高祥濤 ，司存友 ，戚榮志 ，許國艷 ，安紀存 ，趙林柳 ，曹 帥 ，丁玉鵬

（1. 江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029；2. 河海大學計算機與信息學院，江蘇 南京 211100）

水利應用集成門戶系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

高祥濤1，司存友1，戚榮志2，許國艷2，安紀存2，趙林柳2，曹 帥1，丁玉鵬1

（1. 江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029；2. 河海大學計算機與信息學院，江蘇 南京 211100）

水利應用集成門戶系統(tǒng)作為江蘇省水利信息資源整合共享的重要組成部分，旨在解決水利化進程中所面臨的各類信息資源孤立問題。通過為用戶提供統(tǒng)一的出入口，將江蘇省水利廳的各類業(yè)務、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源整合在一起，實現(xiàn)各部門間的信息同步、共享，提高工作效率，避免系統(tǒng)的重復開發(fā)。水利應用集成門戶系統(tǒng)利用統(tǒng)一用戶管理、身份認證、門戶內(nèi)容集成技術(shù)，全面梳理整合省廳現(xiàn)有的業(yè)務及系統(tǒng)資源，根據(jù)個性化定制、內(nèi)容聚合和后臺管理靈活地搭建統(tǒng)一的水利應用集成平臺，可高效、直觀地展示各部門的應用和信息。

門戶；水利應用；應用集成；資源整合

0 引言

在水利信息化積極推進的過程中，各單位或部門結(jié)合自己的業(yè)務需求，開發(fā)建設(shè)了一些專用信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在水利工作中發(fā)揮了積極的作用。但是由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和平臺，各系統(tǒng)之間往往相互獨立，因此不斷出現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)、功能孤島[1]，數(shù)據(jù)信息冗余和功能系統(tǒng)重復開發(fā)，操作界面不一致，數(shù)據(jù)難以整合和共享，系統(tǒng)缺乏柔性難以擴充等問題[2]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，水利信息化進程的深入，這些問題已成為制約水利現(xiàn)代化發(fā)展的瓶頸。

在江蘇省水利信息資源整合共享項目實施過程中，水利應用集成門戶系統(tǒng)（以下簡稱門戶系統(tǒng)）是一項重要的建設(shè)內(nèi)容。為實現(xiàn)江蘇省水利廳（以下簡稱省廳）內(nèi)部各應用系統(tǒng)橫向的集成和協(xié)同，需要綜合利用統(tǒng)一用戶管理、單點登錄等門戶技術(shù)完成系統(tǒng)界面與應用集成，為各個不同的業(yè)務應用系統(tǒng)提供“一站式”的綜合門戶。

1 門戶系統(tǒng)設(shè)計

1.1 總體結(jié)構(gòu)

門戶系統(tǒng)采用 SOA 的分布式應用框架[3]和 B/S結(jié)構(gòu)，基于 Java EE 平臺，依托于 Portal 標準，利用Web Service，REST，Spring，Struts，MVC，Ajax等技術(shù)[4-5]，基于數(shù)據(jù)和應用支撐平臺，以標準服務的形式調(diào)用平臺中的服務，通過應用支撐組件的功能開發(fā)，門戶系統(tǒng)具有通用性的同時，可進行個性化定制，從而適用于門戶系統(tǒng)的不同需求，方便對省廳內(nèi)所有的業(yè)務系統(tǒng)進行管理。

遵循分層設(shè)計思想[6]，門戶系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 1所示，3 個層次具體如下：

1）展現(xiàn)層。展現(xiàn)層將各業(yè)務系統(tǒng)通過界面集成的方式組合在一個窗口中，進行統(tǒng)一的日常業(yè)務辦公。展現(xiàn)層提供多種集成方式，有效地進行統(tǒng)一用戶管理和身份認證、單點登錄集成、模塊整合，完成對用戶身份的識別。通過系統(tǒng)集成，用戶可進入各業(yè)務系統(tǒng)進行相應操作。

2）支撐層。支撐層提供門戶系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，分為統(tǒng)一門戶框架和應用支撐服務。統(tǒng)一門戶框架遵循 Portal 標準，提供標準的集成接口，主要包括門戶容器、Portlet、欄目管理、內(nèi)容聚合、個性化定制和統(tǒng)一用戶管理等。應用支撐服務主要完成業(yè)務邏輯與服務的流程管理，主要包括 GIS、數(shù)據(jù)、視頻等服務，以及防汛防旱、水資源管理、水利電子政務。

