基于消息队列的居民身份证异地受理业务协作技术研究_施一琳.pdf

电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|157大数据与云计算基于消息队列的居民身份证异地受理业务协作技术研究施一琳公安部户政管理研究中心，北京100070摘要：文章基于现有全国居民身份证异地受理业务流程，围绕实现全国居民身份证跨省协同业务，包括居民身份证的受理、审核签发以及领取发放等业务环节，以业务流程设计、技术路线选型、系统实现等为研究方向，在现有全国居民身份证异地受理和省级居民身份受理系统之间构建业务协同平台，通过对比分析不同跨平台通信技术，运用消息队列技术在部级、省级系统之间构建居民身份证异地受理业务协作技术框架，为开展居民身份证异地受理业务提供建设思路。关键词：居民身份证；跨省业务；消息队列中图分类号:TP3 文献标志码:A DOI:10.19772/ki.2096-4455.2022.11.036 0引言全国居民身份证异地受理系统为公安部统一建设，各级公安机关民警通过该系统对非本省户籍人员开展跨居民身份证异地受理业务，民警在为本省户籍人员和非本省户籍人员办理业务时需要在本省人口管理信息系统和全国居民身份证异地受理系统之间切换，本文基于消息队列（MQ）技术，研究构建居民身份证异地受理业务协作技术框架，建立居民身份证部、省两级协同机制，通过测试验证其可行性，为省级人口管理信息系统开展跨省异地居民身份证受理提供技术支持。1研究背景自1985年实施居民身份证制度以来，居民身份证在便利公民参与政治、经济、文化、社会活动，保障公民合法权益，维护社会秩序，促进经济发展等方面发挥了越来越重要的作用。现行的居民身份证办理以户口登记为基础，以人口信息系统为依托，公民向户籍所在地公安机关提出办证申请，公安机关依托人口信息系统和公安网通过县级、地级、省级公安机关将制证信息传输到制证中心（所），制证后返回派出所核验发证。这一体制在居民身份证发放之初形成，随着技术的发展而逐步完善，基本满足了群众需求。随着社会动态化、信息化的快速发展，长期外出工作、学习、生活的群众居民身份证到期换领或丢失、被盗补领回户籍所在地办理不方便的问题日益显现。2016年7月，公安部根据关于建立居民身份证异地受理挂失申报和丢失招领制度的意见1，依托全国人口管理业务支撑平台、全国居民身份证信息库，建立了全国统一的居民身份证异地受理系统，为全国所有户籍派出所提供居民身份证异地申领、相片和指纹信息采集、身份验证、审核签发、证件制作、证件发放等功能，为长期离开户籍所在地异地工作、学习、生活的群众，在居住地换领、补领居民身份证提供支持。随着居民身份异地受理工作的开展，各地公安机关民警开展居民身份证异地受理数量也逐渐增大，民警办理本地和跨省居民身份证业务时需要在省级系统和部级系统之间来回切换，工作较为繁琐，为更大程度提升基层民警办公效作者简介：施一琳，女，浙江乐清，硕士，助理研究员，研究方向：公安信息化。dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术158|率，满足地方身份证管理的个性化需求，本文提出一种居民身份证异地受理业务部级与省级跨平台协作机制，实现由省级系统进行统一的业务办理操作，并可以与本地系统进行一体化管理。2技术框架设计与实现2.1业务需求分析依据关于建立居民身份证异地受理挂失申报和丢失招领制度的意见中对居民身份证换领、补领异地受理和证件制发程序的规定，跨省异地居民身份证业务遵循“居住地受理、户籍地审核、居住地制证、居住地发证”的原则，由居住地公安机关负责申领资格审查、信息采集、身份核对、质量检查、申领表打印、证件核验发放、缴费管理等工作。户籍地公安机关负责信息审核、证件签发等工作。居住地制证业务中心负责制证信息下载、回馈信息上传等工作。2.2技术选型分析为实现部省两级居民身份证受理业务协同，可采用Webservice技术或MQ的技术。目前，部、省两级人口管理信息系统之间数据交换主要采用Webservice接口方式实现信息备案和查询访问服务。