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论云计算对电子政务的革命性影响


DOI:10.16582/j.cnki.dzzw.2012.10.005

18 电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期)

专题报告·电子政务与服务型政府研究

论云计算对电子政务的革命性影响*
徐晓林**① 李卫东②
①华中科技大学公共管理学院 湖北武汉 430074 ②华中科技大学新闻与信息传播学院 湖北武汉 430074

摘 要: 简述了云计算对电子政务的架构体系、建设模式和发展战略将产生的深刻影响及各国政府对云计算的积极战略部署;论述 了云计算对电子政务架构体系的重组,即“政府云”主要由政府云基础设施层、政府云资源池层、政府云数据库层、政府 云平台层和政府云服务层等构成;提出了云计算环境下中国电子政务发展的战略思考:政府信息资源建设可同时面向互联 网和移动互联网,通过“政府云”实现政府信息资源的“统一规划、统一建设、统一管理、共同使用”,不断扩大电子政 务服务的覆盖面。 关键词: 电子政务;云计算;政府云;移动政务;互联网;信息社会

一、引言 云计算(Cloud Computing)是信息技术发展历程中 最具革命性的重大进展。云计算能提供位置透明性和协 议无关性的“云服务”[1],它将颠覆传统互联网的服务 模式,把人类带入移动互联网和物联网时代。云计算能 把个人用户的数据和程序从个人电脑移到“云端”,从 而打破人类对固定高性能终端的依赖,能让用户像用电 一样通过网络获取各种各样的资源和服务[2],这将深刻 影响网络用户的生活娱乐方式和工作方式。云计算能为 电子政务提供先进的计算模式和基础架构,使政府信息 资源由原来的“分散”管理模式逐步转变为“集中”管 理模式,它对电子政务的架构体系、建设模式和发展战

略都将产生深刻影响。 云计算技术及服务正逐步成为全球信息技术产业发 展的战略方向,云计算中心将成为全球信息化建设的 战略重点。各国政府都在积极开展云计算战略部署, 以抢占信息资源开发利用的制高点[3]:为了有效发挥云 计算的优势,美国联邦政府于2011年2月正式发布了首 份关于云计算的战略报告《联邦政府云计算战略》; 2010年10月6日,德国经济部长宣布启动《云计算行动 计划》,德国政府将为中小企业提供专门的技术和资金 支持,挖掘云计算的巨大经济潜力;2010年8月16日, 日本经济产业省发布了《云计算与日本竞争力研究》报 告,将从完善基础设施建设、改善制度、鼓励创新等三

*基金项目:国家社科基金重大项目“国家政治安全视角下的互联网虚拟社会风险治理研究”(批准号:11&ZD033),教育部 人文社会科学研究项目“云计算环境下移动互联网传播模式、舆论模型与管理机制研究”(编号:10YJC860015)的阶段性研 究成果。 **通讯作者    收稿日期:2012-09-18

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个方面推进日本的云计算发展;韩国在2009年12月公布 了《云计算全面振兴计划》,从2010年开始执行,试 图在2014年前使韩国成为全球最高水准的云计算强国。 另外,2012年1月26日,欧委会副主席兼欧洲数字议程 委员尼莉·克洛斯在瑞士达沃斯举办的“世界经济论 坛”上宣布,欧盟将启动“云计算公私伙伴关系行动计 划”[4]。在这种背景下,中国应该及时调整国家信息化 与电子政务发展的总体规划及战略部署,以应对云计算 带来的机遇和挑战。

“政府云”)将成为电子政务的基础架构平台。“政府 云”是一种面向政务应用的超级计算中心,应用云存储 和虚拟化等云计算技术和理念[6],统一部署政务信息资 源。“政府云”能充分利用资源云,一个机构或者部门 可以不建立独立的数据中心;能充分利用云服务,把大 量的应用和服务放在云端;能充分应用第三方的专业化 服务,确保电子政务的安全[7]。“政府云”主要由政府 云基础设施层、政府云资源池层、政府云数据库层、政 府云平台层和政府云服务层等构成,“政府云”的体系 结构参见图1。

