天津水务信息资源整合的技术方法

田 源 ，蔡 杰 ，窦国峰

（1.天津市水务局信息管理中心，天津 300074）2.海委龙网科技有限公司，天津 300051）

0 引言

随着国民经济和社会的快速发展，对水利行业行政和业务管理水平的要求越来越高，对水利业务应用中的综合分析、决策支撑能力的需求越来越强，对水利信息化资源整合的需要越来越迫切，加快推进水利信息化资源整合与共享，是水利信息化工作面临的重要任务[1]。水利部为此颁发了《加快推进水利信息化资源整合与共享的指导意见》，据此，各委办局及地方各省都开展了切实可行的地方性水利信息资源的整合工作，长委、黄委和海委，以及上海、北京等地积极先行地进行了高效的资源整合工作，天津水务局在此方面也做了一定积极有效的工作。

1 现状分析

到目前为止，天津水利信息广域网已初具规模，经过多年来的积累，网上信息应用资源量也在逐渐增大，逐步形成了各自的业务管理系统，如防汛、节水、水文、供水、工程和排水管理等专用业务，还包括财务管理、办公系统和文件共享等常用业务，这些信息系统是天津水务信息资源的基础，是实现资源共享的资源条件。现存的主要问题是，各业务管理系统的重要成果不能集中展现，不能对使用者提供高效的信息支持，各个系统独立授权，用户权限管理混乱，使用者密码众多，对系统管理和使用人员造成了极大的不便。

现有应用系统的现状存在以下特点：

1）分布式部署

各应用系统分布在天津市水务局及所属各单位，这些系统大多由各家单位自主开发，部署在各自的服务器上，并且由各自负责系统维护，呈现出分布式部署的特点。

2）开发语言多样化

现有的应用系统中存在 java，.NET 等多种开发语言和实现技术。

3）数据源分散

由于应用系统由各单位自主开发、维护，数据源分布在各自的数据服务器上，因此具有数据源分散的特点。

4）数据类型多样化

由信息系统现状分析可知，信息类别可以分为基本、业务、政务、党务和资料等 5 大信息类，其中核心的业务信息类又可细分为防汛、供排水、节水、防潮、水质、工程管理、科研、农田水利、南水北调等 9 大类，可见各业务应用系统的数据类型呈现出多样化的特点。

针对这类具备这些特点的系统集成案例，在整合现有资源的前提下，采用基于企业级服务总线（ESB）和数据访问中间件技术构建公共服务平台的架构体系，是解决此类整合问题的最佳解决途径。

2 资源整合总体结构

应用 ESB 构建的信息系统集成平台，将来自于不同的操作系统、开发平台、数据库的各类资源及应用系统，集成在 1 个高效、智能化的统一平台上，提供 1 个跨越多种分散的、内部和外部的信息处理过程的集成纽带，把这些信息整合到一起。系统平台基于 J2EE 的 B/S 架构构建，采用先进的技术分层设计，从系统构成的业务逻辑元素入手，把系统从上层至底层分为门户、应用、服务、数据等 4 个层次。这个技术架构集中体现了，以“数据层”为基础，以“服务层”为依托，以“应用层”为核心，通过门户层，全面为天津市水务局各层次用户提供高品质的个性化服务。系统总体结构如图 1 所示。

图1 系统总体结构图

2.1 数据层

数据层包括现有的数据库和新建的公共信息数据库。已建系统保持原有的数据库访问方式，新开发的系统通过公共服务平台获取数据。

2.2 服务层

服务层根据各业务应用需要的数据，结合现有的数据库标准化数据访问接口，通过统一的资源访问接口实现后台分布的、异构的资源的接入，形成统一的资源视图，向业务应用系统提供数据服务。服务层包括数据交换共享和应用支撑 2 个部分。

2.3 应用层

应用层按业务分主要指 5 大信息类。应用层利用下层提供的各种规范的资源接口形成各种资源服务，有效地展现在门户系统页面中。

2.4 门户层

门户层是天津水利信息资源共享各种数据信息集中展示的窗口，为用户提供统一的信息访问渠道。

3 资源整合方式

根据已有业务应用系统的现状分析，业务应用系统的整合可采用以下 2 种方式：

1）二次开发，例如，利用现有的天津市防汛水情会商系统中的雨情简报模块，在此基础上开发雨情简报查询等功能。

2）在充分利用现有信息资源的基础上进行开发，如雨水情、防潮和供水等信息。

通过二次开发进行整合的业务应用系统仍保持其访问数据的方式，重新开发的业务应用系统将通过开发的公共服务平台访问各自的业务数据库。为了保证不影响现有业务应用系统的正常运行，将不对现有数据库进行处理和调整，而是建立 1 个公共信息数据库，存储共享及辅助信息等数据。

