城市軌道交通信息化規(guī)劃建設(shè)中主數(shù)據(jù)管理平臺的建設(shè)契機(jī)

李玉建 馬子彥

（鄭州市軌道交通有限公司，450006，鄭州∥第一作者，工程師）

信息化系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用是城市軌道交通工程建設(shè)、線網(wǎng)運(yùn)營管理、可持續(xù)高效管控的重要手段。城市軌道交通企業(yè)的信息系統(tǒng)涉及工程項(xiàng)目、運(yùn)營維護(hù)、企業(yè)管理等方方面面。為了實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和集成，一般會借助信息規(guī)劃進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼和標(biāo)準(zhǔn)化。但是，在信息系統(tǒng)建設(shè)時真正貫徹落實(shí)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的要求卻并非易事。

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)共享的一種有效手段是實(shí)施主數(shù)據(jù)管理［1－2］。主數(shù)據(jù)（Master Data）是從企業(yè)各部門、各業(yè)務(wù)中提煉出的最基礎(chǔ)、最核心、最需要共享的相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)間反復(fù)使用和需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一更新的數(shù)據(jù)。如財(cái)務(wù)會計(jì)科目、組織部門、人員、賬戶、資產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品、供貨商等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主數(shù)據(jù)管理（Master Data Management，簡為MDM）是獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)應(yīng)用的共享數(shù)據(jù)的集中管理。什么時間建設(shè)、如何建設(shè)MDM，在一定程度上，比單個業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的建設(shè)具有更重要的意義。

本文結(jié)合鄭州城市軌道交通信息規(guī)劃和建設(shè)實(shí)踐，提出了企業(yè)利用建設(shè)初期沒有歷史信息系統(tǒng)包袱和關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)剛開始建設(shè)的時機(jī)，同步建設(shè)獨(dú)立的DMD平臺方案，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息體系頂層框架和數(shù)據(jù)共享的長效約束機(jī)制，確保信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和信息集成。

1 城市軌道交通行業(yè)的特點(diǎn)和信息化建設(shè)問題分析

城市軌道交通工程項(xiàng)目具有建設(shè)規(guī)模大、施工周期長、施工技術(shù)復(fù)雜、對周邊環(huán)境影響大等特點(diǎn)。

從工程項(xiàng)目全壽命周期管理來看，城市軌道交通項(xiàng)目一般包括項(xiàng)目決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程施工、運(yùn)營與維護(hù)等幾個階段。項(xiàng)目主要涉及單位包括業(yè)主方、城市交通管理單位、咨詢方、設(shè)計(jì)方、供貨方、集成商、施工方、監(jiān)理方和運(yùn)營方等。各方的管理以項(xiàng)目為主線，形成以業(yè)主為主導(dǎo)、各參與方分工合作的管理機(jī)制［3］。

新建城市軌道交通的建設(shè)運(yùn)營特點(diǎn)為：一般是先期以工程建設(shè)為中心，“保建設(shè)、保開通、保運(yùn)營”，再按照“投資、建設(shè)、運(yùn)營和資源開發(fā)一體化模式”的發(fā)展思路，逐步由單條線路運(yùn)營向多條線路建設(shè)和運(yùn)營并存的方向發(fā)展。其企業(yè)組織也是一個業(yè)務(wù)分工逐步細(xì)化、逐步完善的過程［4］，從單一組織向集團(tuán)化方向發(fā)展，由起步階段的集權(quán)型控制模式，到運(yùn)營和置業(yè)等業(yè)務(wù)形成一定規(guī)模后的戰(zhàn)略管控模式。

對于新建的城市軌道交通的運(yùn)營企業(yè)的信息化系統(tǒng)建設(shè)，也是一個循序漸進(jìn)的過程。一般來說，企業(yè)在早期先建設(shè)若干簡單的信息系統(tǒng)［4］，如單機(jī)版的財(cái)務(wù)管理、臨時的OA（辦公自動化）系統(tǒng)、Email（電子郵件）系統(tǒng)和簡單的門戶網(wǎng)站等。這些信息系統(tǒng)立足于初期需要，相對投入較小，在系統(tǒng)功能和安全上各自獨(dú)立考慮，通過采購成熟軟件系統(tǒng)或部分模塊等方式快速部署。隨著企業(yè)逐步步入多條線路建設(shè)，進(jìn)入建設(shè)和運(yùn)營并進(jìn)的階段，企業(yè)的組織架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程也逐漸規(guī)范和穩(wěn)定，許多初期臨時的信息系統(tǒng)會被代替和升級。