二、云计算将重构电子政务的架构体系 中国的传统电子政务在网络层面采用“三网一库” 结构,由机关内部办公网、办公业务资源网(简称“专 网”)和公共服务网(简称“外网”),以及“信息资 源库”构成;在应用层面上,由国家级电子政务系统、 省级电子政务系统、地市级电子政务系统和县级电子政 务系统构成,以“金”字系列工程为代表的纵向电子政 务系统建设形成“纵强横弱”的应用架构;在技术层面 上,主要由基础设施层、数据资源层、应用支撑层和应 用层构成。当前,中国电子政务的架构体系存在诸多问 题:在网络基础设施方面,中央和地方关键技术路线不 统一,影响了网络的纵向互联互通;部门业务专网仍然 大量存在,政务网络整合工作推进困难;国家电子政 务内网建设的顶层互联互通协调不畅和纵向延伸边界不 清;一些地方电子政务网络各自为政,缺乏统一规范, 难以互联互通 [5] 。在数据中心方面,普遍面临能耗效 率、资源整合、绿色成长、快速响应和信息安全等诸多 问题的挑战,突出表现在分散建设分散管理、扩容压力 日益增大、信息孤岛仍然存在、运行成本居高不下、节 能降耗亟待加强和风险控制存有隐患等多个方面[6]。 在云计算环境下,“政府云计算中心”(以下简称

政府云基础设施由原有的电子政务基础设施和移动 政务基础设施构成,主要包括各类机房、各类网络基础 设施、各类服务器和各类计算机。“政府云”建设主要 是整合原有信息基础设施,提高利用率,而不是将原有 的信息基础设施废弃后重新部署新的硬件基础实施。 政府云虚拟资源层能实现对存储设施、计算设施和 网络设施进行虚拟化的统一管理。在云计算环境下,互 联网上某些节点强大的信息资源以服务的方式变为动态 的、可伸缩的虚拟资源,为广大用户共享和使用,利用 互联网上的计算机和服务器形成一种超强的计算能力, 为全球各地的个人和组织服务[8]。因此,政府云资源层 的目标就是运用虚拟化技术,将硬件基础设施变成一种 服务,为政府系统内的“结点”用户提供“基础架构即 服务”(Infrastructure as a Service,IaaS)。基础架构 即服务是指以服务的形式向用户提供可高度扩展和按需 变化的服务器等硬件资源[9]。系统供应商通过基础架构 即服务向用户提供同颗粒度的可度量的计算、存储、网 络和单机操作系统等基础资源[10],用户无需了解底层的 云基础设施,可自由地部署和运行软件,但需要管理操 作系统、存储与部署的应用[11]。政府云资源层应用虚拟 化软件能将不同物理机的计算能力和存储整理合并成虚

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图1 政府云的体系结构模型

拟的资源池,也能将每台物理机拆分成若干虚拟机,将 配置不同的虚拟机根据实际需要分配给需求不同的用 户,运行不同的应用程序,当出现负载过重时,可自动 虚拟迁移 [12]。如借助云计算中心操作系统——云海OS (Operating System)能对政府云资源进行统一管理。 云海OS采用“linux+Xen”开放标准技术路线,兼容异 构平台,全面采用虚拟化、分布式计算、分布式存储 等,支持“云计算+云存储”整体架构,能提供设备的 虚拟整合与切分、强大兼容性保证、分布式并行文件系 统、资源动态流转等功能[13]。

政府云数据层主要实现数据组织与管理、数据集成 与管理、分布式并行处理和数据挖掘功能[14]:数据组织 与管理采用分布式的存储技术,为用户提供高可靠、高 并发和高性能的数据并行存取访问;数据集成与管理采 用分布式数据管理技术,实现对非确定性、分布异构 性、海量和动态变化的数据处理和分析;分布式并行处 理通过映射和化简两步实现任务在大规模计算节点中的 调度与分配;数据挖掘基于浅层语义分析和深层语义分 析技术,在大量结构化的数据、半结构化的文本和图形 图像数据中,提取潜在的、事先未知的、有用的、能被

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人理解的数据。 政府云平台层主要为各类政务服务和应用系统提供 基础性的平台支持。各类政务业务系统都需要操作系 统、数据库系统等系统软件、云框架服务中间件,以及 各类通用政务软件等作为支撑平台。所谓云框架服务中 间件是信息化建设和运营服务的软件基础设施,处于底 层系统和高层业务逻辑之间的中间层,基于云计算模式 构建和运营,是一个面向服务的可复用的设计架构,能 为构件复用提供运行和互操作环境。云框架服务中间 件通常包括单点登录、访问控制授权、流程、电子表单 等基础性构件[15]。政府云平台主要基于“平台即服务” (Platform as a Service,PaaS)进行建构。平台即服务 也可称其为“云计算操作系统”,能向终端用户提供基 于互联网的应用开发环境。云传播平台层是开发和搭建 云传播服务的支撑系统,主要包括应用编程接口和运行 平台,可细分为“开发组件即服务”和“软件平台即服 务”[9]。 在政府云应用层,云计算通过提供位置透明以及和 协议无关的“云服务”,将颠覆传统互联网的服务模 式。政府系统中的“结点”用户运用政务平台层提供 的各类应用接口(Application Programming Interface, API),可用于快速部署各类业务系统和应用系统。社 会公众用户可使用各类固定或移动的终端,通过互联 网、移动互联网等渠道随时随地访问自己需要的政务服 务。

