交通運輸行業數據中心建設體系研究

鐘 南

（中國交通通信信息中心，北京100011）

1 交通運輸行業數據中心建設的必要性及需求

交通運輸是我國經濟發展的基礎，大力推動信息化建設對于促進交通運輸又好又快發展具有重要意義。數據中心是實現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。行業信息化正在向集約化、體系化的方向發展，由原先以各職能部門、行業主管單位等開展單項系統建設，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據中心建設，實現各應用系統的互連互通，為各層次、各類別交通業務單位提供基礎性和綜合性數據，最大限度地發揮各系統、各部門數據管理功能，并在此基礎上實現不同業務之間的數據信息交換共享和服務應用。

交通運輸行業包括公路、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。政府對行業的管理主要包括五個體系（見圖1）：一是政策法規建設體系，二是公共服務體系，三是行政審批體系，四是行政監管體系，五是決策支持體系。

（1）政策法規建設體系——數據中心的基礎

圖1 政府對行業數據中心的需求

政策法規建設體系主要包括行業的政策法規建設。這部分的建設尤其以“政務公開”具有數據中心的需求。政務公開的基礎是“政府資源目錄”，各行業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，以元數據為核心，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、發現、評估。這正是數據中心建設的數據基礎。

（2）公共服務體系——數據中心的典型應用

對公眾來說，統一的、專業的、具有行業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。公眾具有對行業政府提供的權威數據查詢核驗的需求，諸如貨物運輸狀態查詢、空間位置信息、從業海員證件狀態查詢、運輸單位資質核驗等，都需要為公眾提供權威的數據庫以供檢索，實現公共服務。符合行業特點的數據中心正是這一需求的基礎支撐。

（3）行政審批體系——數據中心的重要數據源

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”監管的一個重要手段。目前許多行業主管部門都開發了網上行政審批系統，申請單位可以通過在線填寫并提交企業信息、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和從業人員基礎信息，是數據中心的重要數據來源之一。

（4）行政監管體系——數據中心的權威保障

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

（5）決策支持體系——數據中心核心應用

政府在對行業數據中心進行深度分析挖掘的基礎上，緊密結合行業應用，提供基礎數據查詢服務、行業信息服務、指標監控服務、業務報表服務、統計分析服務、決策支持服務等，完善政策法規，從而實現對行業發展的引導作用。

2 交通運輸部級數據中心的邏輯框架和體系結構

2.1 邏輯框架

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

從縱向來看，部級數據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據支撐，其主要由基礎數據庫、數據倉庫以及元數據庫等部分組成；

（4）應用支撐層，包含操作系統、數據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 交通運輸部級數據中心邏輯框架

（5）服務層，以企業服務總線為基礎，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據為基礎，充分利用服務層提供的各類服務，為領導決策、行業管理和社會公眾提供良好的數據支撐與應用服務，同時，專門開發數據中心信息門戶，便于行業內、外用戶及時獲取數據中心關鍵指標信息。

2.2 體系結構

交通運輸行業數據中心體系采用“兩級”架構，即以部級數據中心為核心節點，省級數據中心為二級節點。部級數據中心內部由業務層和核心層構成。業務層支撐部級業務系統運行，由業務系統和業務數據庫（分中心）組成。核心層支撐部級業務系統間的信息共享與協同，由數據交換平臺和從業務層抽取的為多個系統提供共享服務的基礎和主題數據庫組成，如圖3所示。

3 部級數據中心的目錄分類和數據庫結構

2005—2009 年交通運輸部先后頒發了《關于加強交通信息資源開發利用的指導意見》（交科教發[2005]648 號）、“公路水路交通信息資源目錄體系總體框架”和“交通信息基礎數據元（JT/T 697.1～14—2006～2009）”、“交通信息資源核心元數據”、“公路水路交通信息資源業務分類”、“交通信息資源標識符編碼規則”等行業標準。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、水運等行業基礎數據庫，初步形成了部級交通信息資源以業務分類為基礎的目錄結構。

