统一信息交换系统的研究与实现可行性研究报告.docx
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统一信息交换系统的研究与实现可行性研究报告
统一信息交换系统的研究与实现
项目可行性研究报告
目录
一、选题的必要性3
1、项目所处技术领域产业政策3
2、项目所处技术领域技术发展现状4
3、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用6
4、项目目前进展情况6
二、技术方案论述7
1、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平7
2、项目技术方案论述：
生产技术、工艺流程、主要技术参数8
3、项目技术质量指标：
项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等9
4、分阶段描述项目执行过程中各阶段目标9
5、项目经费预算情况：
项目投资总额、项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算、申请科技三项经费的使用预算10
三、项目实施支撑条件11
1、项目技术来源11
2、项目实验、检测条件11
3、项目申请单位人才资源情况：
技术人员总数、中高级技术人员比例11
4、项目组人员专业结构、职称结构12
5、项目新增投资筹集情况12
四、项目预期经济效益13
1、预期市场需求13
2、预期盈利水平13
3、预期产业化前景13
4、项目实施风险分析14
五、项目预计社会效益、环境效益15
1、对社会发展的作用15
2、对资源利用情况15
3、对人才培养情况15
4、环境影响及效益16
一、选题的必要性
1、项目所处技术领域产业政策
现在是全球化时代，需要信息进行流通与共享。
目前我国发展比较快速的领域，如电子商务、电子政务、物流等，它们都需要将分布在不同地方的信息进行传递、处理与共享，这些信息可能是存储在不同的信息系统中。
这样数据交换技术、信息交换技术与系统集成技术需求就非常迫切。
对信息共享的“就事论事”的解决方案出现了很多（可见下节介绍），它们没有统一标准、复杂混乱、难于维护等缺点。
这是限制我国电子政务、电子商务等信息化领域发展的关键性问题，也是目前迫切需要解决的问题。
国家目前在大力推进电子政务、物流、电子商务信息化，制定了许多相关的推进政策。
同时，也为规范发展及标准的统一方面也做了许多工作。
如电子政务方面，2002.5国家标准化委员会、国家信息化工作办公室推出了“电子政务标准化指南（第一版）”对电子政务的建设进行了规范。
在该标准中，还对信息交换及元数据的管理进行了规范。
另外，在物流行业随着经济的发展，物流行业的发展已经突破了第二方物流与第三方物流，大力发展联合运输，并进入了综合的现代物流阶段（有人提出了第四方物流的概念）。
它们是需要将社会上各种物流资源作为供应链的一部分进行集成，为客户提供完整的供应链服务。
它们将突破信息局限在一个企业内部进行流动与处理，而是要集成不同的物流信息系统（包括第二方物流与第三方物流等形式）。
国务院批准、发展改革委等九部门已经联合发布了《印发关于促进我国现代物流业发展的意见的通知》（发改运行[2004]1617号）文件精神，建立统一、科学、完整的物流标准体系，推动我国物流业健康发展；随后今年国家标准委同发展改革委、商务部、铁道部、交通部、国家质检总局、民航总局、国家统计局等部门，编制了《全国物流标准2005年—2010年发展规划》。
该《规划》从我国物流业和标准化工作的实际出发，旨在密切物流各相关产业在物流标准化方面的衔接，推动物流业基础性、通用性标准和当前社会急需标准的制修订工作，解决物流标准管理分散、标准体系不统一，制修订工作不能满足社会需要等问题。
本项目就是研究在满足统一标准的框架与大环境下，通过科技攻关，设计和实现一套通用的统一的信息交换系统，使其能在电子政务、物流信息化等领域进行应用与推广。
