基于SOA的鐵路“門到門”貨運電子商務信息服務系統研究

賀寧波，呂紅霞，曹 可

（西南交通大學 全國鐵路列車運行圖編制研發培訓中心，成都 610031）

基于SOA的鐵路“門到門”貨運電子商務信息服務系統研究

賀寧波，呂紅霞，曹 可

（西南交通大學 全國鐵路列車運行圖編制研發培訓中心，成都 610031）

隨著12306電子商務平臺的推出與鐵路貨運電子商務系統的發展，原有鐵路獨立開發的信息系統已無法滿足新形勢下的貨運組織和“門到門”服務的要求。利用SOA架構整合現有的貨運服務系統，能夠實現現有信息系統各功能的優化和重組，消除信息孤島現象，提高信息的交互性、實時性。

電子商務；SOA架構；門到門信息系統；信息交互

鐵路運輸繼2011年6月底實現客運服務實現電子商務化后，又于2012年9月在12306平臺推出了貨運電子商務服務并提供“門到門”服務。利用面向服務的體系結構（SOA，Service Oriented Architecture）技術搭建鐵路“門到門”貨運電子商務信息服務系統（以下簡稱“門到門”信息服務系統），利用其松耦合的集成方式、開放性的架構、可以快速部署的特性，實現現有貨運服務信息系統之間的信息融合與交互，有利于提高鐵路貨運服務的質量和效率，增強“門到門”服務托運人的體驗度。

1 鐵路貨運服務信息系統現狀

目前，12306電子商務平臺的建成投入，對鐵路貨運的發展起到了彌足輕重的作用，即簡化了客戶辦理托運的過程，更省去了托運人營業廳辦理業務的繁瑣手續。尤其是“五定班列”等貨運專列推出后，托運人可以選取自己的發貨日期、運輸車型等，對于“門到門”服務托運人來說更是可以做到“人在家中坐，收發天下貨”。但隨著12306的出現也為鐵路貨物的運輸組織、營銷帶來了新的問題：（1）五定班列滿載率低，有些甚至接近于零；（2）列車回空率高；（3）內部審查認定、最新班列計劃發布更新慢。這“一低、一高、一慢”主要就是由于推出鐵路貨運商務平臺后，鐵路原有的信息服務系統無法滿足平臺快速的信息交互的需求造成的。

表1列出了目前鐵路貨物主要的信息服務系統。由此可知，由于各信息系統是在不同時期分別由不同設計人員設計實現的，其開發工具和數據庫系統各不相同，因此在信息整合上存在一定的難度。傳統的IT公司在處理企業信息系統融合方面，先后經歷了點到點的集成、第1代企業應用集成技術（公共對象請求代理體系結構/分布式組件對象模型、面向消息的中間件等技術）和基于業務流程管理/業務流程改進的第2代企業應用集成技術[1]。然而，對于鐵路運輸這樣一個信息傳輸量大、遺留信息系統多、后期新建或改建信息系統任務重的企業來說顯然無法滿足。基于SOA架構的信息服務系統，以其獨特的松耦合結構可以滿足鐵路貨運系統的需求。

表1 主要鐵路貨物服務系統

圖1 鐵路貨運信息服務系統框圖

2 “門到門”電子商務信息服務系統分析

目前，鐵路的信息系統主要存在的問題有：（1）部分信息系統“孤島”化，嚴重影響了信息的暢通性，更造成了大量數據的重復輸入。（2）信息流轉速度緩慢，無法為鐵路的調度指揮、組織等決策提供最新的數據支持，造成了決策的滯后性。（3）信息接口“死板化”，外部預留接口少。如鐵水聯運，需要鐵路總公司商務平臺與港口的商務平臺擁有同步或異步的通信。

“門到門”服務的實現需要信息流通道暢通、數據更新及時，這就需要一個統一的“平臺”整合來自12306電子商務平臺、內部運輸管理與運力保障等眾多信息服務系統，形成一個可在各原有模塊間跨應用、跨開發語言、跨數據格式的擁有推拉結合功能的信息中間通道。

