轨道交通企业应用集成方案设计与实践

邢军伟， 周光军， 王 斌

(杭州市地铁集团有限责任公司， 杭州 310017)

轨道交通企业应用集成方案设计与实践

邢军伟， 周光军， 王 斌

(杭州市地铁集团有限责任公司， 杭州 310017)

轨道交通企业的业务比较复杂，需要各类应用系统提供技术支撑。为避免产生“信息孤岛”，必须预先做好信息化规划和应用系统集成方案。根据杭州地铁信息化的经验，对轨道交通企业的应用系统进行层次划分，设计出可扩展的企业应用技术架构,以及面向服务的系统集成方案，主要包括数据、服务、流程、信息展现和安全访问集成等内容。同时，提出系统集成的技术规范，用实际案例进行说明。实践表明,本方案有一定的完整性和前瞻性，对轨道交通企业的应用集成有一定的参考意义。另外还分析了云计算、大数据等技术对应用集成方案的影响。

轨道交通； 企业应用； 集成方案

企业应用集成一般指通过硬件、软件、标准和业务过程的结合，实现2个或多个企业系统之间的无缝集成，使他们能够统一运作[1-2]。系统集成的关键在于解决系统之间的互联和互操作性问题[3]。

轨道交通企业先期一般以建设为主，再由单条线路运营逐渐向多条线路建设、运营及资源开发并行开展的模式转变，企业组织也会向集团化发展。相应地，轨道交通企业的应用系统通常也是分阶段实施的。从系统本身看，在通常模式下，轨道交通企业的应用系统一部分会选择成熟的软件产品，一部分由外部公司定制，少部分采取自主开发[4]，这就要求轨道交通企业的信息化工作必须做好顶层设计和总体规划，否则很容易形成“信息孤岛”和“流程孤岛”，导致无法做到统一管理，使后续维护难度加大[5]。

本文在分析轨道交通行业特点和应用需求的基础上，以“集中、统一、共享”的信息化原则为基础，结合杭州地铁信息化规划和一体化管理信息系统平台建设工作，设计了可扩展的企业应用技术架构和面向服务的应用集成架构，提出了相应的技术规范，实践结果表明，方案可行，扩展性良好。

1 应用系统架构分析

轨道交通企业的业务通常主要包括建设、运营、资源开发(广告、通信、房地产等)、职能管理等内容[6]。为提升企业整体的管理效率，上述业务板块所需的应用系统采用共享设计、合理集成，以提升跨板块、跨业务部门的流程衔接与业务系统能力，按系统功能的不同可以分为如下几类。

1) 集团层面可以共用的系统：内部门户、外部门户、办公自动化、人力资源管理、资金管理、预算管理、合同管理、财务管理、邮件、统一通信等系统；

2) 建设业务专用的系统：设计管理、工程项目管理等系统；

3) 运营业务专用的系统：施工调度、设备维修维护管理等系统；

4) 资源开发业务专用系统：租赁管理、商业管理等系统。

为了降低成本、提升管理效率，上述应用系统共享统一的基础设施，如网络、存储、服务器等系统。

由于上述应用系统通常是分期建设，采取的技术也多种多样，因此在信息化工作初期就应该设计好应用系统的整体架构，确保不同功能、不同技术、不同阶段实施的系统能够有效集成。

1.1 应用系统逻辑分层

按照业务和系统功能属性的不同，各应用系统从功能上可以垂直划分为分析层、执行层、支撑层和协同层。分析层是对企业业务活动、管理任务、执行情况的分析与评估，可以从不同维度上考量管理、执行的成果和效率，为企业战略决策制定提供依据；执行层包括各种业务活动的执行和管理，包括物资采购、合同管理、设备设施维修维护以及运营施工调度管理等；支撑层是对企业核心的资源包括人力资源、财务、资金等的管理，它们为执行层提供流程和数据的支持；协同层是企业内部协同办公的信息化平台，包括域管理、邮件管理、统一通信平台等。同时，还有部分生产系统如立体仓库、票务系统等与应用系统有集成的需求。

