水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探討

曾悅洋

（廣東省環(huán)境信息中心 ，廣東 廣州 510000）

1 水環(huán)境監(jiān)測要素信息動(dòng)態(tài)管理模型構(gòu)建

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)涉及的環(huán)境要素面廣量大，同時(shí)環(huán)境管理目標(biāo)會(huì)發(fā)生變化及調(diào)整，環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)要素信息適應(yīng)管理需求處于動(dòng)態(tài)調(diào)整的狀態(tài)。多年來，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮監(jiān)測基礎(chǔ)要素?cái)?shù)據(jù)與環(huán)境管理工作的種種關(guān)聯(lián)，搭建的數(shù)據(jù)庫中存在大量的難以預(yù)計(jì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)抽取差異、特定的數(shù)據(jù)表達(dá)習(xí)慣，不同時(shí)期、不同的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，用戶往往需要挑選不同要素類別的環(huán)境測點(diǎn)集合，通過數(shù)據(jù)清洗、抽取等步驟提取出符合要求的監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、匯總與表征。

2 基于BPM的水環(huán)境監(jiān)測要素編碼管理業(yè)務(wù)流程建模技術(shù)

環(huán)境監(jiān)測要素編碼是用于唯一標(biāo)識(shí)環(huán)境管理對(duì)象，環(huán)境管理目標(biāo)發(fā)生變化的同時(shí)水環(huán)境監(jiān)測要素的編碼等內(nèi)容都會(huì)隨之發(fā)生變化，必須通過規(guī)范化的流程操作實(shí)現(xiàn)完整的監(jiān)測要素編碼信息管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)工作的自動(dòng)化。研究利用業(yè)務(wù)流程建模（BPM，Business Process Modeling）技術(shù)，制定水環(huán)境監(jiān)測要素編碼申請、變更電子化流程。通過該流程實(shí)現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測要素編碼產(chǎn)生、使用、變更和停用的全過程監(jiān)管，提高河流各類水環(huán)境監(jiān)測要素的管理能力。

3 基于Biztalk的流域水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)共享技術(shù)

利用成熟的Biztalk中間件技術(shù)，構(gòu)建水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸交換平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)可靠消息服務(wù)，通過消息的異步方式集成各應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)在消息轉(zhuǎn)換的過程中使用XSL Transformation（XSLT）引擎解析文本文件，Office Excel文檔，EDI文檔結(jié)構(gòu)和C和JAVA以及JMS等多種消息格式轉(zhuǎn)換成XML格式。將大量基于各自業(yè)務(wù)流程的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，交換到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，并將本項(xiàng)目中心數(shù)據(jù)庫的相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)業(yè)務(wù)要求交換到相應(yīng)的業(yè)務(wù)部門數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享。

在數(shù)據(jù)交換平臺(tái)中心交換系統(tǒng)服務(wù)器上部署微軟的Biztalk服務(wù)器、微軟消息中間件以及微軟應(yīng)用和數(shù)據(jù)適配器，在各個(gè)部門的數(shù)據(jù)交換前置機(jī)上部署與集成和數(shù)據(jù)交換平臺(tái)相對(duì)應(yīng)的適配器和消息中間件，利用前置機(jī)實(shí)現(xiàn)中心平臺(tái)（交換中心）與交換節(jié)點(diǎn)（前置機(jī)）之間的合理分離（部門業(yè)務(wù)職責(zé)分離、異構(gòu)技術(shù)平臺(tái)分離）和標(biāo)準(zhǔn)化交互（在中心和節(jié)點(diǎn)之間按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交互），增加整個(gè)體系的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、可推廣性將不同平臺(tái)、不同架構(gòu)和不同功能的業(yè)務(wù)部門的系統(tǒng)有機(jī)的連接起來，實(shí)現(xiàn)不同部門前置交換信息庫之間的安全、可靠、穩(wěn)定、高效的信息交換傳遞系統(tǒng)。

4 基于SOA的流域水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)交換共享技術(shù)

流域水環(huán)境監(jiān)測信息共享系統(tǒng)的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)并不是一成不變的，為了能使應(yīng)用快速實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)需求，需要讓應(yīng)用和數(shù)據(jù)具備一種敏捷的適應(yīng)變化能力，從而迅速實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)。通過SOA平臺(tái)可以靈活的控制以Web服務(wù)為核心的業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)高效的業(yè)務(wù)組合和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種流域水環(huán)境信息集成的新型業(yè)務(wù)，更好地實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境信息共享提供堅(jiān)實(shí)、可靠的基礎(chǔ)。SOA架構(gòu)是建立在一整套開放的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)上的，開放的標(biāo)準(zhǔn)能夠從技術(shù)底層上保證在不同平臺(tái)上能相互兼容、互聯(lián)互通，不再是封閉的私有應(yīng)用系統(tǒng)。基于標(biāo)準(zhǔn)的開放的系統(tǒng)不會(huì)隨著架構(gòu)變化而被淘汰，因此有效延長了系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)生命周期。SOA架構(gòu)具有數(shù)據(jù)服務(wù)層提供的統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問功能，可以集成眾多涉水監(jiān)管部門應(yīng)用底層的大量異構(gòu)的孤立數(shù)據(jù)源。這種松散耦合的數(shù)據(jù)訪問模式有效的避免了在數(shù)據(jù)庫升級(jí)、業(yè)務(wù)流程發(fā)生改變的情況下對(duì)應(yīng)用程序的直接影響，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的適應(yīng)能力。