2、项目所处技术领域技术发展现状
目前我国信息技术得到了飞速的发展，但是由于种种历史原因，使得系统彼此独立，形成了许多“信息孤岛”。
由于信息化发展的历史原因，目前国内企事业单位和政府部门的信息系统大部分都是相互独立的应用系统，它们各自完成相应的特定功能、保留一定的信息资源。
由于这些单位和部门之间并没有一套很好的信息共享、同步更新的机制，使得日常工作中存在着诸多不便，并降低了工作效率。
然而，随着信息技术应用向深度与广度方向的发展，特别是电子政务与物流信息化的飞速发展，这就要求这些企业和部门的信息系统之间能进行协同处理工作，完成目前更大范围内业务处理应用。
所以，信息资源共享是目前人们迫切需要解决的问题，也是人们信息化不断追求的目标。
针对上述问题，重新开发已经存在的业务应用系统显然是不可行和不现实的，这就需要另外开发一个信息交换系统来解决信息资源的共享问题。
人们传统的做法是开发针对特定的应用系统进行数据交换（EDI）来实现。
但是在某些应用领域中，目前已经出现了一些实现应用系统的集成及信息资源共享的新技术及解决方案（如医疗信息化的基于HL7的交换产品）。
本项目就是根据这些技术，在元计算的基础上，提出了一套应用范围更广的、基于统一模型的信息交换，并对其体系结构进行了全面的研究与分析。
在实现信息系统之间连接与共享方面，国内外采用传统的技术包括：
数据交换（EDI）技术、可信总线法和适配器法、数据仓库技术等。
下面就对这些技术及其研究现状进行分析。
●专门开发数据交换接口
该方法是根据用户自己的具体要求及用户的具体应用系统，通过手工编程开发专用的接口来实现它们之间的数据交换。
但是这种方法的开发工作量是巨大的，且如果某个单位的信息应用系统发生了变化，则相应的接口都要进行调整。
根据一项统计调查，世界上每年花在应用接口上的开发与维护费就占全球IT投资的30%以上。
●总线和适配器技术
在上述专门接口的基础上，人们又提出了总线和适配器法，即各个应用系统通过适配器与总线相连，从而实现相互之间的数据交换。
在总线上，点与点之间交换是对等的，通过总线，应用之间的维护、信息过滤已经容易得多。
但是，由于个人、企业、政府部门都是用已有的工具或系统设计表格、填写表格、审批表格，所以信息的格式、描述方法、传递方式都是不一样的，在这样的异构数据源环境下，要进行信息交换，特别是实现电子政务方面的信息交换应用还是十分困难的。
●数据仓库技术
数据仓库技术具有面向主题的数据交换的功能。
它能支持决策，面向分析型数据处理，且能对多个异构的数据源的进行有效集成。
但这些主题数据是具有较长时间且具有战略性定义的主题，它不能满足实时的、各种业务类型的数据。
目前已经出现了基于元计算的信息资源共享与网格计算（GridComputing）的概念。
我国实现信息系统信息交换与连接还主要是上述前两种方式。
数据仓库的面对的主要是具有较长时间且具有战略性定义的主题数据，但不是如电子政务系统所要求的实时的、各种业务类型的实时数据。
所以数据仓库技术也不能完全满足信息系统连接的广泛的实际需求。
而网格计算（GridComputing）是更广泛意义的资源共享概念，是网络上所有资源（硬件、系统软件、信息与知识资源）的集成。
基于统一的信息交换技术与模型，实现信息系统连接与信息共享，国外发达国家从研究到产品化都走在前列。
最典型的就是以美国为首的医疗信息系统之间的信息交换标准HL7（网络交换层第7层（应用层）以病人医疗信息为主题的HealthLevel7-HL7标准），但我国HL7的引进与创新还是起步与初级阶段。
从相关查询国内有北京中网公司、深圳黎明等公司在研发基于应用层的数据交换从而实现信息系统之间无缝连接的产品，但他们在面对主题的统一数据表示方面不够，生产的产品侧重于交换安全方面。
也没有在信息与知识的表示方面能从统一到专用，从个性到标准转换的灵活机制。
综上所述，目前国内外虽然有一些技术实现系统之间连接，但这些方法都存在缺陷，不能满足未来信息化发展的要求。
