摘  要： 如何把分散的信息有效組織起來，實現(xiàn)跨部門、跨地區(qū)的信息共享，是金盾工程建設必須解決的一個關鍵問題。主要介紹如何圍繞“人、地、物、事件、組織”治安信息五要素的業(yè)務模型，利用Web Services、UDDI等技術創(chuàng)建智能搜索引擎，實現(xiàn)全省范圍內治安信息五要素關聯(lián)查詢及異構系統(tǒng)間的全網(wǎng)漫游。
關鍵詞： 治安信息五要素；關聯(lián)查詢；異構系統(tǒng)；數(shù)據(jù)漫游

    近年來，公安信息系統(tǒng)從簡單的信息處理向以數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)共享和關聯(lián)的復雜應用轉變，治安信息五要素智能搜索引擎就是采用先進的計算機技術如Web Services、SOAP、UDDI、XML、WSDL、分布式技術等構建的應用系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)全省范圍內人、地、物、組織、事件的關聯(lián)查詢及異構系統(tǒng)間的全網(wǎng)漫游；實現(xiàn)分布在全省不同地方的不同系統(tǒng)間或系統(tǒng)本身的五要素關聯(lián)查詢，并能實現(xiàn)定義與發(fā)現(xiàn)異構數(shù)據(jù)源，能自定義搜索條件與搜索結果的展現(xiàn)方式，容易和其他系統(tǒng)對接。治安信息智能搜索引擎的成功實施推動全省公安信息化的發(fā)展。
1 治安信息五要素模型
1.1 五要素關系模型
    隨著全國公安信息化建設的深入，國內各級公安在實踐的基礎上，總結出治安信息的五要素模型為[1]：人、地、物、組織、事件。人指自然人；地指地理位置；物指生物或非生物；組織是一種社會實體，它是人、地、物等要素之間的一種穩(wěn)態(tài)關系；事件是導致人、地、物、組織等要素關系發(fā)生變化的特殊要素，即事件使各要素從一種相對穩(wěn)態(tài)關系轉變?yōu)榱硪环N相對穩(wěn)態(tài)關系。事件是體現(xiàn)動態(tài)和關聯(lián)的重要環(huán)節(jié)，只有處理好事件的表述方式，才可以將五要素信息進行有機的組織，達到體現(xiàn)“動態(tài)全息”的目的。五要素關系模型見圖1。

    理想情況下，同一實體在全省公安系統(tǒng)（甚至在全國公安系統(tǒng)）中應只有一個對應要素，所有要素可以唯一標識，要素之間的各種聯(lián)系是有機和完整的。但在實際條件約束下，由于種種原因導致要素的重復創(chuàng)建：公安不同的應用系統(tǒng)可能對同一實體分別在本系統(tǒng)內重復創(chuàng)建對應要素；以地市級為中心建立治安信息系統(tǒng)時，導致同一實體在不同城市系統(tǒng)內創(chuàng)建對應要素等。所以，為簡單起見，這里假定治安管理信息“五要素”業(yè)務模型為：地市內各治安業(yè)務之間做到要素唯一創(chuàng)建、唯一標識、末態(tài)屬性唯一、有機關聯(lián)；地市之間，要素可以重復創(chuàng)建，通過唯一標識彼此識別，進一步獲取要素的各方面信息；提供與數(shù)據(jù)庫、文件服務器間的交互支持，提供數(shù)據(jù)存儲與業(yè)務對象的映射，通過“五要素”業(yè)務模型協(xié)助解決數(shù)據(jù)庫在性能與訪問平衡中的問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫組織策略調整對業(yè)務系統(tǒng)的無關性。
1.2 五要素數(shù)據(jù)分布
    目前全省范圍內治安信息系統(tǒng)分布在省廳、各地州、各縣區(qū)和各派出所。有些系統(tǒng)是使用省中心庫，如省級人口信息系統(tǒng)；有些是使用地市集中庫，如重點人口系統(tǒng)；有些是工作數(shù)據(jù)庫分布在派出所，再將數(shù)據(jù)庫集中到區(qū)縣庫和地州庫，如現(xiàn)有的實有人口管理系統(tǒng)。五要素數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡結構模型見圖2。
    從圖2可以看出，五要素數(shù)據(jù)可能分布在不同的地理位置和存儲于不同的系統(tǒng)中，公安機關各職能部門通常都有自己的應用系統(tǒng)，而且建設模式基本上覆蓋了省、地市、區(qū)縣、派出所四級應用。智能搜索引擎就是要實現(xiàn)跨部門、跨區(qū)域和異構數(shù)據(jù)的漫游查詢，以Web Service的方式為治安工作人員提供統(tǒng)一的操作界面，屏蔽平臺的差異性。

