基于SOA的“數(shù)字街道”開放系統(tǒng)研究與設(shè)計

摘要：本文以“數(shù)字街道”社會管理系統(tǒng)為背景，通過研究SOA在服務(wù)層和組件層對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成的方法，探討如何采用SOA標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建“數(shù)字街道”應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)在應(yīng)用系統(tǒng)的模塊之間、應(yīng)用系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間共享數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：SOA 數(shù)據(jù)共享 數(shù)字街道 系統(tǒng)架構(gòu)

1 概述

“數(shù)字街道”社會管理系統(tǒng)需要對轄區(qū)范圍內(nèi)的人口實行定點定位、動態(tài)管理，實現(xiàn)以房管人，將每個人對應(yīng)到某個房間、某個門面，片區(qū)綜合協(xié)管員采集該人的全面信息，分類錄入軟件，便于查詢、應(yīng)用。依托綜合協(xié)管員隊伍，對片區(qū)內(nèi)的人口實行動態(tài)管理，及時異動，通過掌握的信息，為轄區(qū)范圍內(nèi)的居民提供周到、符合個性要求的公共服務(wù)。在街道范圍內(nèi)依托信息化平臺，實現(xiàn)網(wǎng)格化管理、精細(xì)化服務(wù)、互動式交流。

目前各部門在國家、省、市、縣以上層級上或多或少存在已建成的系統(tǒng)，“數(shù)字街道”社會管理系統(tǒng)是面向街道、社區(qū)的各部綜合服務(wù)管理平臺，這樣就不可回避的要與各部門的現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享與交互，如果沒有一套標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村社區(qū)這個層級上通過信息化平臺建設(shè)實現(xiàn)各部門社會化綜合管理就很難取得成功。

2 SOA

SOA作為一個組件模型，把應(yīng)用程序的不同功能單元（服務(wù)）通過服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口采用中立的方式進(jìn)行定義，獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言，使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。

SOA可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。服務(wù)層是SOA的基礎(chǔ)，可以直接被應(yīng)用調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。SOA是一種粗粒度、松耦合服務(wù)架構(gòu)，服務(wù)之間通過簡單、精確定義接口進(jìn)行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。

SOA是一個軟件架構(gòu)，它包含4個主要工作組件：應(yīng)用程序前端、服務(wù)、服務(wù)庫和服務(wù)總線。一個服務(wù)包含一個合約、一個或多個接口以及一個實現(xiàn)。

應(yīng)用程序前端是SOA的活躍元素，負(fù)責(zé)發(fā)起和控制企業(yè)系統(tǒng)的所有活動。應(yīng)用程序前端有多種類型，如圖形用戶接口、批處理程序、長期流程等。服務(wù)是一個軟件組件，具有明確的功能，通常封裝高級業(yè)務(wù)概念。服務(wù)由數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯、接口和服務(wù)描述組成。通過服務(wù)庫，可以發(fā)現(xiàn)服務(wù)，獲得使用服務(wù)的所有信息。雖然服務(wù)合約提供了大多數(shù)必要的信息，但是服務(wù)庫補(bǔ)充了一些信息，例如物理位置、提供者信息、合約人、使用費用、技術(shù)限制、安全問題和可用服務(wù)級別等。服務(wù)總線將SOA的所有參與者（服務(wù)和應(yīng)用程序前端）相互連接在一起。如果兩個參與者需要通信，就必須依靠服務(wù)總線。

SOA采用常用的Web Service技術(shù)在服務(wù)層和組件層對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，對外暴露的業(yè)務(wù)功能和數(shù)據(jù)存取封裝成通用的服務(wù)，將已實現(xiàn)的服務(wù)發(fā)布到服務(wù)注冊器，通過企業(yè)服務(wù)總線ESB，供其他服務(wù)調(diào)用者進(jìn)行查找和綁定。具體做法是：①進(jìn)行企業(yè)數(shù)據(jù)資源規(guī)劃，建立企業(yè)整體數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)統(tǒng)一信息資源層次體系、統(tǒng)一數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一信息編碼。②建立元數(shù)據(jù)管理平臺，規(guī)范數(shù)據(jù)定義，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享共用，解決數(shù)據(jù)層面的信息孤島問題。③建設(shè)數(shù)據(jù)中心層，建立中央集中業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)庫，存儲分布于各獨立業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實時業(yè)務(wù)或者其它類型業(yè)務(wù)處理的主數(shù)據(jù)信息。④按業(yè)務(wù)需求開發(fā)數(shù)據(jù)服務(wù)，并將數(shù)據(jù)服務(wù)資源注冊到服務(wù)管控平臺，掛接到ESB總線上，實現(xiàn)各部門應(yīng)用間的數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)整合、信息共享、應(yīng)用互訪、業(yè)務(wù)協(xié)同等需求。

3 “數(shù)字街道”開放系統(tǒng)分析

“數(shù)字街道”社會管理系統(tǒng)是一個開放式系統(tǒng)，不但需要訪問內(nèi)部的數(shù)據(jù)，也需要同步外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)主要涉及協(xié)管員、社區(qū)專干、街道辦事處工作人員、系統(tǒng)管理員和注冊用戶5類使用群體，根據(jù)各自在系統(tǒng)中的參與情況，繪制系統(tǒng)的用例圖。

