基于SOA的人口管理信息系统的研究与实现

摘要：在分析人口信息重要性的基础上，研究人口管理信息化的需求和建模方法，并以面向服务的新的软件系统开发方法—SOA技术设计并实现人口管理信息系统。为人口信息管理系统的开发提供一个可供借鉴参考的方法和途径。

关键词：人口；管理信息系统；SOA

中图分类号：TP393.09 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 20-0000-03

人口信息是我国最核心、最重要的基础信息资源之一，国家以人口信息为重要依据编制并实施各项法规、政策和经济发展策略。近年来，我国人口不断快速增长，传统的人口信息管理模式已经无法满足信息化社会发展的需要，因此需要采用计算机技术快速构建适合于当今社会发展步伐的人口管理信息系统。但由于我国计生部门信息化的建设缺乏统一、整体的顶层规划，为后续的深化应用带来了困难。

1 国内外现状

人口信息资源是国家最重要的基础资源之一，为国家执行各项政策、分析各类数据提供依据，人口信息资源的数据准确性关系到国家的发展和稳定。人口信息管理系统的目的就是采取更为高效的手段对各类信息进行采集、管理和存储，这是政府部门的重要职能。

1.1 国外发展情况

美国作为世界上最发达的国家，最早开始进行人口资源信息化建设。早在80年代初期，计算机技术得到飞速发展，美国政府就立即决定摒弃以往传统的人口信息管理模式，改用计算机将其信息化，这一举措为美国的社会发展做出了重要贡献，同时为美国的社会保障体系奠定了坚实基础[1]。目前，瑞典、瑞士、德国等经济发达国家，纷纷将人口资料进行电子化处理，他们在国家层面上建立统一的国民信息数据库，全国的各政府部门、私人化部门如需提取某个公民的个人信息，只要获得相应权限就可以从国家数据库中获取，这种模式有利于数据的统一性和共享性。

1.2 国内发展情况

国内的信息化进程启动较晚，我国首个开展人口信息化[2]的城市是上海，由最初的单机系统逐步发展为联网系统，再发展为跨地域职能部门联合，最终发展为区域多部门集成。目前，国内一些沿海发达地区已经走在了发展的前列，广州、深圳、大连等城市陆续启动了区域人口信息管理的信息化项目，高度重视对人口信息的采集、管理、处理、分析，深度挖掘资源的利用率，提高了相关政府部门的工作效率、保障了人口信息数据的准确性和安全性、加快了人口信息化的建设脚步。

基于SOA的人口信息管理系统，利用了SOA架构对IT系统业务应用、数据的强大整合能力，把政府部门之间各个独立的业务系统互相通信，变为一个动态更新、规模庞大的政府人口信息库，这个庞大系统功能的增加、删除、变更，将是非常容易实现的。

2 面向服务体系架构技术概述

SOA的英文全称是Service-Oriented Architecture，中文意思是面向服务的体系架构。这一概念由Gartner提出，并给出了定义[1]。Gartner指出，SOA是针对客户机/服务器架构出现的，从此应用软件将不再划分为功能模块，而是由服务和服务请求共同构成。SOA比常规的客户机/服务器模式更加优化，主要体现在各服务间的耦合程度低、接口符合相关标准上。

2.1 SOA的主要组成部分

提供者（SP，Service Provider）服务提供者长期贮存在网络上，等待消费者进行请求，接收消费者的请求参数。提供者是消费者和服务注册机之间的纽带。

消费者（SC，Service Consumer）服务消费者是模块，用于完成对服务的请求。消费者能够连接到注册机，并获取服务列表供用户查看，当用户选择某一服务时，消费者需要通过相关参数定位到该服务，并按照实现约定好的固定格式对服务进行请求。

注册机制（SR，Service Register）该模块是整个SOA的核心，相当于应用系统的服务器，用于存放网络中所有可以应用的服务列表及其相应参数，同时注册机制还定义了请求服务时的格式要求。

2.2 SOA的原理

首先用户通过服务请求者向服务注册中心提出请求，服务注册中心根据请求参数在列表中查询服务。如果找到该服务，则将事先定义好的请求参数格式和服务所在的地点参数发送给服务请求者。请求者根据注册中心返回的内容找到服务提供者，并通过SOAP的方式对服务进行调用。其结构图如图1所示：

