云计算与电子政务信息资源整合共享

　　一、引言

 

　　最近几年，随着电子政务建设的不断深入发展，中国电子政务逐步呈现出信息共享与业务协同的趋势。但是受到中国传统的“条块分割”管理体制的影响，在推进政务信息化的过程中，各部门的“各自为政”,造成了信息流通上纵强横弱的局面。大量信息孤岛的产生导致信息资源无法实现有效的流动，部门间难以进行高效的资源共享和通畅的信息交换，给政务协同也造成了巨大的障碍。因此，现阶段在电子政务从割据到统一的深化过程中，要实现政府业务的高效、协同，首先必须要做的就是信息资源整合。云计算是一种新兴的共享基础架构的方法，大量的计算资源组成IT资源池，通过高度虚拟化的方式动态创建资源，向用户提供按需服务。云计算的出现，为电子政务信息资源的整合提供了新的实现路径，拓展了电子政务的发展空间。基于此，本文提出了基于云计算环境进行电子政务信息资源整合的观点，并对云计算环境下电子政务信息资源管理的关键问题进行了探讨。

 

　　二、云计算概述

 

　　云计算是一个新兴的IT部署和交付模式，用来通过网络提供产品、服务和解决方案。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要实时获取计算力、存储空间和各种软件服务。[1]

 

　　在这种计算模式下，终端的运算能力、存储能力、负载能力等问题都不再成为限制用户的因素，所有工作都将交给网络中超大规模的“云”来完成。云计算开创了基础设施即服务、平台即服务、软件即服务等全新的服务模式，实现了资源共享和网络协同工作，大幅度提高了信息资源的利用率，并能实现降低成本、提高运行效率的目的。目前，国际上知名的IT公司如Google、亚马逊、微软、Oracle、IBM、SUN等都在积极地研究和部署云计算产品或解决方案，并取得了相应的成果，一些发达国家也已着手部署国家级云计算基础设施。

 

　　政务信息资源由于用户群体分散、信息需求质量高、交互性强等特点，决定了电子政务系统必须具备高可靠性、安全性和良好的交互性。云计算以其虚拟化、可扩展、可靠性强等优势能够从技术的角度解决电子政务发展问题，为电子政务信息资源建设提供了强大的支撑环境和海量的存储能力，可以较好地实现信息共享和应用协同，促进电子政务的可持续发展。

 

　　三、云计算与电子政务信息资源共享

 

　　(一)电子政务信息资源开发与利用的现状

 

　　自20世纪末以来，中国政府的信息资源开发利用有了相当程度的进展，形成了一定的规模。由于历史原因，中国电子政务建设缺乏统一的标准和规范，造成各种政务系统难以兼容，信息资源难以共享，政府所拥有的大量宝贵的信息资源并没有得到充分利用，甚至还有相当一部分资源处于沉睡的状态。中国电子政务信息资源建设中存在着信息孤岛、共享不足、利用率低下、信息安全等问题。

 

　　⒈“信息孤岛”大量存在

 

　　经过多年的建设和发展，目前大多数中央和省级政府机关都建立了各自的信息系统，这对于推行电子政务发挥了积极作用。但由于这些信息系统多数是出于各自的政务需要独立设计、分散建设的，各部门自行制定的“土标准”造成了数据格式与标准互不相同，从而形成1导致统一的政府门户网站形同虚设，跨部门、跨地区之间不能进行有效的信息交流和业务协同，极大地影响了电子政务建设的总体效益，也有悖于服务型政府建设的发展方向。

 

　　⒉政府信息资源共享性较差

 

　　各级地方政府部门在开展电子政务建设时，受利益分配关系的驱使，往往各自为政，部门之间呈现出纵横交错的网状信息结构，致使信息资源共享性较差，主要体现在：一是信息共享意识落后，有些政府部门认为拥有的信息越多权力就越大，不愿把信息上网共享;二是由于缺乏统一规范，信息产品重复、不足与闲置并存，造成资源的严重浪费，也让政府工作效率乃至公信力打了折扣。在国内现有的3000余个数据库中，真正能流通利用的不足10%.虽然有关部门对于利用网络手段开发利用政府信息资源做了一些工作，但在全国范围内目前还未形成通过网络利用政府信息资源的态势，而且缺乏统一的管理协调机构对各部门共享的信息资源进行统筹规划、全面管理，网上可利用的政府信息资源仍然较少。