2 治安信息五要素智能搜索引擎體系結構
    從上述模型來看，如此龐大的治安管理信息系統(tǒng)，各自的實現(xiàn)方式是不同的，如何有效地控制調用這些不存在主從關系的子系統(tǒng)、事務和模塊，如何組織動態(tài)的鏈接、模塊之間如何通信等，是智能搜索引擎需解決的主要問題，因此提出如圖3所示的體系結構。

    整個搜索引擎分為3個層次：用戶層、應用層和數(shù)據(jù)層。其中，用戶層只和用戶交互，不進行任何業(yè)務處理，實際上就是只有客戶端。應用層包含系統(tǒng)中業(yè)務邏輯的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)訪問控制。應用層由.net程序及XML Web Services 實現(xiàn)，并使用SOAP協(xié)議與客戶端連接。應用層中的事務日志、用戶狀態(tài)管理、五要素數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)表現(xiàn)定義、管理工具、主搜索引擎、五要素資源注冊中心等都在省中心應用服務器上運行，搜索數(shù)據(jù)庫分布在省中心數(shù)據(jù)庫服務器上運行。智能搜索引擎中，應用層的主要功能如下[2]。
    (1)單點登錄和用戶狀態(tài)管理：用戶只需一次登錄系統(tǒng)，就能操作權限范圍內的功能菜單，并為每一個登錄的用戶保存狀態(tài)信息和記錄用戶的查詢操作信息。
    (2)五要素數(shù)據(jù)源配置與數(shù)據(jù)表現(xiàn)自定義管理：對新接入的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)源配置，系統(tǒng)不用修改程序代碼便可掛接新系統(tǒng)，用戶可自定義查詢結果展現(xiàn)方式。
    (3)分析處理器：接收并分析用戶的查詢請求，訪問UDDI注冊中心，調用搜索引擎，并返回數(shù)據(jù)。
    (4)主搜索引擎：搜索任務分配的中心調度器。系統(tǒng)從客戶端接收到查詢請求后，主搜索引擎便對查詢請求進行分析，把任務分發(fā)到對應的子搜索引擎，從子搜索引擎接收數(shù)據(jù)，并返回客戶端數(shù)據(jù)。主搜索引擎與各子搜索引擎定時互發(fā)路由消息，以便主搜索引擎掌握各子搜索引擎的路由情況。
    (5)子搜索引擎：實現(xiàn)用戶定義系統(tǒng)的接入，并把相關信息發(fā)送到中心；承擔主搜索引擎發(fā)送來的查詢任務，并返回主搜索引擎所需數(shù)據(jù)；定時發(fā)送路由信息給主搜索引擎，以便主搜索引擎掌握各子搜索引擎的路由情況。
    (6)五要素同級分布搜索：對該子搜索引擎管轄范圍內的同一地區(qū)級的數(shù)據(jù)庫進行搜索。
    (7)系統(tǒng)間和子系統(tǒng)五要素關聯(lián)查詢：系統(tǒng)與系統(tǒng)間的關聯(lián)查詢，統(tǒng)一系統(tǒng)內五要素的關聯(lián)查詢，并返回數(shù)據(jù)。
    (8)數(shù)據(jù)源適配器：調用與目標數(shù)據(jù)庫對應的驅動程序，直接與數(shù)據(jù)庫打交道，向數(shù)據(jù)庫發(fā)送查詢命令，并取得數(shù)據(jù)的模塊。
    (9)五要素漫游搜索：有異步返回數(shù)據(jù)功能，當子搜索引擎接收到漫游查詢后，啟動五要素漫游搜索線程，在足夠多的時間內搜索目標數(shù)據(jù)庫，將搜索所得的數(shù)據(jù)放入漫游數(shù)據(jù)隊列，并返回給主搜索引擎。
    (10)五要素資源注冊中心：對主搜索引擎注冊，使得主搜索引擎通過注冊中心被系統(tǒng)程序發(fā)現(xiàn)和調用。
    采用Web Services[3,4]技術將功能組件封裝成一個整體的服務，以UDDI的方式注冊發(fā)布。通過五要素引擎把所有的程序組織起來，把物理位置分布不同、運行環(huán)境不同、功能相對獨立的系統(tǒng)信息統(tǒng)一起來，模塊之間的搭線連接由搜索引擎去實現(xiàn)；系統(tǒng)對用戶而言以瀏覽器為表現(xiàn)方式，網(wǎng)絡就是一個面向服務的大計算機，這就突破了傳統(tǒng)的分布式計算模型在通信、應用范圍等方面的限制。這就是五要素智能搜索引擎“無所不在的計算”的核心思想。
3 智能搜索引擎關鍵技術介紹
3.1 分布式數(shù)據(jù)適配器
    治安信息智能搜索引擎涉及的業(yè)務數(shù)據(jù)量大，而且這些數(shù)據(jù)廣泛分布在不同的應用系統(tǒng)中，每個系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫可能不相同，要訪問這些數(shù)據(jù)庫，不可能為每種數(shù)據(jù)庫分別編寫數(shù)據(jù)訪問代碼，而且搜索引擎有時需要同時訪問多種數(shù)據(jù)庫。為此，專門設計實現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)適配器，用于訪問分布式的異構數(shù)據(jù)庫[5]，其實現(xiàn)框架如圖4所示。

