楚嘉琦,劉從軍

(1.江蘇科技大學計算機科學學院,江蘇 鎮(zhèn)江 212003; 2.江蘇科大匯峰科技有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

0 引 言

隨著現(xiàn)代計算機、網(wǎng)絡通信等技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化建設愈加受到各個政府部門的重視。而傳統(tǒng)的政府網(wǎng)站由于訪問不方便，相關(guān)政務、行政服務信息更新不及時，導致網(wǎng)站瀏覽量低，政務信息披露不及時。已無法滿足在當今快節(jié)奏的生活中，民眾對于政務及行政服務信息的及時了解、查詢的需求[1-3]。在這種形勢下，智能手機的發(fā)展和微信等社交平臺的普及，為現(xiàn)代政府部門信息化建設帶來了新的機遇及挑戰(zhàn)。政務微信服務平臺具有傳統(tǒng)政府網(wǎng)站無可比擬的優(yōu)越性。微信本身的跨平臺性，使政務微信服務平臺具有一個統(tǒng)一入口，方便管理。利用微信本身的多媒體功能，使政務微信服務平臺可以提供更豐富的功能，提高辦事效率。微信以手機為終端，使政務微信服務平臺可以真正意義上實現(xiàn)政務信息及行政服務隨處可查，隨處可得，簡化了行政服務流程，確保了政務信息的及時披露[4-6]。因此，對于政務微信服務平臺的研究具有一定的現(xiàn)實意義。本文基于微信公眾號設計一個電子政務服務平臺。該平臺旨在促進政府部門信息化建設的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

1 相關(guān)背景

1.1 微信公眾平臺

自2012年8月23日正式上線以來，微信公眾平臺的宗旨是為用戶創(chuàng)造一種良好的體驗，在媒體中創(chuàng)建一種全新的生態(tài)循環(huán)。微信公眾平臺的賬號根據(jù)運營的目的和運營主體的差異性分為以下2種，一種稱為服務號，其運營只能由組織來負責，這些組織既可以包括盈利為主的企業(yè)、媒體，也可以包括以非盈利為目的的政府和公益組織，另一種稱為訂閱號，其運營既可以是組織，也可以是個人，但個人不能參與運營服務號。

作為微信公眾平臺的賬號類型之一的服務號與微型官網(wǎng)相似，是組織開展微信社交的站點，其宗旨是為廣大用戶提供能夠自定義的多樣化服務，這種服務通過自定義的菜單來提供，菜單與后臺基于移動設備的網(wǎng)站相互結(jié)合，與現(xiàn)有的系統(tǒng)進行對接，從而實現(xiàn)了服務的跨平臺性[7-8]。

1.2 政務微信技術(shù)方案

通過對現(xiàn)有的大量的政務微信公眾號分析和研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的政務微信公眾號的技術(shù)方案主要依靠微信公眾號的2大功能來實現(xiàn)自身的業(yè)務，分別為：

1)推送圖文消息。該功能需要政務微信運營者使用微信官方的后臺管理系統(tǒng)對要推送的圖文信息進行編輯，并完成推送操作。使用該功能，主要可以實現(xiàn)將每日的重點新聞、政策實施和解讀等重要的政務信息推送給公眾。

2)自定義菜單。該功能在現(xiàn)在的政務微信的技術(shù)方案中，是實現(xiàn)政務微信絕大部分業(yè)務功能的主要技術(shù)手段。微信所提供的自定義菜單有2種行為：一是點擊會推送圖文信息；二是點擊后打開一個Web頁面。

在現(xiàn)行的技術(shù)方案中，主要依靠自定義菜單的第2種行為，通過在微信公眾號中打開一級Web頁面，并在一級Web頁面中設置鏈接鏈到二級Web頁面，乃至三級Web頁面，并使用Web頁面來完成政務微信的各種功能。通過這種機制，開發(fā)者可以將微信公眾號實質(zhì)性地建設成一個Web網(wǎng)站，或者說是一個Web應用，并將微信客戶端實質(zhì)性地轉(zhuǎn)變成微信瀏覽器。微信所提供的這種將微信公眾號轉(zhuǎn)變?yōu)閃eb網(wǎng)站、Web應用的機制，使得開發(fā)者可以在微信公眾號的基礎平臺之上，通過使用傳統(tǒng)Web開發(fā)方式和技術(shù)對微信公眾號進行二次開發(fā)，從而極大地擴展了微信公眾號所能提供的服務，豐富了微信公眾號的功能[9-10]。

