姚樂：智慧城市的頂層設(shè)計探索

2012年07月08日

SOA已成為我國各行業(yè)及區(qū)域信息化建設(shè)中打破信息孤島、實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同的有效方式。為了促進國際、國內(nèi)SOA標準工作的有效推進，促進SOA標準成果在 我國產(chǎn)業(yè)及行業(yè)信息化的應(yīng)用推廣，6月27日，“第五屆中國SOA標準和應(yīng)用研討會”在北京新世紀日航飯店世紀廳舉行。

　　北京大學(xué)信息化與信息管理研究中心秘書長姚樂先生在研討會上做了《智慧城市的頂層設(shè)計探索》的主題演講，以下為演講實錄：

　　尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家中午好！我知道現(xiàn)在是吃午飯的時間，我會很快過一下內(nèi)容。

　　今天很多專家都提到了頂層設(shè)計問題，今天我給大家匯報的題目也是智慧城市的頂層設(shè)計探索。只能用“探索”這個詞，為什么？因為確實是在探索的過程。我介紹的部分包括：什么是智慧城市；智慧城市體系架構(gòu)；基于EA的智慧城市頂層設(shè)計。

　　對智慧城市的理解是這樣的?，F(xiàn)在的城市有什么問題，未來城市應(yīng)該是怎樣的。從現(xiàn)在城市角度來講，剛剛很多人講了是以部門為中心的，是條塊分割 的。分散管控、反映遲鈍、盲目決策等等一系列的問題。我們希望通過技術(shù)進步，包括云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等等技術(shù)應(yīng)用，希望未來城市是以公眾為中心， 而不是以部門為中心的，它是單一的政府，它是統(tǒng)一管控、快速反映、智能決策的政府。像咱們講的天人合一，人能快速反映、自動做出決策，是由于大腦發(fā)達，那 智慧城市，也希望通過網(wǎng)絡(luò)快速感知、反映，通過云中心做出快速反映。智慧城市寄托了人們對于未來城市發(fā)展方向的憧憬。

　　這里有一個簡單的定義。智慧城市是指在現(xiàn)代信息與通信技術(shù)的支持下，通過更加透徹的感知、更加廣泛的連接和更加深入的計算，使得整個城市的運營 和發(fā)展更加智能化，從而達到使市民更加幸福，企業(yè)更加繁榮，社會更加和諧的城市形態(tài)。智慧城市是城市信息化的遠景目標。它是一個沒有終點的進程。跟信息化 一樣。

　　智慧城市本身是信息化當(dāng)中的一個領(lǐng)域。它面臨的問題跟我們信息化過程當(dāng)中面臨的問題是一樣的。比如大量重復(fù)建設(shè)、浪費，大量信息孤島和煙囪。大 量的推倒重來和失敗，大量投資黑洞和陷阱。沒有革命的理論就沒有革命的實踐！我想信息化這個事一定要有相應(yīng)理論指導(dǎo)，這個也來源于實踐。智慧城市建設(shè)需要 總體架構(gòu)和頂層設(shè)計。我這里提一個方法，利用體系架構(gòu)方法進行智慧城市的頂層設(shè)計。

　　什么是體系架構(gòu)？任何事情有它的架構(gòu)，蓋房屋、造汽車有各自的架構(gòu)。這些都是我們對于架構(gòu)的認識。我們對任何事物架構(gòu)認識的水平?jīng)Q定了我們對于它利用的水平。

　　體系架構(gòu)（EA）指一個組織單元的業(yè)務(wù)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)及技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施等之間的關(guān)系，包括基線的、目標的及過渡的動態(tài)關(guān)系描述。它有什么作用呢？有 了體系架構(gòu)，可以使我們對信息化相關(guān)的任何事情都有一個更加整體性的視圖與思考。還有它將復(fù)雜的問題簡單化。將復(fù)雜的整體劃分成一個個小的邏輯塊來分別處 理。把業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、技術(shù)等等分成塊，把復(fù)雜的問題簡單化。還有就是將高層的戰(zhàn)略、原則與指導(dǎo)轉(zhuǎn)換成單個系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)計需求；政府有自己的戰(zhàn)略、使命，這些 東西怎么約束下面項目需求，需要進行分解對于項目進行約束。比如說有沒有違背相關(guān)原則等等。還有將單個的IT需求與高層的驅(qū)動力與約束相匹配。我們每個需 求的提出不是有需求就做什么，而是每個需求要受到上面的約束。