 

　　⒊信息资源的利用率低下

 

　　中国政府部门掌握着社会资源中80%有价值的信息以及3000多个信息数据库。[2]由于政府各职能部门对信息资源的垄断和封闭，大多数信息资源没有被政府加以充分开发和有效利用，大部分数据库也都还是“死库”,没有在市场流通中发挥出应有的增值作用。另外，信息资源比较分散，组织不科学、分类不尽合理。

 

　　从实用的角度看，全国急需的基础数据库组建迟缓，已开放的数据未建立统一的目录结构体系和目录应用服务体系，许多信息系统操作复杂、查阅困难、内容陈旧、深加工不足，严重阻碍了人们对有效信息的获取，信息资源利用率低，难以满足社会与公众不断增长的信息需求。

 

　　⒋信息安全问题依然严重

 

　　信息安全是政府信息资源开发利用的保障。由于政务活动的特殊性，在电子政务系统流动和存储的各类政务信息中，既有涉及政府核心政务的高度机密的信息，也有在实施行政监管和公众服务中所形成的个人信息，它们既对完成电子政务职能发挥着巨大作用，同时也关系着社会公众的利益。在电子政务环境下，随着政府业务信息化水平的提高，政府信息利用正由专属的封闭网络逐步向开放的网络状态发展，在为用户提供方便、快捷服务的同时，信息安全的保障难度也在加大。另外，电脑故障、黑客和病毒攻击、意外灾害以及各种电脑犯罪等破坏问题都使电子政务常常面临着安全威胁。可见，当前政府信息资源开发利用的安全问题依然严重。上述问题严重阻碍了政府协同工作的效率和公共服务水平的提高，已成为制约中国电子政务发展的瓶颈。

 

　　资源整合是解决上述问题的关键，通过整合可以最大限度地实现资源共享，提升工作效率，同时也有利于各部门之间的业务协作。

 

　　(二)云计算应用于政务信息资源整合的优势

 

　　⒈云计算有助于打破信息孤岛，实现资源整合

 

　　云计算通过兼容异构单机软硬件资源，建立政务信息资源的协调化、集成化体系，可以有效打破各级、各地区政务部门之间的信息孤岛，使分散在组织内部各系统中的信息无障碍地在组织内部流动与共享，把无序的资源变为有序。通过云计算技术构建内部信息交换平台，可开展平台之间信息的无缝交换，有效解决政务信息统一管理、数据资源分级共享等问题，提高政府内部各种信息的处理和交流效率，实现电子政务内部资源的有效整合。

 

　　⒉云计算促进电子政务信息资源共享

 

　　通过云计算模式，能够整合电子政务网站群的服务器、存储、网络和安全等硬件资源，使物理上分散的电子政务系统在逻辑上成为一个统一的“政务云”,从而为跨越多个数据源的政务信息建立起更加完整和准确的信息获取方式。这样，众多的电子政务网站就可以分享集中存储在“政务云”中的信息资源，进一步打破信息资源分散所带来的资源共享障碍。这种模式既可以有效提高电子政务信息资源的共享效率和共享范围，解决资源分布不均衡的问题，同时也避免了硬件资源的重复投资、重复建设，降低了资源使用的成本。

 

　　⒊云计算有助于实现电子政务信息价值的增值

 

　　目前，以系列“金字工程”为代表的政府子行业早已实现了数据的积累和采集，基于云平台进行数据挖掘将有助于提高政务信息资源的增值能力。通过内外部信息的有机融合与共享，逐渐成熟的云计算技术不仅能提高政务信息利用率，还能对人、地、事、物、组织等各类信息进行集中、集约的管理和高性能数据分析，生成组织所需的、可供组织内部决策者制定战略决策的有价值的信息，实现信息价值的增值。2010年初，国家统计局数据管理中心决定在IBM Power为基础架构的云计算平台上，运行第六次人口普查和企业直报两大应用系统。在第六次全国人口普查的过程中，整个系统的协调、运算能力都非常强，13亿多人口的复杂表格两分钟内就可以统计完成，而这在过去则需要一天甚至更多的时间。[3]

 

　　⒋云计算提高电子政务信息安全

 

