城市軌道交通企業(yè)信息系統(tǒng)集成研究

馬彬焱

（南京地鐵集團(tuán)有限公司，江蘇南京 210008）

0 前言

城市軌道交通作為城市公共交通的一種重要出行方式，具有集約、環(huán)保、高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略選擇[1]。隨著運(yùn)行線網(wǎng)的不斷增加，信息化逐步成為城市軌道交通企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的智能保障和數(shù)字化管理的重要手段。如何搭建好統(tǒng)一的信息平臺，使既有信息系統(tǒng)和新建系統(tǒng)得到有效集成、簡化企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同、構(gòu)建一體化的運(yùn)作機(jī)制，成為城市軌道交通企業(yè)在信息化建設(shè)過程中亟待解決的問題。

1 城市軌道交通企業(yè)信息化現(xiàn)狀和問題分析

1.1 信息化現(xiàn)狀

城市軌道交通企業(yè)的信息化建設(shè)首先從辦公自動化系統(tǒng)起步，然后逐步擴(kuò)展到新線建設(shè)、運(yùn)營管理、資源開發(fā)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。信息系統(tǒng)的?IT?建設(shè)通常按專業(yè)進(jìn)行劃分，通過招標(biāo)的形式進(jìn)行采購，各個系統(tǒng)較為獨(dú)立，采用不同的開發(fā)語言和軟件架構(gòu)，信息化整體的建設(shè)周期較長。在這種建設(shè)模式下，企業(yè)就建成了形形色色的各類系統(tǒng)，這種建設(shè)模式為將來信息化的整合應(yīng)用埋下了隱患[2]。

1.2 信息系統(tǒng)建設(shè)過程中存在的問題

企業(yè)長期以來建設(shè)的多個信息系統(tǒng)，因缺乏整體規(guī)劃，造成系統(tǒng)建設(shè)零散、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)集成的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、實現(xiàn)互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享較難、維護(hù)成本高等問題（表?1），無法適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)的數(shù)字化管理需求。同時，城市軌道交通企業(yè)內(nèi)部各直屬單位間的信息化建設(shè)相對獨(dú)立，不能從企業(yè)的整體業(yè)務(wù)架構(gòu)出發(fā)，存在系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)問題。這些相對獨(dú)立、架構(gòu)差異大、接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的異構(gòu)系統(tǒng)，為后期的系統(tǒng)維護(hù)和升級改造帶來了極大挑戰(zhàn)，企業(yè)往往要投入大量的資金和人力成本推動系統(tǒng)整合。

表1 信息系統(tǒng)集成中的問題

2 信息系統(tǒng)集成服務(wù)平臺設(shè)計

城市軌道交通企業(yè)的信息化建設(shè)主要圍繞新線建設(shè)、運(yùn)營管理、資源經(jīng)營開發(fā)、行政辦公等內(nèi)容開展。按照企業(yè)經(jīng)營和管理的需要，可劃分為管理支持層、核心運(yùn)營層、分析決策層、對外交互層。?為建立一體化的信息化組織和管理體系，確保企業(yè)的信息化需求能夠得到充分整合，需要建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、易擴(kuò)展、易集成的企業(yè)信息系統(tǒng)集成架構(gòu)，如圖?1?所示。

信息系統(tǒng)集成平臺的設(shè)計采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)，即基于?SOA?的設(shè)計理念。SOA?是一個組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元通過服務(wù)之間定義的接口和協(xié)議聯(lián)系起來，接口采用完全中立的方式來定義，獨(dú)立實現(xiàn)具體服務(wù)的硬件、操作系統(tǒng)和編程語言[3]，提出服務(wù)提供者、服務(wù)注冊中心、服務(wù)請求者?3?種角色[4]。通過對?SOA?理念的有效應(yīng)用，使平臺層可以強(qiáng)有力地支撐各個異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互和信息整合，大大提升了企業(yè)信息系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.1 企業(yè)服務(wù)總線