库、各自的操作系统、独自开发的应用软件和用户界 面,且彼此间不能互操作。这种“多头采集、重复存 放、分散管理、各自维护”的信息化建设模式,在缺乏 统一规划和标准的情况下,使得各自建设的系统与网络 最终成为一个个“信息孤岛”。这些“信息孤岛”各自 为营,彼此之间难以互联互通,严重制约着政府信息化 的进一步发展。 假设一个省级政府下属20个地级市政府,每个地级 市政府下属50个职能部门,若按照上述建设模式,就需 要重复建设1000个“数据中心”,重复购买1000套操作 系统、数据库系统等系统软件,重复开发1000套应用支 撑软件,重复开发1000套各类业务系统,重复配备1000 个信息资源的管理和维护团队。若按一套信息资源管理 体系100万人民币计算,则需要花费10亿元人民币。 云计算将改变组织信息化建设的模式,大幅降低政 府和企业在数据中心建设方面的重复投资[16]。大型企业 组织可独立建设自己的“私有云计算中心”,中小企业 可通过租用大型“公共云计算中心”的基础设施即服务 (IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(Software as a service,SaaS)等平台。政府运用云计算,可采用 政府门户网站群的新型建设模式,能有效整合资源, 提高运行效率,实现节能减排 [17]:即以基础设施即服 务(IaaS)的模式搭建支撑网站群应用的云计算基础平 台,以软件即服务(SaaS)的模式搭建网站群内容管理 云计算应用平台;运用公有云和私有云环境保障网站 群系统安全和信息安全。据风云在线网(www.cnsaas.

三、云计算将改变电子政务的建设模式 在传统的“终端计算”模式下,政府信息资源建设 主要基于互联网,采用“独立建设、各自为政”的模 式。多数政府职能部门建设有独立的信息系统,每个信 息系统又建有自己的信息中心,从而拥有各自的数据

com)介绍,基于“软件即服务”平台,企业用户获取 信息化服务采取租用方式,免除信息技术的投入成本, 可以永远在线获取最快速便捷的信息化应用。同时,云 服务提供商通过硬件设施投入、网络新技术的应用和运 维保障机制来为用户提供电信级的运维保障,确保数据

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信息安全。另据博云网(byzone.cn)介绍,博云网充 分利用云计算和软件最新技术的应用和整合,为广大软 件用户提供海量“软件即服务”产品和专业化的软件租 赁服务。 在云计算模式下,通过“政府云”可实现政府信 息资源的“统一规划、统一建设、统一管理、共同使 用”。硬件基础设施是移动政务和电子政务建设的共 同基础。移动电子政务建设也可以选择不再投资建设 新的硬件基础设施,只需应用“虚拟技术”[1],整合原 有的各类计算机、服务器、网络设备等硬件资源,建 立统一的“政府信息资源池”,包括计算资源池、存 储资源池、网络资源池。通过统一的“政府信息资源 池”管理平台,就可满足各类移动政务和电子政务的 硬件需求。假设一个省级政府下属20个地级市政府, 每个地级市政府建设一个“政府云”,大体上可减少 980个“数据中心”,节约980套系统软件、980套支 撑软件、980套业务系统和980个维护团队。即使按一 个“政府云”花费1000万元计算,也可节约8亿元人民 币。若全省建立一个大型的“政府云”,则节省的费 用会更多。由此可见,云计算为政府信息化所节约的 成本是非常巨大的,至少可以省去原有成本的80%。 如美国联邦政府把云计算、虚拟化和开源列为节约电 子政务支出的三大手段 [18] :2009年,通过采用云计算 技术,美国联邦政府在电子政务领域节约了66亿美元; 美国联邦政府综合服务管理局的电子邮件系统向云计算 平台迁移,即减少了17个冗余数据中心,共节省了1500 万美元;美国国防部空军个人信息中心进行信息系统基 于云计算的改造,将信息查询时间从20分钟缩短到2分 钟,每年还可节省400万美元;美国复苏和再投资委员 会使用Amazon的IaaS建立了网站,2010年就节省了33.4 万美元,2011年预计节省42万美元;美国计划消除800

