王巍　余姝丹

【摘 要】本文采用Lotus Domino开发平台，使用工作流技术，解决了协同办公的困难，应用关系数据库与文档数据库相结合的方式，运用云计算中的Hadoop技术进行分布式计算和数据的分布式处理，建立铁路牵引供电段综合管理信息系统。

【关键词】Domino；工作流；数据库；云计算；信息系统

1.引言

近年来，供电段各级管理部门在信息化建设和计算机技术应用方面进行了积极的尝试，先后研发并投入使用大批信息系统，积累了宝贵的经验并取得了一定的效果，但是，从计算机发展角度出发，云计算是并行计算、软件、硬件发展的必然结果，目前系统平台、网络结构不统一，应用程序相互独立，互不兼容，以致网络不能互联互通、数据资源不能共享，大量的计算机软硬件投资得不到有效利用，从系统的角度出发，系统计算能力不强，对硬件要求高，存储能力差，与铁路运输统一管理、统一调度、降耗提效的要求不相适应等问题，对现有的供电段网络与管理信息系统进行改造，以提高供电段运营管理水平，提高接触网维护与抢险效率，保证铁路运输畅通无阻，进行统一管理、统一规划势在必行。

基于Web Services和Domino平台供电段综合信息系统使供电段的信息系统形成有机整体，充分利用信息资源，降低运营成本，提高质量和效率；使用工作流技术，解决了协同办公的困难，应用关系数据库与文档数据库相结合的方式，运用云计算中的分布式计算和存储能力，实现高速计算，提高资源的利用率，降低对用户终端的要求，形成一套可用性强、可扩展性好开放式体系结构系统，提出了一套灵活而又高效的解决方案，满足客户个性化的服务需要。

2.系统结构

2.1 系统的总体架构

供电段综合管理信息系统体系架构的底层是由大量的节点组成，各服务器使用现有的主流操作系统，通过各类网络将所有的节点连接起来成为一个庞大的集群体系，组成了云计算的物理硬件核心，这一核心的复杂性将通过云计算的软件核心层对所有的用户屏蔽。虚拟层将物理层的硬件全面虚拟化，建立一个共享的随需分配的基础资源设施，资源可以随需分配和自动增长。管理层能够在Domino平台上进行供电段综合管理信息系统分布式的数据和计算的设计，应用Hadoop技术分解应用程序，动态分配虚拟化资源。应用层实现软件服务，平台服务，自助式门户服务等。将底层的硬件，包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化，建立起一个共享的可以按需分配的基础资源池。底层的资源可以随需分配和自动增长，而上层的数据及应用可以根据业务型态的不同需求，搭配出各种互相隔离的应用，形成一个服务导向的IT架构。云计算服务运营平台必须拥有业务支撑体系，包括容量规划、计费、监控、安全、可扩展、可升级等功能。

Domino开放式体系结构使得可以在办公管理信息系统解决方案中集成一切最优秀的技术，从而为客户提供适合客户具体要求的最佳解决方案。追求的目标是，通过系统适应性和扩展性来保护用户的投资，预先考虑到客户未来对办公管理信息系统可能提出的新需求。遵循国际组织在各个业界的标准而设计软硬件标准系统开放平台，大大加强了产品的互通性，使得办公管理信息系统能够为供电段提供极其规范化、标准化的服务。办公管理信息系统要解决的问题是如何在现有的资源环境下，通过广泛使用和有效的管理提高工作效率、节约成本，同时如何使供电段领导能及时掌握供电段的运行状况，做出正确决策，使供电段能在竞争胜出一筹。

供电段综合信息系统体系架构图如图1所示。

2.2 系统功能结构

基于Domino平台的供电段综合信息系统，考虑到供电段业务的特殊性，供电段综合管理信息系统包括用户整合、信息整合、数据整合、应用整合、接口整合等。供电段信息系统的应用系统包括：办公自动化系统（OA系统）、运营系统、设备系统、GIS系统、专家系统、专用系统、辅助系统等。数据库采用文档数据库和关系数据库结合的方式，数据统计中的分析系统：统计、分析、上报。供电段综合管理信息系统与综合维修管理信息系统、SCADA系统、时钟系统接口的实现，通过数据交换和信息互通实现牵引、电力、通信和信号四个专业的“四电合一”功能，实现更大范围的信息共享。

系统功能结构图2所示。

3.关键技术设计

本系统主要基于Lotus Domino/Notes基础平台，服务器采用跨平台的Java语言，浏览器采用html、JavaScript、Ajax语言，从而可以最大程度保证系统的兼容性、开放性以及跨平台性。采用浏览器/服务器模式，以及先进的Web 2.0技术，既具有传统C/S的良好用户使用体验，又具有B/S模式的管理部署方便的优点，便于升级及维护。

供电段综合管理信息平台采用多层体系架构，其逻辑结构如图3所示：

供电段综合管理信息平台设计方案：

3.1 表现层设计

供电段综合管理信息平台的客户端采用HTML、JavaScript、Ajax、CSS等技术，可以给用户带来更加友好的体验。用户仅仅通过浏览器就可以访问系统，不需要在客户端上安装特殊的软件，易于升级维护。用户界面可采用Lotus Notes或标准浏览器，通过应用控制层构造出来的（HTML）页面将被送回给用户，实现交互方便、快捷和界面优美等。用户界面层处理用户人机交互接口，将用户接口与复杂的业务控制逻辑分开，负责将业务信息以一种用户友好的一致方式提供给用户。

