蘇州市環境信息交換平臺的設計與實現

沈 藝,郁 蕾,徐冠華

(蘇州市環境監測中心站,江蘇蘇州215004)

1 建立背景

隨著整個社會對環保的重視化程度不斷提高,各種環保業務系統建設持續增加,同時,也帶來了更多的業務處理系統,各系統間數據共享需求的提高,本平臺就是為了改變環保多業務、多系統之間的網狀系統結構帶來的各種問題而產生的統一的信息交換框架。它使得所有環保應用變為以交換平臺為核心的星型結構,可以方便地滿足各系統間的信息交換。

信息交換系統可以實現跨部門跨單位跨地區之間公文、信息及數據的安全傳輸。通過提供統一的交換平臺,不同部門完成公文及業務數據的發送、傳輸、調用和查詢使用等工作。

2 系統構建目標

通過建設環境信息交換平臺,能夠達成以下目標:

(1)打破環境基礎信息孤島,解決轄區內各種相關應用系統的數據交換和訪問,解決異構系統環境下的數據整合問題,實現網絡、數據、業務的良好互通;同時,利用共享減少環境信息重復建設和重復維護的費用,降低環境信息系統建設和維護成本,增加環境信息設施的使用效率,發揮環境信息化建設的綜合效益,實現環境基礎信息交換與共享,建立一套規范、完整、準確、動態的環境基礎信息庫。

(2)能提升環保局和地方環保局信息化水平,實現政務信息的及時上傳下達。該平臺作為收集、處理、匯總、交流環保信息的工作平臺,為及時準確掌握各級環保部門工作動態、實現環保工作網絡化提供了有力支撐。

(3)能快速處理環保局和地方環保局各類工作文件,縮短文件的流轉周期。各類工作公文會電子流轉到每個人員的待辦事項中,可以立即辦理相應的來文,相比以往因為距離的問題,要先由辦公室人員收下來再轉給大家,不僅節約時間,而且安全可靠。

(4)數據安全、集中式存儲和共享。電子方式安全、集中存儲所有電子公文及業務數據,提供高效、靈活的文件查詢能力及數據共享。

3 系統設計

3.1 系統構架

整個環境信息交換平臺的架構圖如圖1所示,包括下面2個部分:電子公文交換平臺、數據交換平臺(業務數據)。所有外部的應用,如果涉及到需要訪問內部業務數據的,不再直接跟內部業務系統對接,而是通過統一數據服務平臺來實現,這樣,減少了以后重復建設數據訪問的麻煩,同時也保護了內部數據。

從圖2和圖3可以看出,其中電子公文交換系統主要由4大部分組成:公文傳輸、數據接口、日志管理以及系統維護;而環境數據交換平臺是蘇州市數字環保建設的核心組成部分,是所有污染源數據、環境數據存放的地方。通過建設統一的環境數據中心,將蘇州市環保局的數據、信息集中存放在數據中心中,實現環境質量監測、污染源管理、固體廢物管理、放射源監管、環境生態管理以及行政管理等數據的集中統一管理以及共享交換,實現業務的數據交換,達到信息化建設的總體目標。

圖1 蘇州市環境信息綜合交換平臺系統架構

圖2 電子公文交換系統-系統功能結構

圖3 數據交換系統-系統架構

3.2 系統功能

環境信息交換平臺主要功能為各應用系統數據的抽取或加載,完成數據的交換傳輸,各應用系統交換數據的比對、整理。各應用系統僅需負責確定本系統參與交換的數據,而不必關心數據庫之間數據的傳送。環境信息綜合交換平臺的建立應為今后業務系統的升級、擴展提供基礎平臺,大大縮短并減少管理系統的開發、部署周期和投資。

3.2.1 電子公文交換平臺實現功能

電子公文交換平臺分為待收公文、公文發送、已發送公文、待回復公文、未回復公文、同步組織結構等后臺公文設置這6個功能模塊(見圖4)。在公文設置方面分為:單位印章管理、公文催辦設置、發文群組管理等。電子公文傳輸可實現公文交換的基本業務,完成公文跨部門的交換業務。考慮到公文交換系統必定要同辦公自動化系統通訊,數據接口是保證數據一致性而規定的接口規范。

圖4 電子公文交換平臺界面

3.2.2 數據交換平臺(業務數據)實現功能

具有內部不同環境業務系統間、不同市、區縣環保局不同業務系統間進行信息交換的功能。內部各環境業務系統間如:項目審批系統與LIMS驗收監測系統;不同市、區縣環保局業務系統間如:如蘇州市區和下面新區、吳江等地的固廢申報等數據交換。

環境數據交換平臺將環境管理中具有共性并廣泛需求的數據服務功能抽象并包裝,形成數據交換的服務組件,作為環境保護信息應用支撐平臺中的1個重要組成部分,為業務應用系統層提供1個能夠訪問另外1個業務數據庫內容的功能組件。建立基于數據平臺的一對多的數據共享交換機制,統一管理和使用環境數據。定義各類業務的Web Service數據接口,為其它業務系統獲取數據平臺的數據以及數據平臺與業務應用系統互動提供服務。

3.2.3 系統設計思路

環境信息交換平臺的設計思路包括以下幾方面:

3.2.3.1 系統交換整體概念

系統交換整體概念由端節點與中心節點組成并且互相交換信息和提供交換服務,但最后交換數據全部會存儲在共享信息庫中。

3.2.3.2 系統交換模式

系統交換模式分3種:集成式、分布式、混合式。

其中,集成式交換模式是指信息數據集中存儲在共享數據庫中,使用者通過訪問共享信息庫來實現信息的交換和共享。

分布式交換模式是指信息數據分布存儲各業務數據庫中,使用者通過交換節點提供的交換服務實現分數據中心和共享數據中心兩者之間定向交換的傳送模式。分布式交換模式主要是分中心和中心的交換模式[1]。

