基于TOGAF的農業綜合行政執法信息化架構研究

孫麗婷，平笑柔，于 璐，馮金衛，蘇 醒，楊 飛

(北京計算機技術及應用研究所，北京 100854)

0 引言

當前基層農業綜合行政執法人員普遍存在執法效率低下問題，如①案件處理意見書、行政處罰決定書等文書相似，內容多次重復填寫；②執法手段模型單一，不足以應對各類應用場景，缺乏智能化、規范化執法手段；③農業綜合行政執法橫向、縱向數據孤立、不共享，統計數據多頭填報，上層部門無法做到有效監管；④調查取證過程中現場檢查筆錄、詢問筆錄等需要手工填寫；⑤文書審批過程繁瑣、緩慢。為了克服上述問題，許多研究者從宏觀層面提出解決思路，如加大資金投入力度、加強執法隊伍建設、完善執法設備以提升農業執法綜合效能[1-3]；也有研究者通過開展執法信息化研究，解決一線執法人員的執法效率低下問題[4]。但宏觀層面的指導提出了解決思路，尚未切實打中執法辦案人員的痛點；執法信息化研究可以解決執法人員線下轉線上的工作模式，一定程度上提升了辦案人員的執法效能，但無法滿足執法辦案過程中的智能化需求。

因此，為滿足農業綜合行政執法過程中的信息化、智能化發展需求，本文基于TOGAF 構建農業綜合行政執法信息化架構，闡述了體系結構的特點，從業務架構、數據架構、技術架構等領域統籌研究、設計，形成一套面向農業執法的復雜體系分析與模型復用迭代的架構設計方法，為農業綜合行政執法信息化、智能化應用建設提供可靠的系統描述和模型支撐。

1 TODAF概述

1.1 TOGAF架構設計方法

TOGAF（The Open Group Architecture Framework）以信息管理技術體系框架為基礎，提供一個實用、方便的開發企業體系架構的工業標準方法，是一種協助發展、驗收、運行、使用和維護架構的工具，其核心是架構開發方法(Architecture Development Method，ADM)，用于開發滿足組織業務和IT需求的企業架構，可分為一個預備、八個步驟以及一個需求管理組成。預備階段主要做架構開發的準備工作；八個步驟覆蓋了架構開發和管理維護的全生命周期，包含架構愿景、業務架構、應用架構+數據架構、技術架構、機會及解決方案、遷移規劃、實施治理，以及架構變更管理；需求管理主要是通過需求驗證架構方案[5]。

1.2 TOGAF架構

采用ADM 開發的企業架構，包括業務架構、應用架構、數據架構和技術架構，圖1展示了四個主要架構的設計思路。首先根據業務架構分析定義數據架構，然后將數據架構結合業務功能定義應用架構，最后根據數據架構和應用架構的特點和技術要求來設計技術架構。

圖1 TOGAF架構示意圖

2 基于TOGAF的農業綜合行政執法信息化架構研究

2.1 架構設計思路

當前農業綜合行政執法領域的信息化應用主要按照傳統管理模式建設，從上層的業務應用到底層的基礎設施，都按照種子、植物檢疫、農藥、獸藥、肥料、飼料及飼料添加劑等復雜的業務條線提供業務服務，缺乏靈活的應用組合能力及有效的線性擴展能力，資源共享率低、按需組合的能力比較欠缺。

基于TOGAF 的農業綜合行政執法信息化架構的設計思路是：依據農業綜合行政執法流程，通過梳理農業執法實際業務需求，采用微服務設計思想，以“硬件算力泛在化、數據中臺通用化、業務平臺服務化”為技術主線，構建滿足復雜農業執法需求的總體信息化架構，實現農業執法智能化、執法應用平臺化、應用能力微服務化、數據中心大數據化的目標；之后，從業務驅動和數據驅動出發，梳理業務功能、流程、接口，以及業務之間數據的流轉，搭建業務架構、數據架構；最后從技術角度，基于先進的技術理念，構建統一、開放的技術架構，以保證業務應用平臺化，共享數據開放化。

