè)的不斷升級(jí)，也促使現(xiàn)代城市在組織形態(tài)、管理方式、服務(wù)方式等領(lǐng)域發(fā)生著深刻的嬗變?？傮w來(lái)看，傳統(tǒng)的城市信息系統(tǒng)建設(shè)存在的問(wèn)題主要包括開(kāi)發(fā)、部署及升級(jí)完善的周期漫長(zhǎng)，對(duì)技術(shù)進(jìn)步和用戶需求變化的適應(yīng)性差；性能功能方面與用戶期待有差距，面向各類用戶的個(gè)性化服務(wù)不夠周到細(xì)致；大多基于商業(yè)平臺(tái)，安全可信程度低；開(kāi)發(fā)商單一，開(kāi)發(fā)理念和手段陳舊，自定義、可擴(kuò)展性、二次開(kāi)發(fā)等功能較弱。面對(duì)層出不窮的新技術(shù)、新服務(wù)、新應(yīng)用體驗(yàn)等，城市各部門用戶普遍厭倦了每過(guò)幾年推翻重建的信息系統(tǒng)建設(shè)模式；其次，移動(dòng)終端及相關(guān)應(yīng)用的快速發(fā)展和普及，使得用戶對(duì)許多移動(dòng)應(yīng)用模式產(chǎn)生了期待。事實(shí)表明，傳統(tǒng)城市信息化形態(tài)已不適應(yīng)新時(shí)代城市現(xiàn)代化發(fā)展要求，基于過(guò)去的開(kāi)發(fā)模式和系統(tǒng)架構(gòu)建成的各類孤島式業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，整體上面臨升級(jí)換代的局面。面對(duì)新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，必須提出蘊(yùn)含新理念、新技術(shù)的新型開(kāi)發(fā)模式和解決方案。

針對(duì)城市傳統(tǒng)信息化建設(shè)過(guò)程中存在的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)電子”或“CEC”)提出“現(xiàn)代數(shù)字城市”理念和建設(shè)思路?！艾F(xiàn)代數(shù)字城市”具有鮮明的時(shí)代特征，其創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：安全為先、需求牽引和迭代發(fā)展。在“迭代發(fā)展”方面，中國(guó)電子認(rèn)為，現(xiàn)代數(shù)字城市建設(shè)需求多樣、技術(shù)復(fù)雜，需要社會(huì)各方共同參與，持續(xù)不斷地進(jìn)行迭代升級(jí)，始終保持城市信息系統(tǒng)的先進(jìn)性和安全性，切實(shí)幫助政府提高服務(wù)效能、降低運(yùn)行成本，同時(shí)，有效帶動(dòng)城市數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全面提升城市治理體系和治理能力。

為積極配合“現(xiàn)代數(shù)字城市”戰(zhàn)略的實(shí)施和推進(jìn)，更好地滿足用戶在城市管理與服務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用中對(duì)安全可信、綠色安全、便捷智能等方面的需求，中軟信息系統(tǒng)工程有限公司(以下簡(jiǎn)稱中軟系統(tǒng))推出了基于PK體系的城市管理服務(wù)應(yīng)用支撐平臺(tái)——“PK云”。

中國(guó)電子于2017年12月在第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上代表綠色計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(GCC)，正式向全世界發(fā)布“PK體系”。PK體系是以飛騰處理器和麒麟操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，支撐IT應(yīng)用的軟硬件環(huán)境及其產(chǎn)業(yè)生態(tài)集合。P表示飛騰(Phytium)CPU+ARM標(biāo)準(zhǔn)形成的開(kāi)放硬件體系；K表示麒麟(Kylin)OS+開(kāi)源社區(qū)形成的軟件體系。PK體系由中國(guó)電子主導(dǎo)構(gòu)建，兼容ARM標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)形成了完善的自有核心架構(gòu)和自有技術(shù)體系。在國(guó)內(nèi)主流技術(shù)路線中，PK體系布局完整，生態(tài)成熟，已經(jīng)形成全要素全系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)支撐能力，探索出了一條支撐民族產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的可持續(xù)發(fā)展之路。

