智慧政务综合服务系统的设计与实现.docx
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智慧政务综合服务系统的设计与实现
硕士学位论文
（专业学位）
智慧政务综合服务系统的设计与实现
姓名：
学号：
所在院系：
职业类型：
专业领域：
指导教师：
副指导教师：
二〇一四年八月
Adissertationsubmittedto
TongjiUniversityinconformitywiththerequirementsfor
thedegreeofMasterofEngineering
DesignandImplementationofthe
SmartService-orientedGovernmentAdministrationSystem
Candidate:
StudentNumber:
School/Department:
Discipline:
Major:
Supervisor:
August,2014
智慧政务
综合服务系统的设计与实现
姓
名
同济大学
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学位论文作者签名：
年月日
同济大学学位论文原创性声明
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学位论文作者签名：
年月日
摘要
工欲善其事，必先利其器，服务型政府的构建与政府自身信息化建设息息相关。
随着计算机信息技术的不断发展普及，云计算，大数据等技术的崛起，通过运用虚拟化技术，充分利用现有资源，建立一个完整、先进的政务体系对于构建服务型政府尤为重要。
借助于高新信息技术，建设一套智慧政务服务系统，能够有效地提高资源的共享和利用，降低建设成本，推动政府职能由管理型向服务型转变，提升政府社会管理能力和公共服务水平，进一步建立高效、廉洁、阳光的服务型政府。
本文是以当前政务管理的模式为基础。
针对当前政务管理的现状、特点以及需求，在深入调研的基础上，以软件工程的思想作为指导，设计和开发了基于B/S模式的智慧政务服务系统。
本文所介绍的智慧政务综合服务系统运用了云计算技术，大数据技术，网格化技术，采用C#、J2EE编写，以SQLServer2005作为系统的后台数据库，并结合三层架构的设计思想对系统加以实现。
整个系统由数据管理模块、动态表单模块、统一消息模块、用户认证模块、手写签批模块、会议系统模块组成，系统结构完整清晰，易于维护和扩展，具有数据备份功能。
系统的开发过程遵循软件工程思想，经过需求分析、系统设计、数据库设计、界面实现、系统测试等步骤，成功研发了智慧政务综合服务系统，优化了当前的政务管理模式，达到了预期效果，具有较强的实用价值。
关键词：
智慧政务、服务型政府，云计算，大数据技术，智慧政务服务系统
ABSTRACT
ItisliketheChinesesaying“Sharptoolsmakegoodwork”thatbuildingtheService-orientedGovernmentiscloselyrelatedtoinformationtechnology.Withthepopularityanddevelopmentofcomputerinformationtechnologyandtherisingofcloudcomputingandbigdatatechnologies,itisimportantfortheService-orientedGovernmenttobuildacomplete,advancedservicegovernmentsystembyusingofvirtualizationtechnologyandexistingresources.Withthehelpofhigh-tech,asmartgovernmentservicesystemcaneffectivelyimprovethesharingandusingofresources,reduceconstructioncosts,promotegovernmentfunctionsfrommanagedtransitiontoservicetype,strengthenthegovernment'ssocialmanagementandpublicservicelevels,andfurtherestablishanefficient,clean,sunnyService-orientedGovernment.
Basedonthemodelandcharacteristicsofthecurrentgovernmentadministration,thisthesisdesignsandimplementsasmartgovernmentservicesystems.Thissystemusessuchtechnologiesascloudcomputing,bigdataandgridcomputing,andmakesSQLServer2005astheback-enddatabasesystems.Thissystemconsistsofthedatamanagementmodule,dynamicformsmodule,unifiedmessagingmodule,userauthenticationmodule,handwrittenissuingmoduleandconferencesystemmodule.Thissystemhasaclearsystemstructureanddatabackupfunctions,whichiseasytomaintainandextend.Thisworkhassuccessfullydevelopedasmartgovernmentservicesystemthatoptimizesthecurrentgovernmentmanagementmodel,achievestheexpectedresults,andhasastrongpracticalvalue.