本文基于上述技術(shù)方案，通過微信提供的自定義菜單，將本平臺建設為一個Web網(wǎng)站、Web應用，并使用Web開發(fā)技術(shù)和Web頁面的方式，實現(xiàn)本平臺的所有主體功能。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)需求設計

基于微信公眾號的政務服務平臺系統(tǒng)的建設是為了改變我國政務信息披露、更新不及時，公眾查詢政務、公共服務等信息不方便的現(xiàn)狀。實現(xiàn)政務信息及行政服務隨處可查，隨處可得。本系統(tǒng)以微信公眾號為平臺，集政務信息、行政服務查詢、事務辦理、費用繳納等功能為一體，利用現(xiàn)代信息技術(shù)作為支撐，為政府部門在加快信息化建設、及時公開政務信息、提高部門工作效率等方面發(fā)揮作用。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設計

引入微信后，微信將成為電子政務系統(tǒng)的平臺和統(tǒng)一入口。微信的開發(fā)模式可以將系統(tǒng)的功能和服務引入到特定的服務器來實現(xiàn)?？梢哉J為，引入微信是對已有電子政務系統(tǒng)前端的部分改造，新的微信政務服務平臺可以方便快捷地與現(xiàn)有的電子政務系統(tǒng)進行無縫銜接。引入微信后的電子政務系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 引入微信后的電子政務系統(tǒng)架構(gòu)

2.3 系統(tǒng)功能設計

本系統(tǒng)功能由3部分組成，分別為：政務公開、事務辦理和繳納費用。

2.3.1 政務公開

政務公開模塊是政府部門通過本平臺實施“問政于民”政策的一個窗口，即有選擇性地將政府部門的一些日常政務信息向廣大民眾公開，并接受民眾的監(jiān)督。參與政務公開的用戶主體為部門用戶和民眾。政務公開由新聞動態(tài)、規(guī)劃計劃、重大項目、社會公益、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和人事信息等子欄目組成。這些政務信息都是由所在部門用戶負責編輯完成的。其用例圖如圖2所示。

圖2 政務公開用例圖

2.3.2 事務辦理

事務辦理是政府部門和廣大民眾的一個橋梁，為廣大民眾提供了事務辦理流程查詢和辦理等功能，更好地提升政府部門的公共服務能力。該模塊中主要包括5個子模塊，即發(fā)布服務章程和事宜、查看服務章程和事宜、請求服務、辦理服務請求和查看辦理結(jié)果。其中，由部門用戶負責完成的模塊是發(fā)布服務章程和辦理服務請求，而民眾可以查看服務章程，請求服務并查看請求的最終處理結(jié)果。其用例圖如圖3所示。

圖3 事務辦理用例圖

2.3.3 繳納費用

傳統(tǒng)的政務微信公眾號主要以信息發(fā)布、政務信息查詢功能為主。隨著微信團隊對于各種認證類型的微信服務號和訂閱號微信支付功能的開通，為政務微信公眾號帶來新的活力和機遇。通過微信支付接口實現(xiàn)繳納費用功能是本系統(tǒng)的特色功能。應用于不同的場景，可以完成不同的功能，諸如：水電費繳納、交通罰款繳納等，從而能夠真正實現(xiàn)完整的在線服務。政務微信的在線支付功能及其支付方式的多樣化是其區(qū)別于傳統(tǒng)的電子化公共服務平臺的主要特征之一。其擴充了政務微信公眾號的功能，并解決某些政府部門的收費項目收費困難等問題，同時極大地方便了公眾繳納相關(guān)費用，提高了政府部門辦事效率。該模塊主要包括2個子模塊：發(fā)布繳納費用項目和繳納費用。部門用戶通過后臺系統(tǒng)的發(fā)布繳納費用項目模塊發(fā)布收費項目。公眾通過繳納費用模塊查看需要繳費的事項并通過微信支付繳納費用。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 頁面設計