个政府机构的数据中心,以重新整合政府数据中心,建 设一批基于云计算的数据中心。 另外,中国信息技术企业提出的“云计算中心解决 方案”已经能为云计算技术在电子政务建设中的应用提 供良好的技术保障。如华为桌面云(SingleCLOUD)是 一个端到端的云计算数据中心解决方案,能让一台服务 器变成几台至几十台相互隔离的虚拟计算资源,能让中 央处理器、内存、磁盘等硬件变成可以动态管理的“资 源池”,从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现 服务器整合[13]。

四、云计算环境下中国电子政务发展的战略思考 (一)国际借鉴 2012年3月,联合国经济和社会事务部发布的 《2012年联合国电子政务调查报告:面向公众的电子政 务》显示[19]:中国以0.5359的综合指数排名第78位,比 2010年下降了6位,但同时中国在提升透明度和开放性 方面有所进步;韩国以0.9283的综合指数继续占据全 球电子政务发展排行榜的首位,名列第二至十位的是荷 兰、英国、丹麦、美国、法国、瑞典、挪威、芬兰和新 加坡;全球电子政务发展指数平均值为0.4882,高于 2010年的0.4406,反映出大多数国家都在致力于改善 在线服务以迎合公民需求。据联合国2010年度发布的 《金融危机时期电子政务的利用》报告显示[20]:在电子 政务准备度方面,中国排名第72位,在全球183个国家 和地区中前3位为韩国、美国和加拿大;在电子化参与 度方面,中国排名第32位,前3位为韩国、澳大利亚和 西班牙;就电子政务发展区域布局而言,与各区域信息 产业发展水平紧密关联,排名为欧洲、美洲、大洋洲、 亚洲、非洲;在全球排名前35位的国家中欧洲国家占 70%,亚洲国家占20%。

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由此可见,虽然中国的电子政务建设已经取得了显 著成就,但与发达国家相比还存在相当大的差距。在新 一轮的信息技术革命和电子政务建设浪潮中,中国必须 积极部署云计算战略,发挥引领作用,实现跨越式发 展,才能达到世界先进水平。 (二)利用云计算契机实现跨越发展 要发挥技术上的后发优势,采用云计算等新型信息 技术实施电子政务系统建设,实现“跨越式”发展。云 计算等新一代信息技术将深刻影响世界各国信息化建设 的内容、目标和模式,中国已经较好地在各个层次部署 了云计算的发展战略。在中国《国民经济和社会发展第 十二个五年规划纲要》中提出“新一代信息技术产业重 点发展新一代移动通信、下一代互联网、三网融合、物 联网、云计算、集成电路、新型显示、高端软件、高端 服务器和信息服务”,明确提出将云计算、物联网、新 一代移动通信、下一代互联网作为战略性新兴产业的培 育重点。据《中国证券报》2011年10月21日报道,由工 业和信息化部负责制定的《云计算“十二五”规划》已 形成草案。工业和信息化部及国家发展与改革委员会于 2010年10月18日联合印发《关于做好云计算服务创新发 展试点示范工作的通知》,确定在北京、上海等五个城 市开展云计算服务创新发展试点示范工作。另外,2012 年5月30日国务院常务会议审议通过的《“十二五”国 家战略性新兴产业发展规划》也将云计算列为重点支持 项目。而在国家信息化和电子政务建设中,如何有效应 用云计算等新型信息技术还没有出台有关的规划纲要。 (三)注重顶层设计避免重复建设 要强化电子政务的顶层设计,制定统一的“政府 云”建设规划和标准指南,推进信息资源共享。2006年 3月29日国家信息化领导小组印发《国家电子政务总体 框架》(国信〔2006〕2号),设定了构建国家电子政

