城市轨道交通信息化规划建设中主数据管理平台的建设契机

李玉建 马子彦

（郑州市轨道交通有限公司，450006，郑州∥第一作者，工程师）

信息化系统建设和应用是城市轨道交通工程建设、线网运营管理、可持续高效管控的重要手段。城市轨道交通企业的信息系统涉及工程项目、运营维护、企业管理等方方面面。为了实现信息系统之间的数据共享和集成，一般会借助信息规划进行数据编码和标准化。但是，在信息系统建设时真正贯彻落实和验证数据标准化的要求却并非易事。

实现系统间数据标准化和数据共享的一种有效手段是实施主数据管理［1－2］。主数据（Master Data）是从企业各部门、各业务中提炼出的最基础、最核心、最需要共享的相对稳定的数据，是系统间反复使用和需要统一标准、统一更新的数据。如财务会计科目、组织部门、人员、账户、资产设备产品、供货商等基础数据。主数据管理（Master Data Management，简为MDM）是独立于具体业务应用的共享数据的集中管理。什么时间建设、如何建设MDM，在一定程度上，比单个业务信息系统的建设具有更重要的意义。

本文结合郑州城市轨道交通信息规划和建设实践，提出了企业利用建设初期没有历史信息系统包袱和关键业务信息系统刚开始建设的时机，同步建设独立的DMD平台方案，从而实现企业信息体系顶层框架和数据共享的长效约束机制，确保信息系统之间的数据共享和信息集成。

1 城市轨道交通行业的特点和信息化建设问题分析

城市轨道交通工程项目具有建设规模大、施工周期长、施工技术复杂、对周边环境影响大等特点。

从工程项目全寿命周期管理来看，城市轨道交通项目一般包括项目决策、规划设计、工程施工、运营与维护等几个阶段。项目主要涉及单位包括业主方、城市交通管理单位、咨询方、设计方、供货方、集成商、施工方、监理方和运营方等。各方的管理以项目为主线，形成以业主为主导、各参与方分工合作的管理机制［3］。

新建城市轨道交通的建设运营特点为：一般是先期以工程建设为中心，“保建设、保开通、保运营”，再按照“投资、建设、运营和资源开发一体化模式”的发展思路，逐步由单条线路运营向多条线路建设和运营并存的方向发展。其企业组织也是一个业务分工逐步细化、逐步完善的过程［4］，从单一组织向集团化方向发展，由起步阶段的集权型控制模式，到运营和置业等业务形成一定规模后的战略管控模式。

对于新建的城市轨道交通的运营企业的信息化系统建设，也是一个循序渐进的过程。一般来说，企业在早期先建设若干简单的信息系统［4］，如单机版的财务管理、临时的OA（办公自动化）系统、Email（电子邮件）系统和简单的门户网站等。这些信息系统立足于初期需要，相对投入较小，在系统功能和安全上各自独立考虑，通过采购成熟软件系统或部分模块等方式快速部署。随着企业逐步步入多条线路建设，进入建设和运营并进的阶段，企业的组织架构和业务流程也逐渐规范和稳定，许多初期临时的信息系统会被代替和升级。

在代替或升级初期信息系统阶段，企业一般也会进行信息战略规划工作，形成总体一致的信息系统框架和数据标准化原则，并以此来指导各信息系统的建设及系统间的数据共享和集成。

但是，在单个信息业务系统具体建设实施时，因为没有真正贯彻和验证数据标准和数据共享的有效约束或者可操作的信息化手段，随着新的信息系统建设和数据的日积月累，业务系统之间因缺乏统一的数据标准、数据共享机制而带来的问题和影响就会逐步放大显现出来。譬如：同一信息资源需要多次重复录入不同系统，同一对象因描述迥异导致系统间无法联动；分、子公司与公司总部的报表不能自动合并汇总；随着应用增多，系统的接口开发和改造也显著复杂，多头开发、重复投资造成管理困难和安全风险。虽然整合数据已经显得非常必要，但是因为缺少落实数据标准和数据共享的有效机制，“先开发，后整合”的故技总是重演，统一数据标准总是落空，使“信息孤岛”问题一直是老大难问题。而且由于来自系统使用部门的阻力和大量数据需要梳理的压力，导致数据再整合的难度大、投资大、周期长。

