石化金卡工程軟件方案與改進(jìn)

1、您現(xiàn)在的位置：CSAI首頁 技術(shù)應(yīng)用 案例剖析 正文石化金卡工程軟件方案與改進(jìn) 摘要：本文概要地介紹了目前正在開展的中國石化加油IC卡工程，從軟件技術(shù)角度，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的軟件方案，包括系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)、配置、體系架構(gòu)等，也從系統(tǒng)分析的角度闡述了作者對(duì)實(shí)踐中一些問題的見解，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)實(shí)施遇到的問題作了充分的探討。一、如火如荼的石化金卡工程用IC卡取代現(xiàn)金、油票加油，是加油支付手段的一次技術(shù)革命，近年來在國內(nèi)外十分流行。為提高競爭力，發(fā)揮石化行業(yè)的集團(tuán)優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，提高現(xiàn)代化管理水平，迎接加入WTO給石化行業(yè)帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，中石化決定在全國實(shí)施加油IC卡工程(即金卡工程)，實(shí)現(xiàn)一卡在手，全國

2、加油、全省加油、各地加油的總體目標(biāo)。中石化系統(tǒng)將在二省一市，即江蘇省、福建省、北京市首先試點(diǎn)，打通流程后再進(jìn)行全國推廣，目前該工程試點(diǎn)正在緊鑼密鼓開展。而其核心應(yīng)用軟件也初現(xiàn)端倪，下面著重對(duì)軟件分析與設(shè)計(jì)作一概要介紹。二、技術(shù)方案概述系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)參見下圖：系統(tǒng)由如下部分組成：油站部分：該系統(tǒng)的前臺(tái)將在加油站的加油機(jī)進(jìn)行卡機(jī)聯(lián)動(dòng)改造，實(shí)現(xiàn)加油機(jī)的卡控制加油，或在油站建立支付柱、消費(fèi)POS機(jī)形式支持持卡加油，同時(shí)將在油站后臺(tái)建立包括油站進(jìn)、銷、存等業(yè)務(wù)的管理信息系統(tǒng)。油站數(shù)據(jù)每日定時(shí)至少二次傳送至省中心。發(fā)卡充值網(wǎng)點(diǎn)：系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)大集中的模式，全省統(tǒng)一發(fā)卡，各地發(fā)卡、充值網(wǎng)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)或以撥號(hào)方式以

3、實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)的方式（與省數(shù)據(jù)中心相連）運(yùn)行。發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備由充值POS或PCPOS組成。地級(jí)前置：為油站和發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)接入前置和數(shù)據(jù)緩沖、存取轉(zhuǎn)發(fā)，也是地級(jí)數(shù)據(jù)與管理中心，客戶電話服務(wù)中心。在江蘇省，地級(jí)管理中心與地級(jí)前置合二為一。省中心：是全省的數(shù)據(jù)與處理中心、管理中心、清算、清分中心、制發(fā)卡中心，也是WEB客戶服務(wù)中心。省管理中心在江蘇省與數(shù)據(jù)中心合二為一。石化數(shù)據(jù)交換中心與管理總中心：收集和下發(fā)加油卡黑、灰名單，為省間異地消費(fèi)的清算、清分中心以及加油卡密鑰管理中心。另外，系統(tǒng)還包括安全系統(tǒng)，范圍較廣，主要有PSAM卡、加密機(jī)、防火墻系統(tǒng)、防病毒系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、AAA認(rèn)證系統(tǒng)等組成。該方案整體呈四級(jí)

4、結(jié)構(gòu)。三、核心應(yīng)用軟件組成在石化金卡工程中，起關(guān)鍵和重要作用的還在于其核心應(yīng)用軟件，其質(zhì)量好壞、是否洽合石化業(yè)務(wù)，其平臺(tái)選擇和體系架構(gòu)效率的高低將直接影響該工程的成敗。中國石化金卡工程核心應(yīng)用軟件系統(tǒng)包括八大子系統(tǒng)，如下圖示。（1）加油站管理系統(tǒng)：在加油站提供加油卡支付功能，使客戶持卡在加油站消費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)采集、管理和上送。（2）石油公司加油卡管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)與加油卡業(yè)務(wù)相關(guān)的各項(xiàng)管理職能，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、加油業(yè)務(wù)和預(yù)收款業(yè)務(wù)的對(duì)帳處理；銀行加油手續(xù)費(fèi)統(tǒng)計(jì)、異地加油結(jié)算的對(duì)帳處理等。（3）省市數(shù)據(jù)處理中心：負(fù)責(zé)加油卡的核心業(yè)務(wù)處理，包括各種聯(lián)機(jī)、脫機(jī)交易處理、帳戶管理、與銀行的數(shù)據(jù)交換接

