面向电子政务的数据交换平台设计.doc

面向电子政务的数据交换平台面向电子政务的数据交换平台 设计方案 目录 一 电子政务概述一 电子政务概述 3 二 二 XX 省电子政务建设目标省电子政务建设目标 3 三 系统平台选型三 系统平台选型 3 四 电子政务应用的参考模型四 电子政务应用的参考模型 4 1 逻辑视图 LOGIC VIEW 4 2 开发视图 DEVELOPMENT MODULE VIEW 5 3 进程视图 6 4 物理视图 8 5 场景 SCENARIOS 9 六 数据交换平台的应用参考模型六 数据交换平台的应用参考模型 10 1 面向电子政务的数据交换平台体系结构 10 2 面向电子政务的数据交换平台的层次结构 11 3 面向电子政务的数据交换平台的服务层次结构图 12 六 主要六 主要 WEB SERVICE 设计设计 12 1 数据抽取服务接口 13 2 数据访问服务接口 13 3 数据交换服务接口 13 七 电子政务公文格式七 电子政务公文格式 14 八 电子政务数据交换的方式八 电子政务数据交换的方式 15 1 数据适配器构件功能模型 16 2 路由适配器构件功能模型 17 3 政务信息电子公文交换适配器功能模型 18 4 管理与消息发布构件功能模型 19 5 安全支撑平台适配器功能模型 20 九 九 XML 电子公文的生成电子公文的生成 20 十 系统和业务管理的中间件系统十 系统和业务管理的中间件系统 21 业务数据交换中间件系统结构图 21 十一 数据中心数据资源库十一 数据中心数据资源库 22 元数据库 23 十二 系统实现中解决的典型问题十二 系统实现中解决的典型问题 23 十三 结束语十三 结束语 24 一 电子政务概述一 电子政务概述 电子政务 E Government 就是利用计算机和网络技术 来管理和维持政府日常办公 是一项将政府工作标准化 服务化 信息化 网络化 公开化的系统工程 它打破了时间 空间和部门分割的制约 是为社会公众及自身提供一体化的高效 优质 廉洁的管理和服 务的过程 电子政务系统由 四网一库 构建而成 一库 指的是政务系统的中心数据库 四网 主要指四个组成部分 一是政府部门内部的信息化办公即 G2G 模式 Government to Government 目前各个政府部门使用的办公自动化系统就属于此类 二是 政府各个部门之间通过计算机网络而进行的信息和资源共享以及即时通信 即 G2B 模式 Governmentto Business 三是政府部门通过网络和公众 企业等进行的双向信息交流 即 G2C 模式 Government to Citizen 例如政府的信息发布 网上审批 网上招聘等就属于第 三种电子政务的范畴 四是政府和公务员 G2E 利用 Intranet 建立有效的行政办公体系 为提高政府工作效率服务 内容包括 电子公文 电子邮寄 电子规划管理 电子人事 所以 一个完整的电子政务系统应当是上述三种系统的有机的结合 二 二 XX 省电子政务建设目标省电子政务建设目标 XX 省电子政务项目 以提高网上政府协同办公 政务公开和公共服务为重点 开 展电子政务运行模式探索 技术系统建设和行政管理创新 基于 J2EE 架构建起了 XX 省 电子政务系统 这一系统的成功运行 可以为部门提供统一 高效的基础办公应用服务 实现资源共享 强化部门间沟通协同 使行政行为显著规范 三 系统平台选型三 系统平台选型 服务器平台选型服务器平台选型 服务器操作系统可选用 Windows Unix Linux 等多种操作系统 数据库平台选型数据库平台选型 可支持 Oracle DB2 或 Domino 等各类数据库 应用平台选型应用平台选型 根据应用平台选型要求 系统的软件平台 选用电子邮件系统 WiseMate 工作流程管理软件 WiseFlow 分布式文档管理系统 WiseDoc 短消息网关系统 WiseSMS 结合视频会议系统以及数据安全 系统 支持 J2EE 和 