在基于?SOA?的集成服務(wù)平臺架構(gòu)設(shè)計中，采用了企業(yè)服務(wù)總線作為各應(yīng)用系統(tǒng)間的信息交換工具，將過去點(diǎn)對點(diǎn)的接口關(guān)系變成點(diǎn)對總線的關(guān)系，使企業(yè)各個系統(tǒng)松耦合[5]。通過企業(yè)服務(wù)總線管理平臺（圖?2），可以有效實現(xiàn)接口服務(wù)的查詢、展示、發(fā)布和管理。接口服務(wù)的提供者將接口信息和服務(wù)在管理平臺進(jìn)行注冊和發(fā)布；接口服務(wù)的使用者查詢到自身需使用的服務(wù)后，提交使用申請，在得到授權(quán)后，可以綁定服務(wù)接口并進(jìn)行調(diào)用。

通過制定企業(yè)服務(wù)總線的集成標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一了服務(wù)的開發(fā)規(guī)范、使用規(guī)范和運(yùn)維規(guī)范，可以有效降低信息系統(tǒng)間的集成改造難度，提升服務(wù)接口的可重用性，增強(qiáng)跨系統(tǒng)信息交互的監(jiān)測管理能力，便于信息系統(tǒng)靈活重構(gòu)以適應(yīng)業(yè)務(wù)的不斷變化發(fā)展。

2.2 工作流平臺

工作流平臺作為企業(yè)的流程中心，將實現(xiàn)統(tǒng)一的流程設(shè)計、流程運(yùn)算、流程監(jiān)控和流程分析等功能。工作流平臺由存儲層、后端服務(wù)層、前端設(shè)計層組成。存儲層實現(xiàn)對流程數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的保存；后端服務(wù)層包括工作流服務(wù)、流程監(jiān)控等功能，是工作流平臺的服務(wù)核心；前端設(shè)計層實現(xiàn)在線設(shè)計工具，包括在線流程設(shè)計工具、在線表單設(shè)計工具等。工作流平臺將所提供的各項流程服務(wù)在總線上發(fā)布，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)綁定所需的服務(wù)即可調(diào)用平臺支持的各項業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的集中統(tǒng)一管理。

這種方式統(tǒng)一了流程的使用方式，也大大降低了后期流程維護(hù)和升級改造的難度。企業(yè)不再需要同時維護(hù)多個異構(gòu)系統(tǒng)的流程引擎，僅安排人員對工作流平臺進(jìn)行維護(hù)，即可滿足多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需要。對工作流進(jìn)行升級改造時，不需要對每一個使用流程引擎的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模改造開發(fā)，僅需對工作流平臺進(jìn)行升級，再將發(fā)生變化的接口發(fā)布到總線上供各業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用即可，有效降低了人員和資金投入，大大提升了業(yè)務(wù)整合的能力。

圖1 信息系統(tǒng)集成架構(gòu)圖

圖2 企業(yè)服務(wù)總線管理平臺架構(gòu)圖

2.3 移動辦公平臺

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，建立體系化、易使用、可擴(kuò)展的移動信息化平臺已成為企業(yè)信息化建設(shè)的迫切需要。通過將?html?5、css、Javascript?等技術(shù)應(yīng)用于移動辦公平臺的設(shè)計中，可以搭建集整合接入、應(yīng)用管理、安全保障、社交平臺等功能為一體的移動信息化平臺，主要由企業(yè)社交模塊、企業(yè)移動管理模塊、企業(yè)應(yīng)用開發(fā)模塊?3?部分組成。

（1）企業(yè)社交模塊：提供即時通信、企業(yè)服務(wù)號、企業(yè)動態(tài)等功能，便于員工間隨時溝通，并能及時獲得業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的事件處理狀態(tài)。

（2）企業(yè)移動管理模塊：實現(xiàn)用戶管理、應(yīng)用管理、安全保障等功能，便于相關(guān)職能部門對用戶權(quán)限、信息傳遞、設(shè)備接入、設(shè)備禁用等操作進(jìn)行管理。

（3）企業(yè)應(yīng)用開發(fā)模塊：提供企業(yè)級移動開發(fā)的基礎(chǔ)服務(wù)，通過支持多平臺開發(fā)的工具建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大大提升了應(yīng)用開發(fā)和接入移動辦公平臺的效率。

