为适应市场竞争和经营管理的需要,很多组织投入了大量的人力、物力进行信息化的建设。但是,很多组织开发的信息系统相对独立,造成系统信息共享困难,灵活性差,这些信息系统称为“信息孤岛”。组织的运作需要对这些异构系统进行集成,使得这些系统能够信息共享、互操作,实现业务的协同和应用的集成。本文首先对信息系统集成进行了综述,阐述了信息系统集成各个层面的问题,说明了当前信息系统集成流行的技术和架构的优缺点。其次着重介绍了新兴的系统集成的新方法—面向服务的架构(SOA),并详细阐述了SOA的支撑技术和集成优势。本文结合SOA的设计思想和实现技术,提出了面向应用的服务集成架构(OASI)。与其他集成架构相比,OASI全面考虑了从客户访问到数据获取,乃至安全认证的信息系统应用的各个层面;采用层次化分析方法,不同层次解决不同的集成问题;将设计模式融入到集成架构中,使得集成各层之间达到松散耦合和良好的互操作性,并详细阐述了集成架构每一层次的的支撑技术和设计、实现方法。针对OASI中的关键一“黑盒”模型与流程服务引擎,本文改进了传统工作流的“黑盒”模型,提出了基于BPEL4WS的动态工作流模型。Web服务成为传统工作流的活动节点,将BPEL4WS用于流程的描述,另外使用控制规则细化不确定的“黑盒”流程,因而模型具有了传统工作流所不具备的柔性、动态性和可集成异构系统的特性。本文改进了原有“黑盒模型”的形式化描述方法,将否定语义的控制规则用于检验流程正确性,设计了过程组合算法。在形式化描述的基础上,本文对模型中的关键要素进行了面向对象的程序设计,实现了递归的反推出流程方案的算法,并进行了算法实验。最后将集成架构OASI应用到了城市轨道交通指挥调度集成系统中,证明了集成架构的可行性和良好的互操作性。