4 公共服务平台建设

通过建设公共服务平台，可以使各类业务数据得到充分共享。公共服务平台运行在数据库和业务应用之间，统一向业务应用系统提供数据抽取、转换、共享及用户信息等服务，把防汛、供水、防潮等数据库中的业务数据按照用户的要求进行分类和转换等操作后，以记录集的方式返回给当前业务应用系统，业务应用系统再进行页面整理，使用友好的界面展示在天津水利信息资源聚合型服务门户中。公共服务平台主要包括数据交换共享服务和应用支撑 2 个部分，基于 ESB（企业服务总线）的技术架构体系结构如图 2 所示。

图2 基于 ESB 的技术架构示意图

4.1 数据交换共享服务

数据交换共享服务是公共服务平台为各业务数据库建立的信息共享交换机制及向业务应用系统提供访问数据库的数据接口，是数据库的保护壳，也是数据的提供窗口，为各数据库使用者提供数据存取接口[2]。

各应用（包括业务应用系统，数据提供者、要求者）只是作为数据库的 1 个用户，数据共享服务通过相应的权限配置文件为其提供数据集，即每个应用只能看到其权限允许的 1 个数据集，而不是整个数据库。

在数据交换共享服务保护下的数据库只有提供数据的义务，不提供业务逻辑，避免数据库因业务的增加或变化而不断地扩充。同时，可以使业务逻辑分配到应用程序中，达到分散压力点，减轻数据库运行压力的作用。

采用数据访问中间件和 ESB 构建数据交换共享平台，数据交换共享平台负责数据的抽取和转换，并将其按标准封装成 Web 服务，最后由各应用系统调用 Web 服务，在信息资源共享门户上集中展现。数据交换共享服务的功能主要体现在以下 3 方面：

1）数据抽取服务

通过数据访问中间件，可以方便地获得数据库中某部分关键数据的 1 个查询结果集。例如，查询某单位的科研成果数据。

2）数据转换服务

可以根据系统的需要把数据库中的某类数据进行类型格式转换。如日期、字符串等格式变换。

3）数据信息共享服务

数据交换共享平台负责管理各个按标准封装的Web 服务和接口，供各应用系统调用，从而实现资源共享。

通过构建运行于不同地域层次的数据汇集设施与软件，实现数据入库前的分类综合、格式转换等，并构造支持数据分布与传输的管理系统，保障系统信息分散冗余存储规则的实现及数据的一致性。一方面实现数据汇集功能，另一方面实现协议支持功能。

4.2 应用支撑服务

应用支撑服务的功能主要体现在信息资源共享需要的统一用户管理、信息发布和查询检索、页面个性化定制、安全授权等方面。

5 数据库建设

5.1 数据库建设策略

为满足天津水利信息资源共享的需要，可采取以下数据库建设策略：

1）以不影响现有业务应用系统为原则，对现存系统的各类数据库都不进行调整，保持现在的运行状态（包括运行的服务器、库表结构、数据库类型等）；

2）新建公共信息数据库，用于保存共享的数据，以及内容、栏目、系统管理等各类辅助数据；

3）天津水利信息资源聚合型服务门户通过公共服务平台可直接调用雨水情、水质、防潮、工程管理、气象数据等重要业务数据库；

4）各数据库由不同的行政部门自行维护，通过数据复制及同步和实时综合信息汇总，在公共信息数据库中建立重要业务数据的副本，数据的准确性遵循“谁采集谁负责”的规则。

5.2 公共信息数据库建设

公共信息数据库包含的数据类别及其与远程数据库和公共服务平台之间的关系如图 3 所示。

图3 各类数据库及其与公共服务平台的关系图

5.2.1 共享信息库

共享信息库主要保存各类共享的数据，这些数据主要通过数据库同步技术从各业务系统数据库中获取。在信息查询时，可以采用二次检索的方式，即先从应用系统中查询，如果由于网络不通等原因不能查询到数据，则从公共信息库中查询，这样能避免因网络不通等故障造成不能查询到需要的数据的状况发生[3]。

5.2.2 辅助库

辅助库主要保存内容、权限、栏目、系统管理等各类辅助数据。

6 结语

水利信息化资源的整合与共享程度，是衡量一个单位信息化水平，乃至业务工作与管理水平的重要标志，根据不同的具体资源现状和发展规划要求，会有不同的整合信息资源的技术及管理性方法，可操作性、有效性是评价方法优劣的最好标准。通过对天津水务局网上现有应用信息资源现状分析，提出整合现有信息资源的技术方法，同时以此为基础构建天津水务资源应用综合平台整体架构，并对综合信息资源的数据库支撑系统做以规范。

[1]水利部. 加快推进水利信息化资源整合与共享的指导意见[S]. 北京：水利部，2008: 3.

[2]姜丹. 信息论[M]. 北京：中国科学技术出版社，2004: 57.

[3]Hector Garcia-Molina, Jeffrey D.Ullman, Jennifer Widom.数据库系统全书[M]. 岳丽华，杨冬青，龚育昌，等译.北京：机械工业出版社，2003: 163.