务总体框架的目标,从服务与应急系统、信息资源、基 础设施、法律法规与标准化体系、管理体制等方面描述 国家电子政务总体框架的内容构成,已为中国电子政务 建设制定了基本的行动指南。为了保障国家整体电子政 务发展的协调性,需要强化国家、省、地、县级层面的 电子政务顶层设计[21]。目前,重复建设在中国电子政务 发展中较为普遍,经常见到地方政府各职能部门投资建 设功能几乎完全一样的系统,重复投资、重复开发问题 较为严重。如省政府有综合门户网站,各地级市、县 (市)也有门户网站,各级政府的所有职能部门也都有 独立的门户网站。据《第29次中国互联网络发展状况统 计报告》发布的数据显示,截至2011年12月,中国政府 网站(gov.cn)数量已达51185个。对某城市的市民来 说,若要获取某项服务,面对庞杂的政府网站群可能 会不知所措,常常需要在不同网站上重复提交自己的信 息。 新出台的顶层设计方案在与《国家电子政务总体框 架》(国信〔2006〕2号)和《国家电子政务标准化指 南》保持一致的基础上,应全面引入云计算的理念和技 术,提出统一的“政府云”建设规划和标准指南,逐步 建立“一体化”的电子政务系统。 国外部分国家正在为消除电子政务的重复建设而努 力。法国政府为避免重复建设,为公民提供统一的访问 入口做了较多尝试[22]:为避免过多政府网站在功能上重 叠和混淆,2011年法国政府整合了200个政府网站,并 计划于2012年底将各类政府网站从之前的600余个整合 为60个。韩国政府在2010年3月编制了《IT重复投资消 除计划》[23]:截至2010年12月底,韩国132个中央和地 方机构中已经有100个机构应用了韩国政府2003年12月 发布的《政府范围内总体架构框架》,应用普及率达 到75.8%;2010年审查发现21个重复工程和20个相似工

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程,去除重复共节省8880万美元。这些国家的成功经验 和做法为中国后续的电子政务规划和建设提供了参考。 (四)缩小数字鸿沟实现全民共享 要重视数字鸿沟问题,运用云计算技术,同时面向 互联网、移动互联网和物联网等多种网络开发电子政务 应用,不断扩大电子政务服务的覆盖面。 政府投入大量人力物力推行电子政务建设,旨在为 广大公民提供快捷优质的服务,让每位公民均等享有获 取电子政务服务的权利,是电子政务发展的基本目标。 而据《第29次中国互联网络发展状况统计报告》发布的 数据显示,截至2011年12月,中国网民规模突破5亿, 达到5.13亿,全年新增网民5580万,其中手机等移动 终端网民规模达到3.56亿,占整体网民比例的69.3%, 较上年底增长5285万人;中国互联网发展的地域差异 依然延续,北京市的互联网普及率已经超过七成,达 到70.3%,而云南、江西、贵州等省份的互联网普及率 不到25%。总体上来看,虽然中国已进入移动互联网时 代,但还存在较为严重的“数据鸿沟”问题,信息化发 展的地区差异较大,部分公民尤其是广大农民较难顺畅 获取各类电子政务服务。 当前,政府信息化建设的内容被人为划分为电子政 务和移动政务,正在逐步形成两个大型的“信息孤岛”。 从用户的视角来看,电子政务的本质是面向台式计算机等 固定终端的政务服务模式,移动政务的本质是面向智能手 机等移动终端的政务服务模式。由于移动终端计算能力的 严重不足,移动互联网高级应用较难真正实现。云计算可 把个人用户的数据和程序从个人电脑移到“云端”,能打 破人类对高性能固定终端的依赖,让用户像用电一样通过 网络获取各种各样的资源和服务[2]。运用云计算,同一政 府应用系统可同时通过互联网和移动互联网面向用户提 供服务,原有的电子政务和移动政务将融为一体,能让

用户运用台式机、笔记本、智能手机、平板电脑和上网 本等各类终端随时随地获取政务服务。这将有效地扩展 电子政务服务的覆盖面,进一步提高电子政务建设的社 会效益。

五、结语 综上所述,云计算可破解当前电子政务发展的困 境,将对电子政务的架构体系、建设模式和发展战略产 生深刻影响。中国电子政务建设应充分发挥技术上的后 发优势,采用云计算等新型信息技术,强化电子政务的 顶层设计,通过“政府云”建设推进信息资源共享,同 时要重视数字鸿沟问题,不断扩大电子政务服务的覆盖 面。

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李卫东,男,管理学博士,国家认证系统分析师,华中 科技大学新闻与信息传播学院硕士生导师、电子政务研究中 心研究员,研究方向:电子政务(政府信息资源共享),网 络新媒体(云计算)、传播学基础理论(组织传播)。

作者简介:
徐晓林,男,管理学博士,华中科技大学公共管理学院 教授、博士生导师、院长,研究方向:行政学基础理论、电 子政务(数字城市政府管理)、政府管理创新。


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