　　體系架構(gòu)會有很多框架，框架就代表一種方法，作為一種框架一般定義了模型的結(jié)構(gòu)、通用詞匯以及開發(fā)方法和怎么做架構(gòu)。使用成熟的體系架構(gòu)與方法，可以重用業(yè)界的最佳實踐，從而快速地開發(fā)智慧城市的體系架構(gòu)。

　　架構(gòu)發(fā)展歷程我就不說的。我們簡單看幾個：比如zachman這個框架（PPT），就是一大堆人訪問一大堆功能，一大堆功能訪問著一大堆數(shù)據(jù)， 這里面涉及到什么時間、什么地點和為什么要做這件事六個要素。zachman框架里有幾個核心要素。第一它是關(guān)于體系架構(gòu)本質(zhì)內(nèi)容，本身的重點不在于方法 論。在信息化建設(shè)中一定要考慮如何“以不變應(yīng)萬變”，所以它有原子件和復(fù)合件的概念。跟SOA是不謀而合的。建系統(tǒng)只是考慮復(fù)合件但是沒有考慮原子件，那 么這個復(fù)合件是不可重用的。建復(fù)合件的時候，如果考慮它的原子件是什么，這個原子件才有重用的價值。如果只是按照需求建系統(tǒng)，而不考慮架構(gòu)，這樣系統(tǒng)會無 限增多。大家也都有這樣的體會，信息化到一定程度，就發(fā)現(xiàn)不能只按照需求建系統(tǒng)，一定要考慮架構(gòu)。因為需求是無限的，需求會不斷的增加，我們這樣建會有大 量的重復(fù)、冗余。越復(fù)雜的越是變化的，越需要架構(gòu)支持。這是zachman的核心思想。

　　TOGAF也是一個框架，可以作為開放架構(gòu)。它有ADM開發(fā)方法，有10個輪子。還有內(nèi)容框架，有了方法和流程，那么架構(gòu)內(nèi)容是什么樣？也有很 多參考內(nèi)容。（PPT）還有兩個很重要的參考模型。還有方法中的方法，每個領(lǐng)域架構(gòu)怎么做，方法中間還有方法，就是ADM指南與技巧。還有架構(gòu)能力框架等 方面的介紹。

　　TOGAF的ADM是一個完整的EA開發(fā)流程，可以作為自上而下的IT規(guī)劃方法，也可以作為自下而上的企業(yè)級需求管理方法。ADM中間就是需求 管理，從驅(qū)動力到架構(gòu)的開發(fā)和實施治理，中間是需求管理。架構(gòu)內(nèi)容框架只是作為架構(gòu)開發(fā)內(nèi)容的參考，而不要作為輸出成果的標準。這是我個人的體會。 TOGAF內(nèi)容框架不能作為標準，不是說一定把這些東西全部做出來，只是根據(jù)需要作為參考。TOGAF參考模型和連續(xù)序列為架構(gòu)資產(chǎn)的分類、存儲和利用提 供了很好的指導(dǎo)?！∥覀冊倏匆幌翭EA，這是美國聯(lián)邦政府在用的。最初他們做的是FEAF，后來在美國政府基本沒有推開，因為他們每個部門都有自己的框 架。2001年2003年美國推出了頂層設(shè)計，就是FEA參考模型。還有分塊架構(gòu)方法，有頂層?xùn)|西把復(fù)雜問題簡單化，一個一個分塊。還有聯(lián)邦過渡框架，這 是什么東西呢？因為有很多東西需要大家共享、協(xié)同或合作，它分析出來需要大家共同協(xié)作的東西放在聯(lián)邦過渡框架里面，會隨時發(fā)布。每一個部門在做它的EA， 一定要把聯(lián)邦過渡框架里面的內(nèi)容整合到其中。還有EA評估框架，評估使用狀況、完整性、使用效果等等。還有聯(lián)邦SOA，怎么做好SOA這個事情？也是面向 服務(wù)的。國內(nèi)很多做SOA的也有體會，最難的就是什么東西重用，粒度怎么劃分。如果沒有面向服務(wù)的企業(yè)架構(gòu)，我們是用了SOA的軟件，用了這些東西，理論 上是可以重用，但到底怎么重用，如果沒有上面的指導(dǎo)下面是空的。所以整個架構(gòu)設(shè)計要能指導(dǎo)下面面向服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　FEA核心要素有幾個方面，比如說FEA參考模型是核心，相當(dāng)于美國聯(lián)邦政府電子政務(wù)的頂層設(shè)計，目的是作為投資立項的依據(jù)，發(fā)現(xiàn)合作、重用和 共享的機會。EA評估框架和過渡框架是美國聯(lián)邦政府通過EA來保證IT項目與各機構(gòu)戰(zhàn)略及跨機構(gòu)戰(zhàn)略的匹配。分塊架構(gòu)方法論作為一個分塊架構(gòu)標準開發(fā)方 法，它為解決方案的開發(fā)提供了最直接的指導(dǎo)。