目前，满足国家标准要求的、完善的信息系统的连接的理论及该方面的成果与应用据查新国内外还比较缺乏。
3、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用
元数据（Metadata）是描述电子数据的数据，它能体现某电子数据的逻辑关系并包含其各种规则集。
任何一个应用系统的电子数据都可以对应一个由元数据组成的模型。
应用系统中一个实际的电子数据，其语义通过其数据模式确定下来的，而其数据模式又是由其元数据所定义的。
通过元数据与电子数据之间的定义关系以及电子数据元数据之间的映射关系，先对它们的元数据进行集成，最终实现信息交换与信息资源的共享，这就是基于元计算的信息资源共享。
本项目的先进性是在上述基础上，建立灵活的、平台无关的元信息模型及流程处理模型，设计一套通用的、能适合各项标准的、面向主题的统一信息交换机制并进行实现。
从而各种具体的应用系统可以利用该信息交换系统进行系统间的信息交换与共享。
本项目将对数据交换、信息交换领域，遵循国家颁布的相应国家标准的信息化建设方面；模型驱动的信息系统的开发与集成方面；电子政务、电子商务、物流等领域的信息化的发展等方面的技术进步都具有非常大的推动作用。
4、项目目前进展情况
本项目已经做了许多前期工作，有一定的进展。
如在国家电子政务信息交换相关的标准的研究；基于元信息模型的统一信息交换的现状与前沿技术的研究；该项目的可行性研究；该项目总体系统设计等方面做了许多工作，并有一定的阶段性的成果。
如：
牛德雄等著的“基于统一信息交换模型的信息交换研究”在国家核心刊物“计算机工程与应用”（CN11-2127/TPISSN1002-8331）2005年7月第21期发表；牛德雄著的“ResearchandDesignofUnifiedInformationExchangeCenter”在国际会议论文集2005SemineronEngineeringEducationCooperation&AcademicResearchforChinese-FrenchUniversities（北京：
兵器出版社，ISBN7-80172-421-6）上发表。
同时，本项目小组还与江西长运物流公司就物流信息系统的信息交换的需求方面做了调研。
在项目处在研发阶段，该项目具体在总体设计阶段。
二、技术方案论述
1、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平
该项目的技术关键包括：
●基于平台无关模型的信息交换技术。
该平台模型是提供了各种功能与接口的模型，是多种技术的集合。
●建立统一元信息模型。
它包括规范与科学的政务叙词表、信息分类、代码和指标体系表，和数据模型定义、数据抽取规则、映射转换规则、主题定义、资料分类和维护定义、决策模型定义等。
统一信息交换系统中的各功能部件，都是围绕XML标准统一表示的信息进行管理与实现。
由于信息交换标准统一，从而有利于标准化和信息互连。
●应用层统一信息交换模型。
在这个模型中，应用系统之间按应用层协议进行通信，应用系统内部依靠接口提供服务。
●统一信息交换机制，实现与老系统在元数据层面上及应用层面上的集成。
●根据用户实际情况灵活配置，满足不同行业的数据表示要求。
采用业务接口注册机制，数据对外共享接口可以随需应变，并能使整个系统各部分能灵活配置，协同工作。
●对业务数据库对外接口可配置，从而大大减少开发工作量。
系统可以分步、分模块实施，各模块可以根据需要进行组装与拆分。
该项目的创新点包括：
●基于平台无关模型的信息交换技术。
该平台模型是提供了各种功能与接口的模型，是多种技术的集合。
平台无关模型是对系统高层次的抽象，是通用的且不包括任何与实现技术相关细节信息；特定平台模型是跟特定平台相关的模型，是具体使用的。
在具体实现时，首先使用平台无关的建模语言来搭建平台无关的模型，然后根据特定平台和实现语言的映射规则，将平台无关模型转换以生成平台相关的模型，最终实现系统之间的信息交换与系统集成。
