交通運輸行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設體系研究

鐘 南

（中國交通通信信息中心，北京100011）

1 交通運輸行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設的必要性及需求

交通運輸是我國經濟發(fā)展的基礎，大力推動信息化建設對于促進交通運輸又好又快發(fā)展具有重要意義。數(shù)據(jù)中心是實現(xiàn)交通運輸信息存儲管理、交換共享和綜合服務的重要信息基礎設施。行業(yè)信息化正在向集約化、體系化的方向發(fā)展，由原先以各職能部門、行業(yè)主管單位等開展單項系統(tǒng)建設，逐步走向整合、集成，迫切需要站在部級層面，開展交通運輸部級數(shù)據(jù)中心建設，實現(xiàn)各應用系統(tǒng)的互連互通，為各層次、各類別交通業(yè)務單位提供基礎性和綜合性數(shù)據(jù)，最大限度地發(fā)揮各系統(tǒng)、各部門數(shù)據(jù)管理功能，并在此基礎上實現(xiàn)不同業(yè)務之間的數(shù)據(jù)信息交換共享和服務應用。

交通運輸行業(yè)包括公路、水運、道路運輸、港航等多個部門，它們對信息化的需求不盡相同，但從較高的抽象層面看，仍具有一定的共性。政府對行業(yè)的管理主要包括五個體系（見圖1）：一是政策法規(guī)建設體系，二是公共服務體系，三是行政審批體系，四是行政監(jiān)管體系，五是決策支持體系。

（1）政策法規(guī)建設體系——數(shù)據(jù)中心的基礎

圖1 政府對行業(yè)數(shù)據(jù)中心的需求

政策法規(guī)建設體系主要包括行業(yè)的政策法規(guī)建設。這部分的建設尤其以“政務公開”具有數(shù)據(jù)中心的需求。政務公開的基礎是“政府資源目錄”，各行業(yè)的主管部門都需要將自己的政務資源信息化，以政府信息資源目錄的形式共享，以元數(shù)據(jù)為核心，以政務分類表和政務主題詞表為控制詞表，對政府信息資源進行網狀組織，滿足從分類、主題、應用等多個角度對政府信息資源進行導航、識別、定位、發(fā)現(xiàn)、評估。這正是數(shù)據(jù)中心建設的數(shù)據(jù)基礎。

（2）公共服務體系——數(shù)據(jù)中心的典型應用

對公眾來說，統(tǒng)一的、專業(yè)的、具有行業(yè)特點的服務體系將大大提高公眾獲取政務公開信息的便捷性。公眾具有對行業(yè)政府提供的權威數(shù)據(jù)查詢核驗的需求，諸如貨物運輸狀態(tài)查詢、空間位置信息、從業(yè)海員證件狀態(tài)查詢、運輸單位資質核驗等，都需要為公眾提供權威的數(shù)據(jù)庫以供檢索，實現(xiàn)公共服務。符合行業(yè)特點的數(shù)據(jù)中心正是這一需求的基礎支撐。

（3）行政審批體系——數(shù)據(jù)中心的重要數(shù)據(jù)源

行政許可審批，是指政府以書面證照等方式允許申請人從事某種行為、確認某種權利、授予某種資格的行為，包括審批、核準、許可、審定、認證、資質評定、登記、同意以及其他性質相同或相似的行政行為，也就是通常所說的政府“證前”監(jiān)管的一個重要手段。目前許多行業(yè)主管部門都開發(fā)了網上行政審批系統(tǒng)，申請單位可以通過在線填寫并提交企業(yè)信息、資料信息，受理部門可以通過網絡進行預受理及審批操作。在行政許可審批過程中沉淀的大量企業(yè)和從業(yè)人員基礎信息，是數(shù)據(jù)中心的重要數(shù)據(jù)來源之一。

（4）行政監(jiān)管體系——數(shù)據(jù)中心的權威保障

行業(yè)主管政府部門對行業(yè)的監(jiān)管主要是通過“行政執(zhí)法”、“年審年檢”等手段實現(xiàn)的。對行政審批體系而言，行政監(jiān)管體系可謂是“證后”或“無證”監(jiān)管。監(jiān)管和執(zhí)法的依據(jù)是行政法規(guī)、許可信息、從業(yè)單位人員信息等。這些都需要來自數(shù)據(jù)中心的權威數(shù)據(jù)庫，同時在監(jiān)管和執(zhí)法過程中，會沉淀大量的從業(yè)單位信用記錄以及數(shù)據(jù)的變更調整。行政監(jiān)管體系將為數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)權威性提供有效的保障，為數(shù)據(jù)的分析與挖掘打下基礎。

