石化金卡工程軟件方案與改進

1、您現(xiàn)在的位置：CSAI首頁 技術(shù)應用 案例剖析 正文石化金卡工程軟件方案與改進 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實踐中一些問題的見解，同時對系統(tǒng)實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)的集團優(yōu)勢和網(wǎng)絡優(yōu)勢，提高現(xiàn)代化管理水平，迎接加入WTO給石化行業(yè)帶來的機遇與挑戰(zhàn)，中石化決定在全國實施加油IC卡工程(即金卡工程)，實現(xiàn)一卡在手，全國

2、加油、全省加油、各地加油的總體目標。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，打通流程后再進行全國推廣，目前該工程試點正在緊鑼密鼓開展。而其核心應用軟件也初現(xiàn)端倪，下面著重對軟件分析與設計作一概要介紹。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)的前臺將在加油站的加油機進行卡機聯(lián)動改造，實現(xiàn)加油機的卡控制加油，或在油站建立支付柱、消費POS機形式支持持卡加油，同時將在油站后臺建立包括油站進、銷、存等業(yè)務的管理信息系統(tǒng)。油站數(shù)據(jù)每日定時至少二次傳送至省中心。發(fā)卡充值網(wǎng)點：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)點通過網(wǎng)絡或以撥號方式以

3、實時聯(lián)機的方式（與省數(shù)據(jù)中心相連）運行。發(fā)卡網(wǎng)點設備由充值POS或PCPOS組成。地級前置：為油站和發(fā)卡網(wǎng)點接入前置和數(shù)據(jù)緩沖、存取轉(zhuǎn)發(fā)，也是地級數(shù)據(jù)與管理中心，客戶電話服務中心。在江蘇省，地級管理中心與地級前置合二為一。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、防火墻系統(tǒng)、防病毒系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、AAA認證系統(tǒng)等組成。該方案整體呈四級

4、結(jié)構(gòu)。三、核心應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用軟件，其質(zhì)量好壞、是否洽合石化業(yè)務，其平臺選擇和體系架構(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，并實現(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)：實現(xiàn)與加油卡業(yè)務相關(guān)的各項管理職能，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、加油業(yè)務和預收款業(yè)務的對帳處理；銀行加油手續(xù)費統(tǒng)計、異地加油結(jié)算的對帳處理等。（3）省市數(shù)據(jù)處理中心：負責加油卡的核心業(yè)務處理，包括各種聯(lián)機、脫機交易處理、帳戶管理、與銀行的數(shù)據(jù)交換接

5、口、對地市進行管理和交易數(shù)據(jù)交換、與金卡管理總中心進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、預收、圈存等與加油卡業(yè)務相關(guān)的各種服務，并實現(xiàn)網(wǎng)點的內(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的加油卡業(yè)務統(tǒng)計數(shù)據(jù)并對管理中心下發(fā)業(yè)務控制信息。（7）地市銀行前置預處理系統(tǒng)：為脫機業(yè)務實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，為聯(lián)機業(yè)務實現(xiàn)網(wǎng)絡的接入，并根據(jù)石化管理要求向地市級石油公司提供所需的數(shù)據(jù)。（8）客戶服務系統(tǒng)：通過INTERNET、自助終端為客戶提供方便快捷的服務，擴大了服務方式和服務內(nèi)容。四、軟件開發(fā)與組織本次核心軟件的開發(fā)由該項目的總集成商負責，但由于受自身開發(fā)力量和時間的限制，其開發(fā)的軟件僅限于IC卡支付模塊，并對第三方開發(fā)開放接口，還將利用社會優(yōu)秀開發(fā)力量，對核心軟件進行二次開發(fā)與擴充。五、軟件平臺、架構(gòu)、配置、分析、設計技術(shù)1、軟件配置操作系統(tǒng)：省

