賀寧波，呂紅霞，曹 可

（西南交通大學(xué) 全國鐵路列車運行圖編制研發(fā)培訓(xùn)中心，成都 610031）

基于SOA的鐵路“門到門”貨運電子商務(wù)信息服務(wù)系統(tǒng)研究

賀寧波，呂紅霞，曹 可

（西南交通大學(xué) 全國鐵路列車運行圖編制研發(fā)培訓(xùn)中心，成都 610031）

隨著12306電子商務(wù)平臺的推出與鐵路貨運電子商務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展，原有鐵路獨立開發(fā)的信息系統(tǒng)已無法滿足新形勢下的貨運組織和“門到門”服務(wù)的要求。利用SOA架構(gòu)整合現(xiàn)有的貨運服務(wù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有信息系統(tǒng)各功能的優(yōu)化和重組，消除信息孤島現(xiàn)象，提高信息的交互性、實時性。

電子商務(wù)；SOA架構(gòu)；門到門信息系統(tǒng)；信息交互

鐵路運輸繼2011年6月底實現(xiàn)客運服務(wù)實現(xiàn)電子商務(wù)化后，又于2012年9月在12306平臺推出了貨運電子商務(wù)服務(wù)并提供“門到門”服務(wù)。利用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA，Service Oriented Architecture）技術(shù)搭建鐵路“門到門”貨運電子商務(wù)信息服務(wù)系統(tǒng)（以下簡稱“門到門”信息服務(wù)系統(tǒng)），利用其松耦合的集成方式、開放性的架構(gòu)、可以快速部署的特性，實現(xiàn)現(xiàn)有貨運服務(wù)信息系統(tǒng)之間的信息融合與交互，有利于提高鐵路貨運服務(wù)的質(zhì)量和效率，增強“門到門”服務(wù)托運人的體驗度。

1 鐵路貨運服務(wù)信息系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，12306電子商務(wù)平臺的建成投入，對鐵路貨運的發(fā)展起到了彌足輕重的作用，即簡化了客戶辦理托運的過程，更省去了托運人營業(yè)廳辦理業(yè)務(wù)的繁瑣手續(xù)。尤其是“五定班列”等貨運專列推出后，托運人可以選取自己的發(fā)貨日期、運輸車型等，對于“門到門”服務(wù)托運人來說更是可以做到“人在家中坐，收發(fā)天下貨”。但隨著12306的出現(xiàn)也為鐵路貨物的運輸組織、營銷帶來了新的問題：（1）五定班列滿載率低，有些甚至接近于零；（2）列車回空率高；（3）內(nèi)部審查認定、最新班列計劃發(fā)布更新慢。這“一低、一高、一慢”主要就是由于推出鐵路貨運商務(wù)平臺后，鐵路原有的信息服務(wù)系統(tǒng)無法滿足平臺快速的信息交互的需求造成的。

表1列出了目前鐵路貨物主要的信息服務(wù)系統(tǒng)。由此可知，由于各信息系統(tǒng)是在不同時期分別由不同設(shè)計人員設(shè)計實現(xiàn)的，其開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各不相同，因此在信息整合上存在一定的難度。傳統(tǒng)的IT公司在處理企業(yè)信息系統(tǒng)融合方面，先后經(jīng)歷了點到點的集成、第1代企業(yè)應(yīng)用集成技術(shù)（公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)/分布式組件對象模型、面向消息的中間件等技術(shù)）和基于業(yè)務(wù)流程管理/業(yè)務(wù)流程改進的第2代企業(yè)應(yīng)用集成技術(shù)[1]。然而，對于鐵路運輸這樣一個信息傳輸量大、遺留信息系統(tǒng)多、后期新建或改建信息系統(tǒng)任務(wù)重的企業(yè)來說顯然無法滿足?；赟OA架構(gòu)的信息服務(wù)系統(tǒng)，以其獨特的松耦合結(jié)構(gòu)可以滿足鐵路貨運系統(tǒng)的需求。

表1 主要鐵路貨物服務(wù)系統(tǒng)

