一種基于共享-互操作指數的煤炭企業(yè)信息化標準
作者：鄭曉敏
在建設煤炭企業(yè)信息化標準的過程中，標準化的程度應當如何選擇，是否對信息化所涉及的所有方面都應當標準化？李春田在《標準化概論》中強調，標準化要秉承適度的原則，過度標準化就喪失了事物發(fā)展的多樣性，而標準化不足又會使事物發(fā)展處于無序的狀態(tài)。基于此觀點，對于煤炭企業(yè)信息化建設，究竟什么應當標準化，什么不應當標準化，信息化標準的范圍應當如何確定，就成為建設煤炭企業(yè)信息化標準急需解決的問題。本文通過建立煤炭企業(yè)信息化模型，確定煤炭企業(yè)信息化標準的邊界，在此基礎上，構建共享一互操作指數，為確定煤炭企業(yè)信息化標準的范圍提供可供借鑒的方法。
1煤炭企業(yè)信息化標準邊界確定
確定煤炭企業(yè)信息化標準的范圍，首先應當知道煤炭企業(yè)信息化標準的邊界，本文以國際標準化組織ISO提出的開放式互聯(lián)系統(tǒng)參考模型為基礎和依據，建立煤炭企業(yè)信息化模型分析信息化模型中各層次的內容及其相互關系，以此來確定煤炭企業(yè)信息化標準的邊界。
OSI參考模型(Open System InterconnectionReference Model，OSI／RM)，是由國際標準化組織ISO提出的一個網絡系統(tǒng)互連模型。其目的是為解決不同廠商、不同結構的網絡產品互連時遇到的不兼容問題。OSI包含七個層次：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。此模型的優(yōu)點是將服務、接口和協(xié)議分開，模型各層之間的獨立性很強，能夠減輕異種網絡互連時問題的復雜程度，當網絡發(fā)生故障時，可迅速定位于故障所處層次，以便于查找和糾錯；同時，模型各層分別定義標準接口，使處于同一層次的不同網絡設備能夠實現(xiàn)互操作。
依據OSI七層模型的特點，本文結合煤炭行業(yè)信息化建設的特點以及建設趨勢，提出煤炭企業(yè)信息化模型，以此作為煤炭企業(yè)信息化標準范圍的確定依據。
如圖1所示，此模型分為感知控制層、網絡基礎層、信息資源層和應用系統(tǒng)層四層，四個層次中，感知控制層是基礎，各類感知設備采集煤礦生產運作、安全管理中的各類信息，通過感知網絡匯聚到網絡基礎層；網絡基礎層是保證，通過三網合一，將電視網、數據網和電信網三網高層應用業(yè)務融合，實現(xiàn)各種數字、視頻、音頻、圖像等信號的高效傳輸；信息資源層是整個企業(yè)的知識庫，包括基礎數據庫、業(yè)務數據庫、決策支持數據庫，通過信息資源層對各類數據信息的整理加工，形成具有統(tǒng)一格式的數據倉庫，是運用云計算、數據挖掘的數據保障；應用系統(tǒng)層是煤炭企業(yè)綜合自動化、工程數字化和管理信息化的集成與升華，通過將原有的各個獨立的功能子系統(tǒng)的集成應用，實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動。支撐體系包括標準化體系、信息安全體系和組織運維體系。四個建設層次必須在此支撐體系的保障下才能順暢的運行。
感知控制層、網絡基礎層、信息資源層和應用系統(tǒng)層均對應著煤炭企業(yè)信息化建設中不同層次的建設內容，可以此為依據，確定出各層所對應的信息化標準，將其作為煤炭企業(yè)信息化標準的邊界（表1）。