5、口、對(duì)地市進(jìn)行管理和交易數(shù)據(jù)交換、與金卡管理總中心進(jìn)行異地交易和黑灰名單的交換。（4）密鑰管理系統(tǒng)：為保證數(shù)據(jù)在卡交易系統(tǒng)以及傳輸過程中的安全可靠，不被攻擊和篡改，需要建立一套包括全國密鑰總中心、省級(jí)密鑰管理中心和發(fā)卡行省行密鑰管理中心組成的密鑰體系，由中國石化和銀行共同生成加油卡系統(tǒng)的密鑰，完成密鑰的生成、分散、下載、保管、分發(fā)、維護(hù)等工作。（5）制卡/發(fā)卡系統(tǒng)：根據(jù)中石化加油卡規(guī)范制作系統(tǒng)所需的IC卡，并提供必要的安全管理方案，保證制卡過程的安全。為客戶提供開戶、發(fā)卡、預(yù)收、圈存等與加油卡業(yè)務(wù)相關(guān)的各種服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)的內(nèi)部管理。（6）中國石化金卡管理中心：用于轉(zhuǎn)發(fā)加油卡異地交易數(shù)據(jù)、匯總

6、和下傳黑灰名單數(shù)據(jù)、接收各省管理中心上報(bào)的加油卡業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并對(duì)管理中心下發(fā)業(yè)務(wù)控制信息。（7）地市銀行前置預(yù)處理系統(tǒng)：為脫機(jī)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，為聯(lián)機(jī)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入，并根據(jù)石化管理要求向地市級(jí)石油公司提供所需的數(shù)據(jù)。（8）客戶服務(wù)系統(tǒng)：通過INTERNET、自助終端為客戶提供方便快捷的服務(wù)，擴(kuò)大了服務(wù)方式和服務(wù)內(nèi)容。四、軟件開發(fā)與組織本次核心軟件的開發(fā)由該項(xiàng)目的總集成商負(fù)責(zé)，但由于受自身開發(fā)力量和時(shí)間的限制，其開發(fā)的軟件僅限于IC卡支付模塊，并對(duì)第三方開發(fā)開放接口，還將利用社會(huì)優(yōu)秀開發(fā)力量，對(duì)核心軟件進(jìn)行二次開發(fā)與擴(kuò)充。五、軟件平臺(tái)、架構(gòu)、配置、分析、設(shè)計(jì)技術(shù)1、軟件配置操作系統(tǒng)：省

7、中心、石化總中心的小型機(jī)采用IBM RS/6000 M85系列，運(yùn)行IBMAIX4.3（64位 UNIX體系），地市前置服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、管理服務(wù)器、油站管控PC采用TURBOLINUX7.0，發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)、管理PC采用WINODWS 系列操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫：SYBASEserver enterprise 12.5 for aix(運(yùn)行于小型機(jī)上) ，SYBASEserver enterprise 12.5 for Linux（運(yùn)行于PC SERVER與客戶機(jī)上）中間件BEATUXEDO 8.0（runtime、add-on workstationclient、developer）雙機(jī)群集軟件：1

8、、aix hacmp 2、sybase ha for aix 3、 turbo linux ha 6.0，在省中心、市中心的兩臺(tái)小型機(jī)、兩臺(tái)服務(wù)器都采用雙機(jī)熱備技術(shù)，安裝了操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的群集軟件，確保系統(tǒng)的高可靠性。油站：TURBOLINUX7.0、BEA消息中間件、SYBASE客戶端發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)：WINDOWS平臺(tái)、BEA交易中間件、SYBASE客戶端系統(tǒng)分析工具：POWERDESIGNER系統(tǒng)開發(fā)工具：BEAdeveloper、POWERBUILDER軟件模式：分布式結(jié)合集中式數(shù)據(jù)處理模式，油站數(shù)據(jù)單獨(dú)脫機(jī)分布處理，數(shù)據(jù)上傳后，連同發(fā)卡充值信息集中處理。體系結(jié)構(gòu)：以中間件為平臺(tái)的三層客戶/