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

8、、aix hacmp 2、sybase ha for aix 3、 turbo linux ha 6.0，在省中心、市中心的兩臺小型機、兩臺服務器都采用雙機熱備技術(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：WINDOWS平臺、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)單獨脫機分布處理，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)：以中間件為平臺的三層客戶/

9、服務器模式，采用中間件技術(shù)，獨立于客戶端和數(shù)據(jù)庫服務器，業(yè)務邏輯層集中于中間件層，并通過負載均衡機制，將業(yè)務邏輯層劃分在應用服務器和管理服務器中。如下圖所示：2、基于大型關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的應用在商業(yè)應用中，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。加油卡工程數(shù)據(jù)庫按如下圖模式配置組織應用，將來的中間件設計、各類應用軟件設計均圍繞此結(jié)構(gòu)基礎進行。3、中間件設計由于系統(tǒng)分布、多平臺和異構(gòu)特性，在設計上引入了中間件，中間件是位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應用之間的通用服務，中間件能夠屏蔽操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡協(xié)議的差異，為應用程序提供多種通訊機制；并提供相應的

10、平臺以滿足不同領域的需要。中間件提供了廣域網(wǎng)環(huán)境下開發(fā)、管理和維護關(guān)鍵應用系統(tǒng)的軟件平臺，大大減輕了應用系統(tǒng)開發(fā)人員的工作量，提高了應用系統(tǒng)性能的可靠性，確保了數(shù)據(jù)的完整性和一致性，同時使應用的管理、維護和升級更加簡便。目前，中間件技術(shù)廣泛應用于電信、銀行、證券等領域。中國石化加油IC卡系統(tǒng)是典型的多層分布式系統(tǒng)，整個系統(tǒng)跨越廣闊地域，網(wǎng)絡環(huán)境復雜，對聯(lián)機事務處理與數(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)傳輸機制等方面的要求。 脫機交易的中間件實現(xiàn)在加油站與地級前置系統(tǒng)中，地級前置系統(tǒng)與省級數(shù)據(jù)中心，省級數(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)需能在復雜的廣域網(wǎng)環(huán)境下穩(wěn)定運行。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)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。因此，設計在加油站與地級前置系統(tǒng)，地級前置系統(tǒng)與省級數(shù)據(jù)中心，省級數(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數(shù)據(jù)。 聯(lián)機交易的中間件實現(xiàn)對于發(fā)卡網(wǎng)點和POS，其業(yè)務需求是典型的聯(lián)機事務處理。要求保證交易數(shù)據(jù)的完整性和一致性，同時大量的并發(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)，保證了事務交易的完整性，并管理對數(shù)據(jù)庫的訪問，以支持大量的交易請求。因

12、此，設計在加油站與省級數(shù)據(jù)中心，地級前置系統(tǒng)的POS前置應用與省級數(shù)據(jù)中心之間通過交易中間件進行聯(lián)機事務處理。 管理業(yè)務的中間件實現(xiàn)在中國石化IC卡系統(tǒng)中，由于縣級管理終端與地級管理中心、地級管理中心與省級管理中心之間的網(wǎng)絡環(huán)境復雜，不穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡將造成管理業(yè)務的聯(lián)機處理失敗，因此設計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)務的處理成功率。在縣級管理終端與地級管理中心，地級管理中心、省級管理中心的應用終端與省級管理中心的管理應用服務器之間通過消息中間件來傳輸管理請求，并返回結(jié)果。省級數(shù)據(jù)中心處理來自省級管理中心管理應用服務器的管理請求，大量的管理業(yè)務將造成對數(shù)據(jù)庫的壓力，進而影響系統(tǒng)對加

13、油業(yè)務的處理。因此設計在省級管理中心管理應用服務器與省級數(shù)據(jù)中心之間使用交易中間件，以減輕管理業(yè)務對數(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，對省級管理中心的設計同樣適用于中國石化管理總中心，設計在中國石化管理總中心的應用終端與管理應用服務器之間使用消息中間件，而在管理應用服務器與中國石化數(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?。系統(tǒng)分析模型：采用演