WebService是一种通过Web部署提供对业务功能访问的技术，可以把不同平台开发的不同类型的功能块集成在一起，提供相互之间的互操作2。2014年，按照GA/T 1226治安管理信息数据备案及访问服务接口总体技术规范3，部级人口信息管理系统采用Webservice接口方式，在人口信息备案和跨地域户口迁移核验方面进行了尝试。由于Webservice是本地服务器程序调用远程服务器上的方法，如果请求的Web服务断开，将导致请求失败。MQ传输模式如图1所示，在传输中设置消息队列（MessageQueue），所有请求先由消息发送方（Sender Application）传达给消息队列组件，再由消息队列组件去请求消息接收方（Receiver Application），有了响应之后再返回给调用端程序。通过消息队列传输会将消息持久化放在本地，即使服务终端或服务器故障，也不会丢失请求消息4。从技术特点看，Webservice技术适用于数据备案等业务场景，而消息队列技术泽则适用于需要多次异步交互的应用场景，既能保证高并发时业务响应，又能保证业务响应可靠及时。目前，大部分企事业单位在处理短时间内大规模数据请求的方式主要是运用MQ技术，例如国内气象通信软件系统中的消息传输模块，在现有系统基础上新增消息传输、流传输模式，并以Redis消息队列为核心的交换控制系统替换现有的调度系统，大幅度提升了气象数据实时传输效率5。消息队列通过存储转发技术来提供健壮、可恢复的消息通信能力，具有异步、松耦合、分布式、可靠等特点，能够有效提升吞吐量，提高系统内部通信效率。本文通过建立安全、可靠、高效的业务协同和数据交互通道，实现系统间的同步服务访问、同步数据提交、异步业务变动等功能，为保证部、省级系统间数据一致提供技术实现路径。图 1MQ 工作模式示意2.3业务协作流程设计现有全国居民身份证异地受理系统业务流程如下。（1）符合异地申领居民身份证条件的申请人到居住地派出所申请换、补领居民身份证。（2）居住地派出所受理申请人制证申请，使用省级系统通过异地受理资格审查服务接口获取相关信息。（3）居住地派出所使用省级管理系统对申请人信息进行资格审核，审核通过后采集相片信息、指纹信息完成受理，同时调用异地受理信息备案服务接口上传异地受理信息。（4）户籍地省级系统调用部级异地受理信息接收接口获取本省户籍人口异地受理信息。（5）户籍地县级公安机关使用本省系统对异地受理信息进行审核签发，同时本地系统调用 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|159大数据与云计算部级审核签发信息备案服务接口将审核签发信息上传到部级系统。（6）居住地省级系统调用部级审核签发信息查询服务接口获取本地受理的异地受理审核签发信息。（7）居住地公安机关通过省级系统对本地受理的已签发异地受理信息进行打包，发送给制证中心制证。（8）居住地制证中心接收制证数据包制证，将质量控制回馈信息和制证回馈信息回馈给居住地省级系统。（9）居住地省级系统在接收到质量控制回馈信息和制证回馈信息后，调用部级制证质量回馈信息备案服务接口将信息上传到部级系统。（10）居民身份证领取发放后，居住地省级系统调用领取发放信息备案服务接口上传领取发放信息。（11）户籍地省级系统调用制证质量回馈信息查询服务接口和领取发放信息查询服务接口分别获取属于本户籍地申领信息的质量控制回馈信息、制证回馈信息和证件领取发放信息。2.4基于MQ技术的总体框架基于MQ技术实现居民身份证异地受理业务协作，总体技术框架如图2所示。在部级和省级分别部署协同服务节点，利用广域网组成一个对等结构的通信网络，通过消息中间件MQ来实现信息交互。同步传输采用请求/应答-接收请求的消息收发机制，省级协同服务节点作为请求/应答端，用于传递和接收省级居民身份证异地受理业务相关接口发送或接收的消息，部级协同服务节点作为接收请求端，用于传递全国居民身份证异地受理系统接收或发送的消息。