XML Wed Servise 等工业标准 使之具有很好的 集成性 完善的安全控制机制 跨平台 快速开发和实施等特点 四 电子政务应用的参考模型四 电子政务应用的参考模型 利用 4 1 视图模型 从 5 个不同的视角包括包括逻辑试图 进程视图 物理视图 开 发视图 场景视图来描述电子政务的体系结构 1 逻辑视图 逻辑视图 Logic View 逻辑视图主要是用来描述系统的功能需求描述系统的功能需求 即系统提供给最终用户最终用户的服务 在逻辑视图中 系统分解成一系列的功能抽象 功能分解与功能分析 这些主要来自问题领域 2 开发视图 开发视图 Development Module View 开发视图主要用来描述软件模块的组织与管理 通过程序库或子系统 服务于软件 编程人员 方便后续的设计与实现 3 进程视图进程视图 进程视图侧重系统的运行特性 关注非功能性的需求 性能 可用性 服务于系统 集成人员 方便后续性能测试 强调并发性 分布性 集成性 鲁棒性 容错 可扩充性 吞吐量等 4 物理视图 物理视图 物理视图主要描述硬件配置 服务于系统工程人员 解决系统的拓扑结构 系统安装 通信等问题 主要考虑如何把软件映射到硬件上 也要考虑系统性能 规模 可靠性等 5 场景场景 Scenarios 场景用于刻画构件之间的相互关系 将四个视图有机地联系起来 可以描述一个特 定的视图内的构件关系 也可以描述不同视图间的构件关系 六 数据交换平台的应用参考模型六 数据交换平台的应用参考模型 本数据交换平台是基于应用服务器的多层 B S 应用模式 基于数据 信息 交换平台的 政务业务体系结构 其主要的设计思路是 实现相对独立的功能 在复杂的应用处理基础 上抽象出独立的层次为应用提供服务 1 面向电子政务的数据交换平台体系结构面向电子政务的数据交换平台体系结构 面向电子政府数据交换平台面向电子政府数据交换平台 是利用中间件提供的功能服务 并且为多种政务应用的开发部署从业务上提供统一的 标准接口 数据交换平台通过各种数据适配器接口 使已有的应用和数据整合到电子政务 统一的平台上 实现数据的集成和发布 通过文档路由处理策略实现电子政务公文的转发 寻址 并且根据公文格式化处理标准和数据交换格式标准实现电子政务公文和应用数据的 交换 数据库中心数据库中心 由政府的中心数据库 和各个政府部门的独立数据库通过数据集成形成一个数据库中 心 从而实现数据库的分布式分布 已有数据的集成可以通过 JDBC 或其他公共的接口或 中间适配层接口实现访问数据库中心 2 面向电子政务的数据交换平台的层次结构面向电子政务的数据交换平台的层次结构 数据层数据层 由政府的中心数据库 和各个政府部门的独立数据库通过数据集成形成一个数据库中 心 从而实现数据库的分布式分布 构建起面向电子政务数据交换平台的数据环境 为组 件层提供数据支持 组件层组件层 是面向电子政务数据交换平台的技术核心层 由数据适配器 构件 数据库接口 构 件 路由适配器 构件 政府信息电子公文交换适配器 构件 公文接口 构件 单 机接口 构件 安全支撑平台 构件 管理与消息发布功能 构件 web 服务器和应用 网关 构件 其他平台连接 构件 由这个基本 10 个大型构件组成整个组件层 构建起 面向电子政务数据交换平台组件层 为上层服务层提供构件支持 服务组件层服务组件层 是面向电子政务数据交换平台的服务核心层 由下层的各个组件向上提供了基础的原 服务 总共有以下原服务 数据支持服务 数据传输服务 路由交换服务 单机数据交换 服务 公文数据交换服务 安全支持服务 消息门户服务 其他平台数据交换服务 业务 管理服务 系统管理服务等 构建其面向电子政府数据交换平台的服务组件层 向上层服 务层提供了原始服务支持 3 面向电子政务的数据交换平台的服务层次结构图面向电子政务的数据交换平台的服务层次结构图 服务层 服务层 由以原服务组成面向将各种政务应用基础服务 政务信息流转服务 电子公文流转服 务 移动办公服务 