2.2 總體架構

作為一種目標導向的架構開發論，在構建基于TOGAF的信息系統架構框架時，需要首先明確系統建設目標[5]。農業綜合行政執法信息化應用的建設目標是遵循國辦、農業農村部相關政策要求，圍繞農業執法業務協同和信息資源共享，以執法辦案為中心，建成面向全國農業綜合行政執法辦案人員應用的標準統一、整體聯動、業務協同、數據共享的農業綜合行政執法信息化體系，其總體架構如圖2所示，包含五層兩翼。

圖2 農業綜合行政執法信息化架構

對農業綜合行政執法信息化架構的詳細描述如下。①用戶層：依據農業農村部下發的“農業行政執法基本文書格式”，應用使用對象包含執法人員、執法機構負責人、法制機構負責人、執法機關負責人，以及系統維護人員。②應用層：滿足種子、植物檢疫、農藥等執法領域執法人員在受理、分案、立案、調查取證、結案等執法辦案過程中的信息化、智能化辦案需求，提供流程化辦案、智能化輔助辦案應用和服務。③支撐服務層：梳理農業綜合行政執法業務流程，采用服務共享設計理念，將執法流程中共性的業務能力以“微服務”的形式共享出來，執法過程中按需選配資源和服務，進行動態組合和集成，形成面向各類執法領域的服務能力，避免重復建設。④數據層：將采集的執法數據抽象建模，形成面向農業執法的各種專題庫、主題庫，結合不同的模型算法，向頂層業務應用或用戶提供數據檢索、即席查詢等各類數據服務。⑤基礎設施層：滿足信創環境運行需求，基于先進的新興技術[6]，提供信創云、大數據[7]等基礎運行環境。⑥運維管理體系：滿足云計算、大數據時代的精細化運維管理需求，以及執法應用快速迭代和敏捷化發展需求，以數據驅動解決運維工作中的難點和痛點。⑦安全保障體系：構建滿足電子政務內外網的安全防護體系，保障物理環境、計算環境、區域邊界、通信網絡、跨網隔離交換等的安全。

2.3 業務架構

業務架構是指將抽象的業務遠景通過整理、集合、優化等措施轉換為具體可操作的業務模型[5]。本研究結合農業綜合行政執法人員在案件受理、立案、分案、調查取證、結案等執法階段的業務需求，構建農業綜合行政執法業務架構的參考模型，如圖3 所示。在架構遠景和架構目標確定的框架內，確定架構的功能，包含基礎功能、用戶管理、業務辦理、運維管理，以及應用層。

圖3 農業綜合行政執法業務架構

農業綜合行政執法業務架構的詳細描述①基礎功能：對執法各業務功能進行抽取，形成共性的底層服務支撐組件，包含OCR基礎服務、語言識別基礎服務、文本分析基礎服務等，同時包含服務管控功能，對服務的定義、部署、注冊等進行運營管控。②用戶管理：實現對執法人員、執法機構負責人、法制機構負責人、執法機關負責人等用戶的管理功能，包含用戶登錄、注冊、個人資料以及賬號安全等功能，屬于后臺端功能。③業務辦理：農業綜合行政執法人員按照受理、立案、調查取證、案件處理，以及結案的辦理流程進行辦案，具體案件辦理功能體現在辦案中心，在前端業務的辦理過程中，會有后臺的流程服務、文書服務、審批服務提供支撐。④運維管理：在執法人員執法辦案過程中，同樣需要對業務應用進行運維，包含應用功能的監控，以及應用的自動化發布等。⑤應用層：采用不同的客戶端訪問應用。

2.4 數據架構

通過多元技術匯集多網數據資源，形成數據資源池。通過數據處理平臺實現對數據的計算、存儲、治理，保證數據的規范可用，按使用類型分為基礎數據、業務數據、專題數據等；結合數據挖掘算法，基于執法業務需求，融合各類數據，抽象形成數據模型、知識模型，為種子執法、肥料執法、漁政執法等提供數據查詢、數據分析、數據檢索、知識推送等數據服務支撐。基于此思路，構建數據架構如圖4 所示，包含數據源層、數據模型層、數據服務層，同時通過厘清數據的對外流轉，保證數據在各業務中的共享開放，實現數據向決策信息的轉變。

