一种引擎驱动的电子政务数据交换平台*

匡晓红 汤丹 刘志峰

摘  要： 异构的业务模型、软硬件平台、数据结构和复杂网络环境下的数据交换和共享问题是长期以来困扰电子政务应用中的难题。将核心交换共享逻辑封闭在引擎中，并以此来驱动与底层无关的数据交换体系，较好地解决了电子政务交换平台上跨部门的数据交换和共享问题。实践表明，该平台系统具有较强的可扩展性、安全性和可靠性，具有推广价值。

关键词： 数据交换; 资源目录; 电子政务; 引擎

中图分类号：TP311          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2015）01-78-03

E-government data exchange platform driven by engine

Kuang Xiaohong1， Tang Dan1， Liu Zhifeng2

（1. Department of Computer Science and Technology， Hunan Police Academy， Changsha， Hunan 410138， China;

2. Hunan Economic and Information Technology Commission）

Abstract： Heterogeneous business model， software and hardware platform， data structure and the complicated network environment， data exchange and sharing are difficult problems which have plagued the application in e-government. The core switching shared logic is closed in the enginein order to drive the independent data exchange system， solve the data exchanging and sharing problem when crossing sector. The practice shows that the system has strong ductility， security， reliability and great value of popularization.

Key words： data exchange; resource directory; E-government; engine

0 引言

长期以来，我国电子政务建设存在着诸多问题，如网络异构多样，共享壁垒森严;应用系统孤立，信息孤岛林立;共享意识淡薄，制度不够健全等。各级政府建设有市电子政务内、外网，还有所规划的专网以及工商、税务、质监的垂网。异构网络之间互联互通困难，信息交互渠道不畅，资源整合在公安难度较大，严重阻碍了跨部门、跨领域的应用和全市信息资源的共享。各政府部门各单位均有一定规模的业务应用系统，且系统的建设主管单位层级不一，有国家部委主导建设的，有省级部门主导建设的，有市级单位自主建设的，给市级跨部门、跨领域的协同应用建设和数据共享带来一定困难，彼此之间不能互联互通，信息共享，“信息孤岛”现象仍然存在。这些问题导致了各部门信息共享度差，关联度差，应用率不高，使本该综合联合的信息割裂，无法“一盘棋”考虑大局，不能从创新社会管理、驾驭社会治安大局的高度加以综合、分析、应用。这既人为地增加了成本，造成信息资源的流失，又削弱部门单位间协作的整体效能，还给群众带来了诸多不便。电子政务数据交换平台是支撑各部门通过应用系统实现信用信息资源共享交换的基础设施，在整个信用信息技术框架中具有非常关键的承上启下的作用，其建设目标是为了解决政务部门间信息共享，实现业务部门之间的数据交换与数据共享，促进电子政务的发展。

1 总体架构设计

数据交换平台负责相关数据的传输、交换、格式转换，是政务信息资源交换体系的枢纽，是整个电子政务应用的核心支撑部件。通过数据交换平台将各个节点部门的业务数据汇总到数据中心，实现异构系统的数据采集、可靠信息传输等功能[1]。数据交换引擎是数据交换平台的核心部件，主要实现对数据的抽取、加载、格式转换等主要逻辑功能。数据交换平台由引擎、交换桥接子系统、前置交换子系统、交换传输子系统、交换管理与监控子系统组成，交换平台总体架构如图1所示。

2 数据交换平台设计

2.1 数据交换引擎

数据交换引擎是数据共享交换平台的核心。数据交换引擎主要包括服务处理和数据接口。

2.1.1 服务处理

数据交换引擎运行过程如图2所示。

图2  数据交换引擎运行示意图

数据交换引擎负责接收并处理数据交换服务请求，实现数据的交换。

⑴ 服务请求监听器

服务请求监听器采用监听机制，实现对服务请求的并发接收。

⑵ 服务解释处理器

服务解释处理器负责解释执行服务请求。服务请求监听器把服务请求转发到解释处理器，服务解释处理器查询所请求的服务定义，根据服务定义产生执行序列并控制各个交换节点，实现交换服务。在数据交换压力大的时候，根据服务的优先级高低，控制交换服务的执行顺序，确保高优先级的服务优先执行。

