基于SOA的監獄信息集成研究

2011-12-31 00:00:00鄧可

中國管理信息化 2011年17期

摘要：我國監獄從自身需求出發構建了一系列業務信息系統，造成業務與數據的相對自我封閉，以致跨部門、跨地區間大量信息孤島出現。針對此問題本文提出了基于面向服務架構(SOA)的監獄信息集成模型，能夠在不破壞現有系統的前提下，解決監獄信息化發展過程中的信息孤島和數據整合問題，并能對內提供協作辦公、決策支持，對外提供“一站式”服務，對監獄電子政務系統的建設有一定的現實意義。

關鍵詞：監獄信息化；信息集成；面向服務架構；電子政務

0引言

隨著我國信息化建設的快速發展，監獄作為國家刑罰的執行機關，其信息化需求也得到了極大的關注。監獄信息化建設主要是將先進的信息技術運用于監獄工作過程中，為監獄工作建立起以信息系統為基礎的信息化管理體系，實現監獄管理的數字化、智能化、集成化[1]。目前，整體來看我國監獄的信息化水平還不高。雖然越來越多的監獄建立了自己的信息化系統，然而這些系統彼此獨立運行，互不兼容，只能在監獄業務的局部應用中發揮作用，信息不能共享的矛盾十分突出，從而制約了監管工作效率的提高。在系統集成的基礎上實現信息化知識管理是現代監獄信息化建設的方向。

由于監獄信息化建設的漸進性以及信息系統的多樣性．常會導致以下問題：

(1) 異構系統的多樣性。造成信息系統之間的數據、信息難以共享，在監獄內部形成信息孤島。基于信息孤島里的信息而加工得到的知識是片面知識，會導致認識上的以偏概全，造成判斷上的失真，最后導致監獄監管措施失效或監管風險的增大。

(2) 不同系統的數據來自于不同的數據流。難免會造成監獄內部數據的重復和數據的不一致。冗余的、不一致的數據難以得到有效的信息，給監獄管理帶來困難，嚴重會造成錯誤的決策。

(3) 跨部門、跨地區間信息共享矛盾突出。監獄信息資源體系復雜，與各直屬單位、其他公檢法部門等存在大量的業務往來，監獄業務與數據的相對自我封閉，以致跨部門、跨地區間大量事實性信息孤島出現。同時，不同的應用系統受政務部門職能分割影響，重復管理、重復維護，不僅使工作量大大增加，而且極易產生不一致現象，成為影響監獄電子政務發展的主要障礙。

為了解決上述問題，本文構建了基于面向服務架構(Service-Oriented Architecture．SOA)的監獄信息集成模型，以實現監獄內外部數據信息的整合，使得信息的使用者能方便、快捷地獲取全面、統一的數據信息。同時，該模型能夠對內提供協作辦公、決策支持，對外提供“一站式”服務，對監獄信息集成和電子政務系統的建設有一定的借鑒和現實意義。

2SOA概念及特點

2.1Web服務

SOA[2]是基于Web服務的開放、分布式系統設計。具有松耦合、粗粒度服務、標準開放的體系結構。能夠快速、有效地將企業現有信息資源進行整合，使企業分散的信息系統成為統一的應用、分析、決策支持平臺[3，4]。目前，SOA在企業應用方面的研究已經比較深入[5-8]，而SOA在電子政務方面的研究還不多見：馮方回等[9]認為SOA是電子政務的基礎架構，使用SOA實現電子政務將達到事半功倍的效果；劉紀平[10]嘗試把SOA技術引入到GIS領域，提出了基于SOA的電子政務地理信息服務概念；史海燕[11]基于Web Services對社區信息集成進行了研究；龍朝陽[12]、肖靜波、高潔[13]、張相文等人提出了基于SOA的服務型電子政務的架構，深入探討了政務信息資源共享問題。相關研究為本文研究奠定了基礎。

