基于云計算技術(shù)的公安信息系統(tǒng)整合方法

呂益民

(廣州市公安局科技通信處，廣東廣州 510036)

0 引言

公安機關(guān)經(jīng)過十多年的信息化快速發(fā)展，各警種、各部門建設(shè)了大大小小不同的信息系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)。由于公安信息化發(fā)展前期系統(tǒng)推廣是以條為主、塊為輔，各個系統(tǒng)建設(shè)的時間和針對的業(yè)務(wù)不同，從而形成了各自系統(tǒng)在使用上相互交叉的問題，造成了一個工作需要重復(fù)登錄多個不同系統(tǒng)開展工作的困狀。要改變這一局面，就要對現(xiàn)有系統(tǒng)開展整合，優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用，以提高應(yīng)用效率和更好應(yīng)對未來需求的變化。傳統(tǒng)的系統(tǒng)整合，不論是基于消息整合，還是基于應(yīng)用整合，以及采用SOA模式開展系統(tǒng)整合，都有如做一個“內(nèi)科”手術(shù)，需要獲取系統(tǒng)源程序，大量分析不同應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，等等，這為整合工作帶來了很多非技術(shù)性的阻力，如上級單位、本級業(yè)務(wù)部門，以及系統(tǒng)開發(fā)廠商的協(xié)調(diào)，新封裝的應(yīng)用接口的部署等，實施難度極大。針對這些系統(tǒng)整合會遇到的問題，經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，云計算作為一種共享的網(wǎng)絡(luò)交付信息服務(wù)模式，采用云計算范疇的技術(shù)能夠有效解決這些問題，通過統(tǒng)一門戶、云采集、快速定位等方法，將各類系統(tǒng)有機整合起來，使它們相互關(guān)聯(lián)，方便易用。

1 公安信息系統(tǒng)狀況及存在問題

1.1 系統(tǒng)狀況

在“金盾工程”一期建設(shè)中，公安機關(guān)先后建設(shè)了一批適合公安業(yè)務(wù)、滿足實戰(zhàn)需求的信息系統(tǒng)，以此積累了豐富的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并初步搭建起了公安信息化的總體框架，從而大大提高了公安機關(guān)打擊犯罪、維護社會穩(wěn)定的能力，提高了公安機關(guān)行政管理和服務(wù)群眾的能力和水平。但是，系統(tǒng)越來越多也帶來一些問題，如系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享與關(guān)聯(lián)水平相應(yīng)滯后，數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用水平不高，民警使用系統(tǒng)越來越繁瑣，具體表現(xiàn)在:一是民警需要記憶眾多的系統(tǒng)地址、帳號與密碼，二是部分信息數(shù)據(jù)需要重復(fù)錄入不同系統(tǒng)，三是許多統(tǒng)計分析、業(yè)務(wù)研判仍然需要大量的手工操作。

1.2 存在的問題

1.2.1 獨立業(yè)務(wù)系統(tǒng)與協(xié)同作戰(zhàn)、整體應(yīng)用的矛盾

前期公安業(yè)務(wù)部門各自建設(shè)系統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃與部署，形成眾多獨立的、沒有統(tǒng)一標準的系統(tǒng)，甚至存在應(yīng)用功能重復(fù)的現(xiàn)象。各個業(yè)務(wù)部門建設(shè)的系統(tǒng)，只能夠滿足本部門的業(yè)務(wù)管理需要，無法滿足單體部門對整體數(shù)據(jù)的需求，也無法滿足協(xié)同作戰(zhàn)環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。

1.2.2 系統(tǒng)入口眾多，使用繁瑣

由于各單位的開發(fā)工作沒有納入統(tǒng)一的開發(fā)部署和框架之下，導(dǎo)致缺少全局性的“條”、“塊”結(jié)合的統(tǒng)一規(guī)劃和標準，因而各系統(tǒng)所采用的開發(fā)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)備、運行平臺、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、信息傳輸和交換格式及低層傳輸協(xié)議不盡相同。同時各自開發(fā)系統(tǒng)相對獨立，因而存在眾多采用不同登錄技術(shù)的入口，這使得警員在辦理不同業(yè)務(wù)時，需多次切換入口，加重其工作負擔，特別是基層派出所，作為大量信息采集的源頭，系統(tǒng)數(shù)量眾多，廣大基層民警工作負擔異常繁重。因此，統(tǒng)一制定開發(fā)規(guī)范和標準，集成開發(fā)系統(tǒng)入口，降低工作復(fù)雜程度迫在眉睫。

