基于SOA的铁路“门到门”货运电子商务信息服务系统研究

贺宁波，吕红霞，曹 可

（西南交通大学 全国铁路列车运行图编制研发培训中心，成都 610031）

基于SOA的铁路“门到门”货运电子商务信息服务系统研究

贺宁波，吕红霞，曹 可

（西南交通大学 全国铁路列车运行图编制研发培训中心，成都 610031）

随着12306电子商务平台的推出与铁路货运电子商务系统的发展，原有铁路独立开发的信息系统已无法满足新形势下的货运组织和“门到门”服务的要求。利用SOA架构整合现有的货运服务系统，能够实现现有信息系统各功能的优化和重组，消除信息孤岛现象，提高信息的交互性、实时性。

电子商务；SOA架构；门到门信息系统；信息交互

铁路运输继2011年6月底实现客运服务实现电子商务化后，又于2012年9月在12306平台推出了货运电子商务服务并提供“门到门”服务。利用面向服务的体系结构（SOA，Service Oriented Architecture）技术搭建铁路“门到门”货运电子商务信息服务系统（以下简称“门到门”信息服务系统），利用其松耦合的集成方式、开放性的架构、可以快速部署的特性，实现现有货运服务信息系统之间的信息融合与交互，有利于提高铁路货运服务的质量和效率，增强“门到门”服务托运人的体验度。

1 铁路货运服务信息系统现状

目前，12306电子商务平台的建成投入，对铁路货运的发展起到了弥足轻重的作用，即简化了客户办理托运的过程，更省去了托运人营业厅办理业务的繁琐手续。尤其是“五定班列”等货运专列推出后，托运人可以选取自己的发货日期、运输车型等，对于“门到门”服务托运人来说更是可以做到“人在家中坐，收发天下货”。但随着12306的出现也为铁路货物的运输组织、营销带来了新的问题：（1）五定班列满载率低，有些甚至接近于零；（2）列车回空率高；（3）内部审查认定、最新班列计划发布更新慢。这“一低、一高、一慢”主要就是由于推出铁路货运商务平台后，铁路原有的信息服务系统无法满足平台快速的信息交互的需求造成的。

表1列出了目前铁路货物主要的信息服务系统。由此可知，由于各信息系统是在不同时期分别由不同设计人员设计实现的，其开发工具和数据库系统各不相同，因此在信息整合上存在一定的难度。传统的IT公司在处理企业信息系统融合方面，先后经历了点到点的集成、第1代企业应用集成技术（公共对象请求代理体系结构/分布式组件对象模型、面向消息的中间件等技术）和基于业务流程管理/业务流程改进的第2代企业应用集成技术[1]。然而，对于铁路运输这样一个信息传输量大、遗留信息系统多、后期新建或改建信息系统任务重的企业来说显然无法满足。基于SOA架构的信息服务系统，以其独特的松耦合结构可以满足铁路货运系统的需求。

表1 主要铁路货物服务系统

图1 铁路货运信息服务系统框图

2 “门到门”电子商务信息服务系统分析

目前，铁路的信息系统主要存在的问题有：（1）部分信息系统“孤岛”化，严重影响了信息的畅通性，更造成了大量数据的重复输入。（2）信息流转速度缓慢，无法为铁路的调度指挥、组织等决策提供最新的数据支持，造成了决策的滞后性。（3）信息接口“死板化”，外部预留接口少。如铁水联运，需要铁路总公司商务平台与港口的商务平台拥有同步或异步的通信。

“门到门”服务的实现需要信息流通道畅通、数据更新及时，这就需要一个统一的“平台”整合来自12306电子商务平台、内部运输管理与运力保障等众多信息服务系统，形成一个可在各原有模块间跨应用、跨开发语言、跨数据格式的拥有推拉结合功能的信息中间通道。