●建立统一元信息模型。
即利用元数据建立统一的数据字典和信息中心的元信息模型，它是一个元数据库。
它包括规范与科学的政务叙词表、数据模型定义、数据抽取规则、映射转换规则、资料分类等。
●应用层统一信息交换模型。
信息系统之间的信息交换注重网络信息交换国际OSI七层模型的应用层和表示层。
在这个模型中，应用系统之间按应用层协议进行通信，应用系统内部依靠接口提供服务。
●统一信息交换机制，实现与老系统在元数据层面上及应用层面上的集成。
该项目完成，将达到国内先进甚至领先水平。
2、项目技术方案论述：
生产技术、工艺流程、主要技术参数
系统大部分技术关键，如可组装与集成性，通用设计模块化的、灵活的基于多层结构的软件体系来实现。
在中间层中，设计了许多专业的应用程序接口，可以对许多应用模块进行集成与拆分。
在统一表示数据方面遵循XML标准表示共享数据及元数据标准，建立统一的元数据库。
围绕主题，建立全面完整的主题叙词表，对所有入库资源进行科学标引、描述与分类，通过叙词严格的语义内涵和位置关联，建立所有资源在主题层的映射关系。
通过翻译功能翻译成标准的大家都可“理解”的符合统一信息表示的标准格式主题内容，实现在应用层异构系统之间的信息交换与集成。
基于XML设计统一的面向主题的信息与知识表示结构，并设计不同业务系统到通用模型的映射模型及服务与工作模型，以实现它们之间的信息互通。
XML作为复杂的数据结构的表现形式，具有可扩展定义及跨平台的特点。
基于XML技术与标准的数据处理，根据XML解析器及编程实现，将关系数据库记录转换成XML格式的数据，以供加工处理、传递、交换与共享。
同时，可以将不同系统提供的XML格式的数据转换成本系统数据库中的记录。
具体的开发流程：
以理论研究及科学实验、现实实践相结合，通过理论研究→技术演练→原型开发→试用→发现与提出问题→继续完善→实际应用，及上述过程的循环。
最后进行产品集成、最后到实际应用进行推广。
采用建模理论与方法进行分析与设计；总体上以原型法，与实际应用相结合，不但完散理论体系及实际应用模型；每个阶段根据软件工程的方法进行各个阶段的控制与管理。
系统采用基于三层结构（或称多层结构），并在中间层开发中间件或服务程序，实现信息系统之间的信息交换与信息共享。
3、项目技术质量指标：
项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等
本项目将创建统一的信息资源编码体系及统一信息表示格式，满足对信息资源进行科学统一的标引、描述与分类的要求。
这些标准主要包括：
国家标准化委员会、国家信息化工作办公室著，电子政务标准化指南（第一版）2002年5月颁布的“电子政务数据元（第一部分设计和管理规范）”、“电子政务主题词表编制规则”等标准。
在元数据表示及元语言方面将满足XML标准。
每个阶段的开发与实施流程包括系统分析、系统设计、详细设计、程序编码、测试、系统实施、用户培训、维护与升级等过程。
在每个过程的实施时，严格按照软件开发与实施的ISO9000的质量控制，分步骤、分过程地进行组织开发，做好需求分析、设计、编码、实施、维护的过程化控制。
4、分阶段描述项目执行过程中各阶段目标
具体的按年度分阶段的项目执行过程目标如下：
2006年度上半年（2006年1到6月）：
●信息系统数据交换与整合内容的调研，国内外文献资料的收集，研究国家信息交换标准；
●面向主题的元数据模型的研究、分析与设计；
●统一信息交换体系结构的设计；
●统一信息交换模型的概要设计与详细设计。
该阶段的预期成果是研究设计出面向主题的元信息模型的原型，并面向该模型进行统一信息交换模型及系统的设计。
2006年度下半年（2006年7到12月）：
●统一信息交换系统的开发实现；
●系统的测试；
●系统试用；
●在上述基础上进行总结，撰写学术论文；
●统一信息交换的试运行；
●进一步完善，并进行推广；
●总结研究成果，结题。