PK云基于PK體系構(gòu)建，是一個(gè)面向現(xiàn)代數(shù)字城市的國(guó)產(chǎn)化私有云，也是一個(gè)支持信息系統(tǒng)持續(xù)眾創(chuàng)發(fā)展的應(yīng)用生態(tài)服務(wù)環(huán)境。PK云的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，在技術(shù)上引入了云、容器、微服務(wù)等新技術(shù)，并將逐步集成移動(dòng)邊緣計(jì)算、城市大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)成果，既解決當(dāng)前管理服務(wù)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，又能解決未來(lái)數(shù)字城市業(yè)務(wù)間共享共用以及數(shù)據(jù)結(jié)果深化應(yīng)用等重難點(diǎn)問(wèn)題。第二，是信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)思想和理念的創(chuàng)新，以及與之配套的體系架構(gòu)和組織模式的創(chuàng)新。首先構(gòu)建了滿足統(tǒng)分結(jié)合、支持眾創(chuàng)眾籌、網(wǎng)-云-端形態(tài)的體系架構(gòu)——眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)；其次，基于眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)形成了持續(xù)集成的敏捷開(kāi)發(fā)模式。持續(xù)集成組織開(kāi)發(fā)模式，能夠快速形成現(xiàn)代數(shù)字城市的基本架構(gòu)和能力，也能夠?yàn)楝F(xiàn)代數(shù)字城市的持續(xù)完善和升級(jí)提供支持?；诔掷m(xù)集成的組織和管理模式，改變了傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的研制模式、集成模式和定型模式，為現(xiàn)代數(shù)字城市的迭代發(fā)展提供了能力支撐和有益借鑒。

2 持續(xù)集成的眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)

2.1 持續(xù)集成

作為敏捷軟件開(kāi)發(fā)的典型實(shí)踐之一，持續(xù)集成(Continuous Integration，CI)的概念最早源自極限編程(Extreme Programming，XP)，目的是用來(lái)減少繁復(fù)的部署過(guò)程，通過(guò)預(yù)先設(shè)置好的策略，對(duì)于周期性的或觸發(fā)性的更新、迭代進(jìn)行自動(dòng)升級(jí)。微服務(wù)、容器等新技術(shù)的發(fā)展使得持續(xù)集成的實(shí)施變得更加容易[1-2]，計(jì)算能力的提升和云環(huán)境的發(fā)展使得開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品可以及時(shí)獲得更廣泛的應(yīng)用。

持續(xù)集成不僅僅是一種技術(shù)工具，其思想逐漸發(fā)展成一種指導(dǎo)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總體規(guī)劃、分步實(shí)施和持續(xù)優(yōu)化升級(jí)的方法和策略，它提供了一體化的解決方案，使得軟件開(kāi)發(fā)和管理人員能夠站在一個(gè)更高、更全面的位置上思考和解決問(wèn)題。

2.2 PK云

PK云是基于容器技術(shù)研發(fā)的輕量級(jí)云平臺(tái)。PK云主要面向現(xiàn)代數(shù)字城市領(lǐng)域，以主要用戶、業(yè)務(wù)部門、服務(wù)窗口的應(yīng)用需求為導(dǎo)向，提供一套專業(yè)、簡(jiǎn)單、靈活、穩(wěn)定、安全、易用的安全可信私有云解決方案。

PK云的設(shè)計(jì)理念是屏蔽復(fù)雜性，一是屏蔽底層硬件復(fù)雜度，為用戶提供清晰、簡(jiǎn)單的配置和監(jiān)控服務(wù)，用戶只需要關(guān)心業(yè)務(wù)容量即可；二是屏蔽軟件復(fù)雜度，構(gòu)建應(yīng)用基座，為用戶提供完備的應(yīng)用即插即用服務(wù)，用戶只需關(guān)注應(yīng)用需求即可；三是為應(yīng)用互聯(lián)提供統(tǒng)一的鑒權(quán)、消息、數(shù)據(jù)服務(wù)等；四是構(gòu)建開(kāi)放式眾創(chuàng)眾籌的應(yīng)用商店，平臺(tái)提供應(yīng)用規(guī)范及接口標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)商只需關(guān)注業(yè)務(wù)應(yīng)用；五是屏蔽客戶端軟硬件兼容的問(wèn)題，為用戶提供統(tǒng)一的桌面服務(wù)，用戶操作簡(jiǎn)單平易。