大型集团企业诸多信息系统之间要实现数据共享和信息集成，归根结底，取决于最基本、最重要的问题——企业MDM问题的解决。有别于记录业务活动、波动较大的交易数据，主数据变化缓慢。数据标准化往往也就是主数据的提炼、定义和编码。文献［1］在2006年提到了银行因主数据信息不同步而导致的错误：客户地址信息在银行信用卡支付系统和客户信息系统的不一致影响了银行信誉，导致客户流失。国内有电力、航空等行业已经注意到企业MDM的重要性［5－8］，并进行了一些有益的尝试。

通过MDM平台的实施，可以统一诸多信息系统之间的数据标准，建立数据共享机制，约束企业各个信息系统的建设和应用，使其始终遵从统一一致的数据共享和数据安全原则。有别于常规的数据仓库或数据农场实施，MDM是对独立于具体业务信息系统的共享数据的集中管理。MDM系统是合规的，已集成、已清洗和标准化的单一数据源［9］。它负责管理维护主数据的完整性、相关性和精确性，并发布给各业务信息系统。

对于新建的城市轨道交通的运营企业，如何建设MDM平台、什么时间建设，业界有不同见解。笔者分析了MDM实施的常见方法，并结合郑州市轨道交通有限公司信息化建设的认识和实践，提出在还没有使用大型业务应用系统和企业数字化信息沉淀相对较少的情况下，可以利用后发优势对MDM问题未雨绸缪。在尚未产生一系列信息系统的包袱时，先期实施企业MDM，从而避免了信息共享和集成的老大难问题。

2 MDM的实施方法

比较常见的MDM实施方法主要有：

1）第一种方法是基于公司已经存在并应用于实践的大型业务系统［7－8］，采用扩展应用软件系统的其他套件和二次开发，实现统一的数据标准和数据共享。比如，在公司内部已经实施了包括SAP软件的ERP（企业资源规划）、CRM（客户关系管理）等多个应用系统［7－8］的情况下，利用已有的 SAP Netweaver平台及建立在其之上的CRM系统作为企业数据管理系统的基础，利用Netweaver平台作为中间件平台，以及利用CRM系统中的Middleware模块中的部分组件，经过二次开发，即可实现企业自身数据管理系统的数据共享。此类方法一般因受制于已有系统的考虑，并且已经拥有大量的信息数据积累，所以需依托已有系统进行数据标准化工作和二次开发，实现数据共享。但这种不完全的MDM相对于重新开发系统而言，其投入产出比更高，更能得到企业的青睐。

2）第二种方法是中立的、完整的MDM解决方案［9－10］，具有比较完整的数据模型，提供了广泛的集成性。这种方法主要是通过MDM来提供独立于具体业务信息系统的、标准化的单一基础数据源，通过企业服务总线（ESB）来保证共享数据的安全可靠传递，同时搭建企业级的公共服务组件，建立松耦合的、灵活、稳定的企业IT架构［11］。

图1提供了一个基本的MDM平台和ESB示例。图1中的主数据、ESB、数据管理层、硬盘存储均采用了双机热备冗余。MDM平台采用了数据层、应用层、客户端的B／S（浏览器／服务器）三层架构，其中MDM服务器构建于ETL（抽取、转换、装载）技术之上，包含了数据抽取、数据加载、数据转换、数据质量管理、数据复制和数据同步等功能。ETL服务器批量抽取服务用于对已有信息系统的数据提取。

图1 MDM平台实施架构示例

上述MDM实施的第二种方法对于已经成线网运营的成熟的地铁企业是有难度的。因为企业内部各单位已经建立并使用了多种信息系统，要实现已有系统与MDM平台的对接，其中的协调和改造阻力是非常大的，相应的改造投资成本也是以上千万元来计算的。这也是此类企业在生产系统和管理系统数据融合工作和在管理层面各系统间数据的融合工作上，都是慎之又慎的原因。

相比而言，针对已有业务系统的则相对简单；或者是主要业务系统需要重新构建的企业，采用上述第二种方法可以轻装上阵，以较小代价完成MDM平台的搭建，是比较合适的。

此外，需要值得注意的是，在完全没有依托具体业务系统情况下，单纯的MDM平台建设，在实施深度上容易脱离实际；而且在其他系统建设时，增加了业务系统和MDM平台之间的协调难度。