KeyWords:
Service-orientedgovernment,cloudcomputing,bigdata，smartgovernmentadministrationsystem
第1章引言
作为一个新兴的概念，智慧政务是当前智慧城市建设的重要组成部分。
智慧政务综合服务系统是政府各个职能部门所使用的政务工具，并以服务于城市、服务于市民为主要目标，它的“智慧”主要表现在各种信息技术的基础之上所具备“思考”的能力。
该服务系统的基础主要包含了电子政务平台、信息化平台、网格化平台、云计算系统和大数据平台：
电子政务平台是智慧政务的主要平台；作为该系统的基础，网格化平台就像丰富的传感器，将城市数据收纳入网；信息化平台是链路，负责保证数据的互通；云计算是“大脑”，记忆和分析着传感系统传递的消息；大数据平台是“思维”，一种可培养、会长大的“思维”。
随着上述各项技术的发展，智慧政务服务系统正逐步成熟并广泛运用于各类政务处理中。
1.1研究背景
随着新一轮信息技术的发展和应用，传统的政务模式已无法跟上信息变革的步伐。
在此背景下，国家通过宏观政策引导电子政务的发展，各级政府智慧城市的实践明确了智慧政务的需求。
《国家经济与社会发展第十二个五年规划纲要》中提出“大力推进国家电子政务建设，推动重要政务信息交流互联互通、信息共享和业务协同”。
这些年，我国各地的智慧城市发展建设如火如荼。
智慧城市的规划建设的核心之一就是智慧政务。
在这样的大前提下。
构建智慧综合政务服务交流，将建筑、交通、周边、人群、政府、公众、企业等以管理和服务为导向，融入政务服务、智能建筑、社区服务等多要素属性。
以“物联化、互联化、智能化的整体智慧性现代设计”。
十八届三中全会提出要切实转变政府职能，深化行政体制改革，创新行政管理方式，增强政府公信力和执行力，建设法治政府和服务型政府。
随着时代的发展，服务型政府的构建，不仅与政府自身的建设有关，新信息技术的应用同样有着十分重要的作用。
作为一项新兴的政务服务系统，智慧政务能够很好的解决针对传统政务系统建设过程中出现的一系列问题，如网络分离、部门分割、信息孤岛、信息分散、缺乏智能和语义互操作等。
通过将政府的IT资源整合为服务，以严格符合安全规范的方式，针对性的提供资源，供居民、企业和所属机关部门共享使用，智慧政务能够打破原有条条块块的束缚，提高政务的IT资源利用率，满足政府对IT资源安全性、可靠性、可管理性方面的要求。
因此，智慧政务的建设是实现升级现有电子政务建设的突破口，是管制型政府走向服务型、智慧型政府的必由之路，也是智慧城市建设的前提基础。
1.2研究的主要内容与目的
完善具体措施与实际操作层面是构建服务型政府最为基础的一步，它包括了：
利用新信息技术重塑政府内部办事流程，打造电子化政府；完善政府服务内容，建设“一站式”服务大厅；重视民众的意志与需求，为社会大众提供全面、贴心的服务等。
本文的研究主题“智慧政务”就是构建服务型政府具体操作中的一环，是建设服务型政府所采用的诸多政府工具中的一种，也是新环境下构建服务型政府的重要路径之一，它基于传统含义上的智慧政务，采用海量的信息技术，从实际操作的层面中能够推动政府进行职能转变，因此具有非常重大的现实意义。
本文将采用云计算技术、网格化技术、大数据技术，C#、J2EE编程工具，以数据库SQLServer2005。
云计算技术在我们项目的前几期工程当中有小规模的应用，但是应用范围比较片面，使用到的技术点比较少；在前几期项目中，我们掌握了云计算的虚拟化应用技术，将所有的应用服务器完成了虚拟化部署。