　　信息安全是当前困扰电子政务信息资源共享的最大问题。而云计算的推广，为政务信息资源提供了可靠、安全的数据存储。云计算将各级政府电子政务平台上的服务器统一于“云”资源之中，在逻辑上形成了统一的服务器集群。通过平台上移、服务下延的理念，为统一的服务器集群建立基础安全架构，通过基础安全架构共享所有设备的检测能力，利用云计算强大的计算能力，主动地完成对电子政务平台的安全威胁检测和漏洞弥补工作，信息安全防护由被动变为主动，从而确保整个国家信息安全变得更加自主可控。同时，云计算使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施进一步保障了服务的高可靠性。

 

　　四、云计算环境下电子政务信息资源整合方案

 

　　信息资源整合是一个系统工程，本文认为电子政务信息资源整合可以从数据整合、业务流程整合和应用整合三个层次来实施，通过整合可以为用户提供多部门协同的一体化政务服务。云计算环境下电子政务信息资源整合方案如图1所示。

 

　　(一)数据整合

 

　　数据整合是整个电子政务信息资源整合的基础。电子政务的应用属于典型的分布式应用，数据分布在不同的地区、部门，物理拓扑上是分散的。同时，电子政务信息的主体是公文信息、政策、法规以及各种专题数据库，大多数属于半结构化和非结构化的信息。这些异构化的、海量的数据往往将真正有用的信息淹没在数据的海洋中，难以为决策者提供有价值的、辅助决策的数据。

 

　　在云计算环境下对政务信息和数据资源等进行整合的过程，具体包括公共云、业务云和支撑云三个平台的搭建。公共云中的数据来自公开途径，各个政府部门通过对信息资源的采编、整理、编目、建库等工作可以将向用户开放的数据和信息以及其他相应的资源推送到该平台上。公共云是可为各个电子政务系统或者相应用户所使用的云平台，同时借助于支撑云所提供的用户认证和权限管理等功能，公共云为不同用户提供了相应的接口。业务云主要是为了政府内部各个业务部门的互相连通而搭建的，该平台内的数据主要来源于各级政府内部业务所产生的数据以及相应的资源，绝大部分数据和相关资源为政府内部共享的数据，该平台中的数据、资源的获取和使用需要一定的权限。

 

　　各行政主体部门既可以独立使用本部门的数据，又可以通过业务云非常方便地进行跨部门的数据交换。支撑云平台主要是在虚拟化的基础上为政务云平台搭建所需的相应信息、数据资源以及软件资源，进行总体上的管理和操作。支撑云作为将虚拟化成果与公共云和业务云联接起来的重要纽带，主要从三个逻辑层面，即计算存储层、基础管理层和应用接口层对各种资源做进一步的整合。应用接口层位于最上层，它是相关资源、技术整合和共享的实现层，通过借助API接口以及Web Service等技术，实现包括网络接入、用户认证、权限管理等在内的众多云平台功能。公共云和业务云平台搭建和运行的基本保证是支撑云平台的搭建，利用支撑云能够为公共云和业务云提供资源和技术层面的支持，也是实现业务云和公共云互操作的关键。

 

　　电子政务海量的数据集中存储于“云”端后，由数据中心进行统一管理，包括资源分配、负载均衡、软件部署、安全控制等，从而有效地保证数据安全，防止数据泄漏、损坏和丢失。此外，利用云平台对电子政务中海量的异构化数据进行整合，不仅能够快速、弹性地掌控数据的分布以满足用户按需服务的要求，同时政务云这个大型的资源池还可以为电子政务提供灵活的计算环境，为政务决策提供有效的数据支持。

 

　　(二)业务流程整合

 

　　政务流程(Government Process)是指一组为公众提供特定的服务或产品相关的结构化的活动集合，是政府机关在行使政府职能过程中一系列有计划的行政活动的总和。[4]

 

　　传统的政务流程复杂且分散，整个业务流程按地理位置和人力分配被分割在多个部门，增加了业务的交接环节和复杂程度，也导致信息在不同部门被重复地收集、存储、加工和管理。在电子政务推进的过程中，许多政府部门已经开展了电子申报和网上审批，但多数政府部门仍停留在用信息技术简单地模拟原有的手工业务流程，而忽视了对流程的整合和改造，导致后台系统无法协调统一地工作。

 

　　在云计算环境下，用户可以以政务流为主线，通过工作流建模工具规划所需的业务流程，控制事务在云内部的运行过程，逐个环节地实现政府业务流的信息化。

 