本平臺的后臺程序使用Java開發(fā)，保證平臺的穩(wěn)定性與可靠性。前臺頁面基于HTML5、CSS3、JavaScript以及Ajax技術(shù)進行設計和開發(fā)。在保證功能性的同時，提升頁面的美觀程度，并對用戶操作流程進行優(yōu)化，保證本平臺的用戶友好性，使本平臺簡潔、易使用。平臺的主界面為微信公眾號頁面，通過設置微信公眾號的自定義菜單以及二級自定義菜單的跳轉(zhuǎn)鏈接，來實現(xiàn)平臺的各個功能頁面。平臺的功能頁面主要有：新聞動態(tài)、重大項目、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、事務辦理、繳納費用等。部分頁面如圖4所示。

圖4 部分頁面展示

3.2 業(yè)務實現(xiàn)

平臺的整體業(yè)務由3部分組成：

1)政務公開。部門員工登錄PC端管理系統(tǒng)后，進入信息發(fā)布頁面，選擇待發(fā)布信息的欄目并填寫信息的標題。完成標題的填寫后，即可填寫信息的正文部分。如果正文部分需要插入圖片，則員工需要將待插入的圖片上傳到系統(tǒng)中。上傳過程中，系統(tǒng)會對上傳圖片的大小、格式等信息進行驗證，如果驗證通過，則提示上傳成功，并可以將該圖片插入到政務部分；如果驗證失敗，則彈出驗證失敗提示信息窗口，并要求員工修改后重新上傳。最后保存信息并提交給系統(tǒng)。信息發(fā)布成功后，公眾就可以在公眾號里相應的Web頁面查看信息[11-13]。信息發(fā)布流程如圖5所示。

圖5 發(fā)布信息流程圖

2)事務辦理。民眾在向政府部門提出事務辦理請求時，其過程為：首先，民眾用戶打開請求頁面，選擇請求服務的類別，然后輸入服務的標題，系統(tǒng)驗證該標題是否符合規(guī)范，如果不符合規(guī)范則彈出提示信息，并讓用戶重新輸入，如果符合規(guī)范則輸入服務的詳細內(nèi)容，最后提交給系統(tǒng)驗證，如果驗證失敗將彈出驗證失敗的提示信息，反之則保存服務請求，并返回到公共服務管理頁面[14]。其流程如圖6所示。

圖6 請求服務流程圖

公眾除了以上述方式請求服務外，也可在公眾號中發(fā)送文本信息，如各類咨詢、與公眾號進行互動、獲取相關(guān)服務。平臺后臺系統(tǒng)在接收到民眾發(fā)送的文本信息后，對其進行文本分析，并提取其中的關(guān)鍵字。后臺系統(tǒng)根據(jù)提取到的關(guān)鍵字，在數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵字匹配規(guī)則表中進行檢索。如果檢索失敗，即系統(tǒng)中沒有關(guān)于該關(guān)鍵字的匹配規(guī)則，則向用戶發(fā)送一條預設的匹配失敗的信息，包括：關(guān)鍵字匹配失敗信息、幫助信息和熱點問題。如果檢索成功，則將該關(guān)鍵字所對應的文章或信息發(fā)送給用戶。部門用戶可以通過后臺系統(tǒng)中的關(guān)鍵字匹配管理模塊新增新的關(guān)鍵字匹配規(guī)則，并對現(xiàn)有的關(guān)鍵字匹配規(guī)則進行修改和刪除等操作。

3)繳納費用。公眾通過點擊繳納費用菜單打開繳納費用的Web頁面。此時公眾需要在頁面中輸入繳納費用所需的個人信息。根據(jù)應用場景的不同，所需的個人信息也不同。比如繳納水電費，需要公眾輸入自己的家庭住址、室號等信息；又比如繳納交通罰款，需要公眾輸入自己的車牌、車架編號等信息。通過這些個人信息，在系統(tǒng)中對公眾進行標識，從而查詢出公眾需要繳納的金額等信息。本系統(tǒng)在此基礎上，將上述個人信息與公眾的微信標識OpenId進行綁定，以方便公眾的再次使用。