SOA架構(gòu)帶來的高效整合效率，有效縮短實(shí)施的時(shí)間。不同于傳統(tǒng)的應(yīng)用集成方式采用基于專業(yè)系統(tǒng)的適配器和基于特殊平臺(tái)的消息總線集成方式，Web服務(wù)是一種應(yīng)用訪問的標(biāo)準(zhǔn)接口，所以無論流域水環(huán)境監(jiān)測信息共享系統(tǒng)的應(yīng)用運(yùn)行于何種平臺(tái)，應(yīng)用都可以通過它實(shí)現(xiàn)與其它應(yīng)用的相互訪問。所以一旦使用Web服務(wù)定義好流域水環(huán)境的應(yīng)用業(yè)務(wù)訪問標(biāo)準(zhǔn)，它就可以被集成到整個(gè)信息架構(gòu)中。最終實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)功能被廣泛復(fù)用，從而更高效地實(shí)現(xiàn)了流域水環(huán)境信息的不同應(yīng)用整合。

5 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)

通信傳輸網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)采集交換傳輸?shù)妮d體，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已具備建立起具有相當(dāng)規(guī)模的光纖通信網(wǎng)和數(shù)字微波通信網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。本項(xiàng)目借助于數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建技術(shù)，建立國家-省-市-縣等4級(jí)水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行各級(jí)各環(huán)保部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，傳輸各級(jí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，需滿足數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、安全、高效、互不干擾等需求。

5.1 基于VPN的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)

以公眾網(wǎng)為基礎(chǔ)的VPN系統(tǒng)構(gòu)建水環(huán)境監(jiān)測信息集成、共享與決策支持平臺(tái)，能有效解決當(dāng)前水環(huán)境監(jiān)測信息資源集成、共享與傳輸問題，并且大大提高水環(huán)境監(jiān)測信息資源的利用效率。VPN（Virtal Private Network）是虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的簡稱。VPN通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的封包和加密傳輸，在一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)（通常是因特網(wǎng)）上建立一個(gè)臨時(shí)的、安全的連接，從而實(shí)現(xiàn)在公網(wǎng)上傳輸私用數(shù)據(jù)。在VPN中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接并沒有傳統(tǒng)專網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是利用某種公眾網(wǎng)的物理鏈路來實(shí)現(xiàn)。

5.2 基于SDH的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)

研究基于同步數(shù)字體系（SDH）的流域水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，在國家環(huán)境信息與統(tǒng)計(jì)能力建設(shè)縱向環(huán)保傳輸專網(wǎng)建成后，建立基于SDH的國家-省-市-縣等4級(jí)水環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)。它可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)。

將SDH對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的有效承載和網(wǎng)絡(luò)二層甚至三層技術(shù)所具有的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理能力有機(jī)結(jié)合起來，以增強(qiáng)傳送節(jié)點(diǎn)對(duì)多類型業(yè)務(wù)的綜合承載能力。為滿足客戶層對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)性能日益增長的要求，當(dāng)前新的研究重點(diǎn)己集中在將多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）和彈性分組環(huán)（RPR）等技術(shù)內(nèi)嵌入MSTP中，并和已有技術(shù)有效配合，共同提高以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)性能及其組網(wǎng)應(yīng)用能力。

6 基于CA的流域水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)安全管理技術(shù)

為了保證用戶在傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳遞水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、完整性和不可抵賴性，不僅需要對(duì)用戶的身份真實(shí)性進(jìn)行驗(yàn)證，也需要有一個(gè)具有權(quán)威性、公正性、唯一性的機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)向電子商務(wù)的各個(gè)主體頒發(fā)并管理符合國內(nèi)、國際安全電子交易協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的電子商務(wù)安全證，并負(fù)責(zé)管理所有參與網(wǎng)上交易的個(gè)體所需的數(shù)字證書。

電子商務(wù)認(rèn)證授權(quán)機(jī)構(gòu)，也稱為電子商務(wù)認(rèn)證中心，是負(fù)責(zé)發(fā)放和管理數(shù)字證書的權(quán)威機(jī)構(gòu)，并作為電子商務(wù)交易中受信任的第三方，承擔(dān)公鑰體系中公鑰的合法性檢驗(yàn)的責(zé)任。

研究基于CA認(rèn)證的流域水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)安全管理技術(shù)，利用WindowsServer200x搭建CA認(rèn)證服務(wù)器，在中國環(huán)境監(jiān)測總站部署CA更證書服務(wù)器，省、市級(jí)環(huán)境監(jiān)測部門部署從屬證書服務(wù)器，構(gòu)成證書安全鏈，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的訪問審計(jì)、資源使用權(quán)限配置等功能。

結(jié)語

水環(huán)境監(jiān)測工作是確保我國水環(huán)境質(zhì)量的重要舉措，監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計(jì)分析對(duì)我國水環(huán)境質(zhì)量具有重要作用，可以實(shí)現(xiàn)多部門、多數(shù)據(jù)層次間的監(jiān)測數(shù)據(jù)共享，提高政府及相關(guān)部門決策的能力，從而有效地改善我國水環(huán)境質(zhì)量。

[1]茅晶晶，魏房忠.基于SOA的水環(huán)境監(jiān)測信息分析處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù).2012（11）.

[2]楊大勇，林奎.環(huán)境監(jiān)測自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)信息共享技術(shù)研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測.2006（05）.