探析城市級軌道交通大數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

楊燁

摘要：隨著城市軌道交通新線路的不斷投入運(yùn)營，如何有效的從線網(wǎng)層面對各線路進(jìn)行統(tǒng)籌管理將是各個地方軌道交通管理的難題之一。通過建立大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，打通各線路各專業(yè)之間的數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)級的數(shù)據(jù)共享，將是解決這個問題的有效方法。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)中心 大數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)倉庫

一、項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)思路

基于對大數(shù)據(jù)中心建設(shè)中所要解決的關(guān)鍵問題的分析，本系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計(jì)思路上既要充分體現(xiàn)靈活性和又要把握住整體性，既要滿足數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求又要能夠支撐未來復(fù)雜多變的新增業(yè)務(wù)需求，既要采用成熟可靠的技術(shù)平臺又要充分結(jié)合相關(guān)的科研成果。

二、柔性的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)

通過設(shè)計(jì)柔性的應(yīng)用體系架構(gòu)滿足城市級軌道交通指揮中心信息中心系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求靈活多變的特點(diǎn)。所謂柔性的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的主要特點(diǎn)包括：各種應(yīng)用系統(tǒng)的功能模塊可以靈活組合滿足靈活多變的業(yè)務(wù)需求；復(fù)雜的解決方案通過基本的業(yè)務(wù)功能模塊組合來實(shí)現(xiàn)；業(yè)務(wù)功能模塊間耦合性低，功能模塊可以獨(dú)立的開發(fā)演進(jìn)而不影響其它功能，同時加強(qiáng)某個功能模塊的能力就可以提升解決方案的能力；開放的體系，新的功能模塊的掛接以及隨時加入。對于大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，柔性的應(yīng)用體系架構(gòu)包括以下幾個核心的思路：

（一）以業(yè)務(wù)工具為功能核心

對應(yīng)于數(shù)據(jù)中心的每個業(yè)務(wù)需求，都會有一個業(yè)務(wù)解決方案來對應(yīng)，簡稱業(yè)務(wù)方案。業(yè)務(wù)方案本身其實(shí)是通過多種業(yè)務(wù)工具的組合使用來達(dá)到一個具體的業(yè)務(wù)目標(biāo)。系統(tǒng)的核心架構(gòu)思想就是將系統(tǒng)的核心功能劃分為多個業(yè)務(wù)工具，并以這些業(yè)務(wù)工具為系統(tǒng)功能核心，通過業(yè)務(wù)流程配置把業(yè)務(wù)工具靈活的組合起來形成業(yè)務(wù)方案，以滿足復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)需求。

（二）業(yè)務(wù)方案為業(yè)務(wù)的核心

針對每一種業(yè)務(wù)的需求，都可以通過配置業(yè)務(wù)流程形成業(yè)務(wù)方案來實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)方案可以保存在系統(tǒng)中形成固定的方案，比如一個具體的專題分析業(yè)務(wù)的方案或者運(yùn)營評估業(yè)務(wù)的方案。這些方案可以經(jīng)過抽象形成固定的業(yè)務(wù)方案模板，通過設(shè)定模板中的不同參數(shù)條件，將模板具體化為針對某個特定條件的業(yè)務(wù)方案。業(yè)務(wù)方案本身體現(xiàn)了用戶在業(yè)務(wù)方面的知識和經(jīng)驗(yàn)。數(shù)據(jù)中心在業(yè)務(wù)發(fā)展的過程中，隨著業(yè)務(wù)需求的不斷增加，新的業(yè)務(wù)方案會不斷納入到整個業(yè)務(wù)方案體系中來。從一定意義上說，一個業(yè)務(wù)方案就代表一個具體的業(yè)務(wù)，全體的業(yè)務(wù)方案就代表著數(shù)據(jù)中心的所要處理的全部業(yè)務(wù)。

（三）靈活的業(yè)務(wù)流程配置

數(shù)據(jù)中心的各類業(yè)務(wù)需求，無論是已有業(yè)務(wù)還是未來某個新增業(yè)務(wù)，都要通過把業(yè)務(wù)工具通過業(yè)務(wù)流程組合形成針對性的業(yè)務(wù)方案，并通過執(zhí)行該業(yè)務(wù)方案的方法來滿足業(yè)務(wù)需求。業(yè)務(wù)流程的配置有兩種方法，無形的流程和有形的流程。無形的流程就是業(yè)務(wù)人員不需要借助流程配置工具，而自己根據(jù)需要直接調(diào)用業(yè)務(wù)工具。使用者通過人工錄入或者數(shù)據(jù)加載的方式為工具提供輸入數(shù)據(jù)，并導(dǎo)出最后的結(jié)果；然后再調(diào)用下一個工具，加載上一個工具的輸出結(jié)果作為輸入并進(jìn)行操作。在這種流程模型下，流程不是固定的，根據(jù)使用者的意愿來隨意調(diào)整，最終也不會形成固定的業(yè)務(wù)方案。有形的流程就是業(yè)務(wù)人員借助流程配置工具來設(shè)計(jì)固定的業(yè)務(wù)方案。在配置業(yè)務(wù)流程的過程中不需要專業(yè)的軟件開發(fā)人員來參與，業(yè)務(wù)人員可以通過人機(jī)交互的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的定制，并形成固定的業(yè)務(wù)方案，交給系統(tǒng)自動執(zhí)行。

