基于中台模式的园区IOC平台架构设计研究

田冬迪

（上海师庆科技发展有限公司 上海市 201103）

1 引言

园区经济的快速发展承载着区域经济的产业链组合与集聚。在大力促进城市数字化转型的时代背景下，园区作为城市重要组成单元和功能载体，其信息化管理发展趋势从基础网络到信息应用向纵深发展、重塑，逐步实现结合物联化、互联化和智能化技术的发展与应用，是构建数字孪生城市的基本单元。在传统的园区管理模式下，多通过增加人力、物力等形式以满足园区管理过程中各类日益增长的业务需求，造成极大的沟通成本及经济成本。在园区信息化建设过程中存在业务系统建设不规范、安全意识不足、大量重复性功能建设、缺乏相互间参考模型、用户权限分配管理逻辑混乱、缺乏配置管理等问题[1]。与此同时，由于应用垂直化建设造成的“数据烟囱”、“信息孤岛”、“场景不联动”等问题也日益突出[2]。

园区智能运营管理平台（Intelligent Operations Center，简称IOC 平台）由此应运而生，其综合集成物联网（IOT）、大数据（Big Data）、地理信息系统（GIS）、建筑信息模型（BIM）、人工智能（AI）等技术手段[2]，通过对园区信息化各业务系统进行海量数据整合、多维数据展示、关注点提取，形成信息化专业系统的集成应用，实现信息技术在园区智能运营管理中的时间、空间全覆盖、各业务领域全覆盖、产业链周期全覆盖，最终实现园区管理的管理信息化、运营智能化、统筹一体化、建设标准化。但是，园区信息化各业务系统相对独立运行，系统间集成、融通存在数据结构不一致、部分系统功能冲突或重复建设、无法联动等问题，使园区IOC平台呈现响应速度、服务能力、管理水平下降的现象。

中台模式作为一种新系统架构思路，承载着前台与后台转换和桥接，通过共享复用整合业务逻辑、降低系统间耦合度、复用系统功能，以实现多业务场景共享及快速迭代，解决园区IOC 平台建设过程中创新驱动快速变化的前台和稳定可靠驱动变化周期相对较慢的后台之间的矛盾[3]。基于中台模式的园区IOC 平台通过调配规划后台硬件设备及基础设施，规划中台各业务系统间职能边界、打通数据孤岛，实现前台应用的敏捷式开发与规模化创新，提升了各园区各业务系统的协同能力以及新建系统的开发维护效率。从而解决了传统模式下系统扩展能力低，业务功能重复建设、系统稳定性差、无法支撑高并发等问题[4]。

2 中台模式下的软件架构

图1：传统模式下“川”字型架构与中台模式下“山”字型架构对比

2.1 中台模式概述

中台的概念最早由阿里集团在2015年提出的“大中台，小前台”战略中衍生出来，灵感来源于一家芬兰的游戏公司Supercell[5]。中台模式的诞生是业务复杂化的结果，是为更好的服务于前台的快速迭代与规模化创新从而更好的为用户提供服务而存在的。基础业务是有限的，业务场景是无限的，基于中台模式可以很好地通过有限的基础业务满足无限的业务场景[6]。从系统角度看，中台为上层应用提供标准接口，把面向互联网的前端应用和面向内部管理的企业遗留系统衔接起来，屏蔽底层系统的复杂性和各种适配工作[6]。从数据角度看，中台收敛业务场景的同时，也收敛了数据，这为后续的数据中台搭建打下良好基础[6]。

2.2 中台模式下软件架构的转变

软件架构的发展从单体架构到分布式SOA 架构、到微服务、再到中台模式，其演化过程是与业务复杂化共同发展的。以中台模式构建园区IOC 平台的核心是实现传统模式下相互独立的多业务线“川”字型结构向中台模式下提取通用化核心逻辑服务于所有业务线需求的“山”字型结构。对园区原有以“川”字型集成的业务系统进性业务、功能上的识别、重组，实现共性业务的共享服务以及新业务应用的快递迭代；围绕各类结构化、非结构化数据资源开展统一数据规划、管理、分析[7]；优化硬件设备资源的负载及运行效率。

以园区IOC 平台中重要组成部分综合安防业务为例，当园区仅采用视频监控时，直接根据需求部署前端监控设备及监控业务系统即可实现。当安防业务线增加为视频监控、红外监控、周界监控同时并行时，综合安防业务系统可以有两种部署方式：第一种方式是新安防业务线还是单独实现，多个安防业务线之间是相互独立的，系统结构整体上是“川”字型（如图1 所示）。

这种结构下，各安防子业务线的核心结构类似，存在着同步管理、调度、维护难度大，代码大量冗余等问题，同时导致整个综合安防平台运转低效。第二种方式是把安防系统的电子地图、处置力量、报警事件等核心逻辑单独抽取出来，由安防业务线的统一响应用户需求，此时对于各个安防子业务线系统而言，特定和专业的业务响应在应用层解决，共享部分的业务在通用层解决，再通过综合安防系统提前设置的预案完成业务流程。这种方式整体结构上是“山”字型，通用层就是山字最下面一横，把各个安防子业务线有机整合在一起，共享业务逻辑和统一业务规则，实现最大程度的复用。

3 基于中台模式的园区IOC平台架构设计

基于中台模式的园区IOC 平台架构设计采用统一的软件架构理念，按垂直架构划分，遵循统一的标准规范体系、安全保障体系规范约束，包括基础设施层、后台、中台（业务中台、数据中台、技术中台）、前台及用户层（如图2 所示）。

