過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)研究

潘紅兵

（南京交通運(yùn)營(yíng)管理集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

數(shù)據(jù)資源中心是以全局視角、運(yùn)用頂層設(shè)計(jì)的思想，基于對(duì)過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的全面、穩(wěn)定支撐而開(kāi)展的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源框架體系建設(shè)。通過(guò)本項(xiàng)目設(shè)立，讓數(shù)據(jù)資源標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)范化并實(shí)施集中規(guī)劃，令數(shù)據(jù)質(zhì)量管控機(jī)制更加完善，讓數(shù)據(jù)獲取更具有時(shí)效性、及時(shí)性與連貫化，令數(shù)據(jù)資源可以得到充分的共享，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 核心需求分析

數(shù)據(jù)資源中心是以全局視角、運(yùn)用頂層設(shè)計(jì)的思想，基于對(duì)隧道業(yè)務(wù)應(yīng)用的全面、穩(wěn)定支撐而開(kāi)展的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源框架體系建設(shè)。通過(guò)本項(xiàng)目建立，令數(shù)據(jù)資源集中規(guī)劃的同時(shí)更為完善化并強(qiáng)化數(shù)據(jù)質(zhì)量管控框架，使得獲取的數(shù)據(jù)途徑唯一化、及時(shí)化，數(shù)據(jù)保障完整性與準(zhǔn)確性，也使得上述數(shù)據(jù)資源可以得到完整共享，為重要業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。本工程數(shù)據(jù)資源建設(shè)是一個(gè)框架性工程，旨在搭建隧道數(shù)據(jù)資源框架，促進(jìn)隧道數(shù)據(jù)的整合化和采集部分能按部就班開(kāi)展。數(shù)據(jù)資源中心建設(shè)包括數(shù)據(jù)資源域、數(shù)據(jù)梳理域和數(shù)據(jù)應(yīng)用域三部分。

1.1 數(shù)據(jù)資源與整合

數(shù)據(jù)資源域建設(shè)任務(wù)主要是對(duì)數(shù)據(jù)底層接入的整合工作。整合的數(shù)據(jù)內(nèi)容分為兩個(gè)部分，第一部分是將現(xiàn)有過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)按統(tǒng)一規(guī)劃接入整合到同一個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。第二個(gè)部分是對(duì)新增的數(shù)據(jù)接入規(guī)范化處理，且使用數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，以達(dá)到優(yōu)化現(xiàn)有數(shù)據(jù)接入方式的目的。

根據(jù)數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，分析出隧道數(shù)據(jù)模型，即隧道產(chǎn)生和需要管理的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)的不同，將其歸類為行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、主題數(shù)據(jù)庫(kù)和共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是支撐業(yè)務(wù)管理的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)。一般情況下，在業(yè)務(wù)管理過(guò)程中，是不隨管理對(duì)象時(shí)間和空間變化而變化的、相對(duì)靜態(tài)的數(shù)據(jù)。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是在業(yè)務(wù)管理過(guò)程中，隨著管理對(duì)象時(shí)間、空間變化而逐步衍生的管理過(guò)程數(shù)據(jù)，是相對(duì)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)。

主題數(shù)據(jù)是以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，面向某個(gè)業(yè)務(wù)主題，通過(guò)抽取、轉(zhuǎn)換、加載，整合相關(guān)業(yè)務(wù)信息資源，形成多維斷面統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集，以支撐綜合分析應(yīng)用。主題數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)隨時(shí)間和空間移動(dòng)而形成的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用于支撐綜合運(yùn)行分析。

共享數(shù)據(jù)是滿足各層面跨部門(mén)信息共享或業(yè)務(wù)協(xié)同的數(shù)據(jù)。

對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)采集方法由下列方式構(gòu)成：數(shù)據(jù)對(duì)接平臺(tái)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、人工錄入、直接使用、外部數(shù)據(jù)加載五種方式獲得。根據(jù)隧道已有的各種數(shù)據(jù)資源采集狀況，并結(jié)合各類型數(shù)據(jù)源特性對(duì)要求實(shí)施更新，對(duì)網(wǎng)絡(luò)條件進(jìn)行統(tǒng)合考慮，可以得出結(jié)論：當(dāng)數(shù)據(jù)類型不一致時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用區(qū)分化的數(shù)據(jù)采集方法[1]。

