基于TOGAF的農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)研究

孫麗婷，平笑柔，于 璐，馮金衛(wèi)，蘇 醒，楊 飛

(北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究所，北京 100854)

0 引言

當(dāng)前基層農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法人員普遍存在執(zhí)法效率低下問(wèn)題，如①案件處理意見書、行政處罰決定書等文書相似，內(nèi)容多次重復(fù)填寫；②執(zhí)法手段模型單一，不足以應(yīng)對(duì)各類應(yīng)用場(chǎng)景，缺乏智能化、規(guī)范化執(zhí)法手段；③農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法橫向、縱向數(shù)據(jù)孤立、不共享，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)多頭填報(bào)，上層部門無(wú)法做到有效監(jiān)管；④調(diào)查取證過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)檢查筆錄、詢問(wèn)筆錄等需要手工填寫；⑤文書審批過(guò)程繁瑣、緩慢。為了克服上述問(wèn)題，許多研究者從宏觀層面提出解決思路，如加大資金投入力度、加強(qiáng)執(zhí)法隊(duì)伍建設(shè)、完善執(zhí)法設(shè)備以提升農(nóng)業(yè)執(zhí)法綜合效能[1-3]；也有研究者通過(guò)開展執(zhí)法信息化研究，解決一線執(zhí)法人員的執(zhí)法效率低下問(wèn)題[4]。但宏觀層面的指導(dǎo)提出了解決思路，尚未切實(shí)打中執(zhí)法辦案人員的痛點(diǎn)；執(zhí)法信息化研究可以解決執(zhí)法人員線下轉(zhuǎn)線上的工作模式，一定程度上提升了辦案人員的執(zhí)法效能，但無(wú)法滿足執(zhí)法辦案過(guò)程中的智能化需求。

因此，為滿足農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法過(guò)程中的信息化、智能化發(fā)展需求，本文基于TOGAF 構(gòu)建農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)，闡述了體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)等領(lǐng)域統(tǒng)籌研究、設(shè)計(jì)，形成一套面向農(nóng)業(yè)執(zhí)法的復(fù)雜體系分析與模型復(fù)用迭代的架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，為農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化、智能化應(yīng)用建設(shè)提供可靠的系統(tǒng)描述和模型支撐。

1 TODAF概述

1.1 TOGAF架構(gòu)設(shè)計(jì)方法

TOGAF（The Open Group Architecture Framework）以信息管理技術(shù)體系框架為基礎(chǔ)，提供一個(gè)實(shí)用、方便的開發(fā)企業(yè)體系架構(gòu)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，是一種協(xié)助發(fā)展、驗(yàn)收、運(yùn)行、使用和維護(hù)架構(gòu)的工具，其核心是架構(gòu)開發(fā)方法(Architecture Development Method，ADM)，用于開發(fā)滿足組織業(yè)務(wù)和IT需求的企業(yè)架構(gòu)，可分為一個(gè)預(yù)備、八個(gè)步驟以及一個(gè)需求管理組成。預(yù)備階段主要做架構(gòu)開發(fā)的準(zhǔn)備工作；八個(gè)步驟覆蓋了架構(gòu)開發(fā)和管理維護(hù)的全生命周期，包含架構(gòu)愿景、業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)+數(shù)據(jù)架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、機(jī)會(huì)及解決方案、遷移規(guī)劃、實(shí)施治理，以及架構(gòu)變更管理；需求管理主要是通過(guò)需求驗(yàn)證架構(gòu)方案[5]。

1.2 TOGAF架構(gòu)

采用ADM 開發(fā)的企業(yè)架構(gòu)，包括業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)，圖1展示了四個(gè)主要架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路。首先根據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)分析定義數(shù)據(jù)架構(gòu)，然后將數(shù)據(jù)架構(gòu)結(jié)合業(yè)務(wù)功能定義應(yīng)用架構(gòu)，最后根據(jù)數(shù)據(jù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)的特點(diǎn)和技術(shù)要求來(lái)設(shè)計(jì)技術(shù)架構(gòu)。

圖1 TOGAF架構(gòu)示意圖

2 基于TOGAF的農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)研究

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)思路

當(dāng)前農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法領(lǐng)域的信息化應(yīng)用主要按照傳統(tǒng)管理模式建設(shè)，從上層的業(yè)務(wù)應(yīng)用到底層的基礎(chǔ)設(shè)施，都按照種子、植物檢疫、農(nóng)藥、獸藥、肥料、飼料及飼料添加劑等復(fù)雜的業(yè)務(wù)條線提供業(yè)務(wù)服務(wù)，缺乏靈活的應(yīng)用組合能力及有效的線性擴(kuò)展能力，資源共享率低、按需組合的能力比較欠缺。