圖1列出了鐵路內部實現“門到門”運輸時的相關信息服務系統，在提供門到門服務期間這些系統各司其職又要通力合作。其中，貨運服務系統主要負責“門到門”服務客戶關系管理、對外信息發布及外部信息的匯總；運輸組織主要負責在貨物承運的車底安排、運行計劃安排、裝卸車、貨物短程集卡拉運等；12306電子商務平臺則是一個網絡信息發布平臺，托運人通過它獲取各個路局子公司的貨運安排情況、預定車底，平臺收集托運人車底預定情況上報后對批復結果進行回復；貨運保障是鐵路內部的后勤保障系統，負責承運所需的基礎條件（電力、機車等）的保障。要保障“門到門”服務的實施需要綜合各系統的數據，如行車組織策劃系統需要結合貨運服務系統中的客戶季度貨運需求及貨運保障系統中的空閑車底狀況等制定月計劃與日計劃；12306平臺要根據日計劃與月計劃情況，發布計劃班列情況。

要真正實現“門到門”，需要以12306為交易平臺，提供方便快捷的網絡服務；以車輛為中心構建業務管理系統，精確掌握車輛信息，調配運力資源；以客戶為中心構建貨運管理系統，提供更加人性化的貨運服務產品；結合預防為主的信息安全系統，保障鐵路信息高安全級別的需求及網絡電子交易的安全[2]。

面向服務架構（SOA）運用開放的標準，把企業的業務功能包裝成標準的服務，通過透明的、與實現無關的接口來定義，服務被松散綁定，并且可以通過強調位置透明性和互操作性的通信協議進行調用[3]。SOA沒有包括特定的協議和調用服務的格式，可以應用于各種不同領域的數據整合及信息共享[4]。

3 基于SOA的信息服務系統設計

企業應用集成經歷了從最初的點到點連接到基于消息的中間件再到基于SOA和ESB的發展歷程[5]。SOA架構在國內發展還處于起步階段，但在國外已成為企業IT整合的首選，也已有很多的成熟的產品，如Microsoft的Indigo平臺、IBM的企業服務總線（ESB，Enterprise Services Bus）平臺、SUN的“SOA Path”（SOA路徑）服務導向架構。綜合考慮各種SOA特點與使用場景，本文采用的是IBM的ESB平臺。

在SOA架構中將各系統功能封裝為可重用的服務，并在企業總線上進行注冊；當服務請求者需要調用服務時，總線偵聽請求信息，解釋并翻譯為服務提供者的信息格式與數據結構，路由請求信息；服務提供者完成其提供的服務后，總線回調服務結果，解釋并翻譯為服務請求者的信息格式與數據結構，路由信息至原服務請求者，這樣一個完整的服務調用才算完成。圖2所示是一種典型的服務體系結構圖。

圖2 服務體系結構圖

根據當前鐵路貨運組織狀況，參考相關文獻的分析[6～7]設計電子商務條件下，“門到門”信息服務系統框架結構如圖3所示。

圖3 “門到門”貨運電子商務信息服務系統框架圖

在新的“門到門”信息服務系統中，不需對原遺留系統做過多的改變，這些系統依然作為“門到門”信息服務系統的底層服務系統，負責底層的信息采集和現場的管理；12306電子商務平臺基本不需要做改變，進行原先的信息發布與結果回復操作，所不同的只是在SOA架構下，隨著信息交互效率的提高、速度的增加，可以提供給托運人更多更人性化的服務，貨物位置信息、預確報等信息更新也更加快捷。

“門到門”信息服務系統以鐵路原有運輸服務系統為基礎，利用分布式結構組合已有系統的數據庫和應用系統，作為SOA架構的底層信息系統。運用服務描述語言（WSDL，Web Services Description Language）將數據應用層的系統（鐵路內部原有系統）功能封裝為服務，并在通用描述發現和集成（UDDI， Universal Description Discovery and Integration）注冊表中進行注冊。此外，在預留系統的處理上，應注意系統劃分為服務時的粒度，劃分的粒度過粗會影響服務調用的靈活性，粒度過細則會增加后期服務封裝與調用時的任務量。服務層管理所有在注冊表里注冊過的服務，對相關的服務進行組合、刪除或合并等操作。此外，服務層中的ESB企業總線還負責當表現層調用應用層的功能模塊時，不同系統或應用程序之間的協議轉換、格式變換、數據傳輸及智能路由等功能；數據應用層不同服務之間的通信、數據應用層向應用層發布信息也由企業總線完成。應用層劃分的一些相對獨立的功能塊是服務層對底層服務進行封裝后，在UDDI中心注冊的服務接口，這些接口可以供表現層的平臺調用，也方便服務之間的彼此調用。12306平臺仍作為SOA架構下的表現層，其本身也可理解為一種特殊服務，負責信息發布，接收應用層發布的預確報等信息并顯示，同時也是托運人查詢信息時與表現層的接口，提供同步與異步的通信查詢與反饋。