文件审批服务 决策支持系统服务 政务信息流转服务 应急指挥系 统服务 应急联动服务 电子邮件服务 视频会议服务 系统管理服务 等等其他应用服 务 为应用层的用户提供各种政务服务 六 主要六 主要 Web Service 设计设计 Web Service 接口是外部应用系统与数据交换中心连接的通道 有了 Web Service 接 口 便可连接异构平台下的异构应用系统 从而实现应用级的集成 根据数据交换主要类 的设计为三大功能 Web Service 接口 提供对外服务 这三大服务分别是 数据抽取服务 数据访问服务和数据交换服务 1 数据抽取服务接口 数据抽取服务接口 根据对政府各部门数据源抽取方式的不同 我们设计了数据抽取 Web Service 接口 该接口主要抽取外部应用系统的 XML 文件和其它文件附件 2 数据访问服务接口 数据访问服务接口 数据访问服务主要对外部应用系统提供数据下载服务 根据文件类型的不同 可以创 建了两个数据访问接口它们的实现过程与数据抽取接口类似 分别实现了提取交换数据库 中相关部门对应的 egXML 文件和部门之间要交换的其它文件 然后把 egXML 或文件以 二进制流的形式返回给调用端 下图为外部应用系统从数据交换中心下载文件的时序图 3 数据交换服务接口 数据交换服务接口 数据交换服务接口负责对获取的 XML 和其它文件进行数据交换处理 七 电子政务公文格式七 电子政务公文格式 基于 XML 标准的电子政务信息交换描述语言 E Government XML 的设计方案 根据 egXML 规范 政府部门处理的各种文件存档及交换全部采用这种电子政务格式的 XML 从而使数据建立在开放的 通用的标准之上 对于机关的电子公文格式 国家技术 监督局制定了 国家行政机关公文格式 GB9704 1999 国务院办公厅制定了国发 2000 23 号 国家行政机关公文处理办法 中央办公厅制定了 中国共产党各级领导机关文件 处理条例 试行 依照以上规范要求 一个实际公文的基本格式如图所示 报文是电子公文交换中数据传递和交换的最基本要素 由上图得知 egXML 报文包括 信封 报文头和报文体三个部分 1 信封由报文的命名空间 版本 语言等组成 2 报文头由报文的标识 来源 目的 路由信息等组成 3 报文体是要发送的电子数据 八 电子政务数据交换的方式八 电子政务数据交换的方式 XML 和数据库之间是互补的关系 在不同的场合各有优势 数据库是数据存储的地 方 与平台相关 而 XML 更适合于动态的数据交换和集成 与平台无关 目前 在利用 XML 作为数据交换载体的方式中 主要有两种数据交换方法 XML 与关 系数据库的转换和 XML 文档之间的转换 这两种方法均可应用到电子政务数据交换当中 1 数据适配器构件功能模型 数据适配器构件功能模型 1 数据适配器对数据中心的访问 数据适配器对数据中心的访问 数据适配器可以根据中间件与数据库之间的接口或者直接由交换平台建立对数据库的 访问接口 实现对政务信息中心的各种资源 文档库的访问 为了完成应用集成和业务过 程集成 必须首先解决数据和数据库的集成问题 在集成之前 必须首先对数据进行标识 并编成目录 在此基础上编制数据集成交换的格式标准 用来描述元数据模型 格式标准 采用 XML 进行描述 针对政务各种应用的开发和部署 数据交换平台提供解决数据集成 的标准适配器 比如数据转换 过滤和填充 不同应用之间的数据交换把数据交换格式标 准作为中间数据交换标准 数据交换平台通过支持数据交换标准 使得各种类型的适配器 通过数据交换平台都可以非常容易地无缝集成到数据交换平台之上 这样 可以实现数据 在数据库系统中分布和共享 2 数据适配器对政务信息交换平台提供数据支持 数据适配器对政务信息交换平台提供数据支持 数据适配器可以根据中间件与数据库之间的接口或者直接由交换平台建立对数据库的 访问接口 实现对政务信息中心的各种资源 文档库的访问 数据交换格式标准的定义为 