1.2 數(shù)據(jù)梳理與建設(shè)

數(shù)據(jù)梳理域是通過(guò)對(duì)隧道數(shù)據(jù)資源實(shí)施綜合管理，讓數(shù)據(jù)的完整性得到保障的同時(shí)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。數(shù)據(jù)梳理域是為了規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和保證數(shù)據(jù)安全而建立的組織、流程、工具和考評(píng)體系。隧道數(shù)據(jù)梳理域總體框架如圖1所示。

圖1 隧道數(shù)據(jù)梳理域總體框架

1.2.1 元數(shù)據(jù)管理與服務(wù)

針對(duì)接入到隧道數(shù)據(jù)中心的全部信息資源進(jìn)行分析，包括數(shù)據(jù)資源和配套的應(yīng)用系統(tǒng)，它們提供的對(duì)應(yīng)應(yīng)用服務(wù)，均使用對(duì)應(yīng)元數(shù)據(jù)實(shí)施描述。將上述元數(shù)據(jù)作為核心可以完成信息資源管理體系的建設(shè)，實(shí)施元數(shù)據(jù)管理組件過(guò)程中需要借鑒《政務(wù)信息資源目錄體系建設(shè)總則與技術(shù)框架》規(guī)范。數(shù)據(jù)管理與服務(wù)組件應(yīng)實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)采集、注冊(cè)、審核、發(fā)布、等服務(wù)。

1.2.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理

數(shù)據(jù)資源質(zhì)量管理系統(tǒng)是根據(jù)定制的數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗(yàn)規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行檢查，形成質(zhì)量問(wèn)題數(shù)據(jù)記錄；同時(shí)，提供數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題發(fā)現(xiàn)登記、發(fā)布、修正反饋、統(tǒng)計(jì)分析、質(zhì)量信息查詢等功能。數(shù)據(jù)資源質(zhì)量管理系統(tǒng)包括檢測(cè)任務(wù)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)、查詢結(jié)果報(bào)告三項(xiàng)主要功能。

1.2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理是對(duì)信息化建設(shè)項(xiàng)目中業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容等與標(biāo)準(zhǔn)的符合程度進(jìn)行檢測(cè)，審核數(shù)據(jù)資源是否遵循國(guó)家、交通運(yùn)輸部、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)工具，是提高信息數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，促進(jìn)信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享的有效手段。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)主要功能流程如圖2所示，主要包括數(shù)據(jù)名稱符合性檢測(cè)、數(shù)據(jù)定義標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測(cè)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測(cè)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符合性統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)評(píng)價(jià)等功能。

圖2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)主要功能流程圖

1.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用域建設(shè)

數(shù)據(jù)應(yīng)用域建設(shè)要求包括兩個(gè)部分，一是通過(guò)前面數(shù)據(jù)資源體系的建設(shè)為隧道運(yùn)營(yíng)指揮調(diào)度提供各類數(shù)據(jù)應(yīng)用支撐。同時(shí)與數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)結(jié)合，對(duì)數(shù)據(jù)分析專題進(jìn)一步分析挖掘。

通過(guò)數(shù)據(jù)中心積累的數(shù)據(jù)資源，將數(shù)據(jù)資源按照不同的管理要求進(jìn)行重構(gòu)，把現(xiàn)有的應(yīng)用作為服務(wù)進(jìn)行封裝，形成基于不同主題的應(yīng)用服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的松耦合關(guān)系，達(dá)到跨操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，保護(hù)現(xiàn)有的信息化基礎(chǔ)建設(shè)投資。

本工程對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)中心建設(shè)，即建設(shè)統(tǒng)一服務(wù)集成平臺(tái)。統(tǒng)一服務(wù)集成平臺(tái)旨在提供統(tǒng)一的門(mén)戶系統(tǒng)，破除各個(gè)平臺(tái)之間的業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用堡壘并令各個(gè)業(yè)務(wù)之間協(xié)同聯(lián)合發(fā)展，并能根據(jù)用戶需求，靈活方便定制各類服務(wù)。以系統(tǒng)集成角度出發(fā)可以把應(yīng)用集成體系按四個(gè)層面進(jìn)行分類：界面集成、數(shù)據(jù)集成、功能集成和流程集成。