1.2.3 信息重復(fù)采集，基層民警工作繁重

公安信息的特點是種類多、互補性強、關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜。隨著信息化水平的不斷提高，公安工作對信息資源共享互補、部門間地區(qū)間有效配合的要求越來越高，各警種、各地區(qū)對信息的共享成為公安科技信息化建設(shè)迫切需要解決的問題。但是由于應(yīng)用開發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)范而導(dǎo)致的信息高度的異構(gòu)性以及實現(xiàn)共享的技術(shù)難度所限，使得信息共享程度較低。業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)間普遍存在信息交叉采集、重復(fù)錄入的狀況，造成存儲冗余、警力和資金浪費，各方數(shù)據(jù)的不一致，規(guī)模效益不高，難以滿足公安工作的要求。

1.2.4 數(shù)據(jù)交換缺乏標準，數(shù)據(jù)接口重復(fù)

由于公安機關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)眾多，信息量大，異構(gòu)性強，使得在初期建立的以實現(xiàn)共享為目標，以數(shù)據(jù)集成技術(shù)為主的數(shù)據(jù)中心存在數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，更新難度大，運行結(jié)果不及時，不準確等問題，同時數(shù)據(jù)中心建設(shè)的目標是面向所有警種的用戶，具有普適性，而目前存在大量為滿足具體數(shù)據(jù)需求而在部門間建立的直接的數(shù)據(jù)交換方式，由于缺乏全局標準化的數(shù)據(jù)接口建設(shè)標準，使得接口無規(guī)范可依、復(fù)用性差，不適于大規(guī)模的系統(tǒng)構(gòu)建。

1.2.5 數(shù)據(jù)信息挖掘不夠，不能滿足高端應(yīng)用需求

公安系統(tǒng)有豐富的信息資源，這些信息資源不僅是公安工作的寶藏，同時也具有極大的社會和經(jīng)濟價值。當前各地業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的應(yīng)用還僅僅停留在信息的存儲管理、業(yè)務(wù)查詢、靜態(tài)統(tǒng)計上，信息的綜合利用、增值服務(wù)的意識不強，信息的深層次挖掘很不充分。同時隨著信息化程度的提高及社會形勢的發(fā)展，已有的部分系統(tǒng)功能已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)需求。

2 系統(tǒng)整合的云計算技術(shù)

2.1 虛擬化技術(shù)

在系統(tǒng)整合中采用虛擬化技術(shù)，在不修改原有系統(tǒng)的前提下，完成對原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的虛擬化處理，實現(xiàn)虛擬系統(tǒng)間的虛擬耦合，可以進行數(shù)據(jù)復(fù)用、數(shù)據(jù)分發(fā)和消息整合等。

2.2 中央消息技術(shù)

中央消息技術(shù)集中處理客戶所有IT支撐系統(tǒng)的工作消息。系統(tǒng)從已有各個系統(tǒng)中獲取消息，存儲于消息中心，再由消息中心推送到各個設(shè)備終端。

2.3 中央業(yè)務(wù)技術(shù)

中央業(yè)務(wù)技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)的高度整合，使業(yè)務(wù)集中處理和數(shù)據(jù)聚集?？蛻舴剿械腎T支撐系統(tǒng)都保持相對獨立，但是經(jīng)過云整合后，每個IT支撐系統(tǒng)的業(yè)務(wù)都被引進云整合平臺，云整合平臺可以作為客戶的唯一業(yè)務(wù)入口。

2.4 內(nèi)嵌瀏覽器技術(shù)

平臺采用雙瀏覽器內(nèi)核技術(shù)，既支持Window系統(tǒng)原生的IE內(nèi)核，又支持性能更高的WebKit渲染引擎和V8 JavaScript引擎，而且還能支持HTML5和CSS3。

2.5 多數(shù)據(jù)處理引擎技術(shù)