公眾提交個人信息后，系統(tǒng)根據(jù)這些信息在數(shù)據(jù)庫中查詢待繳費事項、金額等信息，系統(tǒng)將這些信息以及政務微信的應用表示AppId、用戶標識OpenId、簽名Sign等參數(shù)封裝成XML，并將該XML發(fā)送給微信的統(tǒng)一下單地址，得到prepay_id，paySign等支付參數(shù)。公眾選擇待繳事項后，進入支付頁面。在支付頁面中，輸入繳納金額后，點擊支付，發(fā)起支付請求。微信客戶端接收到支付請求后，在頁面中調(diào)用JS API接口向微信支付系統(tǒng)請求支付，并將得到的prepay_id，paySign等支付參數(shù)通過HTTPS協(xié)議傳輸給微信支付系統(tǒng)。微信支付系統(tǒng)驗證得到的支付參數(shù)的合法性和支付發(fā)起域名的權(quán)限。驗證通過后，將驗證結(jié)果返回給微信客戶端，并要求用戶給予支付授權(quán)。此時支付頁面上會要求用戶輸入支付密碼，用戶確認支付并輸入支付密碼后，微信支付系統(tǒng)驗證該授權(quán)并完成支付操作。政務微信后臺系統(tǒng)收到支付結(jié)果后，將支付信息加密存儲在數(shù)據(jù)庫，以便用戶可以查詢歷史支付記錄，并且通知微信客戶端，顯示支付成功頁面，展示支付信息。繳納費用的時序如圖7所示。

圖7 繳納費用時序圖

4 系統(tǒng)性能優(yōu)化

通過對現(xiàn)有的大量政務微信公眾號以及其他類型公眾號的技術(shù)方案的分析和研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的公眾號都可以視為一種以微信為入口的Web網(wǎng)站或Web應用。微信所提供的這種將微信公眾號轉(zhuǎn)變?yōu)閃eb網(wǎng)站或Web應用的機制，使得微信公眾號得以突破微信的限制，通過Web的方式實現(xiàn)更多的功能。然而這種方式同樣帶來新的問題。

微信公眾號是運行在微信APP之上的，微信官方團隊對微信自身的性能做了優(yōu)化，諸如信息的發(fā)送和接收、請求的響應的方面，所以在使用微信的基本功能，諸如聊天、公眾號中接收圖文消息等，并沒有明顯的延遲感。然而微信官方團隊并沒有，也沒辦法對于微信公眾號中所使用的Web頁面進行性能優(yōu)化。而在微信公眾號中使用Web頁面，將微信公眾號建設成一個Web網(wǎng)站的技術(shù)方案已是業(yè)界主流的方案。所以本文針對微信在Web優(yōu)化方面的不足，對本平臺運用Web優(yōu)化技術(shù)進行性能優(yōu)化，以減少頁面加載時間。

4.1 性能優(yōu)化方案

1)設置緩存。

微信瀏覽器使用緩存來減少HTTP請求數(shù)量和HTTP響應大小。通過對頁面中靜態(tài)資源使用緩存可以避免重復加載資源，提高資源的重復利用率，同時可以減少服務器通信壓力、提高前端頁面性能。

設置Expires頭部是啟用緩存最常用的方式之一，通過設置HTTP頭部的Expires字段來通知瀏覽器對于數(shù)據(jù)報中的數(shù)據(jù)進行緩存，并設置失效時間，在每次請求時對其驗證，來規(guī)定瀏覽器的行為：使用緩存數(shù)據(jù)或到服務器中抓取新的數(shù)據(jù)。然而以這種方式進行緩存時，必須對服務器及瀏覽器的時間進行同步，從而確保Expires頭部中設定的失效時間可以正確地運行。

通過設置Cache-Control中的max-age字段的方式來對數(shù)據(jù)進行瀏覽器端的緩存時，可以避免每次請求時在瀏覽器與服務器之間進行時間同步，不過在HTTP1.1協(xié)議中才可以使用這種方式。

