8.4 电子政务的应用集成
电子政务是沿着政府机构工具信息化、事务信息化、管理信息化和组织信息化的发展轨迹而成长起来的。目前，我国的电子政务信息系统建设基本上处于事务信息化向管理信息化和组织信息化的过渡时期，迫切需要解决的是应用集成和整合问题，尤其是如何将分散的“信息孤岛”进行有机的集成。也只有进行集成和整合，才可能有完整的电子政务，电子政务也才可能向更高水平的应用发展。
8.4.1电子政务应用集成的概念与功能
我国电子政务应用系统建设始于20世纪80年代，经过多年的建设多数政府部门建起了政府门户网站和办公自动化系统，特别是一系列“金”字工程的成功实施，为政府的信息化建设积累了宝贵经验。但政务应用系统本身是一个庞大而复杂的系统，再加上系统建设中缺乏整体、统一的规划，而且采用的硬件、软件分别来自不同的厂商，数据报表格式也可能互不兼容，用户界面也是五花八门，在业务运作过程中，用户常常需要从一个系统切换到另一个系统，或者重复输入大量的数据，结果造成工作效率低下、数据准确性差等一系列问题。更为重要的是，电子政务发展阶段性和过程性所产生的多数电子政务应用系统普遍存在相互独立，难以完成系统间的动态交互和信息共享，这些问题已严重影响了我国电子政务应用系统的健康发展。同时，与所有的信息化建设一样，电子政务的建设和应用不是一蹴而就的，而是政务管理改革和信息技术运用的互动过程，在这个过程中，电子政务既面临着飞速发展的信息技术更新换代等技术应用问题，也需要不断地进行跨越各种应用、各个部门及各地业务过程的更新和改善，还要通过新的技术和管理模式向各类用户提供新的价值，尤其是要面临如何引入新的应用、如何实现新旧应用集成、如何用新的方式组合已有应用、如何保持数据同步和一致性及如何更加有效支持内外部团队的紧密协作等一系列集成和整合问题。为解决这些问题，除了健全制度并加强管理之外，更为重要的是提供必要的技术手段整合现有系统资源，实现信息资源的连通和共享，提高资源的共享水平和使用效率。
(1)电子政务应用集成的涵义
这种集成和整合不仅需要政府基层业务的规范和自动化，政府各级管理决策者更需要信息的及时获得，以克服政府内部普遍存在的信息不对称问题，同时也希望通过运用信息技术的运用，能够监控依法行政的各个业务运行过程，特别是一些关键点和过程。另外，这种集成和整合已经不仅单单涉及某个政府部门内部，而是涉及整个政务价值链，包括政府部门之间、政府与社会民众之间、电子政务与电子政务之间等。集成和整合的需求不仅需要各种应用之间搭建无缝的接口，而且需要在政府的高层管理应用和业务运营操作各层次之间架设动态沟通的平台，还需要在不同的政府部门之间及政府部门与社会民众之间搭建起信息交换的桥梁，也就是说，电子政务的集成和整合并不只是需要一个集成产品，更需要一个集成服务平台，亦即必须建设综合信息系统。
建设综合信息系统可保护已有和未来投资。尽管综合信息系统的概念产生于对已有系统的互联，但对于开展电子政务具有特别的意义，因为政府部门都使用着大量已开发的应用系统。通过这种自上而下的规划，能够充分考虑各子系统之间的接口和整个系统的标准化及可扩充性，可以有效防止和避免上述“信息孤岛”现象的发生。这不仅保护了已有投资，更能最大化地保护其未来投资。
建设综合信息系统源于业务流程重构和协同电子政务的需求。电子政务信息系统的互联不仅仅是数据的静态共享，而应是不同系统间动态的数据交互，是在一定的业务流程和权限控制之下的交互。综合信息系统的实施必然要彻底打破原来部门之间的条块分割和相对孤立的局面，形成一个合理、高效、协作的新的业务流程，即业务流程重构。每个部门(或者每个应用系统)内部都有各自的局部流程，我们称为“小循环”;同时，政府作为一个整体系统，还有一个全局的流程，我们称为“大循环”。这些大小“循环”相互嵌套构成了政府整体的优化的信息链，用以驱动部门间的协同运作，实现真正意义的电子政务。