每類用戶群體的參與情況，如表1所示。

4 “數(shù)字街道”系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

“數(shù)字街道”社會管理系統(tǒng)遵循SOA標(biāo)準(zhǔn)，將各個層次的各個功能以服務(wù)的方式發(fā)布，便于系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)之間相互共享服務(wù)和數(shù)據(jù)。

4.1 軟件架構(gòu)設(shè)計

社會管理信息系統(tǒng)采用基于瀏覽器訪問的“瀏覽器/服務(wù)器”架構(gòu)，整個系統(tǒng)及其相關(guān)部分包括服務(wù)器系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)和同步平臺3部分。

服務(wù)器部分主要由包括應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)和地理信息服務(wù)3部分組成。應(yīng)用服務(wù)主要負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的各項業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，并為各級終端用戶提供查詢、統(tǒng)計分析、報表輸出、地圖展示、GPS定位等功能。數(shù)據(jù)庫服務(wù)負(fù)責(zé)對本級終端所用數(shù)據(jù)提供下載、存儲和打包服務(wù)。地理信息服務(wù)則主要負(fù)責(zé)存儲所屬區(qū)域的地理信息。所有的服務(wù)都遵循SOA標(biāo)準(zhǔn)，通過Web Service封裝發(fā)布，既方便系統(tǒng)內(nèi)部相互調(diào)用，也為外部系統(tǒng)提供了同步數(shù)據(jù)的接口。

客戶端部分分為區(qū)級客戶端、社區(qū)級客戶端、小區(qū)級客戶端和GPS終端，除了GPS終端只提供定位端點功能外，其余3部分通過使用應(yīng)用服務(wù)均可以進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作，并獲得查詢、統(tǒng)計分析、報表輸出、地圖展示和GPS定位查詢等服務(wù)。客戶端功能全部通過調(diào)用SOA服務(wù)實現(xiàn)。

同步平臺部分主要負(fù)責(zé)與社會管理信息系統(tǒng)以外的信息系統(tǒng)（全員信息管理平臺、流動人口“一盤棋”管理平臺、勞動社會保障信息平臺、城管數(shù)字化信息平臺、地理信息平臺和GPS平臺等）進(jìn)行信息的同步，確保系統(tǒng)實時獲得需要的數(shù)據(jù)。這種同步方式要求各個信息系統(tǒng)都以SOA方式公開服務(wù)，便于相互共享數(shù)據(jù)。

4.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

社會管理系統(tǒng)從應(yīng)用角度分為中心數(shù)據(jù)庫、平臺應(yīng)用和客戶端三個應(yīng)用層次。

①中心數(shù)據(jù)庫為整個社會管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，它所包含的數(shù)據(jù)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)，其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是支撐整個系統(tǒng)運行的核心所在，地理數(shù)據(jù)則為“以房管人”提供可視化的三維地理信息，可以精確到區(qū)、街道、社區(qū)、樓棟、樓層和房間。

②平臺應(yīng)用層為整個社會管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)性功能，包括接口服務(wù)和主要功能。接口服務(wù)遵循SOA標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，負(fù)責(zé)和系統(tǒng)外部平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的來源安全、可靠。平臺的主要功能同樣基于SOA標(biāo)準(zhǔn)以服務(wù)方式發(fā)布，有系統(tǒng)安全與權(quán)限管理、人口信息維護(hù)、GPS定位和統(tǒng)一指揮調(diào)度等基礎(chǔ)性服務(wù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)業(yè)務(wù)的處理，同時兼具監(jiān)管功能。

③客戶端應(yīng)用層面向系統(tǒng)中最廣泛、最分散的各層終端用戶，主要為終端用戶提供信息查詢和業(yè)務(wù)處理功能。客戶端應(yīng)用依托三維地理數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為支撐，具有可視化的“以房管人”的特點，提供人口信息查詢、三維地圖展示、統(tǒng)計分析和報表輸出等多項服務(wù)。

5 小結(jié)

通過與長沙和坊電子科技有限公司的合作研究，基于SOA設(shè)計“數(shù)字街道”應(yīng)用系統(tǒng)的研究成果于2011年開始陸續(xù)在“廣西壯族自治區(qū)全員人口系統(tǒng)”、“新疆維吾爾自治區(qū)全員人口系統(tǒng)”等大型應(yīng)用系統(tǒng)上得到應(yīng)用，有效地提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、易維護(hù)性，大大縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]金保華，和振遠(yuǎn)，張亮，李金旭，趙麗輝.基于SOA的數(shù)據(jù)共享與交換平臺分析與設(shè)計[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011（2）.

[2]肖桃順，沈濤.基于SOA的綜合電子信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享服務(wù)研究[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報，2009（10）.

[3]李德仁，黃俊華，邵振峰.面向服務(wù)的數(shù)字城市共享平臺框架的設(shè)計與實現(xiàn)[J].武漢大學(xué)學(xué)報，2008（9）.

[4]韓鑫，湯彬.一種基于Web Service的企業(yè)數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計[J].電子質(zhì)量，2013（7）.

基金課題：湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院《基于SOA的信息系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享的研究》課題（課題批準(zhǔn)號：K201205）；

2013年株洲市社科立項課題《實習(xí)實訓(xùn)基地融入職教城建設(shè)的對策研究》（課題批準(zhǔn)號：Zzsk1365）。

作者簡介：鄧瑩（1978-），女，湖南株洲人，湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師/高級工程師，本科，研究方向：高職教育、多媒體技術(shù)；馮向科（1978-），男，湖南株洲人，湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授/高級工程師，碩士，研究方向：高職教育、軟件工程。