9、服務(wù)器模式，采用中間件技術(shù)，獨(dú)立于客戶端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，業(yè)務(wù)邏輯層集中于中間件層，并通過負(fù)載均衡機(jī)制，將業(yè)務(wù)邏輯層劃分在應(yīng)用服務(wù)器和管理服務(wù)器中。如下圖所示：2、基于大型關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用在商業(yè)應(yīng)用中，大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫支持了大數(shù)據(jù)量的存貯、交換、并發(fā)處理，在石化加油卡工程中，也是不可或缺的系統(tǒng)平臺(tái)。加油卡工程數(shù)據(jù)庫按如下圖模式配置組織應(yīng)用，將來的中間件設(shè)計(jì)、各類應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)均圍繞此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行。3、中間件設(shè)計(jì)由于系統(tǒng)分布、多平臺(tái)和異構(gòu)特性，在設(shè)計(jì)上引入了中間件，中間件是位于平臺(tái)(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，中間件能夠屏蔽操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的差異，為應(yīng)用程序提供多種通訊機(jī)制；并提供相應(yīng)的

10、平臺(tái)以滿足不同領(lǐng)域的需要。中間件提供了廣域網(wǎng)環(huán)境下開發(fā)、管理和維護(hù)關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，大大減輕了應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員的工作量，提高了應(yīng)用系統(tǒng)性能的可靠性，確保了數(shù)據(jù)的完整性和一致性，同時(shí)使應(yīng)用的管理、維護(hù)和升級(jí)更加簡便。目前，中間件技術(shù)廣泛應(yīng)用于電信、銀行、證券等領(lǐng)域。中國石化加油IC卡系統(tǒng)是典型的多層分布式系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)跨越廣闊地域，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，對(duì)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理與數(shù)據(jù)的可靠傳輸有很高的要求。因此，在系統(tǒng)中采用中間件支持聯(lián)機(jī)交易與數(shù)據(jù)傳輸，可滿足系統(tǒng)在性能、可靠性、可管理性、安全性、數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制等方面的要求。 脫機(jī)交易的中間件實(shí)現(xiàn)在加油站與地級(jí)前置系統(tǒng)中，地級(jí)前置系統(tǒng)與省級(jí)數(shù)據(jù)中心，省級(jí)數(shù)據(jù)中

11、心與中國石化數(shù)據(jù)交換總中心間產(chǎn)生大量的脫機(jī)信息需要交換，如圖所示，信息的交換需要以可靠、高效的數(shù)據(jù)通訊作保證，且系統(tǒng)需能在復(fù)雜的廣域網(wǎng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。通過消息中間件的異步傳輸和數(shù)據(jù)壓縮功能，可滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆Ｒ虼?，設(shè)計(jì)在加油站與地級(jí)前置系統(tǒng)，地級(jí)前置系統(tǒng)與省級(jí)數(shù)據(jù)中心，省級(jí)數(shù)據(jù)中心與中國石化數(shù)據(jù)交換總中心之間通過消息中間件傳輸脫機(jī)數(shù)據(jù)。 聯(lián)機(jī)交易的中間件實(shí)現(xiàn)對(duì)于發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)和POS，其業(yè)務(wù)需求是典型的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理。要求保證交易數(shù)據(jù)的完整性和一致性，同時(shí)大量的并發(fā)交易將增加數(shù)據(jù)庫的壓力。交易中間件通過兩階段所提交的技術(shù)，保證了事務(wù)交易的完整性，并管理對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問，以支持大量的交易請(qǐng)求。因