传统的 Web 应用程序使用请求/响应模型从服务器上获得完整的 HTML 页面。常常是点击一个按钮，等待服务器响应，再点击另一个按钮，然后再等待，这样一个反复的过程。而自从有了Ajax（Asynchronous JavaScript and XML）之后，就可以不必让用户一直等待服务器的响应，而是在服务器发回响应这段时间内，用户可以继续完成其他动作，响应到达页面时实现页面的局部刷新，从而达到数据的异步传输，而这样也可以实现更好的用户体验。

3.2 业务层设计

供电段综合管理信息平台的业务层主要起承上启下的作用，对上响应表现层的数据请求，对下调用了相关组件。通过Domino URL或LotusScript代理等方法向业务层发送请求。对于整个系统的数据访问以及整个系统的安全性问题就是在这一层发挥作用，只有通过Domino安全验证的用户才能对系统进行访问。

业务层通过Java代理以及Servlet等技术访问关系数据库，使用LotusScript代理技术访问文档数据库，进而得到需要的数据，最后将取得到得数据传递到表现层，最终展现给用户。

·应用工作流机制。办公自动化电子协作系统的实现需要大范围的数据和众人的协商，也就是说，办理一件事需要多个部门参与协作才能完成。例如，发一个文件，包括了文件的起草、审核、会签、批准、发布等程序，这就存在一个工作流程，应用Domino8.5提供了强有力的工作流机制，它根据路由将信息从一个环节传到下一个环节，帮助使用者形成数据，并且根据处理过程调整工作流向。它包括了路由、规则、任务三个原则。路由是定义对象传送时所通过的路径，规则是定义信息如何路由和路由给谁；任务则是定义工作流在某一状态某人的具体操作。

·Web服务安全与数据安全。在云计算的平台上，运行环境是一个开放的网络环境，Web服务和数据如果没有良好的安全性，云计算就不能发挥它的作用。同时，企业在进行网络信息传输时，安全性是最重要的问题，灵活有效的安全措施是网络信息传输的基石。如何构建一个坚固的安全系统显的尤为必要。Lotus Domino/Notes提供了强大安全机制：身份识别和验证、权限控制、数字签名、加密机制、日志与审计功能等。用户只有经过多层次的认证与权限控制允许后才能访问到想要访问的信息。这些认证过程对用户是透明的。Lotus的电子邮件技术能够满足群件系统的协作需要，能与任何支持Internet标准安全协议的用户建立安全的通信渠道，而且不必进行地址格式转换。如果没有良好的安全性，Web服务就不能发挥它的作用。从某个角度来看，Web 服务安全性的设计所面临的任务看起来很简单。对于Web系统来说，由于其运行环境是一个开放的网络环境，因此如何构建一个坚固的安全系统显的尤为必要。典型的Web信息系统主要由网络层，操作系统层，Web Server层，数据库层，应用程序层，客户端层构成。

企业在进行网络信息传输时，安全性是最重要的问题，灵活有效的安全措施是网络信息传输的基石。Lotus的电子邮件技术能够满足群件系统的协作需要，能与任何支持Internet标准安全协议的用户建立安全的通信渠道，而且不必进行地址格式转换。Lotus Domino/Notes采取的安全保护包括：验证，存取控制，字段级加密和电子签名等。国内外用户的实践经验表明，Lotus Notes是实现工作流自动化的理想平台。许多诸如协同工作、业务追踪和网络环境下的办公自动化这样的传统信息技术无从着手解决的应用问题，在Lotus Domino/Notes面前，都可迎刃而解。

·提供各种接口。供电段综合管理信息平台还与SCADA系统、时钟系统以及供电段现有系统实现接口，通过数据交换和信息互通实现牵引、电力、通信和信号四个专业的“四电合一”功能，实现更大范围的信息共享。

3.3 数据层设计

供电段综合管理信息平台的数据层采用PostgreSQL关系数据库与Domino文档数据库相结合的方式。考虑到本系统跨平台特性，本系统的开发选择PostgreSQL数据库作为系统数据库平台，PostgreSQL可以实现跨平台、海量数据库存储、开源数据库，可以完全免费进行部署，不受任何约束限制，对于一些存在大量数据的系统非常适用。Lotus Domino/Notes的文档数据库主要存储一些非结构化的数据，对于办公自动化涉及的业务数据不规范，很难转化为传统数据库的二维表，因此对于这部分的数据采用。这样两者相辅相成，发挥的作用就会更大。信息系统的所有数据中的海量数据用关系数据库来处理，文字、图像等数据用文档数据库来处理。数据的分类是系统的重点，同时对数据进行详细的统一编码。

供电段综合管理信息平台既包括办公自动化系统，又包括牵引供电业务的信息管理。对于办公自动化涉及的业务数据不规范，很难转化为传统数据库的二维表，因此对于这部分的数据采用Lotus Domino/Notes的文档数据库；对于牵引供电业务而言，数据量非常大，因此这部分采用关系数据库存储。供电段综合管理信息平台的数据层采用PostgreSQL关系数据库与Domino文档数据库相结合的方式。PostgreSQL的特点是存储量大（被称为海量数据库）、性能稳定、开源等，对于一些存在大量数据的系统非常适用。而文档数据库主要存储一些非结构化的数据，这样两者相辅相成，发挥的作用就会更大。

系统通过Lotus Domino/Notes平台使页面与关系数据库联系在一起，从而提供数据访问的安全性。按照上述部署方案，供电段综合管理信息平台既可保证系统的稳定性，又能在并发用户较多的情况下通过扩充群集内服务节点增加系统容量，从而保证系统的高效性。

4.结束语

本系统的实现，能够在供电段各部门之间、供电段与下级部门之间以及供电段与上级管理部门之间实现充分的信息资源共享，可以极大地促进供电段的信息化管理水平，提高供电段运营管理效率，使接触网的维护和抢险工作能够顺利高效的实施，对保证铁路运输的正常运行具有极其重要的意义。

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