综合信息系统建设就是电子政务应用集成问题或电子政务应用的一体化问题，它同电子商务中的企业应用集成EAI(Enterprise Application Integration)具有同样的内涵。在企业中，由于资金等条件的限制，只能对各个部门的信息化进行逐步的实施，如首先在处理顾客订单上实现信息化管理，建立相关的客户关系、管理系统和客户关系的数据库，随后又分别建立了企业的采购管理系统、生产控制系统。在各个系统建设完成后，又需要考虑到系统集成之间和数据之间的共享问题。在这种需求的牵引下，EAI适时出现了。它是将基于各种不同平台，用不同方案建立的异构应用系统集成起来的一种方法和技术。人们对EAI寄予了很多期望:可以对企业的价值链进行全面、彻底的透视和控制;全面掌控客户、供应商、项目、订单、资产等信息;全面掌控财务、人力资源、生产、分销、物流等信息;全面掌控系统、数据、流程等;对信息实时存取，对业务流程全面透视。EAI将会为组织的业务和相关的各应用系统规划一个全新的架构，将已有的系统融入这一架构，在增加新的应用系统的同时，以更有效的方式利用原有的应用系统。所以说，尽管EAI是针对企业应用集成提出的，但是它同样适用于电子政务的应用。
(2)电子政务应用集成的功能
①信息总线功能
EAI首先能实现异构应用系统的互联。所谓“异构”，是指组织原有的各种各样的应用系统，如业务应用系统、人事管理系统、财务系统等。由于各种原因，如缺乏统一规划、不同的开发商承建等，使这些系统可能运行在不同类型的服务器上，并使用着不同的操作系统、数据库、数据结构、通信协议，甚至有些数据或应用分布在不同的地点，与组织数据中心的网络连接方式也不尽相同。因此，采用总线方式互联的优势是显而易见的。
②信息共享功能
信息共享对于企业提高服务质量的情况，如果不借助EAI技术，很难实现异构系统间的信息交换。其次，EAI对应用系统的互联采用的不是“一对一”的直接连接，而是通过采用一些先进的结构和软件技术实现总线方式的连接。“一对一”的连接是两个系统之间互联的最直观的方法，但是当系统数量增多时，势必造成错综复杂的网状连接灾害，由原来的“信息孤岛”变成“蜘蛛网”。降低运营成本有着非常直接的作用，借助于EAI工具和技术平台，可以实现综合信息系统内的信息共享。
③信息协作平台功能
数据共享不应该仅仅是数据的静态共享，而应该是在一定业务流程驱动下的动态交互。通过强大的工作流(Work Flow)机制，EAI能实现各部门、各应用系统之间的协调运作，以实现业务自动化，业务流程的定制、改造和优化，达到业务流程重构的目的。
④信息导向功能
信息系统应用中产生的数据量相当庞大，如何组织和管理好这些数据，提供给相应的部门和人员，信息的使用者如何从大量的数据当中查找到自己想要的信息等，都是至关重要的。EAI提供强大的信息目录服务(IDS)、检索手段、信息路由机制和重定向功能，引导信息从正确的数据来源，经过特定的路径，到达指定的目的。
⑤信息升华功能
分散在各个系统中存储的数字和文档是静态的数据;将静态的数据经过适当的加工和处理，并在不同的应用之间流动起来，就将数据变成了信息;同时，如果将信息高度综合或深入挖掘，再加上人的参与，信息就转化成了规律、结论、判断，即知识，可为管理决策提供支持。EAI具备其他M IS系统和OA系统等单个系统所无法实现的功能，因为它能够获取来自企业各方面的、充分的、全面的、综合的数据。信息的升华功能是EAI系统建设的最高要求和最终目标。
8.4.2电子政务应用集成的内容[10]
电子政务的应用集成涉及在两个或更多的应用系统之间实现无缝集成，使它们就像一个整体一样。尽管这种集成常常针对一个部门内的信息系统，但当在多个政府部门系统之间进行数据交换及为社会公众提供服务时，这种集成也需针对不同实体之间的应用系统，例如G2G、G2B和G2C的电子政务。从内容构成来看，电子政务的应用集成很复杂，涉及结构、硬件、软件以及流程等政务应用系统的各个层面。