图 1 SOA协作

2.3 SOA的优势

SOA体系架构相比旧有架构来讲，具有许多优势，它是一种低侵入性的架构，可以在尽量不将原有系统推倒重来的情况下进行部分改造。这种特性使得各类系统都可以依靠SOA来延长自己系统的生命周期，提升系统的层次。具体分析SOA的优势如下：（1）通过使用SOA框架，不仅可以指导新开发的业务系统，更可以充分利用系统的现有基础，对局部做出调整和改进；（2）利于投入商品化建设，由于SOA都遵守相同的协议、应用标准的WSDL文档，有效促进软件产品的商品化应用；（3）降低成本 SOA技术的技术门槛不高，因此有利于开发团队的快速专业学习，团队的日趋发展，大大节省了技术成本和投资成本；（4）业务流程随时更新SOA的中心是服务，因此当某一业务流程发生变更时，无需对其他服务进行改动。某一个复杂的业务流程是通过若干服务完成的，无需改动任何代码，因此可实现业务流程的不断更新。

以业务为设计中心 现有系统大多数都是以功能为中心进行设计，开发者为了完成功能不仅需要具备开发知识，还需要了解完成这些功能所需的业务知识，造成开发的严重迟缓。SOA架构以业务为分割线，当业务被划分为服务后，开发者只需要针对每个服务所需完成的功能进行开发，而后针对某项复杂功能所需调用的服务顺序进行标识，大大简化了开发的过程。

3 人口管理信息系统的设计

3.1 整体思想设计

系统以J2EE技术架构为基础，依托以太网实现多层结构下的分布式体系结构，其中不止有B/S架构系统，还有基于C/S结构的子系统。采用B/S结构实现的子系统主要包括系统门户网站、OA系统（自动化办公系统），基于B/S结构的网络应用，可以实现客户端浏览器/web中间层/中心服务器三层结构，确保信息的实时性。基于C/S架构实现的子系统主要是人口管理信息系统及其客户端，利用先进的Web Service技术、桌面富客户端应用、关系型数据库技术，该系统得以稳定运行。另外，该系统为各分支机构提供了即时通信服务，采用P2P技术设计实现，并结合J2EE中的JMS通信开发技术、网络数据传输技术实现。

由于该系统产生和存储的数据信息涉及大量私人信息，且对政府机关的日常决策工作提供数据基础，因此必须做好系统数据方面的安全措施。设置数据库服务器进行实时备份，确保当主服务器无法正常工作时，系统能够切换到一级备份服务器继续工作，保障系统的数据安全、24小时无中断服务。

除数据、备份服务器外，机房还备有网络容器服务器、中间件服务器、邮件和通信服务器。以上各服务器都进行了优化配置，包括端口配置、内存配置等过程，可以保证服务器间绝不冲突，这种方式有效的提高了系统的性能和访问速度，同时降低了各子系统间的耦合度。

3.2 功能框架设计

中国政府非常重视人口信息化建设。在国家“十一五”规划中制定了人口和计划生育信息化建设的总体目标和加快推进人口和计划生育信息化建设的要求，目标是建立起一套完善的人口信息指标体系；建立人和健全人口信息数据库；建立和健全人口信息数据采集系统；建设计生业务信息平台，实现人口信息基础管理系统、统计分析系统等系统模块的建设。

图 2 系统功能模块

（1）人口信息指标体系。人口指标体系是人口信息系统的总体指标。人口信息指标体系从存活、生育、死亡和迁移等四个方面全面描述了人口系统。依据国家关于人口信息系统要求，系统结合人口计生系统实际业务需求，建立和健全人口信息管理系统数据结构标准。

（2）人口信息数据库管理系统。按照人口信息管理系统数据结构标准，依托原有的系统数据，通过基层单位的数据采集和录入，实现汇总并比对校验，建立和健全人口数据库管理系统。对常住户籍所在地的人口，特别是对20—49周岁已婚育龄妇女的个案进行服务和管理，并提供与其它系统的接口，实现数据导入和导出功能。

（3）信息基础管理系统。完成日常的人口基础信息的提交、增加、删改、查询、比对等功能。主要功能包括：数据录入（要有多种方式）、信息变更、信息查询、汇总打印、数据导入（导出）、数据展示、系统维护等。

（4）流动人口管理系统。系统主要功能是建立流动人口基础信息数据库，实现对流出、流入人口进行综合性信息管理。该系统包括：流动人口信息管理系统、流动人口计划生育服务管理信息系统。

（5）统计分析系统。主要包含有各级统计报表、人口信息常规分析等。通过数据库实现报表自动接收、审核、生成、上报、统计、查询、自动生成报表分析、自定制报表、报表格式转换等功能。

3.3 平台体系结构设计

综合考虑网络、业务等因素，拟采用三层C/S[3]架构实现系统，在客户端抛弃传统的C/S结构模式，而采用基于面向服务的体系结构的智能客户端技术实现。

（1）客户端架构。运用智能客户端设计基于SOA的人口信息管理系统的客户端部分，主要功能是进行业务数据的管理。智能客户端是一种可扩展的、能有机集成不同应用的桌面应用程序，它的优点是部署方便、动态加载、即时安装，通过Xcopy技术即可运行，而不需要对操作系统的注册表进行修改，可以智能升级、动态更新，支持WebService接口，能够穿透防火墙。