　　（PPT）這是我們提出的信息化體系架構(gòu)框架（IEAF）。從流程的架構(gòu)準備、架構(gòu)目標、架構(gòu)定義、架構(gòu)使用、架構(gòu)維護，每個流程都有相關(guān)的使用技巧。還有交付物是什么東西。這是國家社科基金在支持我們做的。

　　我們怎么使用EA框架來開發(fā)城市EA？根據(jù)我個人理解做了一個簡單的分析。如果城市級，使用的框架可以是FEA，因為核心交付物是頂層參考模 型，可以幫你分析什么東西應(yīng)該重用、共享等等。如果是部門級，比如說工商局、稅務(wù)局，TOGAF、DoDAF兩個框架是更合適一些，因為它的核心交付物就 是企業(yè)及分塊架構(gòu)，主要是解決IT需求與戰(zhàn)略及使命匹配的問題。比如我的部門戰(zhàn)略、使命是什么等等，數(shù)據(jù)到應(yīng)用，它們之間的匹配關(guān)系。如果是項目級后系統(tǒng) 級，zachman比較合適。特別是供應(yīng)商要考慮的。它主要是解決方案架構(gòu)，解決構(gòu)件重用問題。當(dāng)然不完全是這樣，但我覺得側(cè)重點可以這么考慮。

　　再看基于EA的智慧城市頂層設(shè)計。頂層設(shè)計的作用是什么？為什么要有頂層設(shè)計？它的作用，根據(jù)我的理解，首先是可以做好IT需求管理。很多地 方、部門單位信息化建設(shè)都走過類似的階段，剛開始是大家都面臨需求不足，到一定時候就IT需求過剩，這個時候最重要的是需求管控。怎么做好IT需求管理？ 沒有依據(jù)怎么審批項目？項目該不該批？就沒有審核依據(jù)。還有就是指導(dǎo)IT預(yù)算與項目審批。很多部門作為城市級，你想統(tǒng)一管控，依據(jù)是什么？沒有依據(jù)就只能 拍腦袋。還有一個是指導(dǎo)重大IT項目建設(shè)。比如說做共享平臺、云計算平臺。我想這些是我們做頂層設(shè)計的主要驅(qū)動力。

　　IT需求管理我們看這個圖（PPT）。這四張圖反映的是什么的？他從做這個事情，到這個事情不應(yīng)該做，但他還在做。這也是我們平時所遇到的問 題。還有這張圖（PPT）“盲人摸象”，我們每個做項目的人都是盲人摸象，只是看到了整體的一部分。中國古訓(xùn)是“不謀萬世者，不足以謀一時；不謀全局者， 不足以謀一域?！敝v的也這樣的道理。我們的需求是多變的，我們需要更加全面、長遠的來看待，怎么來驗證這些需求。

　?。≒PT）這個圖大家也很熟悉，不同人對需求的不同認識。大家都是不一致的。

　　還有是IT能力與業(yè)務(wù)需求的不匹配。我們的戰(zhàn)略業(yè)務(wù)是什么？我們構(gòu)建的能力是什么？這些都沒有一個清晰的匹配。我們對需求有很多的假設(shè)和誤解。 我們誤認為某個人能把需求做好，我們誤認為只有一套需求，我們誤認為需求定義問題及其解決方案等等。那么需求正確理解是什么？需求是動態(tài)變化的，不是一成 不變的。智慧城市需求一定是會發(fā)生變化的。真實的需求需要再一個完整的體系架構(gòu)中驗證。什么是真實的需求？不是提出需求的人就拿來作為驗證標準。企業(yè)級需 求不等于系統(tǒng)級需求，更不等于軟件級需求。需求有來自于自上而下的規(guī)劃，也有來自自下而上的要求，但都必須得到體系架構(gòu)的審核。企業(yè)級需求管理的方法就是 體系架構(gòu)方法。

　?。≒PT）比如用TOGAF做自上而下的需求。用TOGAF進行IT戰(zhàn)略規(guī)劃。從IT使命與愿景；IT目標與目的、IT發(fā)起項目、IT行動計 劃，對實施項目的控制到根據(jù)環(huán)境變化的變更。整個是通過兩個一致性，項目跟架構(gòu)的一致，架構(gòu)跟變化需求保持一致，通過兩個一致性來保證IT業(yè)務(wù)匹配需求。