（5）決策支持體系——數(shù)據(jù)中心核心應用

政府在對行業(yè)數(shù)據(jù)中心進行深度分析挖掘的基礎上，緊密結合行業(yè)應用，提供基礎數(shù)據(jù)查詢服務、行業(yè)信息服務、指標監(jiān)控服務、業(yè)務報表服務、統(tǒng)計分析服務、決策支持服務等，完善政策法規(guī)，從而實現(xiàn)對行業(yè)發(fā)展的引導作用。

2 交通運輸部級數(shù)據(jù)中心的邏輯框架和體系結構

2.1 邏輯框架

交通運輸部級數(shù)據(jù)中心是交通運輸行業(yè)數(shù)據(jù)大集中而形成的集成應用環(huán)境，是各種交通信息系統(tǒng)的提供中心，是數(shù)據(jù)計算、網絡、存儲的中心。交通運輸部級數(shù)據(jù)中心定位于：一是為部機關各部門提供系統(tǒng)運行環(huán)境和運維服務；二是為部內不同業(yè)務領域之間、部與省之間、部與其他部門（行業(yè)）之間、省與省之間業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務協(xié)同提供所需的基礎平臺服務；三是對部屬信息系統(tǒng)運行環(huán)境的使用情況進行監(jiān)控與挖掘，為部屬信息系統(tǒng)建設涉及的設備購置方案提供決策支持。

從縱向來看，部級數(shù)據(jù)中心劃分為六個層次，邏輯框架如圖2所示，其中包括：

（1）物理環(huán)境層，包括機房、電力、空調、綜合布線、消防等；

（2）基礎設備層，由硬件設施組成，通過虛擬化技術將物理服務器、存儲以及網絡資源虛擬化，并形成相應的資源池供上層調用；

（3）信息資源層，主要功能是為上層的各類服務提供數(shù)據(jù)支撐，其主要由基礎數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫以及元數(shù)據(jù)庫等部分組成；

（4）應用支撐層，包含操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及應用服務器中間件、消息中間件、工作流平臺等眾多通用軟件和支撐軟件平臺，是各類服務與底層硬件設施層之間的橋梁；

圖2 交通運輸部級數(shù)據(jù)中心邏輯框架

（5）服務層，以企業(yè)服務總線為基礎，采用面向服務架構理念進行構建，通過服務注冊管理、組件庫、服務池和服務請求管理四部分共同作用實現(xiàn)了信息服務的“可擴展、可編排、可重用、可組裝、可管理、可維護”；

（6）應用層，以信息資源層提供的數(shù)據(jù)為基礎，充分利用服務層提供的各類服務，為領導決策、行業(yè)管理和社會公眾提供良好的數(shù)據(jù)支撐與應用服務，同時，專門開發(fā)數(shù)據(jù)中心信息門戶，便于行業(yè)內、外用戶及時獲取數(shù)據(jù)中心關鍵指標信息。

2.2 體系結構

交通運輸行業(yè)數(shù)據(jù)中心體系采用“兩級”架構，即以部級數(shù)據(jù)中心為核心節(jié)點，省級數(shù)據(jù)中心為二級節(jié)點。部級數(shù)據(jù)中心內部由業(yè)務層和核心層構成。業(yè)務層支撐部級業(yè)務系統(tǒng)運行，由業(yè)務系統(tǒng)和業(yè)務數(shù)據(jù)庫（分中心）組成。核心層支撐部級業(yè)務系統(tǒng)間的信息共享與協(xié)同，由數(shù)據(jù)交換平臺和從業(yè)務層抽取的為多個系統(tǒng)提供共享服務的基礎和主題數(shù)據(jù)庫組成，如圖3所示。

3 部級數(shù)據(jù)中心的目錄分類和數(shù)據(jù)庫結構

2005—2009 年交通運輸部先后頒發(fā)了《關于加強交通信息資源開發(fā)利用的指導意見》（交科教發(fā)[2005]648 號）、“公路水路交通信息資源目錄體系總體框架”和“交通信息基礎數(shù)據(jù)元（JT/T 697.1～14—2006～2009）”、“交通信息資源核心元數(shù)據(jù)”、“公路水路交通信息資源業(yè)務分類”、“交通信息資源標識符編碼規(guī)則”等行業(yè)標準。2010年交通運輸部又組織實施了“六合一”和“三合一”工程建設，嘗試建立了公路、水運等行業(yè)基礎數(shù)據(jù)庫，初步形成了部級交通信息資源以業(yè)務分類為基礎的目錄結構。

圖3 部級數(shù)據(jù)中心的體系結構

部級數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫主要包括部級公路、營運車輛、船舶、經營業(yè)戶、從業(yè)人員等四大類行業(yè)基礎數(shù)據(jù)庫和行業(yè)信用評價、安全管理、行政執(zhí)法等主題數(shù)據(jù)庫。

