政务信息资源交换系统设计与实现.doc

农产品安全溯源监控系统

山东省信息产业发展专项资金
项目可行性报告

项目名称：政务信息资源交换体系设计与实现
承担单位：山东雷音资讯有限公司
地址及邮编：济南市工业南路100号 邮编250100
项目负责人：杨红山
财务负责人：国洪力
单位负责人：李新生
单位传真：[phone]
联系人及电话：王焰0531-81902050
填报日期：2009年3月

目 录
一、单位基本情况 3
1.1基本情况 3
1.2技术力量及开发能力 4
1.3企业财务状况 5
二、项目的基本情况 6
2.1建设背景 6
2.2 交换系统架构 8
2.2.1 交换系统的组成 8
2.2.2 交换系统的部署结构 10
2.3 交换体系建设 13
2.3.1 前置系统建设 13
2.3.2 交换平台建设 14
2.3.3 桥接系统的建设 14
2.4 技术路线 15
2.4.1 交换方式 15
2.4.2 交换协议 15
2.4.3 异构数据库的访问 17
2.5 项目创新与特点 18
2.6 项目进度计划 19

一、单位基本情况
1.1基本情况
山东雷音资讯有限公司是一家集软件开发、系统集成、产品销售、售后服务于一体的电子科技企业。公司成立于2003年，法定代表人李新生,单位性质:有限责任公司,企业地址:济南市高新区齐鲁软件园大厦1111室,邮编250101,公司现有员工35人，大学以上技术人数25人，直接从事研究开发人数20人，2008财年营业额为226万元人民币。几年来，公司一直致力于做最优秀的应用软件开发商和应用软件方案集成商。目前，公司已在济南、青岛、淄博、菏泽、烟台等地设立分公司，拥有完善的分公司体系及遍布全省的大雷音服务网络。
雷音公司与山东大学联合成立的山东大学雷音技术研究院作为公司的研发中心，汇聚了一批高学历、高水平的研发人员，其中有2名博士、3名硕士、30名优秀的本专科毕业生，他们作为技术研发核心，主要从事系统分析、高级程序开发及软件基础平台的研发。另外公司还拥有一批资深的行业管理专家，负责行业应用咨询工作。
我们本着"诚信为先"的企业宗旨，与众多单位和部门进行了广泛密切的合作，受到了广大客户的肯定，其中中国石油化工齐鲁公司、中国移动山东分公司、齐鲁晚报、山东大学、济南铁路局、北京市海淀区工商局、高唐县企业、博山区企业、平阴县企业和黄河河务局等多家企业、企事业单位是我公司的典型行业客户。在咨询服务方面，提出了企业集成企业信息数据挖掘系统、石化工程管理、铁路物资管理、电力资源整合、报业电子商务、中小企业信息化建设等成熟完善的应用解决方案。
雷音公司深刻理解到协作联合正日以取代单打独斗，共同作战已成强大潮流。为了更好的为客户提供全方位的集成化服务，雷音公司高度重视战略联盟，把倡导、推动联盟体系的建设，作为壮大自身力量，获得更快发展的制胜之道。与国内外IT大企业联盟，从技术、市场、信息、资金、人才等多角度多层面资源共享，优势互补与众多中小集成商联盟，形成方案设计、建设实施到维护服务的合理分工，有效整合。目前，山东雷音公司已同DCMS、点击科技等多家国内外知名企业建立了战略伙伴关系，联盟阵容正在继续扩展。
从成立之初，山东雷音资讯有限公司坚持“价值 协作 超越 责任”的企业理念，不断技术创新，不断完善服务，不断满足客户需求，帮助客户提高工作效率和经济效益。