界面集成：將長(zhǎng)江隧道公司各個(gè)業(yè)務(wù)所使用的操作界面放到統(tǒng)一的集成頁(yè)面當(dāng)中以讓用戶可以方便使用，達(dá)到提高操作效率的目的。

數(shù)據(jù)集成：令數(shù)據(jù)層面共享化和同步化高度集成，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聯(lián)合共享。

功能集成：根據(jù)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能封裝，實(shí)現(xiàn)功能靈活重構(gòu)，從而快速形成新的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

流程集成：此流程在數(shù)據(jù)和應(yīng)用集成的基礎(chǔ)上建立，并使用流程集成模塊完成編排，讓各個(gè)應(yīng)用當(dāng)中的功能服務(wù)均實(shí)現(xiàn)集成化[2]。

2 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案

2.1 總體建設(shè)思路

本工程數(shù)據(jù)資源建設(shè)是一個(gè)框架性工程，旨在按照南京交通運(yùn)營(yíng)管理集團(tuán)有限公司的架構(gòu)搭建數(shù)據(jù)資源框架，促進(jìn)過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)采集、整合有序開(kāi)展。數(shù)據(jù)工程建設(shè)思路主要是從數(shù)據(jù)源分析到數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)的全過(guò)程建設(shè)和管理，提供了對(duì)數(shù)據(jù)的全生命周期的監(jiān)控和預(yù)警功能。數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.2.1 數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)是站在過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)管理和對(duì)外服務(wù)的高度，統(tǒng)領(lǐng)規(guī)劃行業(yè)業(yè)務(wù)，開(kāi)展全域數(shù)據(jù)模型分析，分析各業(yè)務(wù)線業(yè)務(wù)管理流程及業(yè)務(wù)管理過(guò)程中需要及產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資源、分析各條業(yè)務(wù)線在哪些節(jié)點(diǎn)，與哪些其他業(yè)務(wù)之間有相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，需要獲取其他業(yè)務(wù)線或向其他業(yè)務(wù)線提供哪些數(shù)據(jù)。此外，全域數(shù)據(jù)模型分析還需結(jié)合當(dāng)前業(yè)務(wù)未來(lái)變革趨勢(shì)，梳理支撐變革后的業(yè)務(wù)需要哪些數(shù)據(jù)資源。全域數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)是按照交通運(yùn)輸信息化建設(shè)“一數(shù)一源、一源多用”的總體要求，對(duì)過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌資源規(guī)劃，形成過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)模型，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、主題數(shù)據(jù)庫(kù)和共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2.2 數(shù)據(jù)資源整合

數(shù)據(jù)資源管理體系建設(shè)是過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)管理進(jìn)行數(shù)據(jù)治理、挖掘和應(yīng)用分析的重要基礎(chǔ)。它包括元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)資源注冊(cè)管理、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、權(quán)限管理、服務(wù)發(fā)布、日志管理等功能模塊。

2.2.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)

數(shù)據(jù)服務(wù)中心是利用運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心匯聚的各類數(shù)據(jù)資源，按照特定的數(shù)據(jù)規(guī)則進(jìn)行“組合”形成的各類數(shù)據(jù)服務(wù)，服務(wù)方式可以分為三種，第一種通過(guò)系統(tǒng)提供查詢、分析服務(wù)，在系統(tǒng)里面開(kāi)發(fā)查詢、分析的統(tǒng)計(jì)報(bào)表、圖表功能模塊，用戶可以直接訪問(wèn)對(duì)應(yīng)功能模塊獲得服務(wù)。第二種通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)接口的方式提供服務(wù)，制定統(tǒng)一的接口設(shè)計(jì)規(guī)范，將接口部署在接口服務(wù)總線上，統(tǒng)一對(duì)外提供接口服務(wù)。第三種通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換方式提供數(shù)據(jù)服務(wù)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或定時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)交換工具推送到用戶的前置機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶通過(guò)前置機(jī)獲得數(shù)據(jù)服務(wù)。