但是，为了更好的保证应用虚拟服务器更稳定的工作，我们除了扩大设备投入的规模，还将完成虚拟化集群的部署，安全网络的升级；使得虚拟服务器可以在所有的物理服务器中漂移、热备、双活。
完善区里各个职能部门的云计算使用权限，按需申请、审批、自动调配云计算资源。
网格化技术，也许更确切的表述应该是网格化技术部署规范。
本项目将区到各街道和各居委会间的光纤网络尽数打通，规范了安全标准及带宽标准。
在综合区里96个成员部门的需求下，将网格化综管部分的数据库统一部署在区政务信息中心，将数据结构进行了详细的摸底和梳理，所有成员部门按规范建设自己的数据分中心。
大数据技术则是本次项目的一个重大尝试，大数据采用的是hadoop的技术框架，目的是驱动海量结构化数据。
本项目将实现一套分布式系统，在多个服务器上复制数据，从而在使用普通服务器的同时获得了高端服务器的可靠性能。
本项目将实现大数据的数据挖掘和数据分析两项小功能。
将区行政领导关心的数据指标用数据引擎挖掘出来，通过训练好的模型框架套出指标参数及指标预警线；最终用一套相对成熟的BI系统整合成直观的可视性报表呈报各部门领导。
在当前的管理体制下，政府部门间条条块块的存在，使得各系统之间是相互独立的、异构的、封闭的系统，彼此之间难以实现互联互通，这明显不利于政府效能和执行力的提高。
资源分散、信息共享困难、跨部门之间的应用系统难以兼容，大量的信息资源不能充分发挥应有的作用，更无法进行快速有效即时的监管。
智慧政务的建设，就能够很好的解决这方面的问题。
本文的研究目的在于通过智慧政务综合服务系统的建设，构建基于云的数据共享平台，为各下属部门的业务系统、管理系统提供安全可控、免代码开发的信息交换手段，联通政府和下属各街道办、各部门单位。
具体来说，数据共享平台将会在上级政府办公网与下属部门的核心服务之间，业务应用系统之间形成统一的基于云终端的数据交换服务，以快捷、安全、可控、免开发的方式实现信息系统的互通互联，并构建统一且能够相互共享的政府政务信息数据模型和中心数据库，实现数据在的动态性、一致性、和完整性。
本文以智慧政务办公平台为设计起点，嵌套于政务系统之中，以期提高日常政务办公对数据资源的有效利用率，解决政府各部门间的数据孤岛现象。
同时，通过智慧政务平台上对数据的分析，构建直观、快速的数据基础，在应急事件发生时为综合管理指挥调度提供完整、可靠、即时的信息基础，有效提升政府部门职能和办公效率，更好地为人民服务，实现区一级单位与上下级网络的互联互通，资源的共享。
本文所介绍的智慧政务综合服务系统运用了云计算技术，大数据技术，网格化技术，采用C#、J2EE编写，以SQLServer2005作为系统的后台数据库，并结合三层架构的设计思想对系统加以实现。
整个系统由数据管理模块、动态表单模块、统一消息模块、用户认证模块、手写签批模块、会议系统模块组成，系统结构完整清晰，易于维护和扩展，具有数据备份功能。
1.3研究现状
以“智慧城市”为搜索关键词，在中国知网数据库中共搜得SCI、CSSCI等核心期刊251篇，最近三年的发文数量分别为27篇、64篇以及34篇（如图1-1）。
从时间的纵向轴来看，智慧城市的相关研究是最近几年才进入学者的研究视野，到了近2-3年才逐渐受到学者的普遍关注。
相比于其他的研究主题，“智慧城市”这个研究方向显得非常新颖，并且由于处于研究的初期阶段，很多具体的研究方向还没有被学者所意识到。
由图中的曲线可知，总体说来，有关于这个主题的研究呈现增长的趋势，尤其是2012-2013年间，几乎翻了一倍，数字增长的背后，其实尤其深刻的时代和环境背景；智慧城市既是新一轮信息技术变革和知识经济进一步发展的产物又是工业化、城市化与信息化深度融合的产物。
[1]同时，也是伴随着政府转变其职能，深化可持续发展道路，坚持以人为本的服务理念所提出的一种全新的建设模式。