本阶段的预期成果是面向该模型的工作模型的实现。
并在研发出一套统一信息交换系统的情况下，指导实际的信息化中的具体应用，并在实际应用中得到完善。
最后通过总结的成果及并结题。
5、项目经费预算情况：
项目投资总额、项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算、申请科技三项经费的使用预算（见附表）。
该项目首期总投资额约为12万人民币。
用于该项目的南昌大学已完成项目投资5万元，用于有关的设备、场地费。
该项目须新增投资7万元人民币，用于一定量的固定资产投资及相应的流动资金的开支。
在已经有的固定资产的基础上，新增固定资产购置PC服务器一台，三台微机及相关网络设备与正版软件，约3万元。
新增服务器用作Unix服务器，用以建立异构型网络系统，用于该项目实现在不同系统平台的信息交换与集成环境下的模型实验。
新增流动资金4万，其中用于调研、资料、鉴定、耗材2万；南昌大学新增自筹2万用于管理费、水电费、劳务费等。
申请科技三项经费的使用预算见附表。
三、项目实施支撑条件
1、项目技术来源
项目由项目组参照国家有关标准、指导规范及市场需求自主研发。
2、项目实验、检测条件
该项目组的实验与检测条件可利用南昌大学计算机系现有教师与研究生机房，其中可支配的专用服务器1台及微机5台。
在技术管理方面，项目小组严格按照ISO9000的质量控制体系，严格进行阶段性控制，分若干开发与实施小组，进行项目的开发与实施。
每个小组在每个阶段都要进行严格的评审，如果经过审查，没有完成好，不能开始进行下一个阶段，并要找出原因。
对各个程序员开发的程序，经过严格的测试。
3、项目申请单位人才资源情况：
技术人员总数、中高级技术人员比例
南昌大学是国家“211工程”重点建设大学，也是江西省与教育部实行省部共建的高校。
1997年学校被正式列为国家“211工程”重点建设大学。
2004年12月，教育部和江西省政府决定共建南昌大学，并签署了省部共建协议，使学校又步入了一个崭新的发展阶段。
截止2004年10月，原南昌大学有专任教师1496人，其中正副教授791人，占53%。
具有博士学位的教师132人，具有硕士学位的教师542人，博士和硕士学位的教师占45%。
目前南昌大学已经与原江西医学院合并，在规模上与层次上又上了一个新台阶。
4、项目组人员专业结构、职称结构
开发人员及专业结构见下表：
序号
姓名
分工
专业
所在单位
1
牛德雄
课题负责人、总体规划
计算机应用
南昌大学
2
林仲达
管理咨询、需求分析
计算机应用
南昌大学
3
周明建
分析研究、总体分析与设计
计算机应用
南昌大学
4
张文全
分析调研、系统测试
计算机应用
南昌大学
5
任燕
总体设计、概要设计
计算机应用
南昌大学
6
洪胜华
设计与开发
计算机应用
南昌大学
7
伍军云
设计与开发
计算机应用
南昌大学
8
邬昌兴
详细设计、程序编写
计算机应用
南昌大学
9
王员云
详细设计、程序编写
计算机应用
南昌大学
项目小组中，具有副教授职称的有3人，占33%，中级职称的有2人，占22%，初级职称1名。
其中，成员中已获得博士学位的有1人，硕士学位的有2人，现在在读的研究生有3名。
5、项目新增投资筹集情况
南昌大学无偿提供给该项目小组的计算机等固定资产的费用5万元，水电及管理方面的费用2万元，合计7万元。
通过南昌市科技局的科技攻关计划项目资助5万。
四、项目预期经济效益
1、预期市场需求
随着国内各个行业特别电子政务、电子商务、物流信息化的推进，信息系统之间的连接与集成将是大势所趋。
江西省目前正在加快外向型经济的发展，对外贸易发展迅速，物流行业将是经济发展的瓶颈，物流信息化将是关键中的关键。
物流信息系统的广泛应用，必然带来信息在不同领域中的传递。
另外，国家正在进行推广电子政务，它也需要将不同的政务系统、各种应用系统进行互连互通，这里有许多对信息交换的需求。
所以该项目的市场需求预期将非常巨大。
2、预期盈利水平