基于TOGAF 的農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路是：依據(jù)農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法流程，通過(guò)梳理農(nóng)業(yè)執(zhí)法實(shí)際業(yè)務(wù)需求，采用微服務(wù)設(shè)計(jì)思想，以“硬件算力泛在化、數(shù)據(jù)中臺(tái)通用化、業(yè)務(wù)平臺(tái)服務(wù)化”為技術(shù)主線，構(gòu)建滿足復(fù)雜農(nóng)業(yè)執(zhí)法需求的總體信息化架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)執(zhí)法智能化、執(zhí)法應(yīng)用平臺(tái)化、應(yīng)用能力微服務(wù)化、數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)化的目標(biāo)；之后，從業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)出發(fā)，梳理業(yè)務(wù)功能、流程、接口，以及業(yè)務(wù)之間數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)，搭建業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)；最后從技術(shù)角度，基于先進(jìn)的技術(shù)理念，構(gòu)建統(tǒng)一、開放的技術(shù)架構(gòu)，以保證業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)化，共享數(shù)據(jù)開放化。

2.2 總體架構(gòu)

作為一種目標(biāo)導(dǎo)向的架構(gòu)開發(fā)論，在構(gòu)建基于TOGAF的信息系統(tǒng)架構(gòu)框架時(shí)，需要首先明確系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)[5]。農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化應(yīng)用的建設(shè)目標(biāo)是遵循國(guó)辦、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相關(guān)政策要求，圍繞農(nóng)業(yè)執(zhí)法業(yè)務(wù)協(xié)同和信息資源共享，以執(zhí)法辦案為中心，建成面向全國(guó)農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法辦案人員應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、整體聯(lián)動(dòng)、業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)共享的農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化體系，其總體架構(gòu)如圖2所示，包含五層兩翼。

圖2 農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)

對(duì)農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)的詳細(xì)描述如下。①用戶層：依據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部下發(fā)的“農(nóng)業(yè)行政執(zhí)法基本文書格式”，應(yīng)用使用對(duì)象包含執(zhí)法人員、執(zhí)法機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人、法制機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人、執(zhí)法機(jī)關(guān)負(fù)責(zé)人，以及系統(tǒng)維護(hù)人員。②應(yīng)用層：滿足種子、植物檢疫、農(nóng)藥等執(zhí)法領(lǐng)域執(zhí)法人員在受理、分案、立案、調(diào)查取證、結(jié)案等執(zhí)法辦案過(guò)程中的信息化、智能化辦案需求，提供流程化辦案、智能化輔助辦案應(yīng)用和服務(wù)。③支撐服務(wù)層：梳理農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法業(yè)務(wù)流程，采用服務(wù)共享設(shè)計(jì)理念，將執(zhí)法流程中共性的業(yè)務(wù)能力以“微服務(wù)”的形式共享出來(lái)，執(zhí)法過(guò)程中按需選配資源和服務(wù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)組合和集成，形成面向各類執(zhí)法領(lǐng)域的服務(wù)能力，避免重復(fù)建設(shè)。④數(shù)據(jù)層：將采集的執(zhí)法數(shù)據(jù)抽象建模，形成面向農(nóng)業(yè)執(zhí)法的各種專題庫(kù)、主題庫(kù)，結(jié)合不同的模型算法，向頂層業(yè)務(wù)應(yīng)用或用戶提供數(shù)據(jù)檢索、即席查詢等各類數(shù)據(jù)服務(wù)。⑤基礎(chǔ)設(shè)施層：滿足信創(chuàng)環(huán)境運(yùn)行需求，基于先進(jìn)的新興技術(shù)[6]，提供信創(chuàng)云、大數(shù)據(jù)[7]等基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境。⑥運(yùn)維管理體系：滿足云計(jì)算、大數(shù)據(jù)時(shí)代的精細(xì)化運(yùn)維管理需求，以及執(zhí)法應(yīng)用快速迭代和敏捷化發(fā)展需求，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)解決運(yùn)維工作中的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。⑦安全保障體系：構(gòu)建滿足電子政務(wù)內(nèi)外網(wǎng)的安全防護(hù)體系，保障物理環(huán)境、計(jì)算環(huán)境、區(qū)域邊界、通信網(wǎng)絡(luò)、跨網(wǎng)隔離交換等的安全。

2.3 業(yè)務(wù)架構(gòu)

