基于TOGAF的交通运输数据中心总体架构设计研究

李爽爽， 沈 潋， 韩 懿

（中海网络科技股份有限公司，上海200135）

0 引 言

交通运输信息化经过“十五”、“十一五”建设，已基本完成了基础网络体系的部署，在部、省、市各级建成了众多的信息系统或业务管理系统，并初步设立了部分基础数据库。这些信息系统的建设，对于提高行政办公效率、行业监管能力和服务水平发挥了积极的作用。但是，由于条块分割的建设模式使得这些业务应用系统相对独立，形成了一个个信息孤岛，在资源整合、效能发挥上还存在不少问题。

为有效整合行业信息数据资源，调整行业信息化格局，促进交通运输信息化快速发展，交通运输部将交通运输数据中心体系建设列为了“十二五”期间信息化工作重点，并提出以信息共享为基础，促进业务应用系统进一步整合，提高业务协同效率、提高信息资源开发利用和服务水平的发展思路。数据的高效共享需以稳定的数据结构、标准的数据元素、合理的数据分布、及时的数据采集、准确的数据内容为基础。因此，在全面梳理业务体系的基础上，运用信息工程及信息资源管理的理念和方法，系统地规划交通运输行业数据中心体系架构将是数据中心建设的重中之重。

目前，业内主流信息系统架构方法有：开放组体系结构框架（The Open Gr oup Architect ure Framewor k，TOGAF）、Zach man框架（Zach man Fra mewor k，Zach man）、联邦企业体系结构框架（FEA－Federal Enter prise Architect ure，FEA）等。其中TOGAF有超过15年的发展历史，认知度最高，不仅有80%的福布斯（For bes）全球排名前50的公司在使用，而且支持开放、标准的SOA参考架构。为适应现代综合交通运输业的发展，尝试采用TOGAF方法，从信息资源规划角度出发，对交通运输数据中心的总体架构设计进行研究。

1 TOGAF介绍

TOGAF是信息技术标准化组织The Open Gr oup所制定的1种企业信息化架构框架，TOGAF包括1套开发企业信息化架构的详细方法与相关工具，为企业信息化架构设计提供了1个通用的工作视图【2】。TOGAF总体架构见图1。

基于TOGAF的企业信息化总体架构分为业务架构、数据架构、应用架构、技术架构四部分［3］。业务架构是对机构关键业务战略及其对业务功能和流程影响的表达，业务架构定义了机构行使职能的目的、如何行使职能以及机构部门内外的协作关系。应用架构对部门当前应用系统状态进行描述，并需要理清应用系统间的交互关系、应用与核心业务、管理对象的对应关系。数据架构描述了逻辑的和物理的数据资产和管理数据资源的结构，建立关键信息流模型，描述业务事件的关键输入、输出信息，为交通运输行业应用架构提供数据支撑。技术架构给出了实现应用架构与数据架构的技术途径。

图1 TOGAF总体架构图

2 交通运输数据中心总体架构设计

2.1 业务架构

由于数据在具体的业务活动中产生并利用，因此业务框架梳理是识别数据元素、定义数据架构的基础。为了全面识别交通运输核心业务所涉及的数据元素，根据交通运输部的业务职责和发展规划，利用TOGAF方法按照“职能域（对象域／业务域）－业务过程－业务活动”的层次结构对核心业务流程进行梳理和描述，建立描述业务元素之间内在关系的逻辑结构。业务框架的梳理将主要服务于数据模型建立，为用户视图、数据流程分析的全面性、系统性、准确性奠定基础。

业务框架梳理是对“职能域（对象域／业务域）—业务过程—业务活动”进行逐层“分解”和“聚类”的过程。其主要步骤见图2。

通过对交通运输部现行业务和常用目标的分析，按照部内各项业务的逻辑关系，确定的业务框架见图3。职能域划分为建设、管理、养护、收费、运输、服务；对象域划分为公路、业户、人员、车辆、班线、航线、船舶、港口、航道等；业务域划分为规划统计、政策法规、公路建设、水路建设、公路管理、道路运输、水路运输。

图2 业务架构确定过程示意图

图3 业务架构矩阵

2.2 应用架构

应用架构定义了数据和支持业务应用系统的主要种类，明确交通运输行业业务应用的系统种类及其关系、功能逻辑，以支持业务架构中的业务活动。根据交通运输部机关业务系统现状，对核心业务系统分类，建立职能、对象、业务、应用系统的矩阵，确定了应用系统间的交互关系、应用与核心业务的对应关系，形成交通运输行业应用架构模型见图4。

图4 应用架构模型

2.3 数据架构

数据架构研究业务过程和流程分析中的数据表现形式、支持业务的数据来源，数据定义的规范、使用方法等。在分析业务架构和应用架构的基础上，进一步明确系统间的数据流转关系，不同业务活动之间的关联关系，确定职能域之间、各业务过程之间交换共享的数据。

2.3.1 概念数据模型

概念数据模型是从信息视角抽象的业务层面数据模型，定义了重要的业务概念、对象实体及实体之间的业务关系。根据业务架构对象域划分结果：公路、业户、人员、车辆、班线、航线、船舶、港口，结合交通运输职能对业务细分形成数据域及数据子域。如船舶信息划分为船舶基础信息、载运货物、航运公司、资源等数据子域，各个域和子域之间的关系以概念数据模型形式描述。船舶子域的概念数据模型见图5。

2.3.2 逻辑数据模型

逻辑数据模型是对概念数据模型不同概念域的进一步分解和细化，描述域内和域间的实体、实体属性以及实体关系，主要解决细化的业务结构问题。基于概念数据模型，逻辑数据模型首要内容是制定各概念域中的核心逻辑数据实体及其之间的关系，然后构建各个概念域中的逻辑模型。对船舶子域数据概念模型中载运货物和船舶数据建立的逻辑数据模型见图6。

2.3.3 物理数据模型

物理数据模型描述的是模型实体的实现细节。在逻辑模型设计完成之后，需再根据所选的数据库平台和应用程序架构，设计数据库的物理模型，包括对数据冗余与性能进行平衡，主要解决细节实现的技术问题（即数据库的物理实现），需要考虑所使用的数据库产品、字段类型、长度、索引等因素和编码规则。

图5 船舶子域数据概念模型

图6 载运货物和船舶数据建立的逻辑数据模型

4 结 语

“数据是稳定的，处理是多变的”，是信息工程的基本原理。交通运输数据中心的建设将“以数据为中心”，重点关注部、省间的纵向信息共享、省际间跨区域横向信息共享需求，兼顾对外的信息服务需求。运用TOGAF信息系统架构方法，通过梳理业务框架，识别每个业务过程产生和使用的数据，确定每个数据元素最初来源的业务活动，以及被哪些业务活动所使用，明确了相关业务的信息共享关系，为推进业务系统协同提供了参考。

［1］ 高复先.信息资源规划：信息化建设基础工程［M］.北京：清华大学出版社，2002.

［2］ 宋俊典，李名敏，金涛，杨根兴.基于TOGAF的轨道交通企业信息化架构规划研究［J］.计算机应用与软件，2010，27（5）：165－168.

［3］ J.A.Zach man.A framewor k for infor mation systems architecture［J］.IBM Systems Jou mal，1987，26（3）：276－292.