根據表1的分析，煤炭企業(yè)信息化模型的建設內容決定了信息化標準的建設內容，因此，將各層次所對應的信息化標準劃分出來，同時也就劃分出了煤炭企業(yè)信息化標準的大體邊界。但是，在標準化建設過程中，應當秉承適度的原則，過度標準化會扼殺了企業(yè)創(chuàng)新以及產品多樣化，但是標準化不足，又會使信息化建設處于無序的狀態(tài)。因此，應當在煤炭企業(yè)信息化標準邊界的基礎上，選擇一種合適的方法，確定煤炭企業(yè)信息化標準的范圍。本文采用建立并計算共享一互操作指數的方法，作為確定煤炭企業(yè)信息化標準的依據。
2煤炭企業(yè)信息化標準共享一互操作指數的建立
2.1煤炭企業(yè)信息資源的共享和互操作
煤炭企業(yè)信息資源是指與煤炭企業(yè)生產和經營管理有關的文件、資料、圖表和數據等信息的總稱。煤炭企業(yè)信息資源以多種形式存在，按主題可分為：生產、經營、人事、后勤、安全、黨政、輔助辦公、生產技術等。煤炭企業(yè)信息資源具有如下特點。
1)信息量大，覆蓋面廣。煤炭企業(yè)信息資源從集團到各個礦井，集團中各個管理部門，礦井中井上井下，均有大量的信息資源流動，不僅流動的信息量大，而且覆蓋面廣。
2)信息的準確性要求高。煤炭企業(yè)將安全生產放在重中之重，信息資源的準確性直接影響到礦井的安全生產，因此，對信息的準確性要求很高。
3)信息存儲在空間上分布廣泛，相對獨立的分布在各部門以及各礦井中，隨著煤炭企業(yè)信息化建設的逐漸普及，各礦井除集團要求的系統(tǒng)外，自己也著手建立各種信息系統(tǒng)，因此建設過程相對獨立，信息資源也相對獨立和分散。
4)存在大量的信息重疊。同樣的信息，在各個部門中重復錄入以及存儲。
在煤炭企業(yè)中，各類信息資源廣泛存在于集團以及各礦井的生產和管理系統(tǒng)中。并且信息資源所分布的系統(tǒng)是完全異構和自主的，不管是數據結構、操作系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)、應用系統(tǒng)，還是編碼格式、文件格式、數據格式、結構模型，都完全不同。因此，如何打破信息孤島，提高信息的共享程度，實現(xiàn)煤炭企業(yè)各部門以及各礦井間的協(xié)同工作，成為煤炭企業(yè)信息化發(fā)展的現(xiàn)實需求。為了實現(xiàn)數據的互聯(lián)互通，煤炭企業(yè)信息資源應當具有共享性和互操作性兩種特性。①共享性。信息資源的共享性是指不同系統(tǒng)以及平臺之間數據和資源共有的能力和特性。信息資源的共享性包括硬件、操作系統(tǒng)、應用軟件、數據庫系統(tǒng)、網絡、數據語義、數據格式等不同層系的互操作，涉及到的問題有運行環(huán)境、體系結構、應用流程、安全管理、實現(xiàn)技術、操作控制和數據模型。②互操作性。信息資源的互操作性指兩個或多個系統(tǒng)交換信息并相互使用已交換信息的能力，信息資源的互操作性包含著兩層含義：交換實體雙方對信息的一致性理解和雙方在協(xié)作的方式下對信息的自動化操作。
而無論是煤炭企業(yè)數據的互操作，還是軟件功能的互操作，均包含煤炭企業(yè)信息資源的不斷流轉。因此，煤炭企業(yè)實現(xiàn)互操作的驅動力就是異構環(huán)境下煤炭企業(yè)各個系統(tǒng)或應用之間存在信息交換和資源共享的需求。煤炭企業(yè)互操作分為橫向互操作和縱向互操作。①縱向互操作。分為兩種類型。一種是從組織架構上來說，大型煤炭企業(yè)是集團管控方式，集團是第一層級，下屬各礦、二級公司為第二層級，因此，各個層級的信息資源之間存在著互操作需求；一種是從煤炭企業(yè)信息化模型的角度來說，應用系統(tǒng)層、信息資源層、網絡基礎層和