政务信息交换平台中的各种政务业务流程的集成提供了数据支持 2 路由适配器构件功能模型 路由适配器构件功能模型 1 路由适配器对政务信息交换平台提供数据支持 路由适配器对政务信息交换平台提供数据支持 组织机构模型组织机构模型 政务业务流程中 文档的转发和传输路由与政府的组织机构密切相关 本 模块根据政府的组织机构模型进行政务业务再工程化处理 BRP 建立在数据交换平台上 的政府组织机构模型 公文流转和审批模型 公文流转和审批模型 根据不同的政务业务可能具有不同的政务流程 建立在政府组织机 构模型基础上可以定义公文流转和审批流程的模型 为具体的政府业务流程自动化提供支 撑 路由信息处理 路由信息处理 具体负责电子政务公文交换系统各个节点的 URL 名称 地址分配和管理 为公文转发和交换提供在应用层面上的目的寻址信息 负责和其他路由信息处理系统 如 多级结构的分数据交换平台以及对上以及数据交换平台 之间的路由信息交换与更新 实 现互联互通 3 政务信息电子公文交换适配器功能模型 政务信息电子公文交换适配器功能模型 1 政务信息交换 政务信息交换 为了提供不同的政务应用之间可靠的数据异步交换传输 政务信息交换对通过交换接 口传递过来的政务信息进行解析 寻址 格式转换 政务信息交换和加工处理 通过交换 接口把交换处理后的信息分发给其他应用 并生成交换的状态信息 政务信息交换处理过 程实现点到点或一到多的政务应用数据互操作 在涉及多个应用的数据交换过程中支持全 局事务功能 2 政务信息交换适配器为单机接口和公文交换接口提供交换适配功能 政务信息交换适配器为单机接口和公文交换接口提供交换适配功能 这样就实现了远程单机用户和政务外网上的局域网用户之间紧密的交换与联系 公文 交换接口为虚拟局域网内的用户实现政务应用和 OA 应用提供数据接入服务 各种政务应 用通过公文交换接口与政务信息交换之间建立逻辑连接 单机接口为远程的单机用户单点 登录提供访问接口 3 政务信息交换适配器提供公文格式化处理功能 政务信息交换适配器提供公文格式化处理功能 该功能提供了动态重新格式化信息的能力 从而使得公文信息能够被异构环境中的多 个政务应用所接受和读取 它针对不同的协议 编程语言 应用和硬件平台 进行政务信 息格式化分析 并对信息重新格式化 发送信息的应用可以以单一的格式发出信息 而数 据交换平台的动态信息格式化能够自动地将信息重新格式化成一个满足公文数据交换格式 标准的信息 从而可以被每一个接收信息的应用所接受 这一功能之所以能够实现 应归 功于通过交换平台生成的一组数据交换格式标准 4 政务信息交换适配器提供数据交换格式标准 政务信息交换适配器提供数据交换格式标准 数据交换格式标准允许发送信息的政务应用能够发出单个的信息供多个接收信息的政 务应用和数据库使用 在每一种情况下 基于具体应用的政务业务标准进行适配 政务信 息能够以适当的格式传送给指定的信息接收者 数据交换格式标准支持已有应用和数据的 各种政务业务标准 同时还提供基于 XML 描述的中间数据标准格式 4 管理与消息发布构件功能模型 管理与消息发布构件功能模型 1 系统管理 系统管理 系统管理实现对政务信息交换进行配置 管理和监控 包括数据管理 用户管理 应 用模块管理 安全管理和系统运行时的管理模块 实现用户 组 角色 消息 审计 CA 等管理和配置 且对传输网络系统 系统日志 系统事件进行监控 在系统管理的数据管 理中 管理还包括 资源信息的分类管理 信息格式管理 信息归档与历史查询管理 信 息的目录服务管理 2 业务管理 业务管理 业务管理包括转换规则表定义与管理 政务信息交换登记与标准管理 远程交换代理 管理 政务信息服务注册与发布管理 政务信息的收发与交换控制管理等 3 消息发布 消息发布 消息发布通过应用网关向多种通道进行内容发布 为移动用户和固定用户实体发布政 务通知与消息 5 安全支撑平台适配器功能模型 安全支撑平台适配器功能模型 