業(yè)務(wù)架構(gòu)是指將抽象的業(yè)務(wù)遠(yuǎn)景通過(guò)整理、集合、優(yōu)化等措施轉(zhuǎn)換為具體可操作的業(yè)務(wù)模型[5]。本研究結(jié)合農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法人員在案件受理、立案、分案、調(diào)查取證、結(jié)案等執(zhí)法階段的業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法業(yè)務(wù)架構(gòu)的參考模型，如圖3 所示。在架構(gòu)遠(yuǎn)景和架構(gòu)目標(biāo)確定的框架內(nèi)，確定架構(gòu)的功能，包含基礎(chǔ)功能、用戶管理、業(yè)務(wù)辦理、運(yùn)維管理，以及應(yīng)用層。

圖3 農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法業(yè)務(wù)架構(gòu)

農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法業(yè)務(wù)架構(gòu)的詳細(xì)描述①基礎(chǔ)功能：對(duì)執(zhí)法各業(yè)務(wù)功能進(jìn)行抽取，形成共性的底層服務(wù)支撐組件，包含OCR基礎(chǔ)服務(wù)、語(yǔ)言識(shí)別基礎(chǔ)服務(wù)、文本分析基礎(chǔ)服務(wù)等，同時(shí)包含服務(wù)管控功能，對(duì)服務(wù)的定義、部署、注冊(cè)等進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管控。②用戶管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)法人員、執(zhí)法機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人、法制機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人、執(zhí)法機(jī)關(guān)負(fù)責(zé)人等用戶的管理功能，包含用戶登錄、注冊(cè)、個(gè)人資料以及賬號(hào)安全等功能，屬于后臺(tái)端功能。③業(yè)務(wù)辦理：農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法人員按照受理、立案、調(diào)查取證、案件處理，以及結(jié)案的辦理流程進(jìn)行辦案，具體案件辦理功能體現(xiàn)在辦案中心，在前端業(yè)務(wù)的辦理過(guò)程中，會(huì)有后臺(tái)的流程服務(wù)、文書服務(wù)、審批服務(wù)提供支撐。④運(yùn)維管理：在執(zhí)法人員執(zhí)法辦案過(guò)程中，同樣需要對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行運(yùn)維，包含應(yīng)用功能的監(jiān)控，以及應(yīng)用的自動(dòng)化發(fā)布等。⑤應(yīng)用層：采用不同的客戶端訪問(wèn)應(yīng)用。

2.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

通過(guò)多元技術(shù)匯集多網(wǎng)數(shù)據(jù)資源，形成數(shù)據(jù)資源池。通過(guò)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)、治理，保證數(shù)據(jù)的規(guī)范可用，按使用類型分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)等；結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘算法，基于執(zhí)法業(yè)務(wù)需求，融合各類數(shù)據(jù)，抽象形成數(shù)據(jù)模型、知識(shí)模型，為種子執(zhí)法、肥料執(zhí)法、漁政執(zhí)法等提供數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)檢索、知識(shí)推送等數(shù)據(jù)服務(wù)支撐?；诖怂悸?，構(gòu)建數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖4 所示，包含數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)模型層、數(shù)據(jù)服務(wù)層，同時(shí)通過(guò)厘清數(shù)據(jù)的對(duì)外流轉(zhuǎn)，保證數(shù)據(jù)在各業(yè)務(wù)中的共享開放，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向決策信息的轉(zhuǎn)變。

圖4 農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法數(shù)據(jù)架構(gòu)

農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法數(shù)據(jù)架構(gòu)的詳細(xì)描述①數(shù)據(jù)資源池：數(shù)據(jù)資源包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、主題數(shù)據(jù)。各類數(shù)據(jù)自上而下或自外向內(nèi)，匯集到數(shù)據(jù)資源池；并通過(guò)數(shù)據(jù)目錄實(shí)現(xiàn)對(duì)外的共享交換。②模型：包含數(shù)據(jù)映射模型、數(shù)據(jù)處理模型和數(shù)據(jù)應(yīng)用模型。數(shù)字映射模型，是將執(zhí)法實(shí)體實(shí)現(xiàn)從實(shí)到虛的轉(zhuǎn)換，解決幾種要素在數(shù)字空間內(nèi)的“孿生體”問(wèn)題；數(shù)據(jù)處理模型涵蓋數(shù)據(jù)的全生命周期管理；數(shù)據(jù)應(yīng)用模型，面向決策分析等應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)-智慧的轉(zhuǎn)換模型，為對(duì)外開放的數(shù)據(jù)服務(wù)提供模型支撐。③數(shù)據(jù)服務(wù)：給執(zhí)法人員、機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提供共享的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)訪問(wèn)、數(shù)據(jù)目錄等服務(wù)。

