苏州市环境信息交换平台的设计与实现

沈 艺,郁 蕾,徐冠华

(苏州市环境监测中心站,江苏苏州215004)

1 建立背景

随着整个社会对环保的重视化程度不断提高,各种环保业务系统建设持续增加,同时,也带来了更多的业务处理系统,各系统间数据共享需求的提高,本平台就是为了改变环保多业务、多系统之间的网状系统结构带来的各种问题而产生的统一的信息交换框架。它使得所有环保应用变为以交换平台为核心的星型结构,可以方便地满足各系统间的信息交换。

信息交换系统可以实现跨部门跨单位跨地区之间公文、信息及数据的安全传输。通过提供统一的交换平台,不同部门完成公文及业务数据的发送、传输、调用和查询使用等工作。

2 系统构建目标

通过建设环境信息交换平台,能够达成以下目标:

(1)打破环境基础信息孤岛,解决辖区内各种相关应用系统的数据交换和访问,解决异构系统环境下的数据整合问题,实现网络、数据、业务的良好互通;同时,利用共享减少环境信息重复建设和重复维护的费用,降低环境信息系统建设和维护成本,增加环境信息设施的使用效率,发挥环境信息化建设的综合效益,实现环境基础信息交换与共享,建立一套规范、完整、准确、动态的环境基础信息库。

(2)能提升环保局和地方环保局信息化水平,实现政务信息的及时上传下达。该平台作为收集、处理、汇总、交流环保信息的工作平台,为及时准确掌握各级环保部门工作动态、实现环保工作网络化提供了有力支撑。

(3)能快速处理环保局和地方环保局各类工作文件,缩短文件的流转周期。各类工作公文会电子流转到每个人员的待办事项中,可以立即办理相应的来文,相比以往因为距离的问题,要先由办公室人员收下来再转给大家,不仅节约时间,而且安全可靠。

(4)数据安全、集中式存储和共享。电子方式安全、集中存储所有电子公文及业务数据,提供高效、灵活的文件查询能力及数据共享。

3 系统设计

3.1 系统构架

整个环境信息交换平台的架构图如图1所示,包括下面2个部分:电子公文交换平台、数据交换平台(业务数据)。所有外部的应用,如果涉及到需要访问内部业务数据的,不再直接跟内部业务系统对接,而是通过统一数据服务平台来实现,这样,减少了以后重复建设数据访问的麻烦,同时也保护了内部数据。

从图2和图3可以看出,其中电子公文交换系统主要由4大部分组成:公文传输、数据接口、日志管理以及系统维护;而环境数据交换平台是苏州市数字环保建设的核心组成部分,是所有污染源数据、环境数据存放的地方。通过建设统一的环境数据中心,将苏州市环保局的数据、信息集中存放在数据中心中,实现环境质量监测、污染源管理、固体废物管理、放射源监管、环境生态管理以及行政管理等数据的集中统一管理以及共享交换,实现业务的数据交换,达到信息化建设的总体目标。

图1 苏州市环境信息综合交换平台系统架构

图2 电子公文交换系统-系统功能结构

图3 数据交换系统-系统架构

3.2 系统功能

环境信息交换平台主要功能为各应用系统数据的抽取或加载,完成数据的交换传输,各应用系统交换数据的比对、整理。各应用系统仅需负责确定本系统参与交换的数据,而不必关心数据库之间数据的传送。环境信息综合交换平台的建立应为今后业务系统的升级、扩展提供基础平台,大大缩短并减少管理系统的开发、部署周期和投资。

3.2.1 电子公文交换平台实现功能

电子公文交换平台分为待收公文、公文发送、已发送公文、待回复公文、未回复公文、同步组织结构等后台公文设置这6个功能模块(见图4)。在公文设置方面分为:单位印章管理、公文催办设置、发文群组管理等。电子公文传输可实现公文交换的基本业务,完成公文跨部门的交换业务。考虑到公文交换系统必定要同办公自动化系统通讯,数据接口是保证数据一致性而规定的接口规范。

图4 电子公文交换平台界面

3.2.2 数据交换平台(业务数据)实现功能

具有内部不同环境业务系统间、不同市、区县环保局不同业务系统间进行信息交换的功能。内部各环境业务系统间如:项目审批系统与LIMS验收监测系统;不同市、区县环保局业务系统间如:如苏州市区和下面新区、吴江等地的固废申报等数据交换。

环境数据交换平台将环境管理中具有共性并广泛需求的数据服务功能抽象并包装,形成数据交换的服务组件,作为环境保护信息应用支撑平台中的1个重要组成部分,为业务应用系统层提供1个能够访问另外1个业务数据库内容的功能组件。建立基于数据平台的一对多的数据共享交换机制,统一管理和使用环境数据。定义各类业务的Web Service数据接口,为其它业务系统获取数据平台的数据以及数据平台与业务应用系统互动提供服务。

3.2.3 系统设计思路

环境信息交换平台的设计思路包括以下几方面:

3.2.3.1 系统交换整体概念

系统交换整体概念由端节点与中心节点组成并且互相交换信息和提供交换服务,但最后交换数据全部会存储在共享信息库中。

3.2.3.2 系统交换模式

系统交换模式分3种:集成式、分布式、混合式。

其中,集成式交换模式是指信息数据集中存储在共享数据库中,使用者通过访问共享信息库来实现信息的交换和共享。

分布式交换模式是指信息数据分布存储各业务数据库中,使用者通过交换节点提供的交换服务实现分数据中心和共享数据中心两者之间定向交换的传送模式。分布式交换模式主要是分中心和中心的交换模式[1]。

