摘  要： 如何把分散的信息有效組織起來，實現跨部門、跨地區的信息共享，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務模型，利用Web Services、UDDI等技術創建智能搜索引擎，實現全省范圍內治安信息五要素關聯查詢及異構系統間的全網漫游。
關鍵詞： 治安信息五要素；關聯查詢；異構系統；數據漫游

    近年來，公安信息系統從簡單的信息處理向以數據為中心的數據共享和關聯的復雜應用轉變，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，旨在實現全省范圍內人、地、物、組織、事件的關聯查詢及異構系統間的全網漫游；實現分布在全省不同地方的不同系統間或系統本身的五要素關聯查詢，并能實現定義與發現異構數據源，能自定義搜索條件與搜索結果的展現方式，容易和其他系統對接。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態關系；事件是導致人、地、物、組織等要素關系發生變化的特殊要素，即事件使各要素從一種相對穩態關系轉變為另一種相對穩態關系。事件是體現動態和關聯的重要環節，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“動態全息”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（甚至在全國公安系統）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建：公安不同的應用系統可能對同一實體分別在本系統內重復創建對應要素；以地市級為中心建立治安信息系統時，導致同一實體在不同城市系統內創建對應要素等。所以，為簡單起見，這里假定治安管理信息“五要素”業務模型為：地市內各治安業務之間做到要素唯一創建、唯一標識、末態屬性唯一、有機關聯；地市之間，要素可以重復創建，通過唯一標識彼此識別，進一步獲取要素的各方面信息；提供與數據庫、文件服務器間的交互支持，提供數據存儲與業務對象的映射，通過“五要素”業務模型協助解決數據庫在性能與訪問平衡中的問題，實現數據庫組織策略調整對業務系統的無關性。
1.2 五要素數據分布
    目前全省范圍內治安信息系統分布在省廳、各地州、各縣區和各派出所。有些系統是使用省中心庫，如省級人口信息系統；有些是使用地市集中庫，如重點人口系統；有些是工作數據庫分布在派出所，再將數據庫集中到區縣庫和地州庫，如現有的實有人口管理系統。五要素數據分布網絡結構模型見圖2。
    從圖2可以看出，五要素數據可能分布在不同的地理位置和存儲于不同的系統中，公安機關各職能部門通常都有自己的應用系統，而且建設模式基本上覆蓋了省、地市、區縣、派出所四級應用。智能搜索引擎就是要實現跨部門、跨區域和異構數據的漫游查詢，以Web Service的方式為治安工作人員提供統一的操作界面，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，各自的實現方式是不同的，如何有效地控制調用這些不存在主從關系的子系統、事務和模塊，如何組織動態的鏈接、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、應用層和數據層。其中，用戶層只和用戶交互，不進行任何業務處理，實際上就是只有客戶端。應用層包含系統中業務邏輯的實現和數據訪問控制。應用層由.net程序及XML Web Services 實現，并使用SOAP協議與客戶端連接。應用層中的事務日志、用戶狀態管理、五要素數據源與數據表現定義、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，搜索數據庫分布在省中心數據庫服務器上運行。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管理：用戶只需一次登錄系統，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信息和記錄用戶的查詢操作信息。
    (2)五要素數據源配置與數據表現自定義管理：對新接入的系統進行數據源配置，系統不用修改程序代碼便可掛接新系統，用戶可自定義查詢結果展現方式。
    (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，并返回數據。
    (4)主搜索引擎：搜索任務分配的中心調度器。系統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，把任務分發到對應的子搜索引擎，從子搜索引擎接收數據，并返回客戶端數據。主搜索引擎與各子搜索引擎定時互發路由消息，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：實現用戶定義系統的接入，并把相關信息發送到中心；承擔主搜索引擎發送來的查詢任務，并返回主搜索引擎所需數據；定時發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級的數據庫進行搜索。
    (7)系統間和子系統五要素關聯查詢：系統與系統間的關聯查詢，統一系統內五要素的關聯查詢，并返回數據。
    (8)數據源適配器：調用與目標數據庫對應的驅動程序，直接與數據庫打交道，向數據庫發送查詢命令，并取得數據的模塊。
    (9)五要素漫游搜索：有異步返回數據功能，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據庫，將搜索所得的數據放入漫游數據隊列，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程序發現和調用。
    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、運行環境不同、功能相對獨立的系統信息統一起來，模塊之間的搭線連接由搜索引擎去實現；系統對用戶而言以瀏覽器為表現方式，網絡就是一個面向服務的大計算機，這就突破了傳統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 分布式數據適配器
    治安信息智能搜索引擎涉及的業務數據量大，而且這些數據廣泛分布在不同的應用系統中，每個系統采用的數據庫可能不相同，要訪問這些數據庫，不可能為每種數據庫分別編寫數據訪問代碼，而且搜索引擎有時需要同時訪問多種數據庫。為此，專門設計實現了一個數據適配器，用于訪問分布式的異構數據庫[5]，其實現框架如圖4所示。

    分布式數據適配器綜合利用線程技術、Web Service技術和搜索引擎提供的統一數據訪問器和路由表服務實現五要素信息的漫游查詢。
3.2 系統之間接口標準和五要素元數據標準
    系統把各種異構數據按五要素模型標準建模,由各種異構數據自身體現五要素的內外聯系,使得搜索引擎以統一的接口處理各種異構業務數據。首先，將各種系統按五要素分類，并以某些關鍵字的組合關聯起來；再次，將系統中的各種表信息按五要素分類，并以系統內部的某些關鍵字關聯起來；最后，用特定的標準描述各種系統需要表現的具體信息，并予以定義。
3.3 分布式數據庫處理技術
    搜索引擎提供通用數據訪問適配技術解決分布式異構數據庫訪問難題，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據庫，并支持統一的標準數據庫語言，使系統在統一數據庫語言標準下，從而簡化了開發難度。采用同步和異步Web Service提取數據的技術來實現。
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、智能搜索深度優化算法等。關鍵字搜索就是利用系統間的關聯關鍵字對相關系統進行分布式抓取數據，并在主搜索引擎重組數據并表現；智能搜索路徑是基于系統之間的關聯，如常口系統與派出所綜合系統的關聯，派出所綜合系統與重點人口的關聯等，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，從主搜索系統開始，排列不同的分支系統，并按順序搜索數據；智能搜索深度優化根據系統的多少和執行快慢，自由定義分支系統的搜索路徑深度，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，其他系統認證后可以發現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據的分布特性和各系統數據標準的不統一性，本文分析了五要素數據模型和元數據標準，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等技術實現五要素信息的關聯查詢和漫游查詢，實現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充分考慮系統的靈活性，把業務組件封裝成Web Service與可重用性構件，這樣系統具有易擴展性。目前系統已投入運行，并取得了一定的成效。但怎樣定義元數據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技術實現的，如果把SOAP的思想用到設計中，系統是否更健壯等是下一步工作的內容。
參考文獻
[1] 云南省公安廳．五要素引擎可行性研究報告[R]．昆明：2003．
[2] 昆明世科網絡技術有限公司．五要素系統需求分析[R]．昆明：2004.
[3] PAPAZOGLOU M．Web Services:principles and technology[M]．Prentice Hall, 1 editon(September 23,2007)．
[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服務和數據革命[M]．袁勤勇，吳青，譯．北京：清華大學出版社，2003．