　　一方面，云计算为工作流提供了按需访问的各种软硬件资源，用户可以通过虚拟化手段接入这些资源，形成一个所谓的云计算资源池;另一方面，工作流也为云计算提供了任务的自动调度、资源的优化和管理，能够使用户更容易地组织和管理云计算环境中的服务资源，甚至可以借助于可视化建模方式来定制满足自身需求的软件服务。

 

　　1.云工作流系统的体系结构工作流系统在云计算环境下作为一种服务存在，它们之间的关系是相辅相成的。因此，云工作流系统和云计算平台的体系结构是统一的，如图2所示。

 

　　在云工作流系统体系结构中，应用服务层对业务流程进行定义，将现实的业务转换为对平台服务流程的定义。平台服务层提供了云工作流系统的执行环境和部署工具，包括组合流程管理、任务调度管理以及软硬件资源管理等。软硬件资源管理为云工作流系统提供了软件、硬件服务。软件服务由SaaS层提供，该层支持用户软件的定制和对服务流程的组合。硬件服务由IaaS层提供，该层对底层硬件资源进行监控，并根据负载情况按需为工作流的任务调度提供资源。在云工作流系统中，软硬件资源被封装为虚拟机(Virtual Machine, VM)的形式向外提供服务。物理资源层提供硬件资源保障，硬件资源主要包括计算、存储和网络三种类型。

 

　　2.云计算环境下政务流程管理的特点⑴支持动态流程由于云计算环境提供了松散的服务资源管理方式，资源之间的耦合度比较低。因此，当政府面临严重的自然灾害或公共危机等情况需要进行应急处理时，可通过云计算的服务组合技术来变更常规的业务流程。⑵支持动态负载工作流服务环境能够针对负载变动进行动态配置。云工作流管理系统可实现底层计算资源自配置--根据运行状况增加或减少运行节点数，从而在保证性能的前提下控制计算成本。[5]

 

　　也就是说，服务的底层计算规模可以根据计算需求实时伸缩。核心的业务流程引擎能够支持分布式架构，流程服务可分发到多个节点执行，并可根据负载动态扩展服务节点。⑶流程可视大量的云服务能够通过工作流组织起来，云工作流提供了对复杂应用的抽象定义、灵活配置和自动化运行，用户可以通过可视化建模方式组织自己所需的业务流程，通过资源动态匹配和绑定找到所需服务的资源。

 

　　(三)应用整合

 

　　现阶段，政府部门通常已经有了许多应用系统，尤其是在省(直辖市)级政府部门的IT环境中，系统的数量往往达到几十个甚至更多，系统通常又是在不同级别的下级单位分散部署的。这种情况一方面导致不同应用各自为政，无法与其他部门的系统进行交互和协同作业;另一方面，基层工作人员需要掌握众多系统的使用方法、登录口令，导致操作复杂、掌握困难，大大降低了系统的使用价值和快速响应能力。基于这样的背景，应用整合越来越受到重视。应用整合需要在一个统一的应用基础平台和信息组织规范的框架之下，对已有的电子政务应用系统如电子政务门户、OA系统、审批系统、政府信息公开系统、工作流系统、电子监察系统等进行无缝整合，实现应用系统之间的交互和协同。

 

　　在本文的整合方案中，采用基于云计算的SOA(service-oriented architecture)混合架构设计模式来实现应用系统的整合。SOA是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元(服务)通过这些服务之间定义良好的接口和协议联系起来。[6]

 

　　接口采用中立的方式进行定义，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，这使得构建在这样的系统中的服务可以按照统一和通用的方式进行交互。 SOA通过服务封装可以整合遗留下来的各类应用系统，使它们融入到新的工作流程和应用体系中，实现资源的重复利用，降低系统维护和集成的成本。云计算的核心是将某一或某几个数据中心的计算资源虚拟化之后，向用户提供以租用计算资源为形式的服务。简单地讲，就是将很多位于同一地点或不同地点的计算机集合起来，为企业或个人用户提供各种服务。对比SOA和云计算的技术特点，我们不难发现，二者的核心和基本元素都是服务，不同的是SOA强调以服务的思想来设计架构，而云计算则通过IaaS、PaaS和SaaS三种形式将资源(服务)提供给用户。云计算本身就是一个大的系统集成环境，能为用户提供从底层基础设施到应用层的全套的集成服务，但是只有在拥有清晰完善的基于服务架构的IT框架下，这个集成才能发挥最大的效用。因此，在对各类电子政务系统进行应用整合时，可以选择在整体设计上采用SOA思想，具体实现上采用基于云计算技术的混合架构设计模式，以达到“一体化”的政务信息应用系统的建设目标。