1.2技术力量及开发能力
（1）技术力量
雷音公司形成了二级研发体系：由山东大学雷音技术研究院从事基础平台开发；公司软件开发部从事应用系统开发。基础平台开发的技术开发队伍有10人，其中博士2人，硕士3人，本科5人组成。从事应用开发的技术队伍有15人，其中本科8人，专科7人。
公司培养了6名获得国家信息产业部认证的初级项目经理，具备了一定的项目管理能力。
目前，公司已经有多名省级著名的企业信息数据挖掘系统和电子商务的安全方面专家在我公司担任咨询顾问。
（2）开发能力
公司有一批核心人员专注于企业信息化的开发研究工作，在各类信息化应用方面都有深入的研究的基础上，结合项目和产品开发，进行了大量的实践，积累了经验，核心人员还参与了多项国际关于数据挖掘与分析项目的研究，取得了宝贵的经验，锻炼了队伍；同时公司在企业数据信息挖掘与分析解决方案方面进行了大量的研究、开发和应用。
1.3企业财务状况
2008年山东雷音公司有限公司实现总收入226万元，全部为软件与系统集成收入，公司实现利税60万元，总资产272万元，总负债28万元，资产负债率10.29%，流动比率9.5，速动比率7.6，总资产报酬率15.08%，净资产收益率16.89%。
企业近二年生产经营情况，企业财务状况：
2006年山东雷音公司有限公司实现总收入131万元，全部为软件与系统集成收入，公司实现利税21万元，总资产224万元，总负债22万元，资产负债率9.82%，流动比率9.1，速动比率7.8，总资产报酬率3.52%，净资产收益率4.06%。
2007年山东雷音公司有限公司实现总收入92万元，全部为软件与系统集成收入，公司实现利税16万元，总资产232万元，总负债26万元，资产负债率11.21%，流动比率8.38，速动比率6.38，总资产报酬率1.97%，净资产收益率2.21%。
二、项目的基本情况
2.1建设背景
我国电子政务建设主要围绕“两网、一站、四库、十二金”展开。电子政务不是有十二个应用系统吗？切成十二块，进行招标建设不就行了吗？这样，十二个水平参差不齐、标准各异的集成商各自为政，其结果是大量重复劳动、无效劳动，遍地“信息孤岛”。这是错误的，可全国各地很多地方就这么搞了。这样支离破碎、缺乏网络协同的“电子政务”，怎么可能“提高工作效率和监管的有效性，更好地服务人民群众”！
实现网络协同，必须以数据为中心做好信息资源规划。但传统办法把这项最重要的基础工作省略了，往往弄一堆网络，弄一堆软件，再找些报表搞一堆所谓的数据库，就说那是“电子政务”。
电子政务建设应该从总体设计入手，从信息资源规划入手，从根上、贴着实际应用认真搞好业务梳理与功能建模、搞好数据分析与数据建模、搞好信息资源管理基础标准的建设，才能够解决电子政务建设中普遍存在的信息孤岛等问题。
政府信息资源采集是政府信息资源管理活动的重要环节。尤其是在电子政务环境下，为了推动政府信息资源的共享，一定要实现“一次录入、多次使用”，避免采集和建设带来的浪费。就我国而言，目前情况尚不尽如人意。由于我国信息资源采集机构的结构不合理，现有大多数信息机构（统计部门、信息中心）主要负责经济信息的搜集和处理，搜集和处理社会以及其他方面信息的机构较少；长期以来，我国政府部门采集信息往往依靠层层填写、汇总统计报表的方式，在缺乏有效监督的情况下，难以保证信息的真实性、完整性；信息机构缺乏主动搜集信息的动力机制，往往只是根据上级下达的任务搜集有关信息。因此，为了打破一些政府部门由于垂直化管理和缺乏横向沟通而形成条块分割的“信息烟囱”，应当从信息资源规划入手，建立层次多、范围广的政府信息资源采集机制。