平臺數(shù)據(jù)的來源眾多，其分析和結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜，數(shù)據(jù)虛擬化服務(wù)(Data visualization services，DVS)是數(shù)據(jù)通過虛擬化處理后，不再面向數(shù)據(jù)庫，而是面向接口。用戶在使用數(shù)據(jù)時面對的將是語義化的表達，不需知道數(shù)據(jù)的來源和源格式。需要用到數(shù)據(jù)服務(wù)引擎、數(shù)據(jù)獲取引擎、數(shù)據(jù)分析引擎和作業(yè)調(diào)度引擎等多個數(shù)據(jù)處理引擎對數(shù)據(jù)進行處理。

2.6 智能表單設(shè)計技術(shù)

智能表單設(shè)計技術(shù)是所見即所得設(shè)計技術(shù)，在這種技術(shù)下，表單設(shè)計再沒有難度，用戶在沒有網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)前提下也可以完成表單的設(shè)計。智能表單設(shè)計技術(shù)是通過WEB方式，讓用戶采用鼠標方式，利用鼠標左鍵和右鍵實現(xiàn)布局設(shè)計，控件的拖拉擺放等等。

2.7 云身份單點登錄技術(shù)

整合系統(tǒng)的單點登錄是在多個應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)。以往單點登錄技術(shù)往往不能保證登錄用戶在各個應(yīng)用系統(tǒng)的有效登錄，在安全身份認證憑證失效后也無法獲取，從而造成了應(yīng)用系統(tǒng)的不能正常工作。云身份單點登錄是一套成熟的基于云計算的單點登錄技術(shù)，它包括單點登錄的快速注冊、檢測和安全報警等多功能，保證了用戶在各個應(yīng)用系統(tǒng)的正常使用。

2.8 虛擬化的偵聽技術(shù)

傳統(tǒng)信息技術(shù)實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享，需要建立數(shù)據(jù)接口或進行數(shù)據(jù)抽取，無論是什么方式，都需要與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，典型的協(xié)同方式，如圖1所示。

圖1

云采集采用虛擬化的頁面，不與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)生關(guān)聯(lián)，直接在頁面調(diào)用原業(yè)務(wù)系統(tǒng)的存儲過程，有效地規(guī)避了需要對方業(yè)務(wù)系統(tǒng)配合的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)接口方式，實現(xiàn)即時的采集數(shù)據(jù)多次分發(fā)，如圖2所示。

圖2

3 基于云計算的系統(tǒng)整合設(shè)計方法

3.1 系統(tǒng)整合的總體思路

由于公安信息化過程中計算機應(yīng)用推廣是以條為主，塊為輔，再加上缺乏頂層規(guī)劃和公安行業(yè)數(shù)據(jù)標準嚴重滯后等因素，導(dǎo)致系統(tǒng)之間缺乏橫向互聯(lián)，部分信息系統(tǒng)功能單一，部門信息共享和綜合應(yīng)用不足。這些系統(tǒng)若以傳統(tǒng)方式整合，需要獲取各系統(tǒng)源程序代碼，因而難以實施。

從應(yīng)用目的來分析，系統(tǒng)整合的重點，不是“系統(tǒng)多與少”的問題，而是如何有效“化繁為簡”，將業(yè)務(wù)“前臺復(fù)雜性”轉(zhuǎn)移到“系統(tǒng)后臺”處理。為此，我們從公安的整體業(yè)務(wù)架構(gòu)和IT架構(gòu)著手，分成以下三個層次整合:第一層設(shè)備設(shè)施整合，統(tǒng)一硬件平臺，基于云計算技術(shù)建立公安云平臺，以虛擬主機服務(wù)模式實現(xiàn)集中統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理;第二層數(shù)據(jù)整合，通過數(shù)據(jù)標準化工作，進一步提升系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享與部門間的業(yè)務(wù)協(xié)同水平;第三層應(yīng)用整合，建立公安統(tǒng)一信息門戶，通過云采集實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集，方便快捷地開展所有公安業(yè)務(wù)的信息化操作與管理。

3.2 基于云計算的系統(tǒng)整合框架

整合平臺的結(jié)構(gòu)采用REST架構(gòu)，系統(tǒng)和功能設(shè)計采用SOA架構(gòu)，各種業(yè)務(wù)處理引擎采用接口方式建立數(shù)據(jù)通道，框架如圖3所示。