圖1 鐵路貨運信息服務(wù)系統(tǒng)框圖

2 “門到門”電子商務(wù)信息服務(wù)系統(tǒng)分析

目前，鐵路的信息系統(tǒng)主要存在的問題有：（1）部分信息系統(tǒng)“孤島”化，嚴重影響了信息的暢通性，更造成了大量數(shù)據(jù)的重復(fù)輸入。（2）信息流轉(zhuǎn)速度緩慢，無法為鐵路的調(diào)度指揮、組織等決策提供最新的數(shù)據(jù)支持，造成了決策的滯后性。（3）信息接口“死板化”，外部預(yù)留接口少。如鐵水聯(lián)運，需要鐵路總公司商務(wù)平臺與港口的商務(wù)平臺擁有同步或異步的通信。

“門到門”服務(wù)的實現(xiàn)需要信息流通道暢通、數(shù)據(jù)更新及時，這就需要一個統(tǒng)一的“平臺”整合來自12306電子商務(wù)平臺、內(nèi)部運輸管理與運力保障等眾多信息服務(wù)系統(tǒng)，形成一個可在各原有模塊間跨應(yīng)用、跨開發(fā)語言、跨數(shù)據(jù)格式的擁有推拉結(jié)合功能的信息中間通道。

圖1列出了鐵路內(nèi)部實現(xiàn)“門到門”運輸時的相關(guān)信息服務(wù)系統(tǒng)，在提供門到門服務(wù)期間這些系統(tǒng)各司其職又要通力合作。其中，貨運服務(wù)系統(tǒng)主要負責(zé)“門到門”服務(wù)客戶關(guān)系管理、對外信息發(fā)布及外部信息的匯總；運輸組織主要負責(zé)在貨物承運的車底安排、運行計劃安排、裝卸車、貨物短程集卡拉運等；12306電子商務(wù)平臺則是一個網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布平臺，托運人通過它獲取各個路局子公司的貨運安排情況、預(yù)定車底，平臺收集托運人車底預(yù)定情況上報后對批復(fù)結(jié)果進行回復(fù)；貨運保障是鐵路內(nèi)部的后勤保障系統(tǒng)，負責(zé)承運所需的基礎(chǔ)條件（電力、機車等）的保障。要保障“門到門”服務(wù)的實施需要綜合各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，如行車組織策劃系統(tǒng)需要結(jié)合貨運服務(wù)系統(tǒng)中的客戶季度貨運需求及貨運保障系統(tǒng)中的空閑車底狀況等制定月計劃與日計劃；12306平臺要根據(jù)日計劃與月計劃情況，發(fā)布計劃班列情況。

要真正實現(xiàn)“門到門”，需要以12306為交易平臺，提供方便快捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；以車輛為中心構(gòu)建業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，精確掌握車輛信息，調(diào)配運力資源；以客戶為中心構(gòu)建貨運管理系統(tǒng)，提供更加人性化的貨運服務(wù)產(chǎn)品；結(jié)合預(yù)防為主的信息安全系統(tǒng)，保障鐵路信息高安全級別的需求及網(wǎng)絡(luò)電子交易的安全[2]。

面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）運用開放的標(biāo)準(zhǔn)，把企業(yè)的業(yè)務(wù)功能包裝成標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，通過透明的、與實現(xiàn)無關(guān)的接口來定義，服務(wù)被松散綁定，并且可以通過強調(diào)位置透明性和互操作性的通信協(xié)議進行調(diào)用[3]。SOA沒有包括特定的協(xié)議和調(diào)用服務(wù)的格式，可以應(yīng)用于各種不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)整合及信息共享[4]。

3 基于SOA的信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計

企業(yè)應(yīng)用集成經(jīng)歷了從最初的點到點連接到基于消息的中間件再到基于SOA和ESB的發(fā)展歷程[5]。SOA架構(gòu)在國內(nèi)發(fā)展還處于起步階段，但在國外已成為企業(yè)IT整合的首選，也已有很多的成熟的產(chǎn)品，如Microsoft的Indigo平臺、IBM的企業(yè)服務(wù)總線（ESB，Enterprise Services Bus）平臺、SUN的“SOA Path”（SOA路徑）服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)。綜合考慮各種SOA特點與使用場景，本文采用的是IBM的ESB平臺。

在SOA架構(gòu)中將各系統(tǒng)功能封裝為可重用的服務(wù)，并在企業(yè)總線上進行注冊；當(dāng)服務(wù)請求者需要調(diào)用服務(wù)時，總線偵聽請求信息，解釋并翻譯為服務(wù)提供者的信息格式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，路由請求信息；服務(wù)提供者完成其提供的服務(wù)后，總線回調(diào)服務(wù)結(jié)果，解釋并翻譯為服務(wù)請求者的信息格式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，路由信息至原服務(wù)請求者，這樣一個完整的服務(wù)調(diào)用才算完成。圖2所示是一種典型的服務(wù)體系結(jié)構(gòu)圖。