图1列出了铁路内部实现“门到门”运输时的相关信息服务系统，在提供门到门服务期间这些系统各司其职又要通力合作。其中，货运服务系统主要负责“门到门”服务客户关系管理、对外信息发布及外部信息的汇总；运输组织主要负责在货物承运的车底安排、运行计划安排、装卸车、货物短程集卡拉运等；12306电子商务平台则是一个网络信息发布平台，托运人通过它获取各个路局子公司的货运安排情况、预定车底，平台收集托运人车底预定情况上报后对批复结果进行回复；货运保障是铁路内部的后勤保障系统，负责承运所需的基础条件（电力、机车等）的保障。要保障“门到门”服务的实施需要综合各系统的数据，如行车组织策划系统需要结合货运服务系统中的客户季度货运需求及货运保障系统中的空闲车底状况等制定月计划与日计划；12306平台要根据日计划与月计划情况，发布计划班列情况。

要真正实现“门到门”，需要以12306为交易平台，提供方便快捷的网络服务；以车辆为中心构建业务管理系统，精确掌握车辆信息，调配运力资源；以客户为中心构建货运管理系统，提供更加人性化的货运服务产品；结合预防为主的信息安全系统，保障铁路信息高安全级别的需求及网络电子交易的安全[2]。

面向服务架构（SOA）运用开放的标准，把企业的业务功能包装成标准的服务，通过透明的、与实现无关的接口来定义，服务被松散绑定，并且可以通过强调位置透明性和互操作性的通信协议进行调用[3]。SOA没有包括特定的协议和调用服务的格式，可以应用于各种不同领域的数据整合及信息共享[4]。

3 基于SOA的信息服务系统设计

企业应用集成经历了从最初的点到点连接到基于消息的中间件再到基于SOA和ESB的发展历程[5]。SOA架构在国内发展还处于起步阶段，但在国外已成为企业IT整合的首选，也已有很多的成熟的产品，如Microsoft的Indigo平台、IBM的企业服务总线（ESB，Enterprise Services Bus）平台、SUN的“SOA Path”（SOA路径）服务导向架构。综合考虑各种SOA特点与使用场景，本文采用的是IBM的ESB平台。

在SOA架构中将各系统功能封装为可重用的服务，并在企业总线上进行注册；当服务请求者需要调用服务时，总线侦听请求信息，解释并翻译为服务提供者的信息格式与数据结构，路由请求信息；服务提供者完成其提供的服务后，总线回调服务结果，解释并翻译为服务请求者的信息格式与数据结构，路由信息至原服务请求者，这样一个完整的服务调用才算完成。图2所示是一种典型的服务体系结构图。

图2 服务体系结构图

根据当前铁路货运组织状况，参考相关文献的分析[6～7]设计电子商务条件下，“门到门”信息服务系统框架结构如图3所示。

图3 “门到门”货运电子商务信息服务系统框架图

在新的“门到门”信息服务系统中，不需对原遗留系统做过多的改变，这些系统依然作为“门到门”信息服务系统的底层服务系统，负责底层的信息采集和现场的管理；12306电子商务平台基本不需要做改变，进行原先的信息发布与结果回复操作，所不同的只是在SOA架构下，随着信息交互效率的提高、速度的增加，可以提供给托运人更多更人性化的服务，货物位置信息、预确报等信息更新也更加快捷。

“门到门”信息服务系统以铁路原有运输服务系统为基础，利用分布式结构组合已有系统的数据库和应用系统，作为SOA架构的底层信息系统。运用服务描述语言（WSDL，Web Services Description Language）将数据应用层的系统（铁路内部原有系统）功能封装为服务，并在通用描述发现和集成（UDDI， Universal Description Discovery and Integration）注册表中进行注册。此外，在预留系统的处理上，应注意系统划分为服务时的粒度，划分的粒度过粗会影响服务调用的灵活性，粒度过细则会增加后期服务封装与调用时的任务量。服务层管理所有在注册表里注册过的服务，对相关的服务进行组合、删除或合并等操作。此外，服务层中的ESB企业总线还负责当表现层调用应用层的功能模块时，不同系统或应用程序之间的协议转换、格式变换、数据传输及智能路由等功能；数据应用层不同服务之间的通信、数据应用层向应用层发布信息也由企业总线完成。应用层划分的一些相对独立的功能块是服务层对底层服务进行封装后，在UDDI中心注册的服务接口，这些接口可以供表现层的平台调用，也方便服务之间的彼此调用。12306平台仍作为SOA架构下的表现层，其本身也可理解为一种特殊服务，负责信息发布，接收应用层发布的预确报等信息并显示，同时也是托运人查询信息时与表现层的接口，提供同步与异步的通信查询与反馈。