在服務層企業總線的功能實現上，國內外有很多成熟的基于XML的技術，對于我國這樣在鐵路內部以XML為消息傳輸語言的信息系統尤其適合。比如進行協議轉換時，運用名為橋接器的通道適配器將簡單對象訪問協議（SOAP， Simple Object Access Protocal）消息連接；數據格式轉換方面可選擇XSLT語言，將不同格式的服務請求方的數據轉換為XML語言，再翻譯為注冊表中對應的服務提供者的數據格式；智能路由方面目前運用較多的是基于地址的WS-Routing（無狀態協議）和基于內容的WSNotification（有關Web服務通知的規范）；此外，還可利用WS-BPEL（標準流程定義語言）對一些常用的造作流程或數據流程進行定義[8]；至于安全方面，可選擇WS-Security規范，在SOAP的擴展報頭寫入例如數字簽名的信息，再利用加密技術以HTTP協議傳輸。下文是一個簡單的在服務調用時，在消息源（即消息的核心內容）報頭前添加UsernameToken標簽，利用用戶名（Username）和密碼（Password）作為服務調用時的驗證依據的例子：

xmlns:soap=“http: //www.w3.org/2013/12/ soap-envelope”

soap:eneodingStyle=“http://www .w3. org/2013/12/soap-eneoding”>

JACK

Rose520

//利用WS-Security規范在SOAP擴展表頭寫入驗證信息

……//消息頭

……//消息本體，即內容

對于“門到門”服務來說，還要涉及很多與鐵路外部企業的接口，如集卡公司、防疫安儉等國家監管部門。在實際應用中，可以將這些部門的需要與鐵路交互的數據封裝為一個數據應用服務：鐵路可以通過ESB總線獲取集卡公司的貨物實時信息、監管部門的審批信息等；集卡公司可以取得需轉運貨物信息、監管部門也可以方便地實施監管。考慮到鐵路數據的高安全級別，在外部接口與內部網絡之間應設立足以滿足鐵路信息安全級別的物理防火墻，并實行嚴格的IP地址、身份認證。

4 結束語

隨著鐵路運輸改革的深化發展，電子商務平臺將逐步取代原有的線下模式成為未來的主要托運方式，方便快捷的“門到門”服務也必將成為未來貨主托運的主要服務方式。目前，SOA架構已在鐵路貨運電子商務中得到了初步應用，深化SOA 架構的利用，整合鐵路現有貨運信息系統，為未來新的貨運服務系統預留接口，為與合作企業的數據通信做鋪墊，能夠提高貨運組織效率、為托運人提供更加人性化的服務。

[1]陳 濤，王兆良.基于SOA的企業應用集成技術架構實施方法[J]. 計算機光盤軟件與應用，2013（14）.

[2]金福才，郭麗紅. 電子商務環境下鐵路貨運管理信息系統發展探究[C]. 第十五屆中國科協年會第11分會場：綜合交通與物流發展研討會論文集，2013.

[3]杜萬雅.基于ESB的SOA框架的設計與實現[D]. 北京：北京交通大學，2008.

[4]黎 英.基于SOA 的鐵路信息共享系統研究[J]. 鐵路計算機應用，2009（8）.

[5]孫金波，劉淑芬.ESB技術實現基于SOA的企業信息化平臺[J].電腦編程技巧與維護，2009（14）：70-71.

[6]劉 濤，侯秀萍.基于ESB的SOA架構的企業應用研究[J].計算機技術與發展，2010 ，10 （3）.

[7]黃 強，王 薇，倪少權.基于SOA和DDD的鐵水聯運信息平臺構架設計[J].計算機應用與軟件，2013（6）.

[8]王煥民，陳治理.基于SOA及Web服務的鐵路信息集成系統開發[J].鐵路計算機應用，2009（6）.

責任編輯 方 圓

Railway door-to-door forwarding E-business Information System based on SOA

HE Ningbo, LV Hongxia, CAO Ke
( National Railway Train Diagram Research and Training Center, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China )

With the appearance of 12306 platform and the development of railway freight E-business Information System, original information system was unable to meet the needs of freight organization under new situation and the requirements of door-to-door. The SOA framework could integrate existing systems, eliminate non-connecting systems, improve the interactive and real-time performance.

E-business; SOA; door-to-door Information System; information interaction

U294.1∶TP39

A

1005-8451（2014）10-0024-04

2014-03-05

賀寧波，在讀碩士研究生；呂紅霞，教授。