圖4 農業綜合行政執法數據架構

農業綜合行政執法數據架構的詳細描述①數據資源池：數據資源包含基礎數據、業務數據、主題數據。各類數據自上而下或自外向內，匯集到數據資源池；并通過數據目錄實現對外的共享交換。②模型：包含數據映射模型、數據處理模型和數據應用模型。數字映射模型，是將執法實體實現從實到虛的轉換，解決幾種要素在數字空間內的“孿生體”問題；數據處理模型涵蓋數據的全生命周期管理；數據應用模型，面向決策分析等應用場景，構建數據-信息-知識-智慧的轉換模型，為對外開放的數據服務提供模型支撐。③數據服務：給執法人員、機關領導提供共享的數據查詢、數據訪問、數據目錄等服務。

2.5 應用架構

應用架構主要體現應用之間的集成關系。可以通過業務架構和用戶需求分析，協助構建應用架構，定義業務應用功能的總體結構和組織方式，與業務流程及活動進行有效匹配，以組件為基礎來構建。首先，對幾類用戶需求進行分析，執法人員采用此平臺完成執法辦案的全生命周期過程；法制機構人員采用此平臺在文書審批環節完成案件審查；執法機關和執法機構負責人借助平臺應用完成文書審批。其次，通過各類用戶的需求鏈接，可以梳理出平臺各應用功能以及功能與功能之間的關系。構建應用架構如圖5所示，分成用戶層、業務應用層、支撐服務層。

圖5 農業綜合行政執法應用架構

農業綜合行政執法應用架構的詳細描述①用戶層：厘清每類用戶所需使用的業務功能，并且描述各功能之間的流程關系。②業務應用層：結合用戶層分析，總結農業綜合行政執法應用包含的總體功能，可劃分為流程辦案類應用和智能輔助辦案應用。流程辦案類應用為主應用，可借助智能輔助辦案應用提升辦案人員的辦案質效。兩類應用相輔相成，共同滿足辦案人員的留痕、智能化辦案需求。③支撐服務層：抽取共性服務能力，包含基礎支撐服務能力以及智能支撐服務能力。

2.6 技術架構

技術架構是基于功能和技術的需求，描述系統內模塊間的關系以及與其他系統間的相互關系，同時描述農業綜合行政執法開發、部署、運行所需的技術組件。技術架構設計如圖6所示。

圖6 農業綜合行政執法技術架構

農業綜合行政執法技術架構的詳細描述①基礎設施層：統籌業務應用、平臺軟件等所需硬件資源，按需提供基礎運行環境，滿足大數據、人工智能背景下業務應用運行需求。②數據層：構建具備數據采集、數據計算與存儲、數據治理、數據共享交換的數據平臺。平臺必須支持海量異構數據源的采集，包括執法過程中產生的結構化、半結構化、非結構化數據和外部第三方數據，并解決數據量暴增所帶來的存儲與計算性能問題。③服務支撐層：基于服務能力開放共享原則，構建平臺服務層，包含支撐服務、共性服務以及應用服務。其中平臺服務是基礎性的服務組件，共性服務是滿足上層應用按需調用的共性服務組件，應用服務主要是業務組件。④應用層：滿足不同業務應用研發所需的軟件工具包。

3 結束語

本研究引入TOGAF，提出一種適應當前農業綜合行政執法信息化架構搭建的設計方法。針對當前全國農業綜合行政執法面臨的痛點、難點問題，本研究采用業務驅動和數據驅動的雙輪驅動策略，從總體架構、業務架構、數據架構、應用架構、技術架構層面厘清農業綜合行政執法的總體框架、執法業務流程及業務功能、數據流轉，以及底層支撐的先進、科學的技術路線，為國內推進全國農業綜合行政執法業務應用研發提供有力參考。