应当建立一个分布的、可扩展的、可集成的、有统一数据模型、有多种用户视角的、可交换的和安全可靠的系统，对各类政务资源(信息、服务、模型、人力)进行组织和管理，以统一的规范和方式对其进行分类描述和引用，从而促进分散的各类信息资源的共享、集成、整合和互操作。形成政府各业务系统和政府部门之间协同工作的数据中心、政府门户的信息中心和信息资源交换中心，支持政府的政务协同和决策预测。参照国外电子政务发展经验，要建立这样一个系统，需要建立我国政务信息资源目录体系和交换体系。
国家信息化领导小组从2002年开始就对政务信息资源目录体系与交换体系的工作进行了部署。2004年中办34号文件再次提出“依托统一的电子政务网络平台和信息安全基础设施，建设政务信息资源目录体系和交换体系，支持信息共享和业务协同”。在国信［2006］2号中，提出构建国家电子政务总体框架的目标是：到2010年，覆盖全国的统一的电子政务网络基本建成，目录体系与交换体系、信息安全基础设施初步建立，重点应用系统实现互联互通，政务信息资源公开和机制进一步完善。2007年国家的政务信息资源目录体系和交换体系标准正式发布，并在北京、上海、天津等地进行了建设试点。上述各在国家的标准中，并未说明如何实现政务资源目录服务和交换体系的具体实施方式和技术细节。
为此，山东雷音资讯有限公司在2010年5月申报了2010年度山东省信息产业发展专项资金项目《政务信息资源目录服务设计与实现》，并获得批准。政务信息资源目录体系与交换体系，在支持电子政务应用时是一个有机整体，都是以政务资源为基础。在我们实施《政务信息资源目录服务设计与实现》期间，也涉及到交换体系的建设。本次我们申报《政务信息资源交换体系设计与实现》项目，期望得到政府专项资金的扶持。
2.2 交换系统架构
本项目主要任务是设计政务信息资源交换系统框架结构，建设政务资源交换与管理平台GIRIMP（government information resource interchange & management platform）,实现部门信息交换服务和交换信息库的部署、交换流程的配置和对整个信息交换系统运行进行监控、管理。
2.2.1 交换系统的组成
政务资源交换体系技术支撑环境由信息库和信息交换系统组成。信息库由若干个交换信息库组成；信息交换系统由交换桥接、前置交换、交换传输、交换管理等子系统组成。
交换信息库是政务部门为实现信息交换而建立的中间存储信息库。前置交换子系统由前置服务器、交换信息库和交换适配器等组成，它与部门业务系统之间隔离，保证了部门业务信息库和业务应用系统的独立性。交换桥接子系统是部门业务系统与前置交换信息库间的信息交换接口，以实现两个信息库间的信息交换。各子系统间的关系见图1。
业务
信息库
交换
桥接
子系统
交换
信息库
前置交换子系统
业务
信息库
交换传输
子系统
交换
信息库
前置交换子系统
交换
桥接
子系统
提供者
使用者
交换管理
子系统
管理者
图1 子系统间关系