14、進型的螺旋型模型，程序設計技術(shù)：現(xiàn)今幾乎所有的企業(yè)級開發(fā)平臺均采用OOP面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)。軟件測試：單元測試和集成測試由總集成商內(nèi)部進行，但軟件的系統(tǒng)確認測試提交中國計算機軟件測評中心進行測試，測試方法采用黑盒測試。六、存在問題、做法與改進盡管目前軟件開發(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、功能強大的開發(fā)工具等等雖加快了軟件的開發(fā)進度和提高了軟件的質(zhì)量與效率，但是事實上軟件的開發(fā)還是成為影響項目實施進度的瓶頸。究其原因：1、項目經(jīng)驗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)設計外，經(jīng)驗積累也十分重要，對于石化加油卡工程，史無前

15、例，經(jīng)驗的積累只能借鑒其他行業(yè)的開發(fā)經(jīng)驗，引進這些行業(yè)的人才，采用主流成熟開發(fā)技術(shù)降低風險，開發(fā)人員并應不斷加強技術(shù)學習與交流方可彌補經(jīng)驗的欠缺與不足。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，在項目實施過程中，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)職務分類上，我們至少需要如下領域的分析員：控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、卡系統(tǒng)。由于分析員自身經(jīng)驗積累和工作經(jīng)歷的問題，他并不能精通以上所有領域。另外，從項目各利益體、組織體系方面來看，在中石化IC卡工程試點辦公室、總集成商、各地區(qū)集成商、各省工程

16、建設辦、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符合各方利益和需求，才能切實反映業(yè)務需求。如果一方缺乏這類的人員，將明顯導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)實的做法只能是1、集體充當系統(tǒng)分析員角色 2、專業(yè)資深工程師替代 3、請求專業(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)，就是公司領導、項目主管、資深工程師集體充當系統(tǒng)工程師的角色進行決策而定的，江蘇石油作為中石化的加油卡、ERP的試點單位，兩項目

17、都對網(wǎng)絡有較高要求，同時，如果基于計算機進行企業(yè)的現(xiàn)代化管理，在網(wǎng)上還有相當多的管理數(shù)據(jù)和自身的業(yè)務數(shù)據(jù)，基于信息資源的寶貴性，并且江蘇石油的廣域網(wǎng)建設已初具規(guī)模，最終決定自建廣域網(wǎng)，進行主干網(wǎng)擴容，追加網(wǎng)絡管理與安全的投資，保證金卡工程對網(wǎng)絡的要求。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)方案進行鋪開實施，其難點在于集成各家技術(shù)、方案于一體，實施平滑無縫、不顯著影響系統(tǒng)效率，難點在于按照既定的規(guī)范、標準、協(xié)議找出各家方案的不足再加以改進。事實上在實踐中并沒有做到，而是基本沿龔了各廠家方案。集成還應在于善于調(diào)動社會的優(yōu)秀軟件公司和優(yōu)秀軟件人才，采用合適的機制，發(fā)揮他們的積極性往往能達

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)認證對于行業(yè)性的大型軟件與大工程，對總集成商與開發(fā)商的資質(zhì)要求是相當高的，資質(zhì)反映了公司的總體工作質(zhì)量與服務水平，對于集成商和開發(fā)商，必須要取得集成商的資質(zhì)證書、ISO9000系列質(zhì)量認證等相關(guān)認證，按軟件工程標準開展軟件開發(fā)工作。現(xiàn)今，軟件行業(yè)紛紛開展CMM（軟件過程能力成熟度）認證，多年來軟件開發(fā)項目不能如期交付，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量問題不能令客戶滿意，軟件開發(fā)費超出預算，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)商的機構(gòu)成熟度（Maturity）反映了其對內(nèi)在軟件過程的管理調(diào)控能力，目前開展的CMM認證共分五個級別，分別是初始級、可重復級、已定義級、已管理級、