交通运输行业数据中心建设体系研究

钟 南

（中国交通通信信息中心，北京100011）

1 交通运输行业数据中心建设的必要性及需求

交通运输是我国经济发展的基础，大力推动信息化建设对于促进交通运输又好又快发展具有重要意义。数据中心是实现交通运输信息存储管理、交换共享和综合服务的重要信息基础设施。行业信息化正在向集约化、体系化的方向发展，由原先以各职能部门、行业主管单位等开展单项系统建设，逐步走向整合、集成，迫切需要站在部级层面，开展交通运输部级数据中心建设，实现各应用系统的互连互通，为各层次、各类别交通业务单位提供基础性和综合性数据，最大限度地发挥各系统、各部门数据管理功能，并在此基础上实现不同业务之间的数据信息交换共享和服务应用。

交通运输行业包括公路、水运、道路运输、港航等多个部门，它们对信息化的需求不尽相同，但从较高的抽象层面看，仍具有一定的共性。政府对行业的管理主要包括五个体系（见图1）：一是政策法规建设体系，二是公共服务体系，三是行政审批体系，四是行政监管体系，五是决策支持体系。

（1）政策法规建设体系——数据中心的基础

图1 政府对行业数据中心的需求

政策法规建设体系主要包括行业的政策法规建设。这部分的建设尤其以“政务公开”具有数据中心的需求。政务公开的基础是“政府资源目录”，各行业的主管部门都需要将自己的政务资源信息化，以政府信息资源目录的形式共享，以元数据为核心，以政务分类表和政务主题词表为控制词表，对政府信息资源进行网状组织，满足从分类、主题、应用等多个角度对政府信息资源进行导航、识别、定位、发现、评估。这正是数据中心建设的数据基础。

（2）公共服务体系——数据中心的典型应用

对公众来说，统一的、专业的、具有行业特点的服务体系将大大提高公众获取政务公开信息的便捷性。公众具有对行业政府提供的权威数据查询核验的需求，诸如货物运输状态查询、空间位置信息、从业海员证件状态查询、运输单位资质核验等，都需要为公众提供权威的数据库以供检索，实现公共服务。符合行业特点的数据中心正是这一需求的基础支撑。

（3）行政审批体系——数据中心的重要数据源

行政许可审批，是指政府以书面证照等方式允许申请人从事某种行为、确认某种权利、授予某种资格的行为，包括审批、核准、许可、审定、认证、资质评定、登记、同意以及其他性质相同或相似的行政行为，也就是通常所说的政府“证前”监管的一个重要手段。目前许多行业主管部门都开发了网上行政审批系统，申请单位可以通过在线填写并提交企业信息、资料信息，受理部门可以通过网络进行预受理及审批操作。在行政许可审批过程中沉淀的大量企业和从业人员基础信息，是数据中心的重要数据来源之一。

（4）行政监管体系——数据中心的权威保障

行业主管政府部门对行业的监管主要是通过“行政执法”、“年审年检”等手段实现的。对行政审批体系而言，行政监管体系可谓是“证后”或“无证”监管。监管和执法的依据是行政法规、许可信息、从业单位人员信息等。这些都需要来自数据中心的权威数据库，同时在监管和执法过程中，会沉淀大量的从业单位信用记录以及数据的变更调整。行政监管体系将为数据中心的数据权威性提供有效的保障，为数据的分析与挖掘打下基础。

（5）决策支持体系——数据中心核心应用

政府在对行业数据中心进行深度分析挖掘的基础上，紧密结合行业应用，提供基础数据查询服务、行业信息服务、指标监控服务、业务报表服务、统计分析服务、决策支持服务等，完善政策法规，从而实现对行业发展的引导作用。

2 交通运输部级数据中心的逻辑框架和体系结构

2.1 逻辑框架

交通运输部级数据中心是交通运输行业数据大集中而形成的集成应用环境，是各种交通信息系统的提供中心，是数据计算、网络、存储的中心。交通运输部级数据中心定位于：一是为部机关各部门提供系统运行环境和运维服务；二是为部内不同业务领域之间、部与省之间、部与其他部门（行业）之间、省与省之间业务系统数据共享和业务协同提供所需的基础平台服务；三是对部属信息系统运行环境的使用情况进行监控与挖掘，为部属信息系统建设涉及的设备购置方案提供决策支持。