ETag用于檢測微信瀏覽器緩存中的組件是否與服務器上的組件一致。設置或移除ETag頭部信息，會對前端頁面的加載速度產(chǎn)生較大影響。在適當?shù)那闆r下除ETag頭部可以提升系統(tǒng)整體效率，避免瀏覽器在本地緩存時，對數(shù)據(jù)的重復性下載[14]。

在政務微信公眾號的開發(fā)中對相關(guān)資源設置緩存，可以有效提高公眾在使用政務公眾號時的流暢度，減少政務微信公眾號推送圖文消息時的響應延遲，并且通過設置緩存的有效時間，定期清理緩存，可有效避免因為設置緩存帶來的微信占用內(nèi)存過大所導致的微信加載速度、響應速度過慢的問題。

2)使用CDN。

由于HTTP協(xié)議的無狀態(tài)特性，為了在Web系統(tǒng)中存儲用戶信息，記錄用戶的登錄狀態(tài)，引入了Cookie技術(shù)。Cookie技術(shù)可以在HTTP無狀態(tài)的環(huán)境中，標識Web系統(tǒng)中的用戶，然而Cookie技術(shù)的引入使得HTTP請求數(shù)據(jù)大大增加，增加了HTTP請求響應時間。

在這個前提下，有必要減少帶有Cookie信息的HTTP請求數(shù)，以減少整體Web系統(tǒng)的響應時間。將靜態(tài)資源(圖片、CSS文件、JS文件等)放在一個不需要Cookie的獨立域名之上，這是優(yōu)化這個問題的一個基本思想，而內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(Content Delivery Network，CDN)則是基于這個思想的一個解決方案。

CDN優(yōu)化了用戶網(wǎng)絡請求過程，它根據(jù)當前網(wǎng)絡中，實時的網(wǎng)絡流量情況，以及各個節(jié)點之間的連接速度、負載狀況和節(jié)點到用戶間的地理位置距離等信息，將用戶的請求重新導向至于當前用戶來說最優(yōu)的節(jié)點。CDN系統(tǒng)通過網(wǎng)絡定位重定向等技術(shù)，減少了資源請求響應時間，從而提高資源的加載速度。

通過使用CDN網(wǎng)絡系統(tǒng)，可以加快政務微信公眾號中靜態(tài)資源的加載速度，提升政務微信公眾號的整體性能，以及公眾的用戶體驗，加快政務公眾號對公眾請求的響應速度。

4.2 方案實現(xiàn)

1)通過在系統(tǒng)服務器中的Apache的配置文件中添加如下內(nèi)容來對本系統(tǒng)中的圖片、CSS文件、JS文件等靜態(tài)資源啟用微信瀏覽器端的緩存。

Expires Active On

Expires By Type image/gif A2592000

Expires By Type image/jpeg A2592000

Expires By Type application/x-JavaScript A604800

Expires By Type text/css A604800

用戶在第一次通過公眾號訪問頁面時，公眾號通過微信服務器向系統(tǒng)服務器發(fā)出頁面請求。系統(tǒng)服務器根據(jù)請求報中的數(shù)據(jù)，返回相應頁面的HTML文檔數(shù)據(jù)，以及其中包含的圖片、CSS文件、JS文件等靜態(tài)資源。與此同時，系統(tǒng)服務器根據(jù)Apache配置文件中的標注，在返回靜態(tài)資源的報文的報頭中，添加Expires、Cache-Control(MaxAge)、mod_expires、Etag等頭部信息，通知微信瀏覽器，對這些靜態(tài)資源進行本地緩存，并通知瀏覽緩存最大時間、本地緩存資源與服務器資源驗證方式等。在公眾后續(xù)請求相同頁面時，瀏覽器驗證本地緩存資源是否失效，同時向系統(tǒng)服務器發(fā)出請求，驗證頁面資源是否在緩存期間發(fā)生了改變。如果系統(tǒng)服務器返回304狀態(tài)碼，即通知瀏覽器頁面資源無改變，并且瀏覽器本地資源未過期，則瀏覽器直接使用本地緩存數(shù)據(jù)渲染頁面[15]。