混合式交換模式是指以上2種模式的集合,就是既可以通過信息共享庫實現數據交換,又能通過交換節點來互相交換信息數據。

3.2.3.3 系統交換過程

系統交換過程分為以下4個步驟:數據抽取、數據轉換、數據傳輸和接收、數據控制管理。

其中,數據抽取是從數據源系統抽取數據倉庫系統所需的數據。數據抽取采用統一的接口,可以從數據庫抽取數據,也可以從文件抽取。對于不同數據平臺、源數據形式、性能要求的業務系統,以及不同信息量的源數據,可能采用的接口方式不同。

數據轉換是指數據源是異構的,源數據在進入數據倉庫之前必須經過轉換,以適應數據倉庫的模式。主要是指統一數據編碼和結構,給數據加上時間標志,根據需要對數據進行必要的運算等。

數據傳輸和接收是指各個交換節點的數據之間的傳送和接收,轉換后的數據加載到共享信息庫中。

數據控制管理包括交換信息數據任務的自動化處理、錯誤的恢復、全部交換過程的跟蹤、審計、錯誤通知及告警等。

3.3 關鍵技術

3.3.1 系統接口規范

3.3.1.1 數據交換標準

結合國家環境信息標準規范,制定環境數據平臺的數據共享交換規范,涉及的數據交換標準主要有數據接口標準,統一的信息保存格式,統一的信息傳遞方式、統一的信息共享方式。

3.3.1.2 系統接口規范

環境信息交換平臺的所有接口必須遵守國家頒布的交換平臺XML標準,其中業務數據采用XML的方法提供給各種交換平臺,而電子公文交換平臺是依據《基于XML的電子公文格式規范》,基于XML格式的電子公文應能滿足各級黨政機關電子公文處理的需要,如實反映其所采取的行動和決策。其組成要素除公文內容之外,還應包括記錄公文處理過程的必要信息[2]。

3.3.1.3 系統關鍵技術

3.3.1.3.1 Web Service

環境信息交換平臺中的數據交換平臺是建立基于Web Service方式的數據服務接口,實現環境數據和GIS數據的存取;建立基于Web Service方式的業務服務接口,實現環境管理綜合業務流程聯動;建立服務描述、服務登記和服務發現機制,實現與環境數據平臺的數據交換。

3.3.1.3.2 數據流

環境信息交換平臺按數據流向可分為2種:

一種是從辦公、業務系統到公文、數據交換系統:內部處理完畢,需要“上傳下達”到其他部門的電子公文或者數據流,必須首先“搬運”到統一的公文和數據交換平臺上。這個過程對綜合交換系統來說,叫導入。

另一種是從公文、數據交換系統到辦公、業務系統:接收其他部門“發送”過來的交換信息流后,導入到自己部門內部的系統,這個時候就需要將電子公文或者數據流從交換數據庫“搬運”到辦公、業務數據庫。這個過程對綜合交換系統來說,叫導出。

4 系統實施

4.1 系統需求設計

因為在構建數據環保一期項目中,發現多個縣市、多個部門以及多個應用系統和數據庫之間需要互相共享和交換數據,所以構建一個統一的標準的環境信息綜合交換平臺是非常需要,通過交換系統來保證不同業務系統和數據庫之間的復制和一致性,實現數據的一致性。

4.2 系統開發運行環境

在需求設計基礎上,環境綜合交換平臺基本開發完成,包括電子公文交換平臺和業務數據交換平臺,開發運行環境如下:

操作系統:Windows 2005 Server企業版應用交換前置服務器

Windows 2008 Server企業版應用交換中心服務器

數據庫系統:Sql Server 2008應用交換前置服務器/中心服務器

應用支撐環境:Microsoft.NET framework 3.5開發工具:Microsoft visual Studio 2005

4.3 系統部署

環境信息交換平臺是完成跨單位、跨部門不同公文及業務之間的信息交換,是傳輸不同部門之間信息的紐帶和橋梁。在交換平臺實施過程中,項目的各個廠商之間配合是關鍵的,領導的協調作用也非常重要,而且由于信息化本身發展的多樣化,在目前的應用系統中存在大量的異構的數據接口問題。這些問題包括:通訊協議與網絡系統的異構問題,操作系統的異構性,數據庫及數據操作格式異構,應用流程與信息分布的異構性等。因此,必須在設計、建設交換系統中需要充分考慮到這些問題。

5 結語

環境信息交換平臺是連接各個信息子系統的樞紐,目前已經應用該交換平臺的信息系統包括:環境質量自動監控系統、固廢監控系統、放射源監控系統、業務監管(包括項目審批等)系統、OA辦公系統等等,從而實現了1個平臺分級別、分權限來提供各個信息系統的綜合信息,完成各個信息系統的數據動態實時交換。隨著子系統的增加,平臺將成為蘇州市環保信息化的核心,將圍繞蘇州市環境保護重點工作,以數據共享和應用建設為核心,綜合應用3S(GIS,RS,GPS)以及數字化視頻監控等技術手段,最終實現對環境的“科學、嚴格、精細、長效”管理。

[1] 牛德雄,武友新,江恭和.基于統一信息交換模型的信息交換研究[J].計算機工程與應用,2005(21):195-197.

[2] 杜軍威,隋樹林.基于XML的異構數據庫模式轉換的實現[J].青島科技大學學報,2005,26(2):158-161.