图1-1智慧城市研究
从横向上运用文献题录信息统计分析工具SATI3.2软件对这251篇核心期刊文献进行关键词的提炼与整理，按照关键词出现的频率，对排名前20的关键词进行整理，如表1-1所示：
表1-1“智慧城市”关键词整理
上述20个出现频率较高的关键词反映出了当前有关于“智慧城市”研究的主要方向，对这些关键词进行整理，大致上可以将他们分为三类：
1、内涵与意义：
城市建设、数字城市、城市管理、城市发展等
传统城市中信息资源和实体资源被各种行业、部门、主体之间的边界和壁垒分割，资源组织方式是零散的，成为“资源与应用孤岛”，智慧城市不是全新的城市发展模式，而是改变传统发展模式，追求人口、资源、环境与经济、社会协调发展的高层次阶段。
[2]它的核心是以人为本，涉及政府治理、公共安全、环境医疗、交通、公共事业等方面。
2、技术应用：
物联网、信息技术、云计算、互联网等
智慧城市的建设除了需要从观念上建立认识，更为重要的是对于新信息通讯技术的运用，正是这些海量的信息搜集与处理技术的应用使得“智慧”二字成为现实。
物联网、云计算等技术的应用有效解决了传统政务与智慧政务模式下信息零散与信息孤岛的现状，将不同区域模块的信息进行有效整理与存储，再利用云计算的技术对数据进行分析与处理，实现城市动态管理以及城市发展的目标。
3、路径选择：
解决方案、信息化、智能化等
智慧城市的建设需要资金数量巨大，目前针对这种情况主要有三种解决的方案：
其一，完全由政府部门投资建设并负责维护。
在这种模式之下，政府的资金压力会很大，而且对政府部门的技术要求很高。
其二，完全由运营商独立投资运营，政府仅提供基础设施与政策支持。
这种模式之下政府部门不需要出具资金，但是对于系统的公益性目标无法保证，容易偏离公共服务的目标。
其三，由政府部门与企业合作，由政府部门主导，委托运营商来建设并维护，政府部门给予运营商补贴与部分政策支持。
这种情况比较好地结合了政府部门与企业两者之间的优势，各取所需。
综上，可以看出当前智慧城市的研究还主要停留在技术层面的基础设施上面，很多研究都是从各自的角度出发思考问题，缺乏对智慧城市的系统性梳理与阐述。
突出的表现便是有关于智慧城市的概念，学者们更多的是从技术层面和基础设施建设的角度阐述智慧城市，对于智慧城市背后反映出来的政府执政理念、政府职能的转变等问题的认知还显不足。
同时，对于智慧城市的具体内容方面的研究还不够，或者说还不够与时俱进。
举例来说，智慧政务的研究仍然停留在概念和内涵的探讨阶段，具体的技术应用及操作层面还没有人进行研究。
1.4本文的组织结构
本文共分为七章，各章的基本内容如下：
第一章，引言。
包括研究背景，研究意义和目的，以及云计算智慧政务等研究现状，并对课题的项目背景、课题任务以及本文结构安排进行介绍。
第二章，主要理论与技术基础。
主要介绍本课题研究需要使用到的相关理论与技术，包括云计算技术、大数据技术、网格化、工作流等技术。
第三章，智慧政务服务系统的需求分析。
主要对智慧政务服务系统宏观需求和功能需求进行分析，并对系统实现的进行论述。
第四章，智慧政务综合服务系统建设的设计。
构建智慧政务综合服务的系统逻辑架构设计及功能模块设计，并阐述了系统内主要几个模块的功能结构设计、流程设计、界面设计、数据库设计。
第五章，主要介绍智慧政务系统的实现，对智慧政务系统功能模块的实现展开论述，并对部分关键实现代码进行说明。
第六章，系统测试。
描述系统测试环境、测试方法、测试步骤和系统部署等。
第七章，总结与展望。
总结系统不成熟之处，展望进一步的发展。
第2章主要理论与技术基础
1.
2.