3.3 云采集實現(xiàn)過程

對于基層民警，存在多個系統(tǒng)錄入數(shù)據(jù)的重復(fù)問題，云采集采用虛擬化的頁面設(shè)計，調(diào)用不同系統(tǒng)的存儲過程，實現(xiàn)對重復(fù)數(shù)據(jù)的一次錄入。

3.3.1 頁面數(shù)據(jù)獲取

頁面數(shù)據(jù)獲取是多種類型和方式的數(shù)據(jù)采集服務(wù)，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)頁面進行分析，采用http協(xié)議、file協(xié)議和ftp協(xié)議等方式讀取XML、JSON、Text等類型數(shù)據(jù)。

對傳進來的數(shù)據(jù)獲取配置(地址、類型和參數(shù)等)解析后，依據(jù)類型調(diào)用不同的處理辦法獲取數(shù)據(jù)，默認按照規(guī)則進行數(shù)據(jù)解析，如有配置則將數(shù)據(jù)傳輸給配置目標。

采用http協(xié)議進行數(shù)據(jù)獲取時，可以把參數(shù)作為param形式或者raw data進行發(fā)送。

采用ftp協(xié)議進行數(shù)據(jù)獲取時，可輸入地址，用戶名，密碼等信息。

采用file協(xié)議時，支持本地文件讀取，共享文件讀取。

3.3.2 頁面數(shù)據(jù)分析

對各種類型的數(shù)據(jù)進行分析，格式化后按照用戶配置的數(shù)據(jù)類型輸出，設(shè)計虛擬化頁面。

數(shù)據(jù)分析類型有:html分析、xml分析、json分析、文本分析。

數(shù)據(jù)輸出類型有:XML格式、JSON格式、格式模板。

html分析，可采用v8引擎對dom結(jié)構(gòu)進行分析，或者采用正則表達式來進行分析。

xml分析，可采用xpath進行分析，或者采用正則表達式來進行分析。

json分析，可采用json結(jié)構(gòu)進行分析。文本分析，采用正則表達式來進行分析。

3.3.3 作業(yè)調(diào)度引擎

作業(yè)調(diào)度引擎是給系統(tǒng)提供定時處理機制。作業(yè)調(diào)度包括運行策略與任務(wù)設(shè)置。

運行策略:包括時間規(guī)則，運行次數(shù)。

任務(wù)設(shè)置:包括數(shù)據(jù)庫任務(wù)，http任務(wù)及自定義任務(wù)。

3.3.4 數(shù)據(jù)復(fù)用的實現(xiàn)

采用3.1到3.3的數(shù)據(jù)，獲取、分析、模擬的過程后，針對系統(tǒng)的重復(fù)采集點，進行虛擬化工作，將兩個或更多系統(tǒng)的同類采集集中到一個頁面，民警只需要在這個頁面采集數(shù)據(jù)后，使用作業(yè)調(diào)度方式將數(shù)據(jù)存儲到原來的兩個或更多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，從而解決了數(shù)據(jù)重復(fù)采集的問題。

圖3

圖4 數(shù)據(jù)獲取引擎

圖5 數(shù)據(jù)分析引擎

3.4 系統(tǒng)整合的實現(xiàn)案例及效益

“全國重大案事件系統(tǒng)”是一個相對封閉的系統(tǒng)，建設(shè)地點在公安部，而“警務(wù)綜合系統(tǒng)”建設(shè)地點在省公安廳，均不在市公安局，很難獲得軟件設(shè)計單位的配合，采用虛擬化的技術(shù)可實現(xiàn)在頁面級調(diào)用期存儲過程，實現(xiàn)采集的合一，流程圖如圖6所示。

圖6 云采集實現(xiàn)過程

“全國重大案事件系統(tǒng)”在基層派出所使用的“失蹤人員模塊”需要錄入的數(shù)據(jù)項多達65項，而其中的46項之前已在警務(wù)綜合系統(tǒng)中，我們通過應(yīng)用云采集技術(shù)，減輕了基層民警工作量，光“失蹤人員模塊”就能減少錄入工作量達70%。

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