圖2 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)當(dāng)前鐵路貨運組織狀況，參考相關(guān)文獻的分析[6～7]設(shè)計電子商務(wù)條件下，“門到門”信息服務(wù)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 “門到門”貨運電子商務(wù)信息服務(wù)系統(tǒng)框架圖

在新的“門到門”信息服務(wù)系統(tǒng)中，不需對原遺留系統(tǒng)做過多的改變，這些系統(tǒng)依然作為“門到門”信息服務(wù)系統(tǒng)的底層服務(wù)系統(tǒng)，負責(zé)底層的信息采集和現(xiàn)場的管理；12306電子商務(wù)平臺基本不需要做改變，進行原先的信息發(fā)布與結(jié)果回復(fù)操作，所不同的只是在SOA架構(gòu)下，隨著信息交互效率的提高、速度的增加，可以提供給托運人更多更人性化的服務(wù)，貨物位置信息、預(yù)確報等信息更新也更加快捷。

“門到門”信息服務(wù)系統(tǒng)以鐵路原有運輸服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用分布式結(jié)構(gòu)組合已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)，作為SOA架構(gòu)的底層信息系統(tǒng)。運用服務(wù)描述語言（WSDL，Web Services Description Language）將數(shù)據(jù)應(yīng)用層的系統(tǒng)（鐵路內(nèi)部原有系統(tǒng)）功能封裝為服務(wù)，并在通用描述發(fā)現(xiàn)和集成（UDDI， Universal Description Discovery and Integration）注冊表中進行注冊。此外，在預(yù)留系統(tǒng)的處理上，應(yīng)注意系統(tǒng)劃分為服務(wù)時的粒度，劃分的粒度過粗會影響服務(wù)調(diào)用的靈活性，粒度過細則會增加后期服務(wù)封裝與調(diào)用時的任務(wù)量。服務(wù)層管理所有在注冊表里注冊過的服務(wù)，對相關(guān)的服務(wù)進行組合、刪除或合并等操作。此外，服務(wù)層中的ESB企業(yè)總線還負責(zé)當(dāng)表現(xiàn)層調(diào)用應(yīng)用層的功能模塊時，不同系統(tǒng)或應(yīng)用程序之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換、格式變換、數(shù)據(jù)傳輸及智能路由等功能；數(shù)據(jù)應(yīng)用層不同服務(wù)之間的通信、數(shù)據(jù)應(yīng)用層向應(yīng)用層發(fā)布信息也由企業(yè)總線完成。應(yīng)用層劃分的一些相對獨立的功能塊是服務(wù)層對底層服務(wù)進行封裝后，在UDDI中心注冊的服務(wù)接口，這些接口可以供表現(xiàn)層的平臺調(diào)用，也方便服務(wù)之間的彼此調(diào)用。12306平臺仍作為SOA架構(gòu)下的表現(xiàn)層，其本身也可理解為一種特殊服務(wù)，負責(zé)信息發(fā)布，接收應(yīng)用層發(fā)布的預(yù)確報等信息并顯示，同時也是托運人查詢信息時與表現(xiàn)層的接口，提供同步與異步的通信查詢與反饋。

在服務(wù)層企業(yè)總線的功能實現(xiàn)上，國內(nèi)外有很多成熟的基于XML的技術(shù)，對于我國這樣在鐵路內(nèi)部以XML為消息傳輸語言的信息系統(tǒng)尤其適合。比如進行協(xié)議轉(zhuǎn)換時，運用名為橋接器的通道適配器將簡單對象訪問協(xié)議（SOAP， Simple Object Access Protocal）消息連接；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方面可選擇XSLT語言，將不同格式的服務(wù)請求方的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為XML語言，再翻譯為注冊表中對應(yīng)的服務(wù)提供者的數(shù)據(jù)格式；智能路由方面目前運用較多的是基于地址的WS-Routing（無狀態(tài)協(xié)議）和基于內(nèi)容的WSNotification（有關(guān)Web服務(wù)通知的規(guī)范）；此外，還可利用WS-BPEL（標(biāo)準(zhǔn)流程定義語言）對一些常用的造作流程或數(shù)據(jù)流程進行定義[8]；至于安全方面，可選擇WS-Security規(guī)范，在SOAP的擴展報頭寫入例如數(shù)字簽名的信息，再利用加密技術(shù)以HTTP協(xié)議傳輸。下文是一個簡單的在服務(wù)調(diào)用時，在消息源（即消息的核心內(nèi)容）報頭前添加UsernameToken標(biāo)簽，利用用戶名（Username）和密碼（Password）作為服務(wù)調(diào)用時的驗證依據(jù)的例子：