全支撑平台为政务外网上的应用提供了内部系统的安全服务和其他多种层次的安全服 务 提供了 CA 认证管理 防火墙管理 同时提供了安全策略选择 安全日志管理 安全 审计等功能以及政务数据加密处理功能 通过 VPN 专网传输 在数据交换中心和局域网用 户端配置防火墙以及 IDS 系统 保证了政务外网平台的内部系统的安全 采用电子印章技 术 可以实现电子公文的排版 红头文件制作 电子公章加盖并加密生成电子公文 提高 公文的防伪造 防篡改 防抵赖等安全性控制 同时在安全支撑平台中通过内置 CA 认证 系统 实现身份识别 应用模块授权 电子签名等安全措施 九 九 XML 电子公文的生成电子公文的生成 存在的问题 目前大多数政府网站的电子公文采用都是 HTML 格式 只能通过网站维 护 人员来人工编写显示电子公文的页面 使得政府网站的建设过程中存在着大量的重复 性工 作 维护任务也非常繁重 解决方法 根据本文所设计的基于 XML 的电子公文格式和针对该格式的 XSL 格式化 样 式单 编程实现电子公文生成 显示和传输的自动化 十 系统和业务管理的中间件系统十 系统和业务管理的中间件系统 业务数据交换中间系统是通过集成不同应用系统之间形成松耦合连接 实现信息交换 路由 分发 转换等功能 数据交换系统主要以消息和异步通讯技术为手段 面向服务体 系为框架 服务总线为基础 XML 为信息描述语言 实现各应用系统间的集成 业务数据交换中间件系统结构图业务数据交换中间件系统结构图 业务数据交换中间件系统由基础服务 消息服务 消息代理服务三部分组成 内置安 全和目录管理提供安全认证 信息加密传输和资源访问控制等功能 同时 提供系统管理 工具 实现系统的分布式远程管理和监控 数据交换系统的主要功能有以下 5 个子系统构 成 1 基础服务 基础服务 基础服务主要包括 MBean 服务 SOAP 服务 Web 服务 XML 消息封装 目录服 务和基于 PKI 技术的安全认证系统 基础服务提供用于管理服务的 MBean 服务 实现组件的可管理 包括远程管理和部 署 利用 Web 服务 SOAP 服务 XML 消息封装实现基于 Web 服务技术的信息封装 信息交换和应用整合 以服务描述语言格式封装业务系统 对外提供 Web 服务接口 基础服务提供 LDAP 或 UDDI 等目录服务 实现服务的注册 查询 检索等功能 基础 服务提供符合 PKI 规范的安全认证系统 实现消息摘要 身份认证和消息加密功能 同时 提供和外部安全支撑系统的接口 连接符合 PKI 规范的外部安全支撑平台 基础服务还提 供消息队列存储 事务控制 双机热备 错误处理等服务 以保障基础服务的稳定性和可 靠性 2 消息服务 消息服务 消息服务将数据以 点到点 Peer to Peer 方式或 发布 订阅 Pub Sub 方式传 送 支持基础服务提供的 HTTP HTTPS RMI SMTP SOAP 等多种传输协议 消息服 务的主要功能是 支持 Web 服务和消息队列两种消息传输机制 保证平台对不同系统的适应性 信息 以 XML 格式表示 数据交换和传输通过 HTTP 等传输协议 数据打包采用 SOAP 技术标 准 提供可靠的信息传输 支持大规模信息发布 消息队列的存储保护 传输确认 断点 续传 一次性传输和消息压缩传输 提供符合 PKI 规范的安全信息传输功能 支持 SSL 传输 消息报文和消息内容加密等不同级别的安全保护措施 支持消息摘要 数字签名 消息加密 支持局域网 LAN 和广域网 WAN 消息通信 支持静态和动态 IP 地址 基于消息软总线的体系结构 利用智能化的信息路由传输机制 动态地实现点到点 点到 多点和多点到多点等不同的信息通信方式 支持多播 Multicasting 功能 提供灵活方便 的应用开发接口 便于二次开发 提供易于使用的部署工具 方便系统实施 提供易于使 用的远程管理接口和图形化界面 实现集中管理 提供和其他消息系统之间的消息传输和 转换 3 消息代理服务 消息代理服务 