　　我們再看一下自下而上的需求。除了戰(zhàn)略規(guī)劃里面，大家知道需求不是規(guī)劃了，一般規(guī)劃都是宏觀層面的，例如“十二五”規(guī)劃。但是我們的需求是隨時 改變的，這些需求不是規(guī)劃好了就不處理這些需求。例如，這是美國HHS（健康與人類服務(wù)部）相當(dāng)于我們的衛(wèi)生部。這個部門利用快速分塊的方法，它有自己的 EA，當(dāng)新需求來了之后，用快速分塊方法來快速定義需求和解決方案。美國法案頒布也會牽扯到很多改變，比如哪些東西要向公眾公布，這是一個非常開放透明的 做法。這是2009年的例子，2009年頒布了《美國復(fù)蘇與再投資法案》。這個時候它不可能像我們這樣，一個法令變化，整個系統(tǒng)又重新開發(fā)。這是2009 年的例子，通過這個方法來做，橫向縱向進行分析，哪些數(shù)據(jù)可以直接出來，哪些需要做修改等等，馬上就分析出來。

　　下面我們講講怎么指導(dǎo)IT預(yù)算與項目審批。FEA的例子（PPT）。這里有五個參考模型：績效參考模型、業(yè)務(wù)參考模型、服務(wù)構(gòu)建參考模型、技術(shù) 參考模型、數(shù)據(jù)參考模型。看看績效參考模型的使用，舉個例子，比如國土安全部要建一個邊境檢測系統(tǒng)。過去通過邊境要花兩個小時，現(xiàn)在是需要半個小時。這個 帶來了怎樣的客戶結(jié)果？過去客戶滿意度大概是80%，現(xiàn)在是達到了90%、甚至98%。當(dāng)然還有使命、業(yè)務(wù)的結(jié)果。

　　還有一個是指導(dǎo)重大IT項目建設(shè)。例如做云計算平臺，到底要做什么樣的平臺？IaaS，可以做個基礎(chǔ)。作為平臺來講，是做共同系統(tǒng)平臺。還有一個是行業(yè)平臺，例如醫(yī)療、制造業(yè)、政府的。第四層是組織特定的。我們的PaaS就要考慮這些層次怎么劃分，到底支持什么。

　　最后我畫了這樣一張云計算生態(tài)鏈圖（PPT）。從芯片到服務(wù)，整個里面涉及到哪些層級我們用EA的方法論。比如說SaaS跟DaaS做的分離。 我們?yōu)槭裁醋鲞@個分離呢？在云計算平臺下這兩個是分離的趨勢。在云計算平臺下，這里面是要產(chǎn)生分離的。為什么呢？現(xiàn)在部署在云端，好多中小企業(yè)的SaaS 服務(wù)不敢用，如果說數(shù)據(jù)是存在有資質(zhì)認證的大企業(yè)，這是可以用的。過去很多企業(yè)要講標準化，我們做了很多數(shù)據(jù)標準的工作。但是每個企業(yè)都是根據(jù)自己來做 的，都是自己的標準?，F(xiàn)在云計算平臺給了這樣一個機會，大家可以共用數(shù)據(jù)標準。還有我們也考慮過國際分工的問題。云計算平臺現(xiàn)在外資不允許在中國運營，因 為涉及到很多問題，如數(shù)據(jù)主權(quán)和安全問題。我在想國外廠商SaaS跟國內(nèi)DaaS結(jié)合，國外廠商只提供軟件服務(wù)，我想從國際分工來講也是一個解決思路。

　　最后提兩點建議：利用EA與SOA做好智慧城市頂層設(shè)計。這個對下一步智慧城市建設(shè)是非常有利的。另外一個是利用頂層設(shè)計，開展基于云計算平臺 的智慧城市建設(shè)。有了這些頂層設(shè)計的東西，才能真正開展好我們的建設(shè)。借用工信部楊學(xué)山副部長在第六屆中國電子政務(wù)高峰論壇所講的話，講到電子政務(wù)及發(fā)展 模式的轉(zhuǎn)變，一個轉(zhuǎn)變是技術(shù)架構(gòu)上走向云模式。從業(yè)務(wù)角度就是要回歸到政府履行職責(zé)的本質(zhì)而不是部門分工。過去信息化建設(shè)都是按部門分工做的。大家看到我 們要處理為民服務(wù)的東西等等都是跨部門的。最后一個是信息資源開發(fā)利用走向大數(shù)據(jù)模式。我們的智慧城市建設(shè)要考慮這種新的模式轉(zhuǎn)變。謝謝大家！