在服务层企业总线的功能实现上，国内外有很多成熟的基于XML的技术，对于我国这样在铁路内部以XML为消息传输语言的信息系统尤其适合。比如进行协议转换时，运用名为桥接器的通道适配器将简单对象访问协议（SOAP， Simple Object Access Protocal）消息连接；数据格式转换方面可选择XSLT语言，将不同格式的服务请求方的数据转换为XML语言，再翻译为注册表中对应的服务提供者的数据格式；智能路由方面目前运用较多的是基于地址的WS-Routing（无状态协议）和基于内容的WSNotification（有关Web服务通知的规范）；此外，还可利用WS-BPEL（标准流程定义语言）对一些常用的造作流程或数据流程进行定义[8]；至于安全方面，可选择WS-Security规范，在SOAP的扩展报头写入例如数字签名的信息，再利用加密技术以HTTP协议传输。下文是一个简单的在服务调用时，在消息源（即消息的核心内容）报头前添加UsernameToken标签，利用用户名（Username）和密码（Password）作为服务调用时的验证依据的例子：

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规范在SOAP扩展表头写入验证信息

……//消息头

……//消息本体，即内容

对于“门到门”服务来说，还要涉及很多与铁路外部企业的接口，如集卡公司、防疫安俭等国家监管部门。在实际应用中，可以将这些部门的需要与铁路交互的数据封装为一个数据应用服务：铁路可以通过ESB总线获取集卡公司的货物实时信息、监管部门的审批信息等；集卡公司可以取得需转运货物信息、监管部门也可以方便地实施监管。考虑到铁路数据的高安全级别，在外部接口与内部网络之间应设立足以满足铁路信息安全级别的物理防火墙，并实行严格的IP地址、身份认证。

4 结束语

随着铁路运输改革的深化发展，电子商务平台将逐步取代原有的线下模式成为未来的主要托运方式，方便快捷的“门到门”服务也必将成为未来货主托运的主要服务方式。目前，SOA架构已在铁路货运电子商务中得到了初步应用，深化SOA 架构的利用，整合铁路现有货运信息系统，为未来新的货运服务系统预留接口，为与合作企业的数据通信做铺垫，能够提高货运组织效率、为托运人提供更加人性化的服务。

[1]陈 涛，王兆良.基于SOA的企业应用集成技术架构实施方法[J]. 计算机光盘软件与应用，2013（14）.

[2]金福才，郭丽红. 电子商务环境下铁路货运管理信息系统发展探究[C]. 第十五届中国科协年会第11分会场：综合交通与物流发展研讨会论文集，2013.

[3]杜万雅.基于ESB的SOA框架的设计与实现[D]. 北京：北京交通大学，2008.

[4]黎 英.基于SOA 的铁路信息共享系统研究[J]. 铁路计算机应用，2009（8）.

[5]孙金波，刘淑芬.ESB技术实现基于SOA的企业信息化平台[J].电脑编程技巧与维护，2009（14）：70-71.

[6]刘 涛，侯秀萍.基于ESB的SOA架构的企业应用研究[J].计算机技术与发展，2010 ，10 （3）.

[7]黄 强，王 薇，倪少权.基于SOA和DDD的铁水联运信息平台构架设计[J].计算机应用与软件，2013（6）.

[8]王焕民，陈治理.基于SOA及Web服务的铁路信息集成系统开发[J].铁路计算机应用，2009（6）.

责任编辑 方 圆

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

贺宁波，在读硕士研究生；吕红霞，教授。