电子政务应用集成有不同的层次，首先要考虑的是数据和信息的集成，其次要考虑的是各种应用系统的集成，更为复杂的是面向过程的集成，下面分别予以介绍。
(1)数据集成
电子政务系统的业务运行过程实质是一个政务信息收集、传递、加工处理和发布的过程。因此，电子政务应用集成的首要任务是数据集成。它的主要目的是将位于不同地点、不同服务器和不同应用平台上的物理数据库进行集成，形成不同数据源的共享交换、综合分析和统一展现。数据集成发生在应用领域内的数据库和数据源级别，特点是低成本和点到点固定应用集成。通过从一个数据源将数据移植到另外一个数据源来完成数据集成。数据集成是现有集成解决方案中最普遍的一种形式。然而，数据集成的一个最大的问题是业务逻辑常常只存在于主系统中，无法在数据库层次去响应业务流程的处理，因此限制了实时处理的能力。
数据集成是进行下一步集成的基础。数据集成对数据进行标识并编成目录，确定元数据模型。只有建立统一的模型后，数据才能在数据库系统中分布和共享。数据集成采用的主要数据处理技术有数据复制、数据联邦和接口集成。
①数据复制
数据复制的目的是为了保持数据在不同数据库间的一致，而数据库可以是同一厂商也可以是不同厂商的，甚至可以是采用了不同模型和管理模式的数据库。对于数据复制的基本要求是数据必须能够提供一种数据转化和传输的基础结构，以屏蔽不同数据库间数据模型的差异。数据复制服务的基本原理是这样的:在两个或多个数据库之间设置一个软件中间件，在一边，数据从源数据库中被抽取，而在另一边，数据被导入目标数据库。有的是以实时方式工作的，也有的是以批处理方式工作的。特点是简单低成本，易于实施，但是需要对系统业务内部深入了解，固定应用。
②数据邦联
数据邦联是将多个数据库或数据库模型集成为一种统一的数据库视图的方法，也可以认为，数据邦联体是一种虚拟的业务数据库，它包括了多个实体的物理数据库。数据邦联方法在分布的数据库和应用之间放置一个中间件层，该层与每一个后台的数据库用其自带的接口相连，并将分布的数据库映射为一种统一的虚拟数据库模型，而这种虚拟模型只在中间件中存在，应用程序就可以使用该虚拟数据库去访问需要的信息。同时，该数据邦联软件也可以通过将相关的数据映射导入实体数据库，进行数据库更新。数据邦联方法的优点是通过单一的预定义的邦联接口访问各类应用DB，仍然使用方便的操作语言，而无须改变源数据和应用。
③接口集成
接口集成方法利用良好定义的应用接口实现对应用包和客户化应用的集成。可以说，它是目前得到最广泛应用的集成方法。在面向接口的集成中，集成代理是一个时髦的概念，它通过提供用以连接应用软件包和应用适配器的方法来实现集成适配器，通过其开放或私有接口将信息从应用中提取出来。另外一些类型的适配器可以通过面向消息的中间件、数据库管理系统，文件系统或其他系统和应用间接集成。有些解决方案可以通过接口抽象屏蔽适配器的自然属性，来促进信息交互，从而实现应用的交互，甚至也可以屏蔽同应用间的信息传输。这种通过接口抽象的方法提供了集成不同类型应用的高效率，也是面向接口集成方法的主要优势来源。缺点是缺少了一个集成框架，提供有限服务。
(2)应用系统集成
电子政务建设要求实现面向业务过程的转变，IT支持系统需要实现面向过程的集成，具有过程支持功能，而这其中必须实现应用系统间的集成。对于只有少数的业务系统可以采用的是点对点的系统集成结构，在这种点对点的结构中，每个应用系统都与其他应用系统通过接口相连。这种集成方式不需要对应用系统做大的修改，编程工作量较少。但是当需要集成的系统对象较多时，系统相互之间的连接接口将会变得非常复杂，造成错综复杂的网状连接灾害，并且一个系统升级或新的信息系统实施后，与该系统相连的所有接口都要进行改变。随着应用系统的个数增多，接口问题越发明显。为了解决应用系统点对点集成的问题，使用消息代理的集成结构被提出来了。在这种集成结构中，系统之间的通信和数据交换是通过消息代理来实现的。这种结构大大减少了接口连接数量，同时由于有消息代理作为信息交流的中介，当某一系统发生改变时，只需要消息代理中相应的部分发生改变，降低了系统维护和升级的复杂性。消息代理是现行应用集成使用较多的一种技术。