2)本系統(tǒng)使用CDN技術(shù)來應對網(wǎng)絡擁塞、命中率低等影響數(shù)據(jù)傳輸效率的問題，改善頁面請求過程，提高用戶訪問響應速度，數(shù)據(jù)的傳輸速率、穩(wěn)定性以及命中率。

使用CDN優(yōu)化后的頁面請求過程如下：

①公眾訪問頁面，微信公眾號通過微信APP發(fā)出頁面請求，提供頁面URL。

②微信瀏覽器調(diào)用本地DNS解析庫對請求里的URL進行解析。CDN系統(tǒng)對域名解析過程進行了調(diào)整，本地解析后得到的是該URL所對應的CNAME記錄。此時瀏覽器會對得到的CNAME記錄再次進行解析。

③此次解析后得到CDN專用DNS服務器的IP地址，瀏覽器向該IP地址發(fā)出地址解析請求，CDN專用DNS服務器解析后，將CDN的緩存服務器IP地址返回用戶。用戶向CDN的緩存服務器發(fā)起內(nèi)容URL訪問請求。

④CDN的緩存服務器捕獲用戶的URL訪問請求后，根據(jù)請求中的URL，在cache中查找記錄，得到URL所對應的IP地址。然后服務器對該IP地址提交訪問請求，系統(tǒng)服務器響應訪問請求后，將所請求的數(shù)據(jù)返回給緩存服務器。

⑤緩存服務器從系統(tǒng)服務器得到數(shù)據(jù)后，首先會本地進行緩存，以備之后請求相同數(shù)據(jù)時直接返回給客戶端；同時把獲取的數(shù)據(jù)返回給客戶端，完成數(shù)據(jù)服務過程。

⑥客戶端接收到返回的數(shù)據(jù)后，渲染頁面，展示給用戶，完成整個頁面請求過程[16]。

4.3 對比測試

從表1本系統(tǒng)與傳統(tǒng)政務微信公眾號優(yōu)化前后的對比數(shù)據(jù)分析可以看出，在傳統(tǒng)的政務微信技術(shù)方案的基礎上，運用優(yōu)化技術(shù)對政務微信公眾號的相關(guān)環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，可以有效減少政務微信的響應時間，提升政務微信整體性能，以及公眾在使用政務微信時的用戶體驗。

表1 本系統(tǒng)與傳統(tǒng)政務微信公眾號優(yōu)化前后的對比數(shù)據(jù)分析/ms

傳統(tǒng)微信公眾號本平臺請求響應時間約5000不到1000靜態(tài)資源加載時間6134整體加載時間約15000約2300渲染時間5836腳本執(zhí)行時間3511

5 結(jié)束語

本文根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，完成了基于微信公眾號的政務服務平臺的設計與實現(xiàn)。將該平臺分為系統(tǒng)管理、政務公開和公共服務3個子系統(tǒng)，實現(xiàn)政務信息隨處可查，行政服務便捷辦理，對確保政務信息及時披露，提高政府部門辦事效率方面具有非常重要的價值。在實現(xiàn)功能的基礎上，本文對于系統(tǒng)的整體性能進行了優(yōu)化。對于系統(tǒng)中的諸如圖片、CSS文件、JS文件等靜態(tài)資源，使用瀏覽器本地緩存技術(shù)，加快了靜態(tài)資源的加載速度，并且使用CDN技術(shù)改善頁面請求過程，以實現(xiàn)負載均衡，降低網(wǎng)絡擁塞，調(diào)高公眾訪問頁面的響應速度。

微信已成為現(xiàn)代人不可或缺的社交工具，將微信應用于電子政務系統(tǒng)當中，既能發(fā)揮微信作為社交工具使用率高、影響范圍廣的優(yōu)點，也可以借助電子政務系統(tǒng)強大的后臺支持功能完善政府的服務，對更好地推進政府工作，為公眾提供更優(yōu)質(zhì)、更貼心的公共服務具有重要的意義。

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