基礎數(shù)據(jù)庫的內容主要是針對相對靜態(tài)的管理對象、基礎設施、運輸工具等，這些基礎信息的數(shù)據(jù)分類已經在“交通信息基礎數(shù)據(jù)元”系列標準中有比較科學合理的劃分，并且層級清楚，對基礎數(shù)據(jù)的目錄分類規(guī)則、分類名稱均采用“交通信息基礎數(shù)據(jù)元”標準。

主題數(shù)據(jù)庫通常都是由具體業(yè)務管理產生，是以為實現(xiàn)資源共享和業(yè)務協(xié)同提供數(shù)據(jù)支撐為目的，因此，主題數(shù)據(jù)分類仍可按照“公路水路交通信息資源業(yè)務分類”（JT/T 748-2009）標準進行劃分，對于信用評價管理業(yè)務的分類目前是空白。

部級數(shù)據(jù)庫建設總體架構如圖4所示。

圖4 部級數(shù)據(jù)庫總體圖

4 部級數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交換共享平臺

部級數(shù)據(jù)中心交換共享平臺是部級數(shù)據(jù)中心與部級應用系統(tǒng)、省級交通數(shù)據(jù)中心、其他部委數(shù)據(jù)中心溝通的橋梁，可以實現(xiàn)各節(jié)點數(shù)據(jù)的共享和交換。

4.1 部級數(shù)據(jù)中心的交換共享平臺架構

部級數(shù)據(jù)中心交換平臺由交換中心和交換節(jié)點組成，交換中心部署部級數(shù)據(jù)中心，交換節(jié)點部署在各參建單位。交換中心與交換節(jié)點之間可進行雙向、安全、可靠的數(shù)據(jù)交換。部級數(shù)據(jù)中心交換共享平臺采用符合SOA 架構的應用運行環(huán)境和開發(fā)管理工具，基于工業(yè)標準，依據(jù)成熟的企業(yè)服務總線ESB、中間件、ETL技術，結合部業(yè)務司局應用系統(tǒng)現(xiàn)狀，滿足前置機、Webservice、FTP、虛擬終端等多種接入方式搭建而成。交換共享平臺技術架構如圖5所示，其中：

（1）接入子系統(tǒng)負責基礎數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理等；

（2）交換服務子系統(tǒng)采用企業(yè)服務總線方式，以松耦合方式對交換節(jié)點實現(xiàn)部機關業(yè)務系統(tǒng)、省級交通數(shù)據(jù)中心、其他行業(yè)數(shù)據(jù)中心等接入子系統(tǒng)之間的通信與整合，以及交換節(jié)點之間的數(shù)據(jù)共享和交換功能，并對交換共享流程進行有效管理；

（3）運行管理子系統(tǒng)通過把部級各業(yè)務系統(tǒng)和省級交通運輸數(shù)據(jù)中心關注的共享信息資源封裝成應用系統(tǒng)可以直接調用的Web Service 或可視化的Web查詢服務，簡化共享工作的復雜度；

（4）信息資源目錄子系統(tǒng)基于Web Service 與元數(shù)據(jù)互操作技術對交通信息資源進行組織和管理，以統(tǒng)一的標準規(guī)范和方式進行描述，在數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫和資源目錄庫等支持下，實現(xiàn)交通信息資源開發(fā)利用和共享，滿足資源實現(xiàn)既定要求的有序交換。

4.2 部級數(shù)據(jù)中心信息資源交換共享模式

（1）應用架構模式

部級數(shù)據(jù)中心作為交通運輸行業(yè)數(shù)據(jù)中心體系的國家級共享交換節(jié)點，具有一點對多點的共享主體特征、多點對多點的交換主體特征，決定了部級數(shù)據(jù)中心應用架構為星型結構。

（2）交換共享對接模式

圖5 部級數(shù)據(jù)中心交換共享平臺架構

部級無Web Services 服務接口的應用系統(tǒng)采用目錄管理節(jié)點對接模式和前置節(jié)點對接模式。部級可提供Web Services服務接口的應用系統(tǒng)、省級數(shù)據(jù)中心、公安等其他部委采用目錄管理節(jié)點對接模式和平臺對接模式。部級新建業(yè)務應用系統(tǒng)采用目錄管理節(jié)點對接模式和應用系統(tǒng)對接模式。

（3）交換概念模型

部級數(shù)據(jù)中心與部級應用系統(tǒng)、省級交通數(shù)據(jù)中心、其他部委等節(jié)點之間信息共享流程采用集中式共享模式；部級應用系統(tǒng)之間、省級交通數(shù)據(jù)中心之間、部省之間點對點信息交換采用分布式模式，即通過部級數(shù)據(jù)中心交換通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。部級數(shù)據(jù)中心與部級應用系統(tǒng)、省級交通數(shù)據(jù)中心、其他部委等節(jié)點之間信息交換流程采用混合模式，即集中式模式和分布式模式的組合。