2.4 統(tǒng)一身份管理平臺

為消除分散的用戶管理和登錄管理所帶來的弊端，需在企業(yè)內(nèi)部建立統(tǒng)一身份管理平臺來實現(xiàn)身份信息的集中管理，系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖?3?所示，主要包括企業(yè)服務(wù)目錄、認(rèn)證門戶、身份管理門戶、系統(tǒng)集成?4?個部分。

（1）企業(yè)服務(wù)目錄：該模塊建立統(tǒng)一的企業(yè)服務(wù)目錄，支持不低于?5?層的組織結(jié)構(gòu)分層。對企業(yè)的基礎(chǔ)身份信息進(jìn)行存儲和管理，包括組織架構(gòu)、人員崗位、角色等。同時，作為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)身份信息來源。

（2）認(rèn)證門戶：為訪問應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的單點(diǎn)登錄功能，只需登錄?1?次，即通過?1?個系統(tǒng)的安全驗證后，再訪問其他系統(tǒng)時，不需要重新登錄驗證。

（3）身份管理門戶：實現(xiàn)對用戶信息、角色訪問、密碼策略的管理。通過將各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)在統(tǒng)一身份管理平臺上進(jìn)行集成配置，使應(yīng)用系統(tǒng)受到統(tǒng)一身份管理平臺的資源訪問保護(hù)，只有屬于指定角色的用戶才能訪問業(yè)務(wù)系統(tǒng)資源，這提升了系統(tǒng)訪問的安全性。

（4）系統(tǒng)集成：為保證員工信息的唯一性，并兼容原有的人力資源系統(tǒng)，統(tǒng)一身份管理平臺通過總線從人力資源系統(tǒng)中獲取員工信息和組織機(jī)構(gòu)信息。當(dāng)系統(tǒng)中的用戶、組織、角色等信息發(fā)生變化后，統(tǒng)一身份管理平臺將這些修改后的信息通過總線推送到各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中使用。

圖3 統(tǒng)一身份管理平臺功能架構(gòu)

2.5 數(shù)據(jù)平臺

數(shù)據(jù)平臺建設(shè)就是要幫助企業(yè)從根本上解決數(shù)據(jù)分散重復(fù)、出處不一致、共享困難等形成的信息孤島問題，促進(jìn)企業(yè)內(nèi)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合和數(shù)據(jù)共享[6]。企業(yè)將信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)中，圍繞運(yùn)營、建設(shè)、資源開發(fā)等業(yè)務(wù)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，建立全集團(tuán)范圍內(nèi)統(tǒng)一、科學(xué)的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)的建設(shè)過程中，將編碼標(biāo)準(zhǔn)固化在系統(tǒng)中，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)編碼的申請、審批、發(fā)布等行為的統(tǒng)一管理。

對于易改造的既有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，將其內(nèi)部的數(shù)據(jù)編碼方式按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，并接入數(shù)據(jù)平臺；對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以實施改造的既有系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)抽取至數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)，并在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)編碼。數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)屬性，組合成不同的服務(wù)，在企業(yè)服務(wù)總線上進(jìn)行發(fā)布，供各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)、決策分析系統(tǒng)使用。

在建設(shè)數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)時，通常有?2?種常見的實施方法。一種是在現(xiàn)有企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次改造，擴(kuò)展成為數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)；另一種是建設(shè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)。企業(yè)可根據(jù)自身信息化成熟度的相關(guān)情況，綜合考慮可實現(xiàn)性、成本、可拓展性等因素[7]，選擇最優(yōu)的方案進(jìn)行實施。

3 結(jié)語

企業(yè)信息化是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，做好信息化規(guī)劃，設(shè)計好系統(tǒng)集成方案，有利于整合信息資源、消除信息孤島，最終提高企業(yè)信息化實施的成功率，助力企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展[8]。本文提出了基于?SOA?理念的城市軌道交通企業(yè)信息系統(tǒng)集成方案，對關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計進(jìn)行深入分析和研究，為行業(yè)內(nèi)信息系統(tǒng)的建設(shè)、開發(fā)和集成提供了技術(shù)參考。