智能客户端具有瘦客户端和富客户端的优点，同时能够对本地资源和网络资源进行有效调取，可以说是新一代网络应用的趋势。智能客户端还能有效缓解对服务器的参数要求，以往需要存放在服务器上的应用程序，可以跟随智能客户端注入到客户机中，降低对服务器要求的同时，还能提升运行速度。当系统需要升级时，只需在服务端升级包，智能客户端的自动更新模块会自动探索到本地版本和服务器版本的差异，并自动进行升级，有效的弥补了传统C/S结构应用在分布式环境下升级困难的问题。

底层操作平台之上需要部署的是我们的应用系统平台，该平台包含许多功能模块。客户端相比服务器需要安装的软件稍多，除客户端软件外，仍需安装基础应用软件，如文字处理、图形处理、视频会议、文字识别等办公软件，这些软件某种程度上可以作为本系统部分信息的采集途径，如图3所示

图 3 业务数据管理平台体系结构图

（2）服务器端架构。该系统属分布式应用，因此服务器端的设计采用了目前较为先进的SOA技术。SOA体系结构中，系统不再按照功能模块划分，而是按照系统的业务进行划分为不同服务，服务间相互独立，通过事先定义好的接口整合起来。SOA是一种应用程序的体系架构，以XML为基础，符合W3C中有关通信的协议标准。

SOA体系结构的各个业务模块是独立的，因此在设计时需要考虑各服务之间的流程顺序和业务关系，通过接口将其联系起来。

SOA架构使系统业务模块，即服务之间耦合度降低，有效的提升了系统性能，使系统功能封装性强，安全性高，同时易于扩展。服务器端的系统体系架构如图4所示。

图 4 业务数据管理平台服务器端体系结构图

信息的外部接口包含两部分（B/S和C/S），B/S中即客户提交各类请求的表单；C/S中指的是客户端和服务器的数据连接。当用户使用客户端向服务器发送业务请求时，请求首先经过网络被传送至服务器，服务器根据接收的内容进行处理，并利用网络向客户端传送结果，客户端接收到结果后，按照事先定义好的规则进行解析向前台用户展示。图中流程管理器的主要作用是为服务器管理各客户端发送的服务请求，负责记录不同请求的顺序，记录请求者等基础信息，同时负责向请求者发送服务器处理的结果。

（3）实现形式。系统在设计时充分考虑了SOA架构的优势，将主要业务模块设计为Web服务的形式，而不是像以往的设计一样按照功能模块对系统进行组织。这样做的优点是将开发重点放在系统的业务上，将业务封装更加完整，降低耦合度，同时模块修改灵活，扩展性强。另外，使用这种方式后，无论B/S客户端还是C/S客户端，都能使用同样的方式调用同样的Web Service接口来实现功能，从而降低开发成本。

3.4 数据库平台设计

首先是设计原则方面，要遵照相关标准，由大到小可分为国际标准、国家标准、行业标准和企业自行制定的标准，设计需要立足于现实应用，建立符合需求、适应发展的数据标准。

对于应用中常用的、易于分类的信息，应提供统一的数据代码表，同时提供代码维护模块和数据代码同步模块，便于开发者和使用者进行代码维护。

基于SOA架构的人口信息管理平台，根据国家统一标准，对相关数据模块建立了信息代码表，同时实现了和各机构已有系统中的数据格式匹配器模块，实现对历史信息的复用；提供标准数据导入导出模块，便于进行数据备份和恢复。

系统不仅要实现系统内数据共享，还要实现与其他系统间的数据协调，因此需要构建标准化接口平台。该平台负责对系统内部的数据进行查询、组织，并通过网络、软件或硬件的接口方式向其他系统传递或请求。进行传递的数据的格式需要符合实现制定的规范和标准，符合W3C标准、符合网络通讯协议，支持异步传送，屏蔽异构数据库的孤立性。

4 结束语

本文以开发人口信息管理系统为基础，从整体思想、功能框架、平台体系和数据库平台的研究设计系统方案，基于SOA的系统使设计人员能够从各项繁杂的需求当中解脱出来，而专心业务分解和功能实现，最终确定使用SOA作为技术架构，构建功能强健、性能稳定的信息系统，具有现实应用价值。

目前，我国的人口信息管理尚处于发展的初期阶段，构建人口信息管理的大系统，以形成村镇、乡县、地市、省广域数据资源网络，加快信息传递效率，提升数据共享性，提高人口计生信息管理效率和质量的工作势在必行。

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