在代替或升級初期信息系統(tǒng)階段，企業(yè)一般也會進(jìn)行信息戰(zhàn)略規(guī)劃工作，形成總體一致的信息系統(tǒng)框架和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化原則，并以此來指導(dǎo)各信息系統(tǒng)的建設(shè)及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和集成。

但是，在單個信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)具體建設(shè)實(shí)施時，因?yàn)闆]有真正貫徹和驗(yàn)證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)共享的有效約束或者可操作的信息化手段，隨著新的信息系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)的日積月累，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間因缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)共享機(jī)制而帶來的問題和影響就會逐步放大顯現(xiàn)出來。譬如：同一信息資源需要多次重復(fù)錄入不同系統(tǒng)，同一對象因描述迥異導(dǎo)致系統(tǒng)間無法聯(lián)動；分、子公司與公司總部的報表不能自動合并匯總；隨著應(yīng)用增多，系統(tǒng)的接口開發(fā)和改造也顯著復(fù)雜，多頭開發(fā)、重復(fù)投資造成管理困難和安全風(fēng)險。雖然整合數(shù)據(jù)已經(jīng)顯得非常必要，但是因?yàn)槿鄙俾鋵?shí)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)共享的有效機(jī)制，“先開發(fā)，后整合”的故技總是重演，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)總是落空，使“信息孤島”問題一直是老大難問題。而且由于來自系統(tǒng)使用部門的阻力和大量數(shù)據(jù)需要梳理的壓力，導(dǎo)致數(shù)據(jù)再整合的難度大、投資大、周期長。

大型集團(tuán)企業(yè)諸多信息系統(tǒng)之間要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和信息集成，歸根結(jié)底，取決于最基本、最重要的問題——企業(yè)MDM問題的解決。有別于記錄業(yè)務(wù)活動、波動較大的交易數(shù)據(jù)，主數(shù)據(jù)變化緩慢。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化往往也就是主數(shù)據(jù)的提煉、定義和編碼。文獻(xiàn)［1］在2006年提到了銀行因主數(shù)據(jù)信息不同步而導(dǎo)致的錯誤：客戶地址信息在銀行信用卡支付系統(tǒng)和客戶信息系統(tǒng)的不一致影響了銀行信譽(yù)，導(dǎo)致客戶流失。國內(nèi)有電力、航空等行業(yè)已經(jīng)注意到企業(yè)MDM的重要性［5－8］，并進(jìn)行了一些有益的嘗試。

通過MDM平臺的實(shí)施，可以統(tǒng)一諸多信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立數(shù)據(jù)共享機(jī)制，約束企業(yè)各個信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，使其始終遵從統(tǒng)一一致的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)安全原則。有別于常規(guī)的數(shù)據(jù)倉庫或數(shù)據(jù)農(nóng)場實(shí)施，MDM是對獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)的集中管理。MDM系統(tǒng)是合規(guī)的，已集成、已清洗和標(biāo)準(zhǔn)化的單一數(shù)據(jù)源［9］。它負(fù)責(zé)管理維護(hù)主數(shù)據(jù)的完整性、相關(guān)性和精確性，并發(fā)布給各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。

對于新建的城市軌道交通的運(yùn)營企業(yè)，如何建設(shè)MDM平臺、什么時間建設(shè)，業(yè)界有不同見解。筆者分析了MDM實(shí)施的常見方法，并結(jié)合鄭州市軌道交通有限公司信息化建設(shè)的認(rèn)識和實(shí)踐，提出在還沒有使用大型業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和企業(yè)數(shù)字化信息沉淀相對較少的情況下，可以利用后發(fā)優(yōu)勢對MDM問題未雨綢繆。在尚未產(chǎn)生一系列信息系統(tǒng)的包袱時，先期實(shí)施企業(yè)MDM，從而避免了信息共享和集成的老大難問題。