(3)业务过程集成
虽然数据集成已经证明是集成的一个流行的形式，然而，从安全性、数据完整性、业务流程角度来看，数据集成仍然存在很多问题。组织内大量的数据是被业务逻辑所访问和维持的。业务逻辑应用并加强了业务规则、业务流程和安全性，而这些对于下层数据都是必需的。
系统集成不考虑系统之间的工作过程，而过程集成产生于跨越了多个应用的业务流程层。通常通过使用一些高层的中间件来表现业务流程集成。这类中间件产品的代表是消息中介，消息中介使用一个总线模式或者是Hub模式来对消息处理标准化并控制信息流。
业务过程将客户当做过程的起点，经过一系列的活动完成整个过程。到目前为止已经出现过很多有关过程集成的技术和思想，如为了实现过程并行化的并行工程，为了优化过程结构的业务流程重组，为了实现企业间的过程互连的供应链管理和扩展的供应链管理，为了缩短过程时间和周期的敏捷制造，为了实现过程的自动化的工作流，以及为了实现过程实效性和瞬时性的虚拟企业和动态联盟等。
与上面讨论的消息代理相比，过程代理可以看做是消息代理的扩展，它除了处理消息代理中的格式化的应用会话外，在过程代理中还封装了与各个应用系统相连的过程逻辑。当所有的过程逻辑都封装在过程代理中时，就可以建立一个过程库对过程进行统一管理，并且使用可视化的图形界面对过程进行设计、在线监控和调整，完全可以消除传统企业中的那种“抛过墙”的问题。同时这种可视化的过程设计界面减少了过程设计的复杂性，并且可以使不同层次的人都能参与到过程设计中，大大提高了过程设计的效率和过程的合理性。
8.4.3电子政务应用集成的方式
通常情况下，应用集成的困难来自于大量的业务需求和技术的变化。快速的业务变化和发展需要应用系统能更快地发布和使用，而且，业务上的需求需要更多的、高度的应用集成。电子政务应用集成服务方式类型划分方法很多。
(1)按照成熟级别划分
①点对点集成
它通常使用面向消息的中间件，应用程序之间通过应用程序接口(API)进行点对点的数据和信息交换。系统是松散的集成，应用之间存在一定程度的依赖性。
②结构集成
在这一个层次，集成采用的是一种中央集线器型的架构，取代了点对点的集成架构。在这一阶段，采用了中间件工具来统一实现和控制数据的传输和交换。控制应用程序之间的数据和事务的业务规则都集中到所采用的中间件中，如应用服务器、ORB(对象请求代理)、消息代理(Message Broker)等。
③流程集成
它使用公共的、统一的业务模型来扩展系统。在这一层次，组织不是单纯的共享信息和数据，而是更好的管理数据在应用程序间的单向流动，业务流程得到集成和管理。这时需要采用一些中间件来实现流程的建模、工作流的自动化以及决策支持。
④外部集成
外部集成是实现与外部合作伙伴的集成。
(2)按拓扑结构划分
①点到点型。应用之间直接链接，适合同步通信以及永久链接的应用场景。
②网络型。适合有一些异步活动以及相关交易必须和其他应用同时存在的情况。
③总线型。源应用将消息集中放置在逻辑服务软总线之上，各个应用在总线上选择提交和广播消息。
④管线型。适合无须动态配置且多个应用管线相互作用的结构。
⑤集线器型。将消息从各自的源发送到中央集线器，集线器中央接点集中转换和发送减少手工重复录入，鼓励重用。
尽管目前有许多提供不同集成方法的厂商，但多数应用集成软件包将提供给用户工具，帮助用户建立业务处理过程，将应用程序与中间件链接使各种应用程序可以通过数据消息进行通信。由于EAI软件很大程度上独立于它所链接的不同应用程序，因此，业务处理过程可以在不改变应用程序的情况下进行变化和扩展。这种支持表现在五个层次。