1.2 可扩展的技术架构分析

明确了各系统的层次和定位后，以统一的系统平台和集成标准为目标，采取可扩展的技术架构，主要分为企业门户、协同办公、管理支撑、生产系统、技术支撑和基础平台等几类，如图1所示。

图1 统一可扩展的技术架构Fig.1 Unified and extensible technical architecture

2 应用系统集成方案设计

由于面向服务的集成架构(SOA)和松散耦合软件的解决方案，具有敏捷性、跨平台、分布式的特点，能够以程序化的、可访问软件服务的形式公开业务功能，以使其他应用程序通过已发布和可发现的接口来使用这些服务[7-9]。因此，在统一可扩展的应用系统技术架构下，在集成时采取SOA集成架构，如图2所示。

图2 系统集成总架构Fig.2 System integration architecture

面向服务的集成架构主要包括信息集中展现、流程整合、服务/数据共享和安全访问等维度的内容。下面对关键的集成项加以说明。

2.1 数据集成

数据集成基于数据仓库、数据挖掘或者数据联邦与复制等技术，从一定维度对物理上分散的数据进行抽取与整合，构建面向分析和数据共享的主题数据库(数据集市)，为业务分析提供数据支持。采用数据集成技术，能够对分布在不同系统的信息进行有效地整合，提供对各类数据进行访问、共享、查询、搜索以及深层次的分析能力。

图3 应用系统交互关系Fig.3 Interface relationships of application system

2.2 服务集成

企业服务总线(ESB)是集成架构中最核心的技术平台，它实现了服务和数据共享，并且提供一个具有可扩展性的整体信息平台架构，一方面最大限度地整合现有资源，另一方面为未来新的系统集成一体化平台提供了较大的技术选择空间。与数据集成相比，服务集成是一个粒度较粗，偏向业务能力的集成。服务集成的内容主要是交易请求和数据共享，业务服务保证在正确的时间，以正确的格式传送符合要求的信息。借助于服务集成，可以减少应用系统之间点对点的请求响应关系，极大地增强了服务的灵活性。图3是一体化管理信息系统平台部分系统和模块的业务交互关系示例，为实现上述集成需求，采取图4所示的主数据服务。

图4 主数据服务逻辑Fig.4 Service logic of master data

2.3 流程集成

流程集成的核心是工作流管理平台，它负责解释执行有业务流程设计器定义的流程定义。工作流最基本的特性是能结合人工和机器的行为，特别是与自主开发的应用程序和消息队列等进行交互，完成业务流程自动化处理。流程集成可以将多个系统的流程一体化地集成起来，达到企业整体信息化业务的流程一体化。在一体化管理信息系统平台中，流程集成体现在跨多个系统(如OA、合同管理等)的审批流程上(见图5)。

图5 流程集成逻辑Fig.5 Logic of process integration

2.4 信息展现集成

在现有应用系统的基础上，建立一套完整的内部门户网站，提供一个企业级的信息门户平台，实现集团及各分子公司的应用系统在统一的门户上进行展现，内容包括：企业信息发布、待办事项、知识文档、个性化内容等。图6为门户集成架构。

2.5 安全访问集成

基于AD(活动目录)域、统一用户视图和单点登录实现安全访问集成。AD目录服务提供了内部用户安全数据，统一用户视图整合了外部用户的数据，而单点登录提供了统一用户登录和多种认证方式，为各个应用系统提供基于消息令牌的用户登录信息接口，应用系统可以通过令牌识别当前用户是否已经登录，并且识别用户登录的账号和身份信息，从而可以自行控制用户在本系统内的操作权限。同时，单点登录提供主动登录拦截功能，如果用户在未登录的状态下，绕开门户登录直接访问应用系统，系统会自动控制页面跳转回单点登录系统统一的登录页面，直到用户通过验证为止，以防止安全漏洞。

图6 内部门户集成架构Fig.6 Integration architecture of internal gateway

一体化管理信息系统平台集成到单点登录框架中的应用系统有合同管理、人力资源管理、财务/物资管理等系统，其他的系统或平台可以基于统一的技术标准和接口加入到这个框架中。