PK云的解決方案主要分為兩部分，一部分是部署在客戶側(cè)的私有云平臺(tái)，一部分是為平臺(tái)做支撐的眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)[3]，如圖1所示。私有云平臺(tái)是輕量級(jí)的應(yīng)用支撐服務(wù)框架，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了基于容器云的虛擬化運(yùn)行環(huán)境、基于微服務(wù)的服務(wù)治理架構(gòu)、基于服務(wù)中心的平臺(tái)基礎(chǔ)服務(wù)、基于應(yīng)用商店的應(yīng)用管理服務(wù)以及基于DevOps理念的持續(xù)集成服務(wù)等。

PK云的眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)，讓PK云的開(kāi)發(fā)者專注于系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、制定和發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，數(shù)字城市的具體應(yīng)用由軟件開(kāi)發(fā)商負(fù)責(zé)，基于平臺(tái)聯(lián)合基礎(chǔ)軟硬件廠商、獨(dú)立軟件產(chǎn)品提供商、系統(tǒng)集成商等共同助力現(xiàn)代數(shù)字城市的持續(xù)集成和迭代發(fā)展，同時(shí)打造開(kāi)放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

圖1 PK云總體架構(gòu)圖

2.3 眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)

眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)主要包括眾創(chuàng)眾籌研發(fā)環(huán)境(社區(qū))、眾創(chuàng)眾籌應(yīng)用驗(yàn)證中心和應(yīng)用商店三部分,組成如圖2所示。

圖2 眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)組成結(jié)構(gòu)圖

(1)眾創(chuàng)眾籌研發(fā)環(huán)境(社區(qū))。眾創(chuàng)眾籌研發(fā)環(huán)境定義了平臺(tái)的應(yīng)用軟件打包規(guī)范，眾籌應(yīng)用要滿足應(yīng)用商店的接口規(guī)范及打包規(guī)范。平臺(tái)開(kāi)發(fā)者首先搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境，開(kāi)發(fā)、適配應(yīng)用商店接口規(guī)范定義的接口，對(duì)接符合應(yīng)用商店打包規(guī)范的軟件包；其次開(kāi)發(fā)者將軟件包提交眾創(chuàng)眾籌應(yīng)用驗(yàn)證中心驗(yàn)證合格性；然后在驗(yàn)證審核通過(guò)后把軟件包發(fā)布到應(yīng)用商店總中心；應(yīng)用商店分中心通過(guò)授權(quán)后可以從總中心挑選需要的應(yīng)用。

(2)眾創(chuàng)眾籌應(yīng)用驗(yàn)證中心。驗(yàn)證中心對(duì)開(kāi)發(fā)者提交的測(cè)試包進(jìn)行審核驗(yàn)證，對(duì)軟件包進(jìn)行格式驗(yàn)證、接口驗(yàn)證、功能驗(yàn)證、性能驗(yàn)證、安全性驗(yàn)證和數(shù)字簽名驗(yàn)證等。

(3)應(yīng)用商店。應(yīng)用商店包括應(yīng)用商店總中心和應(yīng)用商店分中心。

應(yīng)用商店總中心是應(yīng)用開(kāi)發(fā)商的應(yīng)用倉(cāng)庫(kù)，負(fù)責(zé)安全下發(fā)應(yīng)用到各應(yīng)用商店分中心。

應(yīng)用商店分中心部署在客戶私有云中，為桌面服務(wù)提供應(yīng)用服務(wù)及應(yīng)用管理支撐。

總中心和分中心包括了平臺(tái)的一系列授權(quán)認(rèn)證和安全管控機(jī)制，保證應(yīng)用軟件從導(dǎo)入到應(yīng)用管理的安全和完整，以及面向不同級(jí)別用戶的應(yīng)用統(tǒng)一部署和分級(jí)管理等。