从纵向来看，部级数据中心划分为六个层次，逻辑框架如图2所示，其中包括：

（1）物理环境层，包括机房、电力、空调、综合布线、消防等；

（2）基础设备层，由硬件设施组成，通过虚拟化技术将物理服务器、存储以及网络资源虚拟化，并形成相应的资源池供上层调用；

（3）信息资源层，主要功能是为上层的各类服务提供数据支撑，其主要由基础数据库、数据仓库以及元数据库等部分组成；

（4）应用支撑层，包含操作系统、数据库以及应用服务器中间件、消息中间件、工作流平台等众多通用软件和支撑软件平台，是各类服务与底层硬件设施层之间的桥梁；

图2 交通运输部级数据中心逻辑框架

（5）服务层，以企业服务总线为基础，采用面向服务架构理念进行构建，通过服务注册管理、组件库、服务池和服务请求管理四部分共同作用实现了信息服务的“可扩展、可编排、可重用、可组装、可管理、可维护”；

（6）应用层，以信息资源层提供的数据为基础，充分利用服务层提供的各类服务，为领导决策、行业管理和社会公众提供良好的数据支撑与应用服务，同时，专门开发数据中心信息门户，便于行业内、外用户及时获取数据中心关键指标信息。

2.2 体系结构

交通运输行业数据中心体系采用“两级”架构，即以部级数据中心为核心节点，省级数据中心为二级节点。部级数据中心内部由业务层和核心层构成。业务层支撑部级业务系统运行，由业务系统和业务数据库（分中心）组成。核心层支撑部级业务系统间的信息共享与协同，由数据交换平台和从业务层抽取的为多个系统提供共享服务的基础和主题数据库组成，如图3所示。

3 部级数据中心的目录分类和数据库结构

2005—2009 年交通运输部先后颁发了《关于加强交通信息资源开发利用的指导意见》（交科教发[2005]648 号）、“公路水路交通信息资源目录体系总体框架”和“交通信息基础数据元（JT/T 697.1～14—2006～2009）”、“交通信息资源核心元数据”、“公路水路交通信息资源业务分类”、“交通信息资源标识符编码规则”等行业标准。2010年交通运输部又组织实施了“六合一”和“三合一”工程建设，尝试建立了公路、水运等行业基础数据库，初步形成了部级交通信息资源以业务分类为基础的目录结构。

图3 部级数据中心的体系结构

部级数据中心的数据库主要包括部级公路、营运车辆、船舶、经营业户、从业人员等四大类行业基础数据库和行业信用评价、安全管理、行政执法等主题数据库。

基础数据库的内容主要是针对相对静态的管理对象、基础设施、运输工具等，这些基础信息的数据分类已经在“交通信息基础数据元”系列标准中有比较科学合理的划分，并且层级清楚，对基础数据的目录分类规则、分类名称均采用“交通信息基础数据元”标准。

主题数据库通常都是由具体业务管理产生，是以为实现资源共享和业务协同提供数据支撑为目的，因此，主题数据分类仍可按照“公路水路交通信息资源业务分类”（JT/T 748-2009）标准进行划分，对于信用评价管理业务的分类目前是空白。

部级数据库建设总体架构如图4所示。

图4 部级数据库总体图

4 部级数据中心的数据交换共享平台

部级数据中心交换共享平台是部级数据中心与部级应用系统、省级交通数据中心、其他部委数据中心沟通的桥梁，可以实现各节点数据的共享和交换。

4.1 部级数据中心的交换共享平台架构

部级数据中心交换平台由交换中心和交换节点组成，交换中心部署部级数据中心，交换节点部署在各参建单位。交换中心与交换节点之间可进行双向、安全、可靠的数据交换。部级数据中心交换共享平台采用符合SOA 架构的应用运行环境和开发管理工具，基于工业标准，依据成熟的企业服务总线ESB、中间件、ETL技术，结合部业务司局应用系统现状，满足前置机、Webservice、FTP、虚拟终端等多种接入方式搭建而成。交换共享平台技术架构如图5所示，其中：

（1）接入子系统负责基础数据和主题数据的采集、传输、处理等；

（2）交换服务子系统采用企业服务总线方式，以松耦合方式对交换节点实现部机关业务系统、省级交通数据中心、其他行业数据中心等接入子系统之间的通信与整合，以及交换节点之间的数据共享和交换功能，并对交换共享流程进行有效管理；

（3）运行管理子系统通过把部级各业务系统和省级交通运输数据中心关注的共享信息资源封装成应用系统可以直接调用的Web Service 或可视化的Web查询服务，简化共享工作的复杂度；

（4）信息资源目录子系统基于Web Service 与元数据互操作技术对交通信息资源进行组织和管理，以统一的标准规范和方式进行描述，在数据库、元数据库和资源目录库等支持下，实现交通信息资源开发利用和共享，满足资源实现既定要求的有序交换。