⑶ 服务定义

服务定义记录了服务的项选参数及设置，描述了服务应该如何解释和执行。交换服务可以定义服务优先级等信息。

⑷ 接口控制

接口控制负责把命令序列发送到各个交换节点，控制交换节点上的数据接口，驱动数据交换的执行。

⑸ 传输管道

数据的交换过程是在传输管道中进行的，传输过程分为三部分：数据输出、网络传输、数据输入。在源节点的数据输出接口把数据由数据源读出，并根据服务配置经过数据加密、数据压缩等过滤器。经数据输出接口输出的数据通过消息中间件传输到目标节点。目标节点的数据接口接收到数据后，反向经过各种过滤器把数据还原出来，然后写入到目标数据源。

⑹ 管道管理

管道管理器负责管理数据交换过程中的传输管理，包括管理的创建、动态分配、撤消等操作。

⑺ 日志监控

日志监控按级别记录数据交换引擎在运行过程中的事件，提供监控功能。

2.1.2 数据接口

数据共享交换平台支持三种数据接口方式：交换库方式、文件方式和Web服务方式[2]。业务系统通过交换平台进行数据共享交换时，可以根据实际的情况选择合适的数据接口方式接入交换平台。

在接入节点时，根据实际情况选用一种或多种接口类型。对于有业务系统存在而只要求提供或获取共享业务数据的情况，建议采用数据库类型接口;对于需要获取基础数据的情况，以及实时性要求高的情况，建议使用Web服务类型接口;文件类型接口根据实际情况决定是否采用。

2.2 前置交换子系统

为确保各部门原有系统的运行不受资源整合影响，保障原系统的数据安全，使用前置机作为各部门与数据交换平台进行数据交换的窗口，也可认为它是各部门的业务系统与数据交换平台之间的数据流动中转站。它一方面从各业务系统提取数据，向数据中心提交;另一方面从数据中心接收数据，并向业务系统传递数据。同时，前置机也具备缓存交换数据，对数据进行过滤、加工和展现的功能。这样可以有效规避潜在的信息安全风险。

2.3 交换传输子系统

交换传输系统即消息总线[3]系统，作为前置交换系统之间的信息交换通道，实现交换信息的打包、转换、传递、路由、解包等功能。

交换传输系统功能和特点如下：

⑴ 消息传送应支持HTTP协议;

⑵ 采用SOAP 1.2作为消息封装格式;

⑶ 提供消息寻址功能，支持信息路由功能;

⑷ 提供消息确认和消息选择性重发机制以实现前置交换子系统之间安全的、可靠的信息传递功能;

⑸ 提供消息差错处理功能;

⑹ 支持各种主流操作系统;

⑺ 提供信息转换功能，支持基于规则配置的格式转换与内容转换功能。

2.4 交换桥接子系统

交换桥接系统[4]是部门业务数据对外共享的双向接口。它负责将部门业务数据提取到前置交换系统中;也负责将前置交换系统中共享数据导入业务部门。它的实现方式取决于部门的实际情况。交换桥接系统提供以下功能：

⑴ 支持业务数据与前置交换系统实时双向同步;

⑵ 支持各种主流操作系统;

⑶ 支持国内外主流数据库，如SQL Server、Oracle、DB2等;

⑷ 支持各类结构化及非结构化文件，如TXT、Excel、XML等;

⑸ 支持各类音频视频文件，如AVI、RM、RMVB、WMA、MP3等;

⑹ 采用适配器组件访问桥接对象，实现数据的获取与存储;

⑺ 提供增量数据自动识别的功能。在不修改业务信息库结构的情况下，系统能够自动识别出需要交换的信息，包括新增、被修改或被删除的信息;

⑻ 提供图形化的信息交换桥接配置及管理工具，能够实现数据桥接的快速部署和实施;