圖 1 系統(tǒng)總體框架

3）運行環(huán)境。運行環(huán)境主要包括門戶系統(tǒng)Web、應用、數(shù)據(jù)庫等服務器及操作系統(tǒng)和虛擬機。

1.2 功能設(shè)計

門戶系統(tǒng)按需求分為以下 5 個功能模塊：

1）單點登錄。在集成的多個水利應用系統(tǒng)中，用戶只需要登錄 1 次就可以訪問所有相互信任的應用系統(tǒng)。

2）個性化定制。不同角色的人員可以從模塊/應用倉庫中獲取已有模塊/應用添加到自己的主頁上，或者將已有模塊進行移除，實現(xiàn)模塊訂閱。

3）展示模塊管理。對門戶中的各種展示欄目進行管理，包括新增、修改、刪除、排序及是否顯示等。增加功能模塊時需分配該模塊的訂閱權(quán)限。

4）模塊內(nèi)容管理。對門戶中各種展示欄目的內(nèi)容進行增刪改等管理，支持可視化的內(nèi)容編輯器，支持與 Word 等常用編輯工具類似的界面。

5）應用管理。將各類已有應用系統(tǒng)集成在一起，對各個應用進行新增、修改等操作。

具體功能結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

門戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含用戶、展示模塊和單點登錄等信息，主要包括以下數(shù)據(jù)庫表：

圖 2 功能結(jié)構(gòu)圖

1）模塊展示表。主要存儲模塊的名稱，該模塊所屬的部門，模塊的類型、尺寸，查看、編輯該模塊的權(quán)限等。

2）新聞信息表。主要存儲新聞的標題、日期、作者、內(nèi)容和圖片等基本信息，以及查看該新聞的權(quán)限。

3）用戶信息表。包括存儲用戶名，用戶所屬部門、可查看系統(tǒng)、布局、級別等信息。

4）門戶系統(tǒng)信息表。存儲門戶系統(tǒng)的圖標、名稱、地址和所屬部門。

5）實時水雨情信息表。主要存儲由測站測報的實時水雨情及經(jīng)緯度信息。

6）部門信息表。主要存儲部門的名稱、自定義的布局、可查看的系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫實體-聯(lián)系圖（E-R 圖）如圖 3 所示。

2 門戶系統(tǒng)實現(xiàn)

門戶系統(tǒng)主要用于將孤立的系統(tǒng)集成在一起，極大地方便省廳對業(yè)務進行統(tǒng)一管理。門戶系統(tǒng)的實現(xiàn)主要包括單點登錄、個性化定制，以及展示模塊、模塊內(nèi)容和應用的管理等 5 個功能模塊。

2.1 單點登錄

單點登錄功能實現(xiàn)了 3 個操作和 1 個服務，分別為用戶映射操作，登錄已有和新建系統(tǒng)，以及認證服務[7]。

圖 3 數(shù)據(jù)庫 E-R 圖

用戶映射操作將已有子系統(tǒng)的用戶名密碼與門戶系統(tǒng)的用戶綁定，當用戶通過“單點登錄”登錄已有系統(tǒng)時可以直接調(diào)取子系統(tǒng)的用戶名完成登錄。

當用戶從門戶系統(tǒng)進入其他系統(tǒng)時，先查看是否為已有系統(tǒng)，一旦為已有系統(tǒng)，則按已有系統(tǒng)的方式登錄；如果為新建系統(tǒng)，則按新建系統(tǒng)的方式登錄。

當目標系統(tǒng)僅需要用戶名密碼及一些固定格式登錄時，首先通過目標系統(tǒng)的 ID 從已經(jīng)映射完成的用戶名密碼中取出登錄信息；然后在網(wǎng)頁中創(chuàng)建一個隱藏的 iframe 框架，同時創(chuàng)建一個隱藏的 HTML表單，將登錄的信息填入其中，并提交請求，提交的 action 為目標系統(tǒng)驗證頁面；最后將返回的頁面以新窗口的方式打開。

現(xiàn)有系統(tǒng)登錄需要通過認證服務進行，當用戶想要登錄目標系統(tǒng)時，首先通過目標系統(tǒng)給單點登錄預留的接口發(fā)送一個 key，key 的生成方式暫時為通過對稱加密后的用戶 IP 和 ID；目標系統(tǒng)接收到key 后向認證服務的認證接口進行驗證；如果認證用戶當前在線且 IP 相同，則目標系統(tǒng)認為該用戶已登錄，完成新建系統(tǒng)單點登錄。單點登錄的流程圖如圖 4 所示。

2.2 個性化定制

圖 4 用戶登錄模塊流程圖

個性化定制模塊使用戶可以根據(jù)自己的需求定制各自的門戶首頁，在后臺進行應用系統(tǒng)和模塊的相應操作即可，如添加、刪除和排版等。通過遍歷模塊的順序，獲得當前首頁的排序，然后組成一個序列存儲到用戶表中。當用戶下次登錄門戶系統(tǒng)時就可以讀取到配置文件，然后渲染成已經(jīng)排列好的布局。

2.3 展示模塊管理

展示模塊管理實現(xiàn)管理員和信息發(fā)布員對本部門展示模塊的增刪改的操作，每個展示模塊對應著一個實體對象，根據(jù)對象的屬性區(qū)分模塊的類型和渲染的方式。每個模塊對應一個唯一的 ID，這個模塊 ID 可以存儲到個性化定制的序列中完成個性化定制。展示模塊管理采用動態(tài)的 AJAX 進行前后臺交互，避免了頁面頻繁跳轉(zhuǎn)，展示模塊管理業(yè)務流程圖如圖 5 所示。