4.2 部级数据中心信息资源交换共享模式

（1）应用架构模式

部级数据中心作为交通运输行业数据中心体系的国家级共享交换节点，具有一点对多点的共享主体特征、多点对多点的交换主体特征，决定了部级数据中心应用架构为星型结构。

（2）交换共享对接模式

图5 部级数据中心交换共享平台架构

部级无Web Services 服务接口的应用系统采用目录管理节点对接模式和前置节点对接模式。部级可提供Web Services服务接口的应用系统、省级数据中心、公安等其他部委采用目录管理节点对接模式和平台对接模式。部级新建业务应用系统采用目录管理节点对接模式和应用系统对接模式。

（3）交换概念模型

部级数据中心与部级应用系统、省级交通数据中心、其他部委等节点之间信息共享流程采用集中式共享模式；部级应用系统之间、省级交通数据中心之间、部省之间点对点信息交换采用分布式模式，即通过部级数据中心交换通道实现数据交换。部级数据中心与部级应用系统、省级交通数据中心、其他部委等节点之间信息交换流程采用混合模式，即集中式模式和分布式模式的组合。

5 部级数据中心的服务应用体系

交通运输数据中心作为交通运输部交通信息资源数据库，其服务对象可粗略划分为部门用户、行业用户和业务系统，服务内容主要包括数据存储、查询、订阅、上传下载、接口、交换、分析、决策支持、归档、核对、导出发布等服务。在整个服务应用体系中，支撑技术包含有全局用户认证与授权、多线程并行任务调度、全局用户及共享元数据同步以及全网数据定位与获取等技术。

5.1 总体应用架构

服务应用体系的应用架构结构如图6 所示，其中：

图6 总体应用架构

（1）接入层主要负责为不同服务对象提供不同的接入方式，其是服务应用体系的窗口，主要的方式包括通过信息资源管理系统或门户网站访问、中间件访问以及编程访问；

（2）应用层分为三个部分：数据服务分系统是服务应用体系的的核心，数据目录管理分系统是服务应用体系的支撑，用户及权限管理分系统是服务应用体系的基础；

（3）数据层是为系统提供数据环境的支撑；

（4）安全防护体系是服务应用体系正常运行的保障，其包括了安全运行规章制度与安全防护措施等多方面内容；

（5）政策法规与技术标准体系是服务应用体系的约束力之一，服务应用体系的服务内容、服务设计需要符合政策法规与技术标准体系的要求。

5.2 总体技术架构

服务应用体系的技术架构如图7所示，其中：

（1）服务访问层包括浏览器访问、FTP客户端访问、交换软件客户端访问、程序调用接口访问等四种访问方式；

（2）服务接入层是连接用户与服务平台的一个桥梁，是用户访问服务的技术协议层。服务接入层为用户提供浏览器、FTP、交换软件、程序接口调用等接入方式；

图7 总体技术架构

（3）服务请求层是用户向服务系统提供具体服务请求，为用户提供服务请求操作界面，向服务系统提交自己所需要的服务内容。服务请求层将服务请求内容划分为：用户通过信息资源管理系统或门户网站提交的服务请求、用户通过FTP服务或数据交换软件或中间件提交的服务请求、业务系统通过可访问的编程界面提交服务接口调用的请求；

（4）服务层是服务应用体系的核心服务池，服务层可划分为四个体系：服务体系、交换体系、管控体系、运维体系；

（5）服务支撑层利用一些成熟稳定的，有成功实施案例的商业软件和开源软件，以及一些自主开发的软件作为整个服务系统的服务支撑；

（6）服务数据层是服务应用体系的数据支撑层，为服务提供数据支持，同时对服务数据进行综合管理。

6 结语

当前，交通运输部及省（市）各交通运输管理部门正处于力求信息高度整合、用信息化手段提高管理与服务能力的关键时刻，通过部级数据中心建设，建立部级统一的数据交换共享平台，将现有各类系统互联互通，打通部级不同系统间的壁垒，实现多源、异构数据交换，从而消除信息孤岛，统一抽取、存储共性基础性数据，建立完善的数据交换共享体系，为部内不同业务领域之间、部与省之间、部与其他部门（行业）之间、省与省之间业务系统数据交换、共享和业务协同提供支撑。本文通过研究部级数据中心的逻辑框架和体系结构、数据目录分类方案和数据库结构、交换共享平台、应用服务体系，对交通行业数据中心的应用和技术架构进行了分析，为部级数据中心的建设提供了基本思路。

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