3 郑州城市轨道交通企业信息规划和建设实践

3.1 郑州城市轨道交通企业信息规划

郑州市轨道交通有限公司在《郑州轨道交通信息化建设规划（2011－2016）》中明确规定了通过数据标准化和MDM平台，结合ESB，实现主要信息化系统的数据共享和业务贯通的总体目标（见图2）。

图2中也揭示了信息系统建设应考虑的主要因素和内在关系。其中，企业的信息体系顶层工作包括了MDM平台的建设和网络系统等基础资源的规范要求，以及各信息系统之间通过ESB的交互。另外，在信息系统建设时，地铁企业纵观上下全局性的信息化需求（如跨组织应用的财务管理系统和人力资源系统，统一的协同办公系统，一站式用户信息应用公共平台等）应优先考虑建设。这样，通过通盘考虑信息系统之间的关系，可以避免在信息化建设过程中产生新的信息孤岛，可减少重复投资，强化信息系统数据标准规范的贯彻和应用。

在信息系统之间传递主数据的主要方式是通过中间件或者ESB。ESB用于实现企业不同消息的准确、高效和安全传递，并提供了一种统一的可靠消息传输和数据格式转换等功能。ESB是传统中间件技术与XML（扩展化的标记语言）、Web服务等技术结合的产物［1，10］，在设计实施上一般采用一套标准的数据接口（通用的XML格式），使用统一的协议（如Web Service／HTTP）。随着信息化应用系统增多、接口数量增长，系统间连接关系也日益复杂，增加了系统实施和数据共享的强度和难度。比如，文献［6］归纳了航空公司电子商务系统与其各主要相关系统间交换时在业务主数据内容、通讯协议和数据格式上的复杂性，如果没有一个统一的集成总线标准支撑，那么安全传输机制、数据格式转换、通信适配器的开发、传输可靠性保证等问题都需要依赖于自主开发，其风险是不言而喻。图3给出了一个具体业务系统与周边系统的集成关系，通过标准的开放的ESB，简化了系统间接口的开发，统一了系统间数据传递的技术格式、安全规范、监控和管理等。

图2 郑州城市轨道交通MDM与业务系统的关系

图3 ESB实现了数据安全可靠的传递

3.2 以核心业务信息系统为基础，同步建设MDM和ESB

如前所述，单纯的MDM和ESB建设，容易造成与其他业务信息系统之间的脱节和协调难度。结合企业的基础的、核心的业务信息系统建设，则提高了MDM实施落地的可行性。以郑州城市轨道交通信息化建设体系为例，图4给出了核心的业务管理系统和支撑业务的基础技术平台。

郑州市轨道交通有限公司先期进行了人力资源管理、财务管理、资产管理等业务管理系统的核心功能模块建设，从而实现郑州城市轨道交通的人、财、物等主数据模型。同时，通过同步建设MDM和ESB等基础技术支撑，保证了各系统之间包括主数据在内的信息可靠传递。后续信息系统在设计和建设时，其主数据来源于MDM平台，与其他系统的数据共享和数据传递则通过ESB实现。由此可见，MDM和ESB的应用，使得信息系统不再独立封闭考虑，为信息系统建立了数据共享和集成的约束机制。

图4 核心业务管理系统和支撑业务的基础技术平台

4 结语

城市轨道交通工程项目的建设、运营管理和企业组织架构的动态演进过程，对信息系统建设、实现数据共享和系统集成提出了挑战。实现数据共享需要一个有效的信息化手段。本文针对近年来城市轨道交通行业的特点，结合对郑州城市轨道交通信息化规划和建设的实践认识，提出了利用企业建设初期没有信息系统历史包袱和关键信息业务系统开建的契机，同步建设相对独立的MDM平台和ESB的方案。该方案使得企业信息系统不再独立封闭考虑，为信息系统实现数据共享和系统集成提供了长效约束机制，使得各阶段信息系统的建设和应用始终遵从一致的数据共享和数据安全成为可能。这样，企业初期以较小的投入和难度构建统一的数据标准和共享平台，避免了后期为实现数据整合和消除信息孤岛带来的巨额成本。

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