xmlns:soap=“http: //www.w3.org/2013/12/ soap-envelope”

soap:eneodingStyle=“http://www .w3. org/2013/12/soap-eneoding”>

JACK

Rose520

//利用WS-Security規(guī)范在SOAP擴展表頭寫入驗證信息

……//消息頭

……//消息本體，即內(nèi)容

對于“門到門”服務(wù)來說，還要涉及很多與鐵路外部企業(yè)的接口，如集卡公司、防疫安儉等國家監(jiān)管部門。在實際應(yīng)用中，可以將這些部門的需要與鐵路交互的數(shù)據(jù)封裝為一個數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)：鐵路可以通過ESB總線獲取集卡公司的貨物實時信息、監(jiān)管部門的審批信息等；集卡公司可以取得需轉(zhuǎn)運貨物信息、監(jiān)管部門也可以方便地實施監(jiān)管?？紤]到鐵路數(shù)據(jù)的高安全級別，在外部接口與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間應(yīng)設(shè)立足以滿足鐵路信息安全級別的物理防火墻，并實行嚴格的IP地址、身份認證。

4 結(jié)束語

隨著鐵路運輸改革的深化發(fā)展，電子商務(wù)平臺將逐步取代原有的線下模式成為未來的主要托運方式，方便快捷的“門到門”服務(wù)也必將成為未來貨主托運的主要服務(wù)方式。目前，SOA架構(gòu)已在鐵路貨運電子商務(wù)中得到了初步應(yīng)用，深化SOA 架構(gòu)的利用，整合鐵路現(xiàn)有貨運信息系統(tǒng)，為未來新的貨運服務(wù)系統(tǒng)預(yù)留接口，為與合作企業(yè)的數(shù)據(jù)通信做鋪墊，能夠提高貨運組織效率、為托運人提供更加人性化的服務(wù)。

[1]陳 濤，王兆良.基于SOA的企業(yè)應(yīng)用集成技術(shù)架構(gòu)實施方法[J]. 計算機光盤軟件與應(yīng)用，2013（14）.

[2]金福才，郭麗紅. 電子商務(wù)環(huán)境下鐵路貨運管理信息系統(tǒng)發(fā)展探究[C]. 第十五屆中國科協(xié)年會第11分會場：綜合交通與物流發(fā)展研討會論文集，2013.

[3]杜萬雅.基于ESB的SOA框架的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2008.

[4]黎 英.基于SOA 的鐵路信息共享系統(tǒng)研究[J]. 鐵路計算機應(yīng)用，2009（8）.

[5]孫金波，劉淑芬.ESB技術(shù)實現(xiàn)基于SOA的企業(yè)信息化平臺[J].電腦編程技巧與維護，2009（14）：70-71.

[6]劉 濤，侯秀萍.基于ESB的SOA架構(gòu)的企業(yè)應(yīng)用研究[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2010 ，10 （3）.

[7]黃 強，王 薇，倪少權(quán).基于SOA和DDD的鐵水聯(lián)運信息平臺構(gòu)架設(shè)計[J].計算機應(yīng)用與軟件，2013（6）.

[8]王煥民，陳治理.基于SOA及Web服務(wù)的鐵路信息集成系統(tǒng)開發(fā)[J].鐵路計算機應(yīng)用，2009（6）.

責(zé)任編輯 方 圓

Railway door-to-door forwarding E-business Information System based on SOA

HE Ningbo, LV Hongxia, CAO Ke
( National Railway Train Diagram Research and Training Center, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China )

With the appearance of 12306 platform and the development of railway freight E-business Information System, original information system was unable to meet the needs of freight organization under new situation and the requirements of door-to-door. The SOA framework could integrate existing systems, eliminate non-connecting systems, improve the interactive and real-time performance.

E-business; SOA; door-to-door Information System; information interaction

U294.1∶TP39

A

1005-8451（2014）10-0024-04

2014-03-05

賀寧波，在讀碩士研究生；呂紅霞，教授。