3 应用系统集成技术规范和示例

为了确保各系统间接口集成的效果，采取如下技术规范。

1) 规范化：对于需要接入的应用系统，采用统一、规范的接口方式。

2) 松耦合：采用松耦合的方式连接应用系统，使应用系统之间的组装和拆卸变得更加灵活方便。

3) 可重用：使原有的应用系统、接口能够被复用，减少重复投资。

4) 安全性：对应用系统的接入进行访问控制，并保证数据传输的安全。

5) 可扩展：在不对技术架构进行修改的前提下，可以对接口平台增加、修改业务流程或其他功能。

6) 可靠性：提供对应用系统间数据共享和流程互动的保障，支持应用系统功能发布和调用的稳定性。

3.1 集成方式示例

以一体化管理信息系统平台为例，根据系统自身特点，按照上述系统集成和接口规范，制定以下系统集成和接口策略，如表1所示。其中，一体化平台之间可以通过服务总线、数据库接口表以及系统间的适配器集成，一体化平台与外围系统之间的集成主要通过服务总线。

3.2 接口集成案例

以合同系统和财务系统的发票接口为例，其集成方法为服务总线平台。

表1 接口集成方式示例

处理步骤：1)在财务系统数据库中建立合同系统数据接口表和访问视图；2)合同系统所需的主数据或其他静态数据通过服务总线访问财务系统中的视图；3)合同系统所需的业务数据，通过服务总线访问在财务系统数据库中建立的合同系统数据接口表；4)合同系统将合同信息、付款申请等接口数据，通过服务总线写入财务系统数据库中的合同系统接口表；5)财务系统运行接口导入程序，将合同相关业务数据导入财务系统正式表。

处理频率：实时或每分钟执行一次。

数据安全：通过数据库对象的读写权限进行控制。

错误处理：财务系统运行接口导入程序时，检查校验接口数据，并产生错误信息输出文件，通过检查修改接口表中的错误数据进行处理，并再次运行导入程序。

4 结语

截至2016年末，据不完全统计，中国大陆地区已获得城轨交通建设项目批复的城市有58座(包括地方批复的淮安等14座城市)，在建、规划线路规模进一步扩大，制式多元化、运营网络化趋势明显，经营能力有所增强[10-11]。企业信息化工作面临较大的机遇和挑战。企业信息化是一个复杂的系统工程，做好信息化规划，设计好系统集成方案，有利于整合信息资源、消除信息孤岛，最终提高企业信息化实施的成功率，助力企业业务发展[12]。本文的应用集成方案在杭州地铁一体化管理信息系统平台进行了初步的实践，在后续开展的运营业务相关的应用系统建设以及集团移动办公系统建设项目中再次得到了验证，整个集成方案可扩展性良好。

随着轨道交通企业业务的不断发展以及云计算、大数据、物联网和移动化等技术的推动，企业应用集成的内涵和外延也需不断优化、完善，如：主数据管理平台的建设及大数据分析工作[13]；公有云和私有云共用情况下的系统集成工作；多个工作流平台的整合工作；移动应用系统与现有系统的集成工作等等。

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(编辑：郝京红)

Integrated Application Solutions for Rail Transit
Companies: Design and Practice

XING Junwei, ZHOU Guangjun, WANG Bin

(Hangzhou Metro Group Co., Ltd., Hangzhou 310017)

Integrated technological applications are needed for the complicated business of rail transit companies. Planning and designing of the application is of great importance to avoid “information silos”. This paper cited the experience of IT application in Hangzhou Metro as an example to illustrate the layout and scheme of the integrated applications, which are classified into different layers in a bid to provide a unified and extensible technical architecture. An integrated system with service-oriented architecture (SOA) is presented, which includes the features of data, services, processes, information display and secure access. The technical standards that this integrated system should comply with are also proposed and proved by practical cases. It is shown that the system is prospective and of use for rail transit companies. The influences of cloud computing and big data on the system are also elaborated. Keywords： rail transit; enterprise application; integration scheme

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.03.018

2017-04-07

2017-04-27

邢军伟，男，工学硕士，高级工程师，从事轨道交通信息化管理和研究工作，xingjunwei@hzmetro.com

U231.1

A

1672-6073(2017)03-0093-05