2.5 應(yīng)用架構(gòu)

應(yīng)用架構(gòu)主要體現(xiàn)應(yīng)用之間的集成關(guān)系?？梢酝ㄟ^(guò)業(yè)務(wù)架構(gòu)和用戶需求分析，協(xié)助構(gòu)建應(yīng)用架構(gòu)，定義業(yè)務(wù)應(yīng)用功能的總體結(jié)構(gòu)和組織方式，與業(yè)務(wù)流程及活動(dòng)進(jìn)行有效匹配，以組件為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建。首先，對(duì)幾類用戶需求進(jìn)行分析，執(zhí)法人員采用此平臺(tái)完成執(zhí)法辦案的全生命周期過(guò)程；法制機(jī)構(gòu)人員采用此平臺(tái)在文書審批環(huán)節(jié)完成案件審查；執(zhí)法機(jī)關(guān)和執(zhí)法機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人借助平臺(tái)應(yīng)用完成文書審批。其次，通過(guò)各類用戶的需求鏈接，可以梳理出平臺(tái)各應(yīng)用功能以及功能與功能之間的關(guān)系。構(gòu)建應(yīng)用架構(gòu)如圖5所示，分成用戶層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、支撐服務(wù)層。

圖5 農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法應(yīng)用架構(gòu)

農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法應(yīng)用架構(gòu)的詳細(xì)描述①用戶層：厘清每類用戶所需使用的業(yè)務(wù)功能，并且描述各功能之間的流程關(guān)系。②業(yè)務(wù)應(yīng)用層：結(jié)合用戶層分析，總結(jié)農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法應(yīng)用包含的總體功能，可劃分為流程辦案類應(yīng)用和智能輔助辦案應(yīng)用。流程辦案類應(yīng)用為主應(yīng)用，可借助智能輔助辦案應(yīng)用提升辦案人員的辦案質(zhì)效。兩類應(yīng)用相輔相成，共同滿足辦案人員的留痕、智能化辦案需求。③支撐服務(wù)層：抽取共性服務(wù)能力，包含基礎(chǔ)支撐服務(wù)能力以及智能支撐服務(wù)能力。

2.6 技術(shù)架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)是基于功能和技術(shù)的需求，描述系統(tǒng)內(nèi)模塊間的關(guān)系以及與其他系統(tǒng)間的相互關(guān)系，同時(shí)描述農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法開發(fā)、部署、運(yùn)行所需的技術(shù)組件。技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6 農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法技術(shù)架構(gòu)

農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法技術(shù)架構(gòu)的詳細(xì)描述①基礎(chǔ)設(shè)施層：統(tǒng)籌業(yè)務(wù)應(yīng)用、平臺(tái)軟件等所需硬件資源，按需提供基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境，滿足大數(shù)據(jù)、人工智能背景下業(yè)務(wù)應(yīng)用運(yùn)行需求。②數(shù)據(jù)層：構(gòu)建具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)共享交換的數(shù)據(jù)平臺(tái)。平臺(tái)必須支持海量異構(gòu)數(shù)據(jù)源的采集，包括執(zhí)法過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和外部第三方數(shù)據(jù)，并解決數(shù)據(jù)量暴增所帶來(lái)的存儲(chǔ)與計(jì)算性能問(wèn)題。③服務(wù)支撐層：基于服務(wù)能力開放共享原則，構(gòu)建平臺(tái)服務(wù)層，包含支撐服務(wù)、共性服務(wù)以及應(yīng)用服務(wù)。其中平臺(tái)服務(wù)是基礎(chǔ)性的服務(wù)組件，共性服務(wù)是滿足上層應(yīng)用按需調(diào)用的共性服務(wù)組件，應(yīng)用服務(wù)主要是業(yè)務(wù)組件。④應(yīng)用層：滿足不同業(yè)務(wù)應(yīng)用研發(fā)所需的軟件工具包。

3 結(jié)束語(yǔ)

本研究引入TOGAF，提出一種適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法信息化架構(gòu)搭建的設(shè)計(jì)方法。針對(duì)當(dāng)前全國(guó)農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法面臨的痛點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，本研究采用業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的雙輪驅(qū)動(dòng)策略，從總體架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)層面厘清農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法的總體框架、執(zhí)法業(yè)務(wù)流程及業(yè)務(wù)功能、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，以及底層支撐的先進(jìn)、科學(xué)的技術(shù)路線，為國(guó)內(nèi)推進(jìn)全國(guó)農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法業(yè)務(wù)應(yīng)用研發(fā)提供有力參考。