12、此，設(shè)計(jì)在加油站與省級(jí)數(shù)據(jù)中心，地級(jí)前置系統(tǒng)的POS前置應(yīng)用與省級(jí)數(shù)據(jù)中心之間通過交易中間件進(jìn)行聯(lián)機(jī)事務(wù)處理。 管理業(yè)務(wù)的中間件實(shí)現(xiàn)在中國石化IC卡系統(tǒng)中，由于縣級(jí)管理終端與地級(jí)管理中心、地級(jí)管理中心與省級(jí)管理中心之間的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，不穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡(luò)將造成管理業(yè)務(wù)的聯(lián)機(jī)處理失敗，因此設(shè)計(jì)利用消息中間件的數(shù)據(jù)異步傳輸模式來提高管理業(yè)務(wù)的處理成功率。在縣級(jí)管理終端與地級(jí)管理中心，地級(jí)管理中心、省級(jí)管理中心的應(yīng)用終端與省級(jí)管理中心的管理應(yīng)用服務(wù)器之間通過消息中間件來傳輸管理請(qǐng)求，并返回結(jié)果。省級(jí)數(shù)據(jù)中心處理來自省級(jí)管理中心管理應(yīng)用服務(wù)器的管理請(qǐng)求，大量的管理業(yè)務(wù)將造成對(duì)數(shù)據(jù)庫的壓力，進(jìn)而影響系統(tǒng)對(duì)加

13、油業(yè)務(wù)的處理。因此設(shè)計(jì)在省級(jí)管理中心管理應(yīng)用服務(wù)器與省級(jí)數(shù)據(jù)中心之間使用交易中間件，以減輕管理業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的壓力，并保證數(shù)據(jù)的完整性與有效性。同樣在中國石化管理總中心，對(duì)省級(jí)管理中心的設(shè)計(jì)同樣適用于中國石化管理總中心，設(shè)計(jì)在中國石化管理總中心的應(yīng)用終端與管理應(yīng)用服務(wù)器之間使用消息中間件，而在管理應(yīng)用服務(wù)器與中國石化數(shù)據(jù)交換總中心之間使用交易中間件。最終，整個(gè)系統(tǒng)的中間件配置結(jié)構(gòu)如下圖所示：4、采用的系統(tǒng)分析方法與技術(shù)中石化的加油站業(yè)務(wù)需求雖然各地有一定的差異，但其需求基本上是固定不變的，因此適用于采用總體上的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析方法，再配合快速原型法和面向?qū)ο蠓治龇椒右苑治觥Ｏ到y(tǒng)分析模型：采用演

14、進(jìn)型的螺旋型模型，程序設(shè)計(jì)技術(shù)：現(xiàn)今幾乎所有的企業(yè)級(jí)開發(fā)平臺(tái)均采用OOP面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)。軟件測(cè)試：單元測(cè)試和集成測(cè)試由總集成商內(nèi)部進(jìn)行，但軟件的系統(tǒng)確認(rèn)測(cè)試提交中國計(jì)算機(jī)軟件測(cè)評(píng)中心進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法采用黑盒測(cè)試。六、存在問題、做法與改進(jìn)盡管目前軟件開發(fā)技術(shù)也十分成熟，也不斷有新技術(shù)出現(xiàn)，OOP技術(shù)、構(gòu)件技術(shù)、中間件技術(shù)，各類CASE工具、功能強(qiáng)大的開發(fā)工具等等雖加快了軟件的開發(fā)進(jìn)度和提高了軟件的質(zhì)量與效率，但是事實(shí)上軟件的開發(fā)還是成為影響項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度的瓶頸。究其原因：1、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的缺乏如果要提交高質(zhì)量的軟件，除了高水平的系統(tǒng)分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)外，經(jīng)驗(yàn)積累也十分重要，對(duì)于石化加油卡工程，史無前

15、例，經(jīng)驗(yàn)的積累只能借鑒其他行業(yè)的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)這些行業(yè)的人才，采用主流成熟開發(fā)技術(shù)降低風(fēng)險(xiǎn)，開發(fā)人員并應(yīng)不斷加強(qiáng)技術(shù)學(xué)習(xí)與交流方可彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)的欠缺與不足。2、系統(tǒng)分析員的缺乏說到技術(shù)方案，業(yè)界流行著技術(shù)方案等于系統(tǒng)分析員這樣一句話，可見系統(tǒng)分析員（亦稱為系統(tǒng)工程師）的重要性，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們明顯感覺到專業(yè)系統(tǒng)分析員人才的缺乏，從技術(shù)職務(wù)分類上，我們至少需要如下領(lǐng)域的分析員：控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、卡系統(tǒng)。由于分析員自身經(jīng)驗(yàn)積累和工作經(jīng)歷的問題，他并不能精通以上所有領(lǐng)域。另外，從項(xiàng)目各利益體、組織體系方面來看，在中石化IC卡工程試點(diǎn)辦公室、總集成商、各地區(qū)集成商、各省工程