 

　　运用这种模式对电子政务应用架构进行设计时，整体上仍然采用SOA设计模式，但在架构设计的各个环节，都采用云计算技术予以实现。首先，在硬件底层、数据层和业务层将政务应用以私有云或公有云的形式进行布署(采用IaaS和PaaS)，以提高系统资源的利用率;其次，在服务层使用Web服务的形式封装分布在云端的各个功能，使被发布的服务间拥有统一的交互方式，从而实现服务间的松散耦合;最后，在表示层采用SaaS的形式，以统一的界面实现政务应用的无缝整合，增强用户体验。云计算并没有取代SOA或分布式组件集成技术;相反，云计算的平台与存储服务能够为SOA的服务集成提供增值性的支撑。[7]

 

　　通过不同应用在同类层次上共用基础功能模块，实现不同应用之间更好的信息共享和协同，达到既整合已有的信息化成果，又降低管理维护难度的目的。

 

　　五、云计算环境下政务信息资源整合面临的关键问题

 

　　(一)云计算环境下政务信息存储问题

 

　　从安全和稳定的因素考虑，电子政务系统显然不能把所有的数据资源都放在“云”端，必然要将一些常规的、重要的数据保存在本地作为“云”数据的备份。因此，需要对现有的数据进行整理，确定哪些信息资源可以放到“云”中，哪些必须采用现有的模式进行存储。

 

　　另外，在云计算环境中，个人用户和政府部门的信息资源存放在云端，由云端服务器集群统一存储和管理。云端信息资源的数量、访问吞吐量、计算速度、容错能力、安全性和并发处理的要求超出了传统的服务器计算模式中服务器端的信息存储和管理能力范围。因此，在云计算环境下需要对电子政务信息资源的存储技术和管理方法进行创新，解决重复数据删除、存储虚拟化、资源模型和机器组织等问题。

 

　　(二)云计算环境下政务信息检索问题

 

　　云存储改变了过去的存储模式，由过去独自存储在服务器的模式转变为由数据中心集中管理。用户可以通过终端软件对云端的数据进行访问，而无需知道这些数据是如何进行存储、存储在哪，这也构成了数据源异构的现象，使得信息检索系统在检索数据的时候出现迷路的现象。因此，云端政务信息检索需要结合语义Web 技术和云技术，研究如何从相对集中的服务器集群中挖掘出真正需要的知识，实现云端政务信息检索的有效性。

 

　　(三)云计算环境下政务流程分析与再造问题

 

　　由于电子政务各项活动间存在较强的依赖关系，其执行往往需要对多个政府部门私有云中的信息资源进行传输和访问，不合理的资源放置和任务调度策略易导致私有云间数据传输量和访问量过大。因此，需要将工作流与云计算相结合，分析政务活动工作流数据集之间的依赖关系，数据集、任务和数据中心之间的相关度，抽象整理大量复杂跨部门的业务流程，通过对政务流程的界定和分析，构建出直观、形象并能充分反映政务流程特点的工作流模型。

 

　　参考文献：

 

　　[1]朱近之，方兴。 智慧的云计算[M]. 北京：电子工业出版社， 2010: 20-25.

 

　　[2]黄萃。 基于门户网站的电子政务信息资源整合机制研究[D].武汉：武汉大学， 2005.

 

　　[3]张慧娟。 IBM智慧的运算拓展中国市场[J]. 电子设计技术，2011(10)： 60-62.

 

　　[4]顾梓民。 电子政务对政务流程再造的影响研究[D]. 长春：长春工业大学， 2013.

 

　　[5]柴学智，曹健。 面向云计算的工作流技术[J]. 小型微型计算机系统，2012(1)： 90-95.

 

　　[6]李琦，朱庆华。 基于SOA与云计算融合的企业信息化战略规划[J]. 情报杂志， 2011(3)： 147-155.

 

　　[7]张晓娟，易明巍。 基于云计算与SOA的企业集成架构及实现[J]. 计算机系统应用， 2011, 20(9)： 1-6.

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