消息代理服务提供消息的传递 转换 过滤 映射和路由等功能 根据设定的消息格 式规则和转换规则 进行消息格式的转换 同时 根据消息路由规则 实现消息的路由 并将消息传递给相应的应用系统 4 消息转换 消息转换 消息转换根据转换规则 实现不同数据存储格式和表示格式的转换 消息转换规则支 持 XSLT 语言 用户可自定义消息传输格式 消息传输提供图形化的转换工具 利用图形 化界面 将一种应用数据格式 映射 到另一种数据格式 转换工具能够自动生成转换规 则文件 XSLT 文件 转换功能支持 XML 和数据库之间 不同数据库之间 不同 XML 之间的转换 转换规则文件可以动态地部署到数据交换系统中 5 消息路由 消息路由 根据消息路由规则 消息路由服务实现消息在不同的数据交换系统之间和不同消息队 列之间的路由 消息路由支持两种路由规则 基于内容的路由根据消息的内容 消息路由 按照定义的规则将特定内容的消息路由到不同的数据交换系统或消息队列中 基于消息头 的路由根据消息头中的目的地进行消息路由 十一 数据中心数据资源库十一 数据中心数据资源库 数据中心的基础是数据资源库 它由业务数据资源数据库 社会资源数据库和元数据 库组成 业务数据库由基础数据库 主题操作数据库 办公数据库 公文数据库等组成基础数 据库包括人口数据库 企业基础数据库 空间地理和自然资源数据库 以及宏观经济数据 库等 主题操作数据库 存有经常使用的业务数据 可存在数据中心 但大量的是以目录 形式存储 而其数据总是存在各局委办 这样既保证了数据的动态更新的一致性 也保证 了数据的安全性 办公数据库 记录政府系统办公的数据 并联审批 用户使用状态日志 以及进行平台管理 电子政务系统维护管理的数据 该项数据根据相关平台工具和业务系 统进行定义和维护其结构模型遵循关系数据库的设计原则 文本资料数据库 主要包括国 家的政策和指令 本市的资料和条文等信息 在国家政府机构 这样的资料显得额外重要 离开了它 就不能保证各项工作正常进行的方向 目前机关的相关资料以纸面的居多 一 些比较少的在库中存放的资料也是以扫描方式进入 因为各单位资源的共享问题 并没有 做到资料的互通 查找资料的过程可能就是一个费时费力的过程 社会资源数据库由互联信息数据库 多媒体资料数据库 电子商务数据库组成 互联 信息数据库由互联网信息采集系统按一定要求自动抽取 便公众和政府工作人员方便检索 到互联网上的资料 多媒体资料数据库包括各种政务图像 视频 用于宣传报道和视频点 播 电子商务数据库是企业交易过程的记录 供求信息和信用信息 元数据库元数据库 建设目标是建立全市统一的政务数据字典和数据中心的元数据模型 该数据库由两部 分组成 一是政务数据字典 包括政务叙词表 信息分类 代码和指标体系表 主要用于 各职能部门的信息联接与交换 二是数据中心元数据 具体可包括数据模型定义 数据抽 取规则 映射转换规则 主题定义 资料分类和维度定义 决策模型定义等等 基于数据中心资源库的服务体系 政府决策信息 如国家和地方的政策 法规条例 决策咨询 战略发展研究报告 包括各职 能机构和院所历年的研究成果 和阶段性的总体规划等 社会服务信息 如国际国内重大政治新闻 经济运行分析 热点透视 社情民意动态 税收征管 统计报表 市场供求信息 社会与经济预测信息 金融财经信息 科技与人才 信息 等等 政府交流信息 政府部门之间因工作职能的需要交换信息 如各种公文 会议情况 总结报告 记录数据 办公文档 机关行政管理信息 经验介绍 驻外办事处等工作流信 息 应对事件预案 整个城市的各类资源要素储备和分布状况 行政组织及人力资源调配 预案 对自然灾害和意外事故的处理 重大突发事件的应急预案 城市地理信息 如城市地理状况 地下网 管 道和线的分布结构 以及城市规划与发展 的思想库以及城市发展和政府行政的历史沿革等信息 十二 系统实现中解决的典型问题十二 系统实现中解决的典型问题 问题问题 1 在角色访问控制中 由于政府机关内角色众多