本项目拟投入12万元成本用于研发如果一年能实施2套，每套3万元，则两年就可以收回成本。
首期投资回报率为50%。
全省范围或全国范围内的物流行业、电子政务领域如果得到推广，则后期的相关应用的产品及服务的利润空间更大。
企业使用该项目的产品，企业不需要重新更换系统，就可以集成到一起，进行信息交换，避免了重复投资的浪费。
利用本产品同时可以节约在维护数据交换的成本开支，按权威部门的统计，传统的数据交换维护成本占信息化成本30%计，该产品的使用将为企业减少非常多的开支。
所以本产品的经济效益是巨大的。
3、预期产业化前景
我们已经与江西长运物流公司进行了良好的项目合作。
江西长运物流公司在江西物流行业具有一定的代表性及先进性。
我们可以首先与其进行实施，如果成功，南昌市有几十家物流企业，他们是具有该项目成果的需求单位。
另外，物流企业与主管部门、办证机关也有信息的交流，这些是电子政务的范畴，他们也会该成果具有非常大的需求。
这些需求是可见的，另外，在其他行业的信息化方面，需求也非常大。
该项目的市场需求很大，前景乐观。
从本项目小组挑选出精干的成员联合其他公司成立项目实施小组，可以首先选择江西省一个有实力的物流公司进行实施与试用，待产品成熟后则在其他物流公司进行推广。
本产品还可以适应电子政务及其他行业的信息化，当条件成熟，可以推出电子政务版，在电子政务领域进行推广。
如果上述推广效果比较理想，则可以成立相应的组织，进行产业化。
该产品的产业化包括两个方面，一个是销售产品；另一方面是进行咨询与实施服务。
在产业化过程中，由于首先已经有使用客户，则启动资金及样板工程都具备，对今后的推广与产业化方面会起到推动作用。
4、项目实施风险分析
在建立统一信息交换系统方面，项目负责人已经做了许多该方面的研究工作，有一定的基础。
在建立统一的主题词表的逻辑结构、设计统一元信息模型时是针对具体行业的实际应用进行提炼与抽象，但其在其他行业的应用存在适应性方面的风险。
该风险可以在对具体行业进行实施时，纳入该行业的具体需求，并对其进行完善。
在满足标准的应用方面，由于企业贯彻标准的程度与认识等方面，会导致项目的实施存在一定的风险。
目前国家正在大力推广行业信息交换的标准的建立与推广（如国家已经颁布了电子政务信息交换方面的国家标准）。
我们已经对该方面进行了许多研究，本项目研究的实现方法、技术路线正是服务国家的对该方面的要求。
我们将加大力量对该方面的内容及应用进行研究与引进，依托南昌大学的雄厚的科技优势，并积极与企业进行产、学、研联合研发，将会减少该方面的风险。
在统一信息的信息表示的技术方面，由于基于XML的技术已经比较成熟，其成功应用方面非常多。
基于XML建立统一信息模型，并在此基础上实现信息交换，在技术上是可行的。
对应应用层信息交换有国际医疗信息系统交换标准HL7可借鉴。
另外，由于我省企业信息化的发展较发达地区晚，我省企业根据自己的发展情况对其需求的迫切性方面导致其有一定的市场风险。
但在对信息系统进行集成的应用方面，目前国内电子政务、物流以及其他许多信息化的建设都有该方面的需求，我省经济的发展非常迅速，所以这方面的风险将越来越小。
五、项目预计社会效益、环境效益
1、对社会发展的作用
该项目的能为企业及政府部门解决信息孤岛，使信息资源能为更为广泛的用户所共享。
本项目的研究成果将不但在企业内部、企业之间及企业与政府管理部门之间、电子政务、物流的信息化建设过程中集成老系统，减少信息化建设的成本，提高信息化建设效率及政府办事效率等方面具有非常大意义。
本项目对于物流企业，可以扩大企业的服务范围，不但增加企业的收入，改善地区的企业投资环境；对于政府部门，通过信息交换使得政府可以通过电子政务能提高工作效率，改善服务，还能使政府部门能科学地进行分析，做出科学的决策，并快速地做出应急反应。
所以本产品不但在经济效益方面是巨大的，而且该项目
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