2.4 平臺(tái)的作用

眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)能夠支持持續(xù)集成的開(kāi)發(fā)模式和眾創(chuàng)眾籌開(kāi)發(fā)的產(chǎn)業(yè)模式，平臺(tái)通過(guò)接入標(biāo)準(zhǔn)、云標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)等系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為現(xiàn)代數(shù)字城市需求側(cè)和眾創(chuàng)軟件產(chǎn)品供給側(cè)建立供需紐帶。平臺(tái)提供多類型應(yīng)用的開(kāi)發(fā)框架和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)能以標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范的方式設(shè)計(jì)和編碼，支撐構(gòu)建眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)生態(tài)眾創(chuàng)、服務(wù)化發(fā)展。

眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)提供以應(yīng)用為核心用戶桌面端模式。提供私有云管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)云環(huán)境秒級(jí)部署、彈性伸縮、故障轉(zhuǎn)移永不掉線。內(nèi)建安全體系，提供基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)支撐層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層多層次安全保障，統(tǒng)一構(gòu)筑基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)生態(tài)。

眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)基于應(yīng)用商店構(gòu)建立體服務(wù)生態(tài)。應(yīng)用商店是運(yùn)行在服務(wù)器的應(yīng)用軟件管理服務(wù)?；趹?yīng)用商店服務(wù)體系，眾創(chuàng)眾籌平臺(tái)為信息系統(tǒng)管理者、獨(dú)立軟件提供商、系統(tǒng)集成商、用戶等提供全方位立體的產(chǎn)品服務(wù)，滿足不同對(duì)象的服務(wù)需求。通過(guò)應(yīng)用商店，可實(shí)現(xiàn)多類型眾創(chuàng)應(yīng)用(桌面應(yīng)用、Web應(yīng)用、HTML5應(yīng)用)的入庫(kù)上架，云端的一鍵部署，Web應(yīng)用云端的智能升級(jí)，多類型應(yīng)用(桌面應(yīng)用、Web應(yīng)用、HTML5應(yīng)用等)的自動(dòng)安裝。

3 不斷完善的網(wǎng)絡(luò)信息體系

網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的本質(zhì)特點(diǎn)是不斷優(yōu)化和持續(xù)升級(jí)。現(xiàn)代數(shù)字城市建設(shè)要實(shí)現(xiàn)迭代發(fā)展，就必須充分利用信息技術(shù)最新發(fā)展成果和方法理念，持續(xù)不斷地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，同時(shí)在組織機(jī)構(gòu)、管理模式、服務(wù)模式等多方面多維度進(jìn)行深刻變革。眾創(chuàng)開(kāi)發(fā)模式和持續(xù)集成的工程化方法，充分體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展的理念，是體系建設(shè)和技術(shù)升級(jí)的有效方法，在實(shí)踐過(guò)程中，必須結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字城市建設(shè)實(shí)際，把先進(jìn)的方法具體化、實(shí)用化、普及化，使之真正煥發(fā)出生機(jī)和活力?，F(xiàn)代數(shù)字城市建設(shè)是一個(gè)有始無(wú)終的工程，不是“交鑰匙”工程，不可能一蹴而就；現(xiàn)代數(shù)字城市優(yōu)化和升級(jí)也是一個(gè)“始于技術(shù)、成于管理”的工程，現(xiàn)代數(shù)字城市建設(shè)發(fā)展不是一種靜態(tài)行為，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因此現(xiàn)代數(shù)字城市建設(shè)的優(yōu)化和升級(jí)是一個(gè)不斷反饋、修正、優(yōu)化、螺旋上升的過(guò)程，也是一個(gè)廣泛集智、群策群力、精益求精的過(guò)程。運(yùn)用眾創(chuàng)開(kāi)發(fā)模式和持續(xù)集成方法統(tǒng)籌規(guī)劃和推進(jìn)現(xiàn)代數(shù)字城市的迭代發(fā)展，仍是一個(gè)全新的課題，需要不斷探索和實(shí)踐。