2.1云计算技术
云计算技术是一种运转在网络基础上的超级计算模式。
它是基于大量的云资源之上的，包含了成千上万的运算节点、大量的内存、海量的存储。
云计算技术以资源整合和合理配置为目标，通过构建庞大的资源池为用户提供高性能、高可用性、高可扩展性的服务；在坚持按需所取，按量计费的条件下，云计算技术能够最大化的利用虚拟计算与存储资源。
作为电子信息技术领域又一次重大变革，云计算技术是虚拟化技术、网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、负载均衡技术、网络存储等计算机和网络等各类新兴技术资源的聚合。
同时该项技术能够按照需求有效率地供给各类资源，并提供各种专业化的服务。
云计算技术的出现，能够大幅度节省计算资源、提高利用效率、降低投入成本、最终实现绿色计算。
云计算技术包括了三个层面，即基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
[3]
云计算技术在政府的使用是十分普遍的，该技术大大减少了政府各个职能单位对服务器及存储设备的投入；数据中心由政务信息中心统一规划、建设及调配资源，不仅节省了服务器投入及维护费用；在管理上，把技术和业务系统分离，各个职能部门更能各司其职，各专其长。
在本项目中，系统采用15台4颗E5-4620CPU的DELLR820的服务器作为系统的运算资源池；两套NETAPP8040的双模组存储设备作为系统的核心存储；两套H3C6300交换机作为汇聚层网络设备；最后CitrixXenServer是实现服务器虚拟化的软件平台。
CitrixXenServer是一种虚拟服务器系统平台软件。
它可以实现快速的应用交付、稳定的IT资源可用性及高度的IT资源利用率；CitrixXenServer针对Windows和Linux的虚拟服务器进行了相关优化，是一种企业级虚拟化平台；用户可实现数据中心的集成、管理和自动化。
由此可见，在关键技术方面，云计算技术主要包含了云平台服务优化管理技术，云计算应用构建与集成技术，云计算应用系统持续运行技术，云计算多模式客户端技术。
云平台服务优化管理技术主要涉及云平台服务质量和平台性能的提高。
包括云服务资源管理，云任务管理，云数据管理，应用行为分析与系统测评，云安全及隐私保护等技术。
云计算应用构建与集成技术则直接关系到用户服务的提供。
云计算应用系统的持续性。
云计算平台应用系统运行的持续性是为了满足各类用户主体的需求，主要涉及：
计算系统持续运行技术、云计算平台物理资源和虚拟化资源的动态监控技术、云计算应用和用户活动的监控技术等。
2.2大数据技术
大数据技术的兴起和运用方兴未艾，在谈到该项技术时，国务院副总理汪洋曾表示，基于数据说话，将使政府更有效率、更加开放、更加透明。
作为一系列信息技术的集合，大数据技术的前身是商务智能BI，其关键技术环节主要涉及对各类数据的采集、管理、计算、处理、分析和展现。
数据采集，顾名思义，主要是进行各类数据资源的收集和采集，过程包括了数据的提取、转换和加载。
当然，数据源的不同，也会带来数据采集的技术体系的改变。
就目前而已，数据采集技术主要面临两个方面的挑战，一是如何以自动的方式对接受的各类庞大数据按照特定的方法进行过滤；二是元数据的自动生成与关联问题，包括了数据出处描述，获得途径和环境以及内部的数据与元数据关联，多维元数据分析等。
作为一个不断成熟的技术，大数据技术仍然在很多方面面临着挑战。
在存储管理技术方面，大数据面临的挑战主要在于扩展性方面。
在传统的NAS、SAN等存储架构下，由于存储和计算彼此相互分离，在进行数据计算时I/O容易成为瓶颈，文件系统的吞吐量和可扩展性也不容乐观。
而大数据技术由于数据量的极大丰富，要求底层存储架构和文件系统必须以低成本的方式及时按需扩展存储空间，这与传统技术产生了冲突。
新的分布式的存储架构使得这种低成本的存储扩展成为可能，这种技术以谷歌GFS和HadoopHDFS为代表。
它能够促进计算和存储节点合一，消除原有的I/O瓶颈。
就目前而言，GFS/HDFS主要针对的是大文件的追加写入和读取优化，写操作、小文件存取则是GFS/HDFS下一步突破的重点。
这需要进行新的文件系统的设计以及数据格式的扩展，以满足各种非结构化数据的管理需求。
进行大数据的计算不得不耗费大量的计算机资源，这对计算机本身就是一个很大的挑战。
计算进行大计算量的主要方法，但是在以往并行计算系统中，往往采用性能强大的硬件，这样就带来了极其高昂的成本。
但是在性能方面，却要采取ScaleUp的方式，同时仍需提升计算机的CPU性能、增加内存、同时扩展磁盘等。
但是这种扩展是有一定极限的，成本同样非常高昂。
因此，研发实时性高的大规模并行处理技术，是大数据技术接下来所要解决的重要问题。
2.3网格化管理
网格化管理是新兴的一项城市管理理念，以城市自身管理以及相应数字化平台为基础，按照一定的标准，城市管理的不同辖区被划分成为若干个不同的单元网格。
网格是政府管理的最小单元，在不同的网格内，通过加强网格内部件和事件的巡查，进而构建监督和处置相分离的模式。
在中国，网格化管理模式是一种革命和创新，它的最大特点是化被动为主动。
所以，笔者将网格化管理模式总结为：
“一张
升级会员 