（四）可管理的業(yè)務(wù)方案

隨著數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)發(fā)展，會不斷的累積各類的業(yè)務(wù)方案。作為用戶核心價值所在的業(yè)務(wù)方案，需要系統(tǒng)提供非常便利和可靠的管理功能，這些功能主要包括：可以創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)方案；可以修改已有的業(yè)務(wù)方案；業(yè)務(wù)方案可以長期保存；可以查詢，檢索；可以刪除，更新；業(yè)務(wù)方案經(jīng)過設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行發(fā)布，經(jīng)過評審和使用權(quán)限設(shè)定后可以在使用者之間共享使用，成為組織級的知識財(cái)富；業(yè)務(wù)方案可以被系統(tǒng)加載執(zhí)行。執(zhí)行過程中，通過輸入不同的參數(shù)，業(yè)務(wù)方案被實(shí)例化成不同的業(yè)務(wù)實(shí)例，業(yè)務(wù)實(shí)例的輸出結(jié)果可以被保存，并提供其他的業(yè)務(wù)方案使用。

（五）可組合的業(yè)務(wù)工具和業(yè)務(wù)方案

業(yè)務(wù)工具可以通過流程配置行成業(yè)務(wù)方案。業(yè)務(wù)方案本身也可以作為業(yè)務(wù)工具，通過流程配置行成更復(fù)雜的業(yè)務(wù)方案。業(yè)務(wù)方案的組合本質(zhì)上就是業(yè)務(wù)流程的組合，工具是相對穩(wěn)定不變的，因此業(yè)務(wù)方案天然就具有與其它業(yè)務(wù)工具和業(yè)務(wù)方案的組合的能力。業(yè)務(wù)方案在設(shè)計(jì)完成后，可以固化為特定的業(yè)務(wù)工具，和其它的業(yè)務(wù)工具具有同樣的使用特性和使用方法。

三、全方位的應(yīng)用系統(tǒng)集成

大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目建設(shè)中包括多個業(yè)務(wù)平臺以及眾多的獨(dú)立的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。這些業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)既可以獨(dú)立的實(shí)用，也可以通過集成的方法靈活的組合起來使用，解決更加復(fù)雜的業(yè)務(wù)問題。根據(jù)業(yè)務(wù)需求的分析，數(shù)據(jù)中心對于信息中心系統(tǒng)集成的需求不僅僅是簡單的基于SOA架構(gòu)的應(yīng)用集成，而是全方位的集成需求。包括跨系統(tǒng)的界面交互操作需求，跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能調(diào)用需求，業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換需求以及輸出成果的集中管理需求等。針對以上的系統(tǒng)集成的需求，在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)上需要實(shí)現(xiàn)全方位多層次的系統(tǒng)集成的應(yīng)用系統(tǒng)體系架構(gòu)。

四、“自頂而下”的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)模型是抽象描述現(xiàn)實(shí)世界的一種工具和方法，是通過抽象的實(shí)體及實(shí)體之間聯(lián)系的形式，來表示現(xiàn)實(shí)世界中事務(wù)的相互關(guān)系的一種映射。在這里，數(shù)據(jù)模型表現(xiàn)的抽象的是實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)系，通過對實(shí)體和實(shí)體之間關(guān)系的定義和描述，來表達(dá)實(shí)際的業(yè)務(wù)中具體的業(yè)務(wù)關(guān)系。數(shù)據(jù)倉庫建模時通常采用“自頂向下、逐步求精”的方法，建模從設(shè)計(jì)過程上可以分為以下幾個階段：1.業(yè)務(wù)建模，生成業(yè)務(wù)模型，主要解決業(yè)務(wù)層面的分解和程序化。2.領(lǐng)域建模，生成領(lǐng)域模型，主要是對業(yè)務(wù)模型進(jìn)行抽象處理，生成領(lǐng)域概念模型。3.邏輯建模，生成邏輯模型，主要是將領(lǐng)域模型的概念實(shí)體以及實(shí)體之間的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)庫層次的邏輯化。4.物理建模，生成物理模型，主要解決，邏輯模型針對不同關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的物理化以及性能等一些具體的技術(shù)問題。

因此，在整個數(shù)據(jù)倉庫的模型的設(shè)計(jì)和架構(gòu)中，既涉及到業(yè)務(wù)知識，也涉及到了具體的技術(shù)，我們既需要了解豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，同時，也需要一定的信息技術(shù)來幫助我們實(shí)現(xiàn)我們的數(shù)據(jù)模型，最重要的是，我們還需要一個非常適用的方法論，來指導(dǎo)我們自己針對我們的業(yè)務(wù)進(jìn)行抽象，處理，生成各個階段的模型。