通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)中心發(fā)揮數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)資源的價(jià)值，包括數(shù)據(jù)分析服務(wù)、數(shù)據(jù)查詢服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

2.3.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)及適用范圍

編寫(xiě)《過(guò)江隧道信息化數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范》，本規(guī)范定義系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、對(duì)象命名、數(shù)據(jù)字典文檔編寫(xiě)格式等方面需遵循的基本要求。本規(guī)范可作為過(guò)江隧道信息化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)單位的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。

2.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要求

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)通常是作為應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一部分進(jìn)行的，但在應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)具有特殊的重要性和相對(duì)獨(dú)立性，因此在本次建設(shè)規(guī)范中專門(mén)進(jìn)行規(guī)定。

為最終能設(shè)計(jì)出高性能、易擴(kuò)展、易維護(hù)、少冗余、高安全性、高可靠性、一致性和完整性好的數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合隧道實(shí)際，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)按照下列步驟進(jìn)行分類，包括邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)等六個(gè)步驟完成，這六個(gè)步驟主要工作任務(wù)各有不同。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)主要的功能是提出具體問(wèn)題并面向用戶的應(yīng)用要求，中間的階段主要是同數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用相關(guān)的，最終階段是面向具體的方法，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)。以上的步驟可以劃分為分析設(shè)計(jì)階段與實(shí)現(xiàn)運(yùn)行階段。項(xiàng)目實(shí)施人員在每次做完一個(gè)階段后均需要完成設(shè)計(jì)分析步驟，對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，用最佳評(píng)審方法處理設(shè)計(jì)階段文檔，并同用戶實(shí)時(shí)溝通。若設(shè)計(jì)完成的數(shù)據(jù)庫(kù)與要求不相符，就需要實(shí)施修改，上述溝通和修改過(guò)程可能需要多方面完成，以使最終完成的數(shù)據(jù)庫(kù)可以準(zhǔn)確地反映用戶的需求。

2.3.3 歷史數(shù)據(jù)采集入庫(kù)

歷史數(shù)據(jù)包括從隧道運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的所有運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和現(xiàn)有系統(tǒng)產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)，主要分為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是分散在各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、事故監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、車輛的定位數(shù)據(jù)、車流量數(shù)據(jù)等。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是運(yùn)營(yíng)管理部指揮調(diào)度中心、應(yīng)急處置中心的各崗位歷史運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，包括文本、圖片、各類報(bào)表等。

將南京交通運(yùn)營(yíng)管理集團(tuán)運(yùn)營(yíng)管理部這些年日常運(yùn)營(yíng)的日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)、事故處置報(bào)告、指揮中心工作日志、應(yīng)急處置中心工作日志以及車流量統(tǒng)計(jì)表、運(yùn)營(yíng)情況統(tǒng)計(jì)表等電子化的報(bào)表進(jìn)行結(jié)構(gòu)化入庫(kù)，將分散在各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、事故監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、車輛的定位數(shù)據(jù)、車流量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集入庫(kù)，并提供多維度報(bào)表查詢功能。另外，將已有的車輛識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行重新梳理，按照數(shù)據(jù)分析的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行重新入庫(kù)。

3 結(jié)語(yǔ)

過(guò)江隧道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，將隧道運(yùn)營(yíng)指揮調(diào)度相關(guān)系統(tǒng)以及歷史運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整合和存儲(chǔ)，為過(guò)江隧道的運(yùn)營(yíng)和管理工作提供完整、準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)支撐，通過(guò)創(chuàng)新過(guò)江隧道大數(shù)據(jù)應(yīng)用和發(fā)展模式，促進(jìn)過(guò)江隧道行業(yè)可視化監(jiān)控和指揮調(diào)度應(yīng)用的服務(wù)能力的提高，為打造全市“互聯(lián)網(wǎng)+”隧道管理生態(tài)體系提供基礎(chǔ)應(yīng)用支撐平臺(tái)。