5 部級數(shù)據(jù)中心的服務應用體系

交通運輸數(shù)據(jù)中心作為交通運輸部交通信息資源數(shù)據(jù)庫，其服務對象可粗略劃分為部門用戶、行業(yè)用戶和業(yè)務系統(tǒng)，服務內容主要包括數(shù)據(jù)存儲、查詢、訂閱、上傳下載、接口、交換、分析、決策支持、歸檔、核對、導出發(fā)布等服務。在整個服務應用體系中，支撐技術包含有全局用戶認證與授權、多線程并行任務調度、全局用戶及共享元數(shù)據(jù)同步以及全網數(shù)據(jù)定位與獲取等技術。

5.1 總體應用架構

服務應用體系的應用架構結構如圖6 所示，其中：

圖6 總體應用架構

（1）接入層主要負責為不同服務對象提供不同的接入方式，其是服務應用體系的窗口，主要的方式包括通過信息資源管理系統(tǒng)或門戶網站訪問、中間件訪問以及編程訪問；

（2）應用層分為三個部分：數(shù)據(jù)服務分系統(tǒng)是服務應用體系的的核心，數(shù)據(jù)目錄管理分系統(tǒng)是服務應用體系的支撐，用戶及權限管理分系統(tǒng)是服務應用體系的基礎；

（3）數(shù)據(jù)層是為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)環(huán)境的支撐；

（4）安全防護體系是服務應用體系正常運行的保障，其包括了安全運行規(guī)章制度與安全防護措施等多方面內容；

（5）政策法規(guī)與技術標準體系是服務應用體系的約束力之一，服務應用體系的服務內容、服務設計需要符合政策法規(guī)與技術標準體系的要求。

5.2 總體技術架構

服務應用體系的技術架構如圖7所示，其中：

（1）服務訪問層包括瀏覽器訪問、FTP客戶端訪問、交換軟件客戶端訪問、程序調用接口訪問等四種訪問方式；

（2）服務接入層是連接用戶與服務平臺的一個橋梁，是用戶訪問服務的技術協(xié)議層。服務接入層為用戶提供瀏覽器、FTP、交換軟件、程序接口調用等接入方式；

圖7 總體技術架構

（3）服務請求層是用戶向服務系統(tǒng)提供具體服務請求，為用戶提供服務請求操作界面，向服務系統(tǒng)提交自己所需要的服務內容。服務請求層將服務請求內容劃分為：用戶通過信息資源管理系統(tǒng)或門戶網站提交的服務請求、用戶通過FTP服務或數(shù)據(jù)交換軟件或中間件提交的服務請求、業(yè)務系統(tǒng)通過可訪問的編程界面提交服務接口調用的請求；

（4）服務層是服務應用體系的核心服務池，服務層可劃分為四個體系：服務體系、交換體系、管控體系、運維體系；

（5）服務支撐層利用一些成熟穩(wěn)定的，有成功實施案例的商業(yè)軟件和開源軟件，以及一些自主開發(fā)的軟件作為整個服務系統(tǒng)的服務支撐；

（6）服務數(shù)據(jù)層是服務應用體系的數(shù)據(jù)支撐層，為服務提供數(shù)據(jù)支持，同時對服務數(shù)據(jù)進行綜合管理。

6 結語

當前，交通運輸部及?。ㄊ校└鹘煌ㄟ\輸管理部門正處于力求信息高度整合、用信息化手段提高管理與服務能力的關鍵時刻，通過部級數(shù)據(jù)中心建設，建立部級統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換共享平臺，將現(xiàn)有各類系統(tǒng)互聯(lián)互通，打通部級不同系統(tǒng)間的壁壘，實現(xiàn)多源、異構數(shù)據(jù)交換，從而消除信息孤島，統(tǒng)一抽取、存儲共性基礎性數(shù)據(jù)，建立完善的數(shù)據(jù)交換共享體系，為部內不同業(yè)務領域之間、部與省之間、部與其他部門（行業(yè)）之間、省與省之間業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、共享和業(yè)務協(xié)同提供支撐。本文通過研究部級數(shù)據(jù)中心的邏輯框架和體系結構、數(shù)據(jù)目錄分類方案和數(shù)據(jù)庫結構、交換共享平臺、應用服務體系，對交通行業(yè)數(shù)據(jù)中心的應用和技術架構進行了分析，為部級數(shù)據(jù)中心的建設提供了基本思路。

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