2 MDM的實(shí)施方法

比較常見的MDM實(shí)施方法主要有：

1）第一種方法是基于公司已經(jīng)存在并應(yīng)用于實(shí)踐的大型業(yè)務(wù)系統(tǒng)［7－8］，采用擴(kuò)展應(yīng)用軟件系統(tǒng)的其他套件和二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)共享。比如，在公司內(nèi)部已經(jīng)實(shí)施了包括SAP軟件的ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）、CRM（客戶關(guān)系管理）等多個應(yīng)用系統(tǒng)［7－8］的情況下，利用已有的 SAP Netweaver平臺及建立在其之上的CRM系統(tǒng)作為企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，利用Netweaver平臺作為中間件平臺，以及利用CRM系統(tǒng)中的Middleware模塊中的部分組件，經(jīng)過二次開發(fā)，即可實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。此類方法一般因受制于已有系統(tǒng)的考慮，并且已經(jīng)擁有大量的信息數(shù)據(jù)積累，所以需依托已有系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作和二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。但這種不完全的MDM相對于重新開發(fā)系統(tǒng)而言，其投入產(chǎn)出比更高，更能得到企業(yè)的青睞。

2）第二種方法是中立的、完整的MDM解決方案［9－10］，具有比較完整的數(shù)據(jù)模型，提供了廣泛的集成性。這種方法主要是通過MDM來提供獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的、標(biāo)準(zhǔn)化的單一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，通過企業(yè)服務(wù)總線（ESB）來保證共享數(shù)據(jù)的安全可靠傳遞，同時搭建企業(yè)級的公共服務(wù)組件，建立松耦合的、靈活、穩(wěn)定的企業(yè)IT架構(gòu)［11］。

圖1提供了一個基本的MDM平臺和ESB示例。圖1中的主數(shù)據(jù)、ESB、數(shù)據(jù)管理層、硬盤存儲均采用了雙機(jī)熱備冗余。MDM平臺采用了數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、客戶端的B／S（瀏覽器／服務(wù)器）三層架構(gòu)，其中MDM服務(wù)器構(gòu)建于ETL（抽取、轉(zhuǎn)換、裝載）技術(shù)之上，包含了數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)復(fù)制和數(shù)據(jù)同步等功能。ETL服務(wù)器批量抽取服務(wù)用于對已有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)提取。

圖1 MDM平臺實(shí)施架構(gòu)示例

上述MDM實(shí)施的第二種方法對于已經(jīng)成線網(wǎng)運(yùn)營的成熟的地鐵企業(yè)是有難度的。因?yàn)槠髽I(yè)內(nèi)部各單位已經(jīng)建立并使用了多種信息系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)已有系統(tǒng)與MDM平臺的對接，其中的協(xié)調(diào)和改造阻力是非常大的，相應(yīng)的改造投資成本也是以上千萬元來計(jì)算的。這也是此類企業(yè)在生產(chǎn)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合工作和在管理層面各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的融合工作上，都是慎之又慎的原因。

相比而言，針對已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的則相對簡單；或者是主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要重新構(gòu)建的企業(yè)，采用上述第二種方法可以輕裝上陣，以較小代價完成MDM平臺的搭建，是比較合適的。

此外，需要值得注意的是，在完全沒有依托具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)情況下，單純的MDM平臺建設(shè)，在實(shí)施深度上容易脫離實(shí)際；而且在其他系統(tǒng)建設(shè)時，增加了業(yè)務(wù)系統(tǒng)和MDM平臺之間的協(xié)調(diào)難度。

3 鄭州城市軌道交通企業(yè)信息規(guī)劃和建設(shè)實(shí)踐

3.1 鄭州城市軌道交通企業(yè)信息規(guī)劃

鄭州市軌道交通有限公司在《鄭州軌道交通信息化建設(shè)規(guī)劃（2011－2016）》中明確規(guī)定了通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和MDM平臺，結(jié)合ESB，實(shí)現(xiàn)主要信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)貫通的總體目標(biāo)（見圖2）。

圖2中也揭示了信息系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)考慮的主要因素和內(nèi)在關(guān)系。其中，企業(yè)的信息體系頂層工作包括了MDM平臺的建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等基礎(chǔ)資源的規(guī)范要求，以及各信息系統(tǒng)之間通過ESB的交互。另外，在信息系統(tǒng)建設(shè)時，地鐵企業(yè)縱觀上下全局性的信息化需求（如跨組織應(yīng)用的財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)和人力資源系統(tǒng)，統(tǒng)一的協(xié)同辦公系統(tǒng)，一站式用戶信息應(yīng)用公共平臺等）應(yīng)優(yōu)先考慮建設(shè)。這樣，通過通盤考慮信息系統(tǒng)之間的關(guān)系，可以避免在信息化建設(shè)過程中產(chǎn)生新的信息孤島，可減少重復(fù)投資，強(qiáng)化信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的貫徹和應(yīng)用。