基础设施层主要包括物联感知、IDC 中心（数据中心）、综合布线三大部分，是园区IOC 平台按照业务系统运行需求和园区空间布局统一规划设计的软硬件设备及物理连通基础环境。物联感知部分包括各类传感器、探测器、GPS、RFID、监控设备、交互终端等，通过前端设备探测并辅以空间定位信息，为园区IOC 平台提供重要日常运维信息。IDC 中心是园区IOC 平台运行的基础动能，包括Web 服务器、应用服务器、业务服务、云计算服务器、数据库服务器、地图服务器、磁盘阵列以及各类基础配套软件，通过IDC 中心的统一调配，可以有利于各业务系统对硬件配套的伸缩弹性，提高IOC 平台网络信息安全保障水平。综合布线部分包括园区内布设的光纤宽带、无线网络、移动通信及园区内网，是园区IOC 平台运行的连接血脉，其规划设计的合理性、运行的稳定通畅型直接影响整个园区运维情况。

后台部分包括办公自动化系统（OA）、企业资源计划（ERP）、生产管理系统（MES）、客户关系管理系统（CRM）、智能建筑管理系统（IBMS）等一系列园区已建成的、体系成熟、稳定运行的基础管理信息系统。为保障向中台模式的新架构平稳过渡且最大限度降低改造成本，按照架构需求对这些平台进行对接改造后接入园区IOC 平台。

中台与前台是园区IOC 平台的主体运行部分，利用中台的服务与支撑能力，构建多维度、多渠道的一体化园区智能运行平台。用户通过统一身份认证可以通过门户网站、微信公众平台、APP、小程序等不同服务渠道进入园区IOC 平台，根据平台定义用户的不同权限、角色访问各专题业务平台。专题业务平台是从中台服务中提取、搭建的园区日常办公、综合安防、运维管理等各专业系统，根据中台模式的特点，前台部分运行专题业务平台将大量核心运算及通用业务逻辑下沉到中台部分运行，可极大提高专题业务平台的运行效率，并为其快速迭代更新提供有力的技术支撑。

用户层包括企业员工、物业运维、服务机构、大众访客、平台管理五大类用户类型及Web、智能移动终端、拼接屏、触控终端四大类渠道介质。

4 园区IOC平台中台模式的模块划分与设计

4.1 业务中台

业务中台为园区IOC 平台提供统一、规范、多样的业务运行支撑，支持根据用户实际需求定制场景事件、业务流程，主要包括园区地理信息共享服务、园区各专业系统业务处理、即时通讯、集成支付（微信、支付宝、银联业务与园区一卡通集成）、移动应用开发、PC 应用开发、物联管理、实时监控、园区IOC 平台输出展示可视化支撑、融合视频云、园区通用协议管理、配置中心、用户管理中心、日志管理等。同时包括通过协议规范的外部系统API 接入。根据前台专题应用的主题统一规划业务流程及资源配置，进行数据汇聚及对象化处理，以提供园区信息查询检索、动态分析、智能决策、经验评估等事件挖掘及自主智能学习功能。

4.2 数据中台

数据中台汇聚、提取园区IDC 中心的数据资源，构建园区业务管理数据库、应用管理数据库、数据文件前置库、园区地理信息数据库、园区设备设施数据库、用户权限配置库、灾备数据库及数据文件存储，推动园区业务数据的可持续应用，通过数据中台把园区IDC 中心的数据变成一种服务能力。通过园区IOC 平台业务系统运行产生数据、API 接入数据或来源于物联感知设备采集数据进行预处理后，基于元数据管理、数据字典规范及数据脱敏处理后存入对应数据库，依托数据运算、数据挖掘、模型管理后为业务中台及专业业务应用提供数据支撑，通过数据应用支撑、数据治理及数据生命周期管理等技术保障数据中台满足园区IOC 平台数据资源的共享交换，实现数据反哺业务。

4.3 技术中台

技术中台主要为园区IOC 平台提供应用集成服务，避免冗余技术能力的重复建设，提供简单、一致、易用的应用技术基础设施的能力接口，实现技术资源的可重复利用，支撑业务中台、数据中台的快速建设。技术中台包括分布式服务框架、分布式事务、分布式调度、分布式缓存、分布式消息、分布式数据库、分布式非结构化存储等。技术中台统一开发框架，并提供标准基础设施的能力接口，支撑各业务系统的快速新建、综合管理、高效辅助，助力前台应用规范创新。

图2：基于中台模式的园区IOC 平台总体架构图

5 结束语

基于中台模式的园区IOC 平台建设是当下信息化技术水平发展到一定阶段的产物，目的是为了解决业务系统高速发展、不断膨胀带来的“重复造轮子”、“烟囱式架构”等问题。但对原有已建成的业务系统进行改建也不是一蹴而就的，中台模式作为一种产品设计思路或者系统架构思路，从平台架构及业务流程方面确保了园区IOC 平台的一体性、统一性、高效性，有效延长了平台的生命周期，随着中台的不断完善也将会促进园区IOC 平台运行效率提升，降低运维成本，提升园区管理水平。

同时，中台模式的实践对园区IOC 平台的规划设计人员也提出了更高的要求，从顶层设计的层面即需要识别出一个中台功能可以满足多少业务场景、是否可以满足新的业务场景的需求、是否可为外部系统提供服务，另一方面，平台的规划设计人员需具备较强的逻辑思维和战略分析能力，在众多业务线条中抽取出共性需求加入中台，并同时为新业务的添加预估发展方向，最后形成产品化解决方案。