交换系统在政务资源目录体系和交换体系总体架构中的位置见图2。

图2 政务资源目录体系和交换体系总体架构

2.2.2 交换系统的部署结构
国家电子政务网是一种树型结构，由国家、省、市、县、乡节点组成，下面以山东省为例说明交换系统的部署结构。
山东省在省、市、县三级部署目录服务，目录服务器用于注册本域内的资源目录和交换服务目录。
各政务部门都拥有一个前置交换运行环境 ，由交换平台 、交换资源库和公开资源库构成。交换平台承担信息交换工作。政务部门的内部业务环境通交换桥接运行环境与自己的前置交换环境交换信息资源。它将交换给其他部门的信息资源存储在交换资源库，将公开的信息资源存储在公开资源库。它也可以从交换资源库获得其他部门的交换信息资源。
省、市、县各建设一个交换中心环境，它由交换平台、共享主题库、基础信息库和辅助决策库构成。交换中心环境与其区域内的各政务部门的前置环境互通。省、市、县的交换中心环境之间可以互通。交换体系中有三种角色：信息资源的提供者、使用者和交换中心环境。政务部门前置交换环境既可以是信息资源的提供者，也可以是使用者。各政务部门的前置交换环境之间可以直接交换信息资源，实现点对点的信息交换与共享。前置交换环境访问交换中心环境的共享主题库或基础信息库获得共享信息资源。通过交换中心环境，前置交换环境之间可以实现可靠、可信的间接交换信息资源。在交换中心环境，根据多部门业务需求，建立并部署业务工作流程。业务流程承担跨部门信息资源消息的流转，启动相应部门业务服务，以实现跨部门的政务协同。图2是一个交换结点（省、市或县）的部署示意图。
交换服务是为特定业务交换信息资源而实现的一组操作集合，它可以部署在提供者的前置环境，或部署在交换中心环境。交换服务可以访问交换资源库、主题共享库或基础信息库。通过前置交换环境或交换中心环境的交换平台提供给使用者调用。交换服务能够被提供者部署与发布，被使用者发现、定位和集成。
公开服务是采用 Web 技术或门户技术实现的交换公开信息资源方法，它可以是一组访问公开资源库操作的集合，或一组Web网页资源等 。公共服务使得使用者能够采用Web方式浏览公开政务信息资 源 。公开服务及其公开资源能够被提供者部署与发布，被使用者发现、定位和浏览。