在信息系統(tǒng)之間傳遞主數(shù)據(jù)的主要方式是通過中間件或者ESB。ESB用于實(shí)現(xiàn)企業(yè)不同消息的準(zhǔn)確、高效和安全傳遞，并提供了一種統(tǒng)一的可靠消息傳輸和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能。ESB是傳統(tǒng)中間件技術(shù)與XML（擴(kuò)展化的標(biāo)記語言）、Web服務(wù)等技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物［1，10］，在設(shè)計(jì)實(shí)施上一般采用一套標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口（通用的XML格式），使用統(tǒng)一的協(xié)議（如Web Service／HTTP）。隨著信息化應(yīng)用系統(tǒng)增多、接口數(shù)量增長，系統(tǒng)間連接關(guān)系也日益復(fù)雜，增加了系統(tǒng)實(shí)施和數(shù)據(jù)共享的強(qiáng)度和難度。比如，文獻(xiàn)［6］歸納了航空公司電子商務(wù)系統(tǒng)與其各主要相關(guān)系統(tǒng)間交換時在業(yè)務(wù)主數(shù)據(jù)內(nèi)容、通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)格式上的復(fù)雜性，如果沒有一個統(tǒng)一的集成總線標(biāo)準(zhǔn)支撐，那么安全傳輸機(jī)制、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、通信適配器的開發(fā)、傳輸可靠性保證等問題都需要依賴于自主開發(fā)，其風(fēng)險是不言而喻。圖3給出了一個具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)與周邊系統(tǒng)的集成關(guān)系，通過標(biāo)準(zhǔn)的開放的ESB，簡化了系統(tǒng)間接口的開發(fā)，統(tǒng)一了系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳遞的技術(shù)格式、安全規(guī)范、監(jiān)控和管理等。

圖2 鄭州城市軌道交通MDM與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)系

圖3 ESB實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)安全可靠的傳遞

3.2 以核心業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，同步建設(shè)MDM和ESB

如前所述，單純的MDM和ESB建設(shè)，容易造成與其他業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間的脫節(jié)和協(xié)調(diào)難度。結(jié)合企業(yè)的基礎(chǔ)的、核心的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)，則提高了MDM實(shí)施落地的可行性。以鄭州城市軌道交通信息化建設(shè)體系為例，圖4給出了核心的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和支撐業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù)平臺。

鄭州市軌道交通有限公司先期進(jìn)行了人力資源管理、財(cái)務(wù)管理、資產(chǎn)管理等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的核心功能模塊建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)鄭州城市軌道交通的人、財(cái)、物等主數(shù)據(jù)模型。同時，通過同步建設(shè)MDM和ESB等基礎(chǔ)技術(shù)支撐，保證了各系統(tǒng)之間包括主數(shù)據(jù)在內(nèi)的信息可靠傳遞。后續(xù)信息系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和建設(shè)時，其主數(shù)據(jù)來源于MDM平臺，與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)傳遞則通過ESB實(shí)現(xiàn)。由此可見，MDM和ESB的應(yīng)用，使得信息系統(tǒng)不再獨(dú)立封閉考慮，為信息系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)共享和集成的約束機(jī)制。

圖4 核心業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和支撐業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù)平臺

4 結(jié)語

城市軌道交通工程項(xiàng)目的建設(shè)、運(yùn)營管理和企業(yè)組織架構(gòu)的動態(tài)演進(jìn)過程，對信息系統(tǒng)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)集成提出了挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享需要一個有效的信息化手段。本文針對近年來城市軌道交通行業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合對鄭州城市軌道交通信息化規(guī)劃和建設(shè)的實(shí)踐認(rèn)識，提出了利用企業(yè)建設(shè)初期沒有信息系統(tǒng)歷史包袱和關(guān)鍵信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)開建的契機(jī)，同步建設(shè)相對獨(dú)立的MDM平臺和ESB的方案。該方案使得企業(yè)信息系統(tǒng)不再獨(dú)立封閉考慮，為信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)集成提供了長效約束機(jī)制，使得各階段信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用始終遵從一致的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)安全成為可能。這樣，企業(yè)初期以較小的投入和難度構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和共享平臺，避免了后期為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合和消除信息孤島帶來的巨額成本。

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