    分布式數(shù)據(jù)適配器綜合利用線程技術、Web Service技術和搜索引擎提供的統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問器和路由表服務實現(xiàn)五要素信息的漫游查詢。
3.2 系統(tǒng)之間接口標準和五要素元數(shù)據(jù)標準
    系統(tǒng)把各種異構數(shù)據(jù)按五要素模型標準建模,由各種異構數(shù)據(jù)自身體現(xiàn)五要素的內外聯(lián)系,使得搜索引擎以統(tǒng)一的接口處理各種異構業(yè)務數(shù)據(jù)。首先，將各種系統(tǒng)按五要素分類，并以某些關鍵字的組合關聯(lián)起來；再次，將系統(tǒng)中的各種表信息按五要素分類，并以系統(tǒng)內部的某些關鍵字關聯(lián)起來；最后，用特定的標準描述各種系統(tǒng)需要表現(xiàn)的具體信息，并予以定義。
3.3 分布式數(shù)據(jù)庫處理技術
    搜索引擎提供通用數(shù)據(jù)訪問適配技術解決分布式異構數(shù)據(jù)庫訪問難題，本技術可以有效、安全地訪問部署在防火墻后的各種異構數(shù)據(jù)庫，并支持統(tǒng)一的標準數(shù)據(jù)庫語言，使系統(tǒng)在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫語言標準下，從而簡化了開發(fā)難度。采用同步和異步Web Service提取數(shù)據(jù)的技術來實現(xiàn)。
3.4 搜索算法
    搜索引擎算法主要有：關鍵字搜索、智能搜索路徑、智能搜索深度優(yōu)化算法等。關鍵字搜索就是利用系統(tǒng)間的關聯(lián)關鍵字對相關系統(tǒng)進行分布式抓取數(shù)據(jù)，并在主搜索引擎重組數(shù)據(jù)并表現(xiàn)；智能搜索路徑是基于系統(tǒng)之間的關聯(lián)，如?？谙到y(tǒng)與派出所綜合系統(tǒng)的關聯(lián)，派出所綜合系統(tǒng)與重點人口的關聯(lián)等，也就是說可以形成很多關系鏈，而這些關系鏈也許是閉合的，也許是開放的，錯綜復雜，所以采用智能搜索路徑，從主搜索系統(tǒng)開始，排列不同的分支系統(tǒng)，并按順序搜索數(shù)據(jù)；智能搜索深度優(yōu)化根據(jù)系統(tǒng)的多少和執(zhí)行快慢，自由定義分支系統(tǒng)的搜索路徑深度，因為搜索引擎的搜索是按照一定的搜索路徑搜索的。
3.5 治安五要素信息UDDI注冊中心
    使用微軟的UDDI注冊中心作為治安五要素信息注冊中心來公布主搜索引擎服務接口。通過該接口，其他系統(tǒng)認證后可以發(fā)現(xiàn)并使用搜索引擎的服務并得到所需要的信息。
    鑒于全省治安信息數(shù)據(jù)的分布特性和各系統(tǒng)數(shù)據(jù)標準的不統(tǒng)一性，本文分析了五要素數(shù)據(jù)模型和元數(shù)據(jù)標準，提出基于Web Service技術的治安信息五要素智能搜索引擎體系結構，并利用線程、UDDI、SOAP等技術實現(xiàn)五要素信息的關聯(lián)查詢和漫游查詢，實現(xiàn)全省范圍內治安信息的“一站式”搜索。智能搜索引擎的設計和實現(xiàn)充分考慮系統(tǒng)的靈活性，把業(yè)務組件封裝成Web Service與可重用性構件，這樣系統(tǒng)具有易擴展性。目前系統(tǒng)已投入運行，并取得了一定的成效。但怎樣定義元數(shù)據(jù)標準才能使查詢更有效還有待進一步研究，對多線程的管理控制也有待改進。由于是基于Web Service技術實現(xiàn)的，如果把SOAP的思想用到設計中，系統(tǒng)是否更健壯等是下一步工作的內容。
參考文獻
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[4] HONZLER S．XML完全探索[M]．陶陽，嵩敬波，王鋒，譯．北京：中國青年出版社，2000．
[5] COYLE F P．XML、WEB服務和數(shù)據(jù)革命[M]．袁勤勇，吳青，譯．北京：清華大學出版社，2003．