感知控制層不同層級之間存在著互操作需求。②橫向互操作。同樣分為兩種類型。一種是組織架構中同一層級中存在橫向互操作需求，即集團各系統(tǒng)之間、各礦井各系統(tǒng)之間；另一種是煤炭企業(yè)信息化模型同一層級之間存在互操作需求，比如網絡基礎設施層存在不同網絡之間互操作需求，應用系統(tǒng)層存在綜合自動化、工程數字化和管理信息化三大類系統(tǒng)之間的互操作需求。
煤炭企業(yè)信息資源的共享性和互操作性是緊密相連的，互操作性是建立在共享性之上的，共享的信息資源不一定互操作，而互操作的信息資源卻一定共享。
為了對信息系統(tǒng)間的共享和互操作進行定量描述，以由共享一互操作指數的大小確定煤炭企業(yè)信息化標準的范圍。所謂共享一互操作指數，是指煤炭企業(yè)信息系統(tǒng)某一模塊與其他模塊共享和交換的程度，用于反應兩個或兩個以上系統(tǒng)間的需求與供給程度。
2.2煤炭企業(yè)信息資源的共享性
以上提到，煤炭企業(yè)信息資源的共享性是互操作性的基礎，擁有共享性的信息資源不一定能夠互操作，而擁有互操作性的信息資源則一定能夠實現(xiàn)共享。因此，確定信息資源共享的數量和范圍是分析信息資源互操作性的前提和基礎。以下用集合的方法提出確定煤炭企業(yè)信息資源共享數量以及共享指數的方法。
假設系統(tǒng)內的三個模塊A、B、C，當三個模塊中存在信息資源共享時，A、B、C就存在交集（圖2）。
首先，應明確系統(tǒng)中信息資源的總量。在此系統(tǒng)中，A、B、C的并集為信息資源的總數量，用式(1)來表示。其次，確定此系統(tǒng)中共享信息資源的數量。A和B的交集為共享的信息資源，cn為系統(tǒng)中所共享的數據元，即d1，d2，d3，…，dn，用式(2)來表示。兩模塊信息資源的共享性表現(xiàn)為共享指數，由式(1)和式(2)，可知式(3)。
共享指數σ可以表示兩模塊信息資源共享數量的高低，可以作為確定兩模塊互操作性的基礎。
2.3煤炭企業(yè)信息資源的互操作性
互操作指數用來反映煤炭企業(yè)信息資源的互操作性。它取決于煤炭企業(yè)信息系統(tǒng)的互操作數據或模塊占全部數據或模塊的比例。比例越高，互操作指數就越高；比例越低，互操作指數就越低。根據互操作的方向，可以將互操作指數劃分為互操作需求指數和互操作供給指數。
煤炭企業(yè)信息系統(tǒng)種類繁多，信息之間相互交錯，一個系統(tǒng)可能對多個系統(tǒng)的信息有互操作需求和供給（圖3），如：財務系統(tǒng)對人事系統(tǒng)的人員信息有互操作需求，而對成本控制系統(tǒng)的成本信息有互操作供給。
假設僅有兩個模塊M、N（如財務系統(tǒng)、人事系統(tǒng)），當這兩個模塊之間有互操作供給和互操作需求時，如圖4所示。
煤炭企業(yè)信息資源的互操作除與互操作需求、互操作供給相關外，還應以下幾個因素相關。
1)互操作頻度，指在單位時間內互操作的次數與總次數的比值。
2)互操作重要程度，指此業(yè)務或數據的互操作在煤炭企業(yè)各項管理業(yè)務中的重要程度。有的業(yè)務互操作雖然是需求量很大，頻率很高，但不一定就是重要的。
3)互操作范圍，指實現(xiàn)互操作的信息資源占全部信息資源的比例。
4)互操作權限，指互操作信息資源的權限占全部權限的比例。