异步传输采用发送/接收的消息收发机制，用于连接部级信息备案接口与省级信息上传接口，以及部级信息推送接口与省级信息接收接口，并通过调用相关接口从MQ接收或发送消息。按照如下描述进行。部级协同服务节点接收各省发送的查询、备案以及跨省申请等数据，并对数据进行处理、统计和分析，同时查看数据传输情况。同时，将管理指令和调度单向各省的协同服务节点发送。省级协同服务节点接收到部级协同服务节点所下发送的管理指令和调度单后，自动调用相应的服务程序对接收的数据进行相关业务处理；同时各省协同服务节点将查询、备案以及跨省申请等数据信息利用MQ向中心节点发送。接收发送接收队列全国居民身份证异地受理系统业务库请求/应答发送队列接收队列发送接收省级人口管理信息系统业务库请求/应答部级协同服务节点省级协同服务节点部级居民身份证异地受理业务协同相关接口发送队列省级居民身份证异地受理业务协同相关接口图 2居民身份证异地受理业务协作技术框架3性能测试结果及与Webservice技术比较3.1性能测试结果本文采用的MQ技术在计算性能、稳定性、性价比和工作效率上较Webservice具有明显的优势。MQ消息吞吐量测试结果如图3所示，MQ网络利用率测试结果如图4所示。在创建一个发送和接收队列的前提下，以传输1K的消息为例，对有多个生产者进程进行生产时的吞吐量进行性能测试。理论上在负载饱和之前，生产者进程数越多，每秒收到的消息量越大。结果表明，使用MQ技术单个生产者每秒dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术160|可成功发送多条数据，并且随着生产者进程数的增加，每秒发送的消息总量随之线性上涨。图 3MQ 消息吞吐量测试图 4MQ 网络利用率测试在创建一个发送和接收队列的前提下，对发送不同大小消息时的网络宽带利用率进行性能测试。结果表明，使用MQ技术当发送的消息越大时，网络宽带的利用率越高，直到达到最大值。3.2MQ技术与Webservice技术比较本文对跨平台、消息持久化、调用方式、耦合性、通信机制、支持协议、程序设计、工作模式、架构设计等方面对MQ技术和Webservice技术进行比较。具体结果见表1。表 1MQ 技术与 Webservice 技术比较表序号比较点MQ 技术Webservice 技术1是否支持跨平台支持跨平台支持跨平台2是否支持消息持久化支持消息持久化不支持消息持久化3调用方式异步调用同步调用4通信机制延时通信实时通信5支持协议TCP/IP 协议SOAP/HTTP 协议6耦合性松耦合松耦合MQ技术与Webservice技术在应用开发方面均属于松散耦合的方式，通过网络通信实现不同系统不同平台，不同开发语言和开发技术实现的软件系统之间的通信，支持跨平台部署。MQ技术与Webservice区别在于MQ通过存储一转发技术提供可恢复的消息通信能力，在出现网络中断、调用失败等情况时，保证消息并不会丢失，而是存在本地存储中，但Webservice受限于同步调用、实时通信的机制，无法提供可恢复的功能。3.3居民身份证异地受理系统技术需求居民身份证异地受理业务较为复杂，实现一笔业务涉及多次异构系统间信息交互，在全国开展异地受理业务时将产生海量数据、高并发请求，对系统单位时间吞吐性能要求较高，经比较，从技术需求和MQ、Webservice的技术特点看，居民身份证异地受理系统更适合选择MQ技术。4结语本文通过分析现有居民身份证异地受理系统技术需求，对MQ、Webservice等跨平台通信技术进行研究，针对居民身份证异地受理业务协作多交互高并发等特点，提出了基于消息队列实现的设计方案，采用消息队列管理平台，可以用其异步交互的特点，满足居民身份证管理中跨平台系统交互要求。同时，通过对消息吞吐量和网络利用率等方面开展性能测试，验证了本文的研究成果。参考文献1 公安部.关于建立居民身份证异地受理挂失申报和丢失招领制度的意见EB/OL.中央政府门户网站,http:/ 周晓峰,王志坚.分布式计算技术综述J.计算机时代,2004(12):3-5