16、建設(shè)辦、第三開發(fā)方都需要有專業(yè)的系統(tǒng)分析員，究其原因，由于各方利益的需求不同，以及各省需求情況不盡相同，各有特色，他們之間的相互充分探討與交流才使最終方案確實(shí)符合各方利益和需求，才能切實(shí)反映業(yè)務(wù)需求。如果一方缺乏這類的人員，將明顯導(dǎo)致某方的利益得不到保證或受損。目前，我國的專業(yè)系統(tǒng)分析員人才奇缺（全國通過中軟考系統(tǒng)分析員只有700人左右），現(xiàn)實(shí)的做法只能是1、集體充當(dāng)系統(tǒng)分析員角色 2、專業(yè)資深工程師替代 3、請(qǐng)求專業(yè)咨詢。例如，我省加油卡數(shù)據(jù)是走銀行網(wǎng)還是自建廣域網(wǎng)，就是公司領(lǐng)導(dǎo)、項(xiàng)目主管、資深工程師集體充當(dāng)系統(tǒng)工程師的角色進(jìn)行決策而定的，江蘇石油作為中石化的加油卡、ERP的試點(diǎn)單位，兩項(xiàng)目

17、都對(duì)網(wǎng)絡(luò)有較高要求，同時(shí)，如果基于計(jì)算機(jī)進(jìn)行企業(yè)的現(xiàn)代化管理，在網(wǎng)上還有相當(dāng)多的管理數(shù)據(jù)和自身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，基于信息資源的寶貴性，并且江蘇石油的廣域網(wǎng)建設(shè)已初具規(guī)模，最終決定自建廣域網(wǎng)，進(jìn)行主干網(wǎng)擴(kuò)容，追加網(wǎng)絡(luò)管理與安全的投資，保證金卡工程對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。3、集成技術(shù)水平有待提高集成重要之處不在于按照技術(shù)方案進(jìn)行鋪開實(shí)施，其難點(diǎn)在于集成各家技術(shù)、方案于一體，實(shí)施平滑無縫、不顯著影響系統(tǒng)效率，難點(diǎn)在于按照既定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議找出各家方案的不足再加以改進(jìn)。事實(shí)上在實(shí)踐中并沒有做到，而是基本沿龔了各廠家方案。集成還應(yīng)在于善于調(diào)動(dòng)社會(huì)的優(yōu)秀軟件公司和優(yōu)秀軟件人才，采用合適的機(jī)制，發(fā)揮他們的積極性往往能達(dá)

18、到事半功倍的效果。4、集成商需要取得軟件行業(yè)相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證對(duì)于行業(yè)性的大型軟件與大工程，對(duì)總集成商與開發(fā)商的資質(zhì)要求是相當(dāng)高的，資質(zhì)反映了公司的總體工作質(zhì)量與服務(wù)水平，對(duì)于集成商和開發(fā)商，必須要取得集成商的資質(zhì)證書、ISO9000系列質(zhì)量認(rèn)證等相關(guān)認(rèn)證，按軟件工程標(biāo)準(zhǔn)開展軟件開發(fā)工作?，F(xiàn)今，軟件行業(yè)紛紛開展CMM（軟件過程能力成熟度）認(rèn)證，多年來軟件開發(fā)項(xiàng)目不能如期交付，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量問題不能令客戶滿意，軟件開發(fā)費(fèi)超出預(yù)算，雖然采用新的軟件開發(fā)技術(shù)也不能解決軟件生產(chǎn)效率和軟件質(zhì)量存在的問題，究其原因，關(guān)鍵問題在于軟件過程的管理。因此，軟件開發(fā)商的機(jī)構(gòu)成熟度（Maturity）反映了其對(duì)內(nèi)在軟件過程的管理調(diào)控能力，目前開展的CMM認(rèn)證共分五個(gè)級(jí)別，分別是初始級(jí)、可重復(fù)級(jí)、已定義級(jí)、已管理級(jí)、