Web服務是通過Internet標準后發行的簡單應用程序。同組件一樣，一個Web服務提供一個“黑匣子”函數，它可以調用處于本地機或異地機的多個Web服務，而不必知道這些Web服務的結構、實現方式和運行環境。該服務也可以被其他多個Web服務調用，而不讓調用者知道該服務的實現和運行平臺。與當前組件技術不同，web服務不是由對象模型協議（如DOCM，RMI，IIOP）來訪問的，而是由通用的網絡協議和數據結構（如HTTP和XML）來訪問的。它把HTTP的成熟性和XML得靈活性與擴展性結合在一起，使得現有的軟件不論是基于什么樣的編程模型都可以通過Internet通信。一個Web服務可以用Java，C++，VB，Delphi等各種開發工具開發，其內部本身是一個緊密藕合的極其簡單的模塊程序，每一個模塊提供稱為契約的精確定義的接口，此接口描繪了所提供的服務，以便其他服務調用。WSDL（Web Service Description Language）是用于描述Web服務的規范，它使用XML語法定義了用于描述Web服務各個方面的元素，包括Web服務的位置，包含的接口、接口中的方法和方法的參數類型等。UDDI（Universal Description， Discover and Integration）為Web服務定義了一系列的機制。UDDI注冊中心是UDDI規范的實現，它是Web服務的注冊中心，通過它可以發布和查詢服務。與傳統的組件技術相比，Web服務具有封裝性、松散耦合、規范協議和高度可集成性等優點。圖1為Web服務的技術架構。

2.2 基于UDDI的Web服務運行機制

UDDI相當于Web服務的一個公共注冊表，通俗地說，它就是服務的“網絡黃頁”，它旨在以一種結構化的方式來保存Web服務的信息。通過UDDI，人們可以查找發現web服務的信息，再根據這些發布在UDDI中的信息，通過統一的調用方法來享受這些服務。圖2 描述了web服務、服務使用及與UDDI的關系。

可見，把分布在監獄不同部門以及對口其他公權部門的異構系統應用以web服務的方式進行封裝，并在UDDI中注冊，則UDDI中就有系統應用的詳細信息，相當于一本應用服務字典。要完成這些服務的有效管理和操縱，還需要一個知識管理系統，運用UDDI中的信息，以虛擬知識庫的形式集中管理和操縱各地web服務模型，能有效支持決策者的模型管理與操縱任務。

3基于SOA的監獄信息集成模型

3.1 監獄信息資源分析

監獄信息資源指一切產生于監獄內部或外部并對監獄各項業務活動有影響的信息數據的統稱[1]。監獄信息資源作為政府信息資源的一部分，其受眾面向監獄自身、其他各級公權部門和社會公眾。總體來看，監獄信息資源體系呈縱橫交錯的分布式結構。縱向方面如省級監獄管理局下屬各監獄及直屬單位，各監獄及直屬單位又下屬不同的部門、監區等。這種管理結構上的從屬關系，導致相應系統中的信息資源、權限、信息服務等形成層次結構。同時，在橫向上監獄與其他同級的公檢法部門關聯，相互之間存在大量的業務往來和信息資源共享。例如同級別的法院、檢察院、公安等部門與監獄之間，往往因為工作需要在罪犯獄政管理、刑罰執行、獄內偵察等方面進行合作。另一方面，我國電子政務工作正在大力推行，公眾對政務信息的需求越來越廣泛，監獄作為刑罰的執行機關有責任和義務將非涉密的部分監獄信息資源開放給服刑罪犯、罪犯家屬以及社會公眾，提高監獄獄務的透明度，接受社會監督，降低監獄瀆職的風險。

監獄信息資源涉及面廣、信息異構的特征突出，同時監獄業務對信息資源的準確性、安全性要求較高。因此，監獄信息集成是監獄信息化的必由之路。只有對各種不同類型的信息資源提供統一的存取、檢索和管理，實現跨部門、跨機構的信息協同共享和高效流動，才能提高監獄工作的質量和效率。

3.2 系統分層邏輯模型

基于以上分析，監獄信息集成的總體目標是建立以信息安全為基礎，以數據獲取和整合為核心，面向決策支持，面向公眾服務的一體化信息資源平臺。而該平臺主要是以國家政務總體建設目標為依托，連接、整合現有監獄內外網各種廣域／局域數據庫和應用系統，統一平臺接入、統一資源調配，將業務服務從各個分散的系統中抽取出來，形成政務應用服務，并集成到該平臺的Web Services層，然后進行清洗、整理、加工，通過監獄電子政務信息門戶網站呈現出來。它不僅能著眼于為監獄內的工作人員服務，也能通過監獄信息門戶網站向廣大公眾、公檢法部門提供“一站式”服務，幫助監獄樹立“文明執法”的新形象，還能對各部門、各級監獄管理機關的信息資源進行整合、交換，實現資源共享與管理，同時提供決策支持。其體系結構如圖3所示。