因此，還應引入互操作頻度，互操作重要程度，互操作范圍，互操作權限，此四項指標均為，與互操作指數的大小成正比。
2.4建立煤炭企業(yè)共享一互操作指數
在煤炭企業(yè)信息資源共享性和互操作性分析的基礎上，建立煤炭企業(yè)共享一互操作指數，作為確定煤炭企業(yè)信息化標準的依據。
共享一互操作指數包括共享指數和互操作指數兩部分，為共享指數與互操作指數的乘積。
式中：λ為共享一互操作指數；σ為共享指數；β為互操作指數。
因此，對于模塊m，共享一互操作需求指數和供給指數分別以λmd、λms表示為：λmd=σ·gmd·afm·aim·aefm·asm;λms=σ.gms·afm·aim·aefm·asm。
對于模塊n，共享一互操作需求指數和供給指數分別以λnd、λns表示為：λnd=σ·gnd·afn·ain·aen·asn；λno=σ·gns·afn·ain·aen·asn其中，gid為互操作需求指數，gis為互操作供給指數，afi為互操作頻度，aii為互操作重要程度，aei為互操作范圍，asi為互操作權限。
由此，共享一互操作指數構建完成，對于模塊m，當λmd＞λms時，則對此信息進行標準化；當時λmd<λms，則不對此信息進行標準化。這樣，共享一互操作指數就成為煤炭企業(yè)信息化標準范圍策略選擇的依據。
3煤炭企業(yè)共享一互操作指數的計算與應用
在實際應用過程中，可計算煤炭企業(yè)各個信息系統(tǒng)的共享一互操作指數，并分析其共享一互操作需求和供給，來判斷是否對其進行標準化。
假設煤炭企業(yè)內部的OA辦公系統(tǒng)對人事系統(tǒng)的員工信息有互操作需求，共享指數為1／3，互操作需求指數通過計算為0.38，互操作供給指數為0.27，互操作頻度為實時的，即；互操作重要程度為0.2；互操作的范圍涵蓋了整個煤炭企業(yè)內有互操作需求的部門的1/8,即ae=2/5;員工信息權限為
1，可完全公開。因此，該員工信息的共享一互操作需求指數和供給指數分別為：
=0.0032。這樣，共享一互操作需求指數大于共享-互操作供給指數，應當對員工信息進行標準化。
根據計算，可以綜合考察煤炭企業(yè)中各系統(tǒng)以及各層級的共享一互操作指數，以此作為煤炭企業(yè)信息化標準策略的依據，即哪些需要標準化，哪些不需要標準化，或者說哪些進行高標準化策略，哪些進行低標準化策略。
總之，共享一互操作指數可以清楚的界定某一系統(tǒng)在煤炭企業(yè)中的位置，表明它與其他系統(tǒng)之間的關聯(lián)程度，是煤炭企業(yè)信息化標準參考模型建立的基礎，也是煤炭企業(yè)進行信息化標準實施的策略依據。
4（）摘 要：本文針對煤炭企業(yè)信息化標準建設過程中，信息化標準的范圍確定問題開展研究，結合標準經濟學的理念，提出了一種通過建立共享一互操作指數來確定煤炭企業(yè)信息化標準范圍的方法。首先，本文參考OSI模型，構建了包括感知控制層、網絡基礎層、信息資源層、應用系統(tǒng)層的煤炭企業(yè)信息化四層模型，以此為基礎，確定了煤炭企業(yè)信息化標準的邊界；其次，通過分析煤炭企業(yè)信息資源的共享性和互操作性，建立了共享互操作指數，以此為依據，提出了一種基于共享一互操作指數的煤炭企業(yè)信息化標準范圍的確定方法，并通過舉例分析說明如何運用共享互操作指數來判斷煤炭企業(yè)信息化標準的范圍，為煤炭企業(yè)信息化標準范圍的確定提供一種可供借鑒的方法。
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