混合式交换模式是指以上2种模式的集合,就是既可以通过信息共享库实现数据交换,又能通过交换节点来互相交换信息数据。

3.2.3.3 系统交换过程

系统交换过程分为以下4个步骤:数据抽取、数据转换、数据传输和接收、数据控制管理。

其中,数据抽取是从数据源系统抽取数据仓库系统所需的数据。数据抽取采用统一的接口,可以从数据库抽取数据,也可以从文件抽取。对于不同数据平台、源数据形式、性能要求的业务系统,以及不同信息量的源数据,可能采用的接口方式不同。

数据转换是指数据源是异构的,源数据在进入数据仓库之前必须经过转换,以适应数据仓库的模式。主要是指统一数据编码和结构,给数据加上时间标志,根据需要对数据进行必要的运算等。

数据传输和接收是指各个交换节点的数据之间的传送和接收,转换后的数据加载到共享信息库中。

数据控制管理包括交换信息数据任务的自动化处理、错误的恢复、全部交换过程的跟踪、审计、错误通知及告警等。

3.3 关键技术

3.3.1 系统接口规范

3.3.1.1 数据交换标准

结合国家环境信息标准规范,制定环境数据平台的数据共享交换规范,涉及的数据交换标准主要有数据接口标准,统一的信息保存格式,统一的信息传递方式、统一的信息共享方式。

3.3.1.2 系统接口规范

环境信息交换平台的所有接口必须遵守国家颁布的交换平台XML标准,其中业务数据采用XML的方法提供给各种交换平台,而电子公文交换平台是依据《基于XML的电子公文格式规范》,基于XML格式的电子公文应能满足各级党政机关电子公文处理的需要,如实反映其所采取的行动和决策。其组成要素除公文内容之外,还应包括记录公文处理过程的必要信息[2]。

3.3.1.3 系统关键技术

3.3.1.3.1 Web Service

环境信息交换平台中的数据交换平台是建立基于Web Service方式的数据服务接口,实现环境数据和GIS数据的存取;建立基于Web Service方式的业务服务接口,实现环境管理综合业务流程联动;建立服务描述、服务登记和服务发现机制,实现与环境数据平台的数据交换。

3.3.1.3.2 数据流

环境信息交换平台按数据流向可分为2种:

一种是从办公、业务系统到公文、数据交换系统:内部处理完毕,需要“上传下达”到其他部门的电子公文或者数据流,必须首先“搬运”到统一的公文和数据交换平台上。这个过程对综合交换系统来说,叫导入。

另一种是从公文、数据交换系统到办公、业务系统:接收其他部门“发送”过来的交换信息流后,导入到自己部门内部的系统,这个时候就需要将电子公文或者数据流从交换数据库“搬运”到办公、业务数据库。这个过程对综合交换系统来说,叫导出。

4 系统实施

4.1 系统需求设计

因为在构建数据环保一期项目中,发现多个县市、多个部门以及多个应用系统和数据库之间需要互相共享和交换数据,所以构建一个统一的标准的环境信息综合交换平台是非常需要,通过交换系统来保证不同业务系统和数据库之间的复制和一致性,实现数据的一致性。

4.2 系统开发运行环境

在需求设计基础上,环境综合交换平台基本开发完成,包括电子公文交换平台和业务数据交换平台,开发运行环境如下:

操作系统:Windows 2005 Server企业版应用交换前置服务器

Windows 2008 Server企业版应用交换中心服务器

数据库系统:Sql Server 2008应用交换前置服务器/中心服务器

应用支撑环境:Microsoft.NET framework 3.5开发工具:Microsoft visual Studio 2005

4.3 系统部署

环境信息交换平台是完成跨单位、跨部门不同公文及业务之间的信息交换,是传输不同部门之间信息的纽带和桥梁。在交换平台实施过程中,项目的各个厂商之间配合是关键的,领导的协调作用也非常重要,而且由于信息化本身发展的多样化,在目前的应用系统中存在大量的异构的数据接口问题。这些问题包括:通讯协议与网络系统的异构问题,操作系统的异构性,数据库及数据操作格式异构,应用流程与信息分布的异构性等。因此,必须在设计、建设交换系统中需要充分考虑到这些问题。

5 结语

环境信息交换平台是连接各个信息子系统的枢纽,目前已经应用该交换平台的信息系统包括:环境质量自动监控系统、固废监控系统、放射源监控系统、业务监管(包括项目审批等)系统、OA办公系统等等,从而实现了1个平台分级别、分权限来提供各个信息系统的综合信息,完成各个信息系统的数据动态实时交换。随着子系统的增加,平台将成为苏州市环保信息化的核心,将围绕苏州市环境保护重点工作,以数据共享和应用建设为核心,综合应用3S(GIS,RS,GPS)以及数字化视频监控等技术手段,最终实现对环境的“科学、严格、精细、长效”管理。

[1] 牛德雄,武友新,江恭和.基于统一信息交换模型的信息交换研究[J].计算机工程与应用,2005(21):195-197.

[2] 杜军威,隋树林.基于XML的异构数据库模式转换的实现[J].青岛科技大学学报,2005,26(2):158-161.