20
ADD：济南市工业南路100号枫润大厦7楼 POSTCODE：250100
TEL：[phone] FAX:[phone]
HTTP：//

电子政务网络
目录体系
交换服务目录
资源目录
交换中心

业务资源库
业务系统

交换桥接运行环境统

交换
信息库

前置机
前置交换运行环境

公共资源库
外部网站
内部网站

业务资源库
业务系统

交换桥接运行环境统

交换
信息库

前置机
前置交换运行环境

公共资源库
外部网站
内部网站
基础 共享 决策库
统计分析综合处理
政务协同
决策支持
……
目录服务中心

交换平台由系统基础平台、中间件运行平台和基础服务平台组成。系统基础平台由网络系统、操作系统、数据库等组成。中间件运行平台能够支持 Web　Services 技术和面向消息中间件技术。它能够支持异构系统，具有跨平台特点，支持平台之间互通与互操作。
2.3 交换体系建设
交换体系的建设可采用消息中间件技术或Web服务技术。本项目中，采用Web服务技术。
2.3.1 前置系统建设
各部门的前置系统应包括前置服务器、交换信息数据库、数据库访问服务及其它系统软件。前置服务器通过桥接系统与部门现有业务系统的连接，负责完成系统前端的数据配置与采集。前置服务器上应安装交换信息数据库，用于存放参与部门间交换的临时数据信息。在分布交换模式中，如果该部门是信息资源提供者，还应部署适当的数据库访问服务，以便于其它结点能够从该交换结点获取信息资源。
数据库访问服务是具有一组标准接口的Web服务。这组接口包括：
(1）创建会话接口――规范化的建立用户会话，包括用户会话的创建操作；
(2）关闭会话接口――规范化的关闭并回收用户会话资源，包括用户会话的关闭操作；
（3）服务自描述接口――规范化的描述自身服务能力，包含服务能力描述操作。
（4）数据类型自描述接口――规范化的需要访问的数据类型结构模型，包含数据类型描述操作。
（5）数据操作接口――规范化的各种各样数据操作的实现，包含数据操作。其操作类型有五种，分别是查询数据、插入数据、修改数据、删除数据和用户自定义的数据操作。
具体接口的定义应符合GB/T 21062.3-2007的规定。
2.3.2 交换平台建设
交换平台完成数据的存储、格式转换和数据交换，它由一系列服务、Web Service接口以及平台数据库组成。交换平台核心部件应包括：
（1）Web 服务管理――提供对Web服务的注册管理和发布功能。通过Web服务管理，各数据交换结点向交换目录服务中心注册自己的数据交换Web服务，目录服务中心根据注册的信息进行Web服务的路由，主动调用数据交换结点的数据访问服务来向数据交换结点传送数据或从数据交换结点获取数据；
（2）Web Service接口――向外部应用程序和数据交换结点展示数据交换的相关Web服务。Web服务的实现可以是基于HTTP、邮件SMTP 以及JMS 等各种协议的，可以是异步的也可以是同步的。Web Service接口通过安全管理服务来实现可信的Web 服务调用；
（3）安全管理服务――利用系统安全平台实现用户管理、身份认证和授权管理等服务，安全管理服务中的安全中间层还提供安全的Web Service服务，管理Web服务会话，实现安全的数据交换；
（4）系统管理服务――实现对系统的配置管理和状态监控。通过系统管理服务配置交换节点各部分的运行参数，服务的启停控制，监控整个系统的运行状态；
2.3.3 桥接系统的建设
桥接系统由桥接运行环境和桥接服务配置工具组成。桥接运行环境提是桥接服务的容器，提供日志管理、安全管理和应用适配器管理等基本功能。桥接服务配置工具提供图形化的配置系统，通过配置业务信息库与交换信息库之间桥接内容映射规则生成桥接服务描述。桥接服务是利用桥接配置工具组装应用适配器组件以完成一个数据桥接流程的服务程序。
2.4 技术路线
2.4.1 交换方式
电子政务信息资源交换体系可采用两种交换方式，即基于消息中间件的交换方式和基于Web服务的交换方式。
基于消息中间件的交换方式是通过使用现有的消息中间件产品，实现异构数据库之间的数据交换。这类中间件产品在底层以XML技术为基础，利用适配器（adapter）、端口（port）、管道（pipeline）等技术实现数据提供者与数据使用者之间的实时数据交换和同步。该交换方式适用于数据量较大、对效率要求较高的场合，但由于直接操作在数据层，存在一定安全风险，灵活性较差。
基于Web服务的交换方式是采用Web service技术进行组件和应用系统的包装，将系统的数据展示和需求都看作一种服务，通过服务的请求和调用实现系统间的数据交换和共享。该方式无需在数据库层面相互连接，具有较好的安全性。该交换方式适合于对可扩展性和灵活性要求较高的场合，以及那些工作流驱动的、数据量不大的交换。采用该方式进行交换的接口设计应符合GB/T 21062.3-2007。
本项目采用基于Web服务的交换方式。
2.4.2 交换协议
交换体系中建议采用的信息通信协议如图3所示。
消息传送层应采用HTTP/HTTPS，实现消息的信息传送。邮件、文件传输可选择采用JMS、SMTP、FTP等作为信息传送协议。
消息层应基于XML进行消息传递，并采用SOAP作为XML消息传递协议。具体格式规范参见GB/T 21062.2-2007。