⑼ 支持多个桥接任务或服务同时运行，支持远程部署;

⑽ 采用交换前置机和前置交换数据库技术，有效地将交换网络与部门业务网络隔离开来，保护部门业务系统与业务应用信息库的安全;

⑾ 根据各部门的实际业务环境，能够提供多种接入模式，包括：业务信息库+交换共享信息库模式、虚拟业务信息库+交换共享信息库模式、文件+交换共享信息库模式、集中交换模式;

⑿ 根据不同的网络环境，桥接系统支持多种网络环境下的桥接，包括：物理隔离和逻辑隔离下的桥接接入;

⒀ 提供桥接管理和监控平台，对桥接系统进行管理和和监控，并提供桥接数据的统计报表，支持中心统一的桥接管理。

2.5 管理监控子系统

交换管理监控[5]系统作为交换系统的中心管理模块，协同部门交换前置机和中心交换前置机的运行，并对交换系统的运行情况进行管理和监控。该监控子系统由三个模块组成，分别是交换服务状态监视模块、数据交换实时监视模块和统计信息分析模块。主要实现如下功能：

⑴ 对交换系统整体交换状态的实时监控与状态查询;

⑵ 对前置机状态进行监控与管理;

⑶ 对当前及历史交换任务及状态以图形化方式进行监控;

⑷ 对已交换和待交换的任务进行管理、监控与干预;

⑸ 对交换监控及各前置机运行日志进行查询及下载操作;

⑹ 对各交换状态和任务阶段的实时监控;

⑺ 对已交换和未交换任务的查询。

2.6 交换模式

交换平台支持分布式前置交换和人工上传集中式交换两种交换模式。

对于信息化建设水平高，业务系统及业务信息库完善的部门，安装交换前置机，将交换平台与部门业务系统隔离开来，保证部门业务系统与业务数据库的独立性，同时保证部门业务网络、业务系统的安全。交换前置机上安装部门前置交换信息库，保存部门对外交换共享的数据和从交换平台接收的数据。部门业务应用数据库与前置交换数据库之间通过信息交换桥接实现交换信息的实时同步。

对于信息化建设基础相对较差，业务信息系统建设不完善的部门，采用人工上传/下载的方式实现集中式交换。发送数据时，利用信息交换交换中心的数据上传网站，部门将需要交换的信息以XML、文本文件、EXCEL文件形式上传到交换中心，交换中心配置的适配器将上传的数据发送到信息交换平台，并经信息平台发送到相应部门。接收数据时，由交换平台负责生成数据交换文件并保存到指定的目录，部门通过数据上传网站下载所需数据文件。

3 结束语

本平台成功地应用于某省工信委电子政务系统工程，该系统纵向跨越省市县三级，横向与十多个部门互联互通。工程实践表明：该平台有效地解决了内部各业务系统的互联互通问题，可以为不同应用系统对资源的访问以及系统接入制定统一的接口标准;平台提供了统一、简化、可扩展的开发环境，提供了各类通用的适配器和开发、集成、调试工具，应用系统和信息资源能够实现快速接入;平台还提供了统一的安全机制，提供了集成一体化的远程统一部署、监控、跟踪、日志、和测试功能，十分适应于集中部署和统一管理的需求。

参考文献：

[1] 汤丹，匡晓红.基于数据交换的食品安全协同监管平台[J].软件导刊，

2014.5（13）.

[2] Yan Fang，Hang Cheng，Meiqing Wang.  Parallel Implementation of

Fractal Image Compression in Web Service Environment[A]. Proceedings of 2011 10th International Symposium on Distributed Computing and Applications to Business，Engineering and Science（DCABES 2011）[C]，2011.

[3] 董延珊，雷鸣，郭玉东.一种基于消息总线的可用性管理技术[J].计算

机应用，2005.11.

[4] 王艳敏，谢强，丁秋林.基于本体和Web Services的数据交换平台[J].

计算机技术与发展，2010.5.

[5] 陈锋，张恩.基于Web服务的异构数据集成的研究[J].软件导刊，

2009.11.