圖3 部級數據中心的體系結構

部級數據中心的數據庫主要包括部級公路、營運車輛、船舶、經營業戶、從業人員等四大類行業基礎數據庫和行業信用評價、安全管理、行政執法等主題數據庫。

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

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

部級數據庫建設總體架構如圖4所示。

圖4 部級數據庫總體圖

4 部級數據中心的數據交換共享平臺

部級數據中心交換共享平臺是部級數據中心與部級應用系統、省級交通數據中心、其他部委數據中心溝通的橋梁，可以實現各節點數據的共享和交換。

4.1 部級數據中心的交換共享平臺架構

部級數據中心交換平臺由交換中心和交換節點組成，交換中心部署部級數據中心，交換節點部署在各參建單位。交換中心與交換節點之間可進行雙向、安全、可靠的數據交換。部級數據中心交換共享平臺采用符合SOA 架構的應用運行環境和開發管理工具，基于工業標準，依據成熟的企業服務總線ESB、中間件、ETL技術，結合部業務司局應用系統現狀，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）接入子系統負責基礎數據和主題數據的采集、傳輸、處理等；

（2）交換服務子系統采用企業服務總線方式，以松耦合方式對交換節點實現部機關業務系統、省級交通數據中心、其他行業數據中心等接入子系統之間的通信與整合，以及交換節點之間的數據共享和交換功能，并對交換共享流程進行有效管理；

（3）運行管理子系統通過把部級各業務系統和省級交通運輸數據中心關注的共享信息資源封裝成應用系統可以直接調用的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基于Web Service 與元數據互操作技術對交通信息資源進行組織和管理，以統一的標準規范和方式進行描述，在數據庫、元數據庫和資源目錄庫等支持下，實現交通信息資源開發利用和共享，滿足資源實現既定要求的有序交換。

4.2 部級數據中心信息資源交換共享模式

（1）應用架構模式

部級數據中心作為交通運輸行業數據中心體系的國家級共享交換節點，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，決定了部級數據中心應用架構為星型結構。

（2）交換共享對接模式

圖5 部級數據中心交換共享平臺架構

部級無Web Services 服務接口的應用系統采用目錄管理節點對接模式和前置節點對接模式。部級可提供Web Services服務接口的應用系統、省級數據中心、公安等其他部委采用目錄管理節點對接模式和平臺對接模式。部級新建業務應用系統采用目錄管理節點對接模式和應用系統對接模式。

（3）交換概念模型

部級數據中心與部級應用系統、省級交通數據中心、其他部委等節點之間信息共享流程采用集中式共享模式；部級應用系統之間、省級交通數據中心之間、部省之間點對點信息交換采用分布式模式，即通過部級數據中心交換通道實現數據交換。部級數據中心與部級應用系統、省級交通數據中心、其他部委等節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 部級數據中心的服務應用體系

交通運輸數據中心作為交通運輸部交通信息資源數據庫，其服務對象可粗略劃分為部門用戶、行業用戶和業務系統，服務內容主要包括數據存儲、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據同步以及全網數據定位與獲取等技術。

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：數據服務分系統是服務應用體系的的核心，數據目錄管理分系統是服務應用體系的支撐，用戶及權限管理分系統是服務應用體系的基礎；

（3）數據層是為系統提供數據環境的支撐；

（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章制度與安全防護措施等多方面內容；

（5）政策法規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或門戶網站提交的服務請求、用戶通過FTP服務或數據交換軟件或中間件提交的服務請求、業務系統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定的，有成功實施案例的商業軟件和開源軟件，以及一些自主開發的軟件作為整個服務系統的服務支撐；

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

6 結語

當前，交通運輸部及省（市）各交通運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，通過部級數據中心建設，建立部級統一的數據交換共享平臺，將現有各類系統互聯互通，打通部級不同系統間的壁壘，實現多源、異構數據交換，從而消除信息孤島，統一抽取、存儲共性基礎性數據，建立完善的數據交換共享體系，為部內不同業務領域之間、部與省之間、部與其他部門（行業）之間、省與省之間業務系統數據交換、共享和業務協同提供支撐。本文通過研究部級數據中心的邏輯框架和體系結構、數據目錄分類方案和數據庫結構、交換共享平臺、應用服務體系，對交通行業數據中心的應用和技術架構進行了分析，為部級數據中心的建設提供了基本思路。

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