消息寻址协议规定了定位服务地址所需要处理的属性和操作行为。具体格式规范参见GB/T 21062.2-2007。
消息可靠性协议是可选的，在需要可靠消息传输时应遵循该协议规范，本协议的基本目标是在应用程序产生异常、系统发生崩溃、网络出现故障时消息能够不丢失。具体格式规范参见GB/T 21062.2-2007。
安全性协议是可选的，包含XML消息签名、XML消息加密以及安全的扩展，安全性协议规定了在消息处理中安全部分的格式框架。具体格式规范参见GB/T 21062.2-2007。
服务描述是用于描述信息交换的一方提供的业务功能和接口，以便其他功能组件调用该服务。服务描述采用WSDL 1.2规范作为描述语言，WSDL是定义了服务交互的接口和结构。具体格式规范参见GB/T 21062.2-2007。
业务流程协议。当需要支持工作流机制时，需要用标准的描述语言定义业务流程中的活动、事件、变量等要素及其关系，应采用BPEL1.1作为流程描述语言进行定义。具体格式规范参见GB/T 21062.2-2007。
由于消息中间件和Web服务可支持相同的传输协议（如HTTP/HTTPS），可采用相同的消息封装协议（如SOAP），因此消息传送层和消息层所规定的协议既适用于基于Web服务的交换方式，也适用于基于消息中间件的方式。服务描述协议和业务流程协议主要适用于基于Web服务的交换方式。
在具体的系统部署结构中，协议可应用于前置交换系统与中心交换系统之间、前置交换系统与前置交换系统之间、中心交换系统与中心交换系统之间的信息交换。
2.4.3 异构数据库的访问
在分布式系统中，由于系统的建设时间、建设目标和建设者的不同，跨系统的数据访问难于实现。其系统的异构性主要表现在：数据库管理系统的不同；数据库设计结构不同；数据字段的语义和表示方面的差异。
数据库管理系统的差异，可通过ODBC、JDBC等通用数据库接口屏蔽。
数据库设计结构的不同，可以通过实现具有一组统一接口的、标准的数据库访问服务来屏蔽。访问过程由数据访问客户端和数据访问服务器端的交互操作实现，客户端向服务器发送规范的数据访问请求，服务器接收数据访问请求并通过调用底层数据库访问接口完成服务请求处理，并将处理结果返回客户端。服务器端提供的访问服务应用WSDL描述，以提供客户端应用程序调用。请求与响应的具体格式规范见GB/T 21062.3-2007。
在提供者的前置环境部署访问服务，使用者可采取轮询方式、订阅发布方式或调用方式等获取交换的信息资源，将交换的信息资源存放在交换信息库。
轮询方式是使用者定期或定时访问提供者服务。
订阅发布方式是使用者向提供者一次性订阅，提供者分批向使用者发布。
调用方式是使用者业务系统通过其前置交换环境访问提供者前置环境，提供者前置环境再访问其业务系统，获得政务信息资源。
通过轮询、订阅发布或调用方式，使用者根据业务需求，将提供者的信息资源交换到交换信息库，以实现跨部门的信息资源共享。在交换中心环境采用工作流技术支持政务协同过程。
2.5 项目创新与特点
（1）政务资源实现了逻辑上集中及物理上分散
以政务资源目录为基础，通过政务资源交换系统，真正实现了政务资源在逻辑上的集中管理，但每个部门的政务资源仍存储在本地，物理上是分散的。
（2）实现了部门间数据的共享与业务协同
资源共享服务模式可支持两个或多个部门之间共享政务信息资源，业务协同服务模式可支持多个政务部门协同完成一个业务过程。通过工作流等技术，将多个部门业务组成一个业务流程。各部门实现各自的业务，工作流实现业务信息按流程转发，并持续启动相关业务过程，实现跨部门的业务协同。
（3）项目的部署不会改变原有的系统结构
通过桥接系统和前置交换系统，数据的交换不会引起已有系统的任何变化。
（4）系统间兼容性强。
交换体系的建设完全按照国家标准进行，主要的标准有GB/T 21601和GB/T 21602。系统建成后，与上级各部门间的数据交换标准一致。
（5）系统的扩展性强
交换平台可动态创建交换服务。当有新的交换需求，可根据服务的要求与标准，创建相应的服务，并注册到交换目录服务器。同样桥接系统也可动态创建应用适配器，以完成不需求的业务系统与前置交换系统间的桥接交换。
（6）系统部署与管理简单
在系统的桥接服务配置工具和前置交换环境下的交换服务配置工具的帮助下，可动态地创建、配置、监视、删除各类交换服务。
（7）系统开发使用了当前世界的主流技术
消息传送层应采用HTTP/HTTPS，实现消息的信息传送，消息层应基于XML进行消息传递，并采用SOAP作为XML消息传递协议。
（8）系统安全性高
安全性协议包含XML消息签名、XML消息加密以及安全的扩展，并符合GB/T 21062.2-2007标准。
2.6 项目进度计划
山东雷音资讯有限公司在2010年5月申报了2010年度山东省信息产业发展专项资金项目《政务信息资源目录服务设计与实现》，并获得批准。在我们开发《政务信息资源目录服务设计与实现》期间，也涉及到交换体系的建设，并已开展进行了交换体系建设的部分工作。在此基础上，预计在今后一年的时间内完成该项目的研发任务。具体进度如下。
项目进度计划
开始时间
结束时间
任务
备注
2010-5-15
2010-6-15
需求调研
已完成
2010-6-16
2010-7-15
交换目录服架构设计
已完成
2010-8-16
2010-10-15
交换目录服务建设
已完成
2010-11-16
2011-1-15
桥接系统建设

2011-1-16
2011-3-15
桥接服务配置工具

2011-3-16
2011-6-15
前置交换环境建设方案

2011-6-16
2011-8-15
交换服务设计

2011-8-16
2011-9-15
交换信息库设计

2011-9-16
2011-12-15
交换平台设计