A.过程。许多厂商都提供使用户可以可视地编制业务过程流程图的工具。在业务流程图中，用户可以为每条消息定义规则。
B.传输。数据可以点到点传送或利用一种所谓的“发行/预订”架构传送。在“发行/预定”的架构中，一些应用程序先告知代理对某种消息感兴趣，然后其他应用程序则向这些应用发送这类消息。根据应用程序所处的网络和平台，传输可以利用像数据库驱动程序、组件对象模型或消息传输中间件等这类中间件来完成。
C.服务。消息需要多种服务才能成功地完成任务。这些服务包括下列内容:如果接收消息的应用程序比发送消息的应用程序速度慢，用队列保存消息;交易的完整性用来保证交易在消息发送前或确认接收前完成;消息的优先级;错误处理以及使网络管理工具可以控制数据流的“挂钩”。
D.接口。EAI软件通过连接不同应用程序的接口获得对这些应用程序的访问。这些接口通过向平台的组件模型提供说明信息或利用程序的应用编程接口实现与应用程序的互操作。
E.转换。由于不是所有应用程序都能以同样的方式或相同的格式存储数据，因此，多数EAI软件包括将数据转换为接收应用程序所要求格式的功能。一些软件包括使用户可以可视地将一种应用数据格式“映射”到另一种数据格式或将此格式与其他格式协调的工具。
8.4.4电子政务应用集成的解决方案
电子政务应用集成解决方案可以呈现多种形式，并以多种级别出现。EAI适合的级别依赖于许多因素，包括系统规模、业务类别、应用的集成度或项目的复杂度以及预算等。目前，电子政务应用集成的解决方案通常采用如下一种或多种方法:用应用服务器通过新的瘦型网络或无线应用接入遗留系统;用应用集成引擎实现数据同步;采用工作流技术集成业务处理，支持信息在人员和系统中流动;利用数据仓库巩固和分析重要业务数据;利用中间件技术进行集成开发。
(1)应用服务器
应用服务器为开发网络应用提供环境，帮助保护在遗留系统上的投资，使原来的遗留系统可以保留它们的业务逻辑和数据存储，巩固了网络应用和后端遗留系统之间的业务数据和移动交易。这种服务器通常包含一个强大的数据库访问部件。应用服务器还通过简单的网关代理提供一些简易的机构以实现与遗留系统的通信，而它们最擅长的或许是能够为特定用户提供对通用业务对象模型的支持。
把应用服务器集成到遗留系统有三种主要方式。建立包含或隐藏遗留系统的新的公共接口。这种方式使将来覆盖遗留系统更加简单，但如果隐藏在下面的系统仍然需要使用而不可以马上被覆盖的话，就需要额外的维护。建立业务对象，从遗留系统中透明地析取信息。这种方式也妨碍未来的升级和改变，因为遗留系统的接口被隐藏并贯穿在新的应用当中。在新的应用和遗留系统之间使用一个集成引擎。
(2)应用集成引擎
解决应用集成问题最常用的方法是Hub-Spoke轮状集线器结构，通常与“发布-订阅引擎”相结合。轮状集线器包括适配器(Adapter，协议转换器)和集线器(Hub，数据路由器或者发布引擎)。
适配器负责对遗留系统的接口，它将原来的信息形态(诸如CICS、TCP/IP之类的协议甚至字符终端信息)转换成集线器能读懂的通用协议;适配器还用于数据格式转换，将数据转换成一个通用的格式，比如Unicode或ASCII;适配器的第三个也是最重要的任务是转换数据结构。
集线器或数据路由器负责将源数据发送到目标系统，保证数据在传输过程中不会遗失。基本的集线器提供路由表，有时候会提供识别和映射源系统和目标系统的规则。高级一些的集线器实现了发布-订阅引擎，对请求进行智能过滤。目标系统(订阅者)请求新的数据或特殊类型数据的更新，而源系统(发布者)发布数据和更新。集线器自动将数据送到对它感兴趣的地方，并执行管理任务。
这种方式保证了一个系统中的数据更新能反映到另一个系统中。另外，连接新的订阅者系统时可以不影响发布者系统的操作，并且不需要太多的人工干预。
(3)工作流技术