圖 5 展示模塊管理業(yè)務流程圖

2.4 模塊內(nèi)容管理

模塊內(nèi)容管理主要實現(xiàn)對已有模塊進行信息添加的操作。對于不同類型的模塊有不同的添加方式：展示公告只需填寫 1 條公告；列表新聞以列表的形式展示多條新聞；圖片鏈接是將 1 張圖放到展示框中；內(nèi)容聚合是將已有的模塊聚合到本模塊中，在首頁中以 Tab 頁的形式進行切換；網(wǎng)頁內(nèi)嵌將 1 個外部的網(wǎng)頁，以 iframe 的形式內(nèi)嵌至門戶首頁的展示框中。

每個展示模塊都可以進行模塊內(nèi)容的管理，模塊內(nèi)容的管理權(quán)限和實現(xiàn)方式與展示模塊管理的方式相同。

2.5 應用管理

應用管理允許管理員和信息發(fā)布員對已有應用進行操作，每個應用對應著一個實體對象，根據(jù)對象的屬性區(qū)分模塊的類型和渲染的方式。每個應用對應一個唯一的 ID，同樣可以存儲到個性化定制的序列中完成個性化定制，也可以增加一個新的應用。在應用管理頁面左鍵單擊應用可以對已有應用進行修改圖標、編輯應用或者刪除操作，業(yè)務流程圖如圖 6 所示。

圖 6 應用管理模塊業(yè)務流程圖

3 結(jié)語

針對水利信息化進程中所面臨的各類信息資源、系統(tǒng)孤立的問題，設(shè)計并實現(xiàn)了水利應用集成門戶系統(tǒng)。根據(jù)不同的角色，授予不同的權(quán)限，訪問不同的資源，構(gòu)建個性化和可視化的用戶界面。

目前，門戶系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，該系統(tǒng)將原本孤立的應用系統(tǒng)集成在一起，并提供統(tǒng)一的出入口和信息展示界面，加大了各部門間的資源共享力度，促進了各部門間的信息交流，減少了開發(fā)成本，提高了工作效率。但門戶系統(tǒng)目前只對 B/S 架構(gòu)的應用系統(tǒng)進行了集成整合，今后將進一步研究對 C/S 架構(gòu)系統(tǒng)的整合方案。

[1] 羅軍剛. 面向水利應用集成的水利信息門戶的研究與應用[D]. 西安：西安理工大學，2006.

[2] 羅軍剛，解建倉，張永進，等. 水利信息門戶的研究與應用[J]. 中國水利，2005 (11): 58-61.

[3] 沙為超. 基于 Web 服務的 SOA 應用研究[D]. 合肥：安徽大學，2007.

[4] 張黎明，龔琪琳. 基于 MVC 模式的 Java Web 應用設(shè)計[J]. 計算機與現(xiàn)代化，2007 (2): 22-24.

[5] 王建斌，胡小生，李康君，等. REST 風格和基于 SOAP的 Web Services 的比較與結(jié)合[J]. 計算機應用與軟件，2010 (9): 297-300.

[6] 張二松. 分層設(shè)計軟件系統(tǒng)[J]. 信息系統(tǒng)工程，2014 (9): 25.

[7] 余新華. 基于門戶的單點登錄系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 武漢：華中科技大學，2007.

Design and implementation of integrated portal system for water resources application

GAO Xiangtao1, SI Cunyou1, QI Rongzhi2, XU Guoyan2, AN Jicun2,ZHAO Linliu2, CAO Shuai1, DING Yupeng1

（1. Bureau of Hydrology and Water Resources Survey of Jiangsu Province, Nanjing 210029, China；2. College of Computer and Information, Hohai University, Nanjing 211100, China）

As an important part of the integration and sharing of water resources information in Jiangsu Province,the integrated portal system of water resources application aims to solve the problems of various kinds of isolated information resources in the process of water conservancy. By providing a unified access for users, the portal integration of all kinds of business application systems, and data resources get together to realize the synchronization and sharing of information among different departments, and improve the work efficiency and avoid the repeated development of the functional system. The integrated portal system integrates the existing business system resources and ministries using the unified user management, unified authentication, and unified portal content integration. According to the personalized customization, content aggregation and background management, a unified water resources application integration platform is constructed to display applications and information of various departments of the ministry efficiently and intuitively.

portal; water application; application integration; resource integration

TP39；TV213

A

1674-9405(2017)05-0051-05

10.19364/j.1674-9405.2017.05.010

2017-03-30

國家重點研發(fā)計劃（2016YFC0400910，2017ZX07104001）；2015年江蘇省水利科技科研項目（2015001）；2016年江蘇省水利科技科研項目（2016023）；中央高?；究蒲袠I(yè)務費項目（2015B22214，2017B42214，2017B20914，2017B16814）

高祥濤（1966-），男，江蘇興化人，教授級高工，研究方向：水利信息化。