該體系結構從下到上主要分為基礎設施層、數據層、服務邏輯層、服務應用層4層。

基礎設施層：主要涉及到網絡基礎設施和國家信息安全基礎設施[14]。這兩個基礎設施在技術方案上必須考慮當前使用技術的成熟性與安全性，確保整個體系對關鍵技術的發展具有良好的適應能力，從而保持系統服務的延續性和穩定性。網絡信任域基礎設施是提供信息交換與傳輸的基礎，也是整個電子政務系統運行的基礎；信息安全基礎設施則主要提供系統的安全保密管理工作，是整個電子政務系統運行的保證。

數據層：主要整合監獄各部門和其他公權部門的信息資源，并為各種形式和類型的數據提供了一個基于XML的統一資源整合平臺，為服務邏輯層的基礎平臺，為服務邏輯層提供數據服務。

服務邏輯層：是電子政務系統的樞紐，提供了基于XML的統一的Web Services平臺，和監獄公共政務應用服務構件庫，同時集成了監獄內部現有的業務系統。包括對外門戶提供對社會公眾、服刑罪犯和罪犯家屬的服務功能的接口，也包括對內提供的數據共享、協作辦公、決策支持、數據挖掘等服務構件的接口。監獄公共政務應用服務構件庫作為政府的信息資產，能重復應用于監獄各部門和各級公檢法部門的電子政務系統中，這樣既能降低系統的復雜度，減少系統的維護，也能降低成本。

應用層：主要提供各種類型的監獄應用服務。包括所有的監獄電子政務服務系統以及部門間的辦公協作、業務處理系統和決策支持系統，是真正提高監獄工作質量和效率，并且為公眾和其他公權部門提供“一站式”服務的最直觀的層。

4系統實現

SOA是從面向對象、構件架構等逐步發展完善，并與之相互依托、相互補充。SOA架構和構件技術緊密相連，一些專家認為，“從應用開發層次看，面向構件技術是SOA服務的組裝和實現，而SOA則可以看作是在應用表現層次的軟件構件化”。二者的有機結合，為軟件開發提供了一種新的方法。其根本思想就是在構件技術的基礎上，結合SOA的理論來指導軟件開發，以便提高系統生成的效率和可靠性[4，15]。圖4是SOA技術實施圖。

SOA中的服務是由多個構件組裝和實現的。在實現該系統時，我們主要利用面向服務組件的架構SCA(Service Component Architecture)，它提供了一種統一的與編程語言無關的調用方式，從而使得服務請求者可以把不同的組件類型，比如普通舊式Java對象POJO、EnterpriseJavaBean、流程組件、人工交互組件等通過一種標準的接口來封裝和調用，進而滿足服務請求者的服務需求。

借助于SCA，我們能夠更容易創建新服務或者將現有的信息資產(原有的用傳統技術開發的監獄業務處理系統等)轉化為可重用的服務，這些服務可以快速適應不斷變化的信息需求。而對于那些部門專用的和從現有平臺轉換為服務構件需較高成本或難以實現的系統模塊，我們也可以保留在原有的業務信息系統中。另外，基于SOA的系統部署是一項復雜的工程，必須從統一規劃的高度著手，統籌各部門系統間、系統內部之間的關聯與協作關系，按照系統實現的流程實施，同時必須以現有平臺的信息安全基礎設施(PKI／PMI)為基礎，配合防火墻以保證系統安全。

5結束語

監獄信息化是我國建設和諧社會和服務型政府的新挑戰和新要求。本文針對監獄信息集成進行研究，提出了基于SOA的監獄信息集成模型。該模型能在不破壞現有監獄信息系統資源的基礎上，對內提供協作辦公、決策支持，對外提供“一站式”信息應用服務，實現不同部門、不同位置、不同格式的數據共享和交換，能夠解決監獄信息化發展過程中的信息孤島和數據整合問題。本文詳細闡述了從模型的提出到系統實現的過程，是監獄信息集成和監獄電子政務系統建設中非常有意義的探索。

參考文獻

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