工作流处理的集成包括确定、监控和改变业务过程，通常使用图式模型。将流经系统的信息和组织的边界画在图中，生成一个集成方案。但是业务处理通常很复杂，不容易被重新绘制到一个人工生成的模型工具中去。另外，很多方案只是改变了信息的路由方式，而不支持数据的协作处理。工作流技术很擅长高度有序的程序化流程，它们的显著特征是需要高效完成可以预先确定的重复性任务。但是大多数的组织有横跨各个部门和组织的、复杂的多层次业务处理，这种时候工作流系统就不足以处理数据和应用的同步了。
(4)数据仓库
数据仓库方法在规定的时间里从不同的系统中捕获数据。数据仓库包围了遗留系统，这样就不必重写这些系统来支持集成数据仓库，从而降低了成本。但进行数据处理的时候，这种方式不支持实时交易和真正的系统集成。数据集成工具可以读取、转换、移动、载入数据，通常提供批量和定时的解决方案，解决初始载入仓库或大批量转移数据的问题。数据集成工具在直接读取和载入数据的时候，只允许数据在物理层复制。这种方式下，将数据在特定时间内从一个地方移动到另一个地方时，不提供数据库层之上的增值业务逻辑。
(5)中间件技术
用系统之间提供整合中间件是目前各类EAI方案提供商的主要方式，一般说来，中间件产品主要应用了以下几类技术。
①数据访问技术:提供直接访问不同数据源的手段，而不必改变应用层的程序，比如大家熟悉的ODBC、JDBC、JDO、ADO等数据标准接口。
②基于消息的中间件技术(MOM):MOM提供了一个异步消息传送机制。MOM中间件在所有需要集成的应用系统内，都要安装MOM的API调用程序，以把消息递交给中间件进行处理。显然，MOM的优点是发送方和接收方不必在线等待(松耦合);缺点是会发生过载情况。当然随着产品的不断改进，在负载平衡方面会得到进一步改善。
③运程过程调用(Remote Procedure Call，RPC):远程过程调用也同MOM一样利用客户/服务器模式，不同点是，RPC是同步在线的，即要等待接收方的回复才能继续自己的工作。这样减少了出错概率，但等待使速度变慢。
④交易处理监控器TP监控器(Transaction Processing Monitors):作为一个中间件，是现代应用服务器的雏形。它主要用于监控和管理客户端及多个后台应用之间的交易状况，考虑负载平衡，将客户的请求映射到各个应用。
⑤对象请求代理(Object Request Brokers，ORB):ORB是专门替应用转交功能组件的“中介”，是业务功能整合层次的整合中间件，它基于COM、CORBA及Java RM I等标准组件。
⑥门户服务器技术(Portal Server):Portal Server往往是提供一种集成的门户服务。通过可扩展的门户框架，集成了对企业信息的标准访问途径，可以将内部和合作伙伴与他们所需要的信息链接起来。
【注释】
[1]孙正兴，等.电子政务原理与技术［M］.北京:人民邮电出版社，2003:204.
[2]阎立主编.信息化纵横［M］.南京:南京大学出版社，2003:151-153.
[3]孙正兴，等.电子政务原理与技术［M］.北京:人民邮电出版社，2003:209.
[4]蔡立辉著.电子政务:信息时代的政府再造［M］.北京:中国社会科学出版社，2006:242-248.
[5]阎立主编.信息化纵横［M］.南京:南京大学出版社，2003:138-141.
[6]孙正兴，等.电子政务原理与技术［M］.北京:人民邮电出版社，2003:187.
[7]蔡立辉著.电子政务:信息时代的政府再造［M］.北京:中国社会科学出版社，2006:398-400.
[8]王浣尘主编.信息技术与电子政务(实用版)［M］.北京:北京交通大学出版社，2003:60-62.
[9]蔡立辉著.电子政务:信息时代的政府再造［M］.北京:中国社会科学出版社，2006:403-404.
[10]陆敬筠，邵锡军.电子政务集成技术［J］.电子政务，2005(Z5):17-20.
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