物联网RFID海关物流监控系统解决专项方案.docx
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1、1 序言本文档共包含7章,每章内容以下表所表示。表 11 本文档内容介绍名称内容介绍备注序言对本文档结构进行概要说明需求分析分析描述目前海关物流监控系统需求,即本文档需要处理哪些问题海关物流监控系统分析包含实体交互关系分析、业务分析和技术分析海关物流监控系统设计包含系统架构设计,平台设计和应用系统设计系统关键技术对本文档所包含关键技术进行介绍系统关键设备介绍系统关键设备介绍术语和缩略语名词解释和缩略语2 海关物流监控现实状况、面临挑战和需求分析2.1 现实状况分析目前海关物流运输监控关键现实状况分析以下:1)进出口货物在运输途中可能被掉包或偷卸海关货运关键经过集装箱车辆来运输管理,现在集装箱车
2、辆管理关键使用传统铅封(一个物理海关封志),即在开启地上封,在货运终点解封。没有电子防伪手段,这种铅封很轻易被伪造。因为铅封是否在运输途中被破坏和伪造不得而知,进出口货物就无法确保是否被掉包或偷卸。海关需要对全部经过货运集装箱车辆进行检验,这会造成大量人力投入。即使查到有问题,也无法知道问题是什么地点、什么时间发生。2)缓慢通关效率造成海关卡口前需要排长队等候因为传统铅封无法提供有信服力监控手段,海关必需在清关前对全部进出口货物进行数次检验,如二次以上转关。另外查对铅封状态需要人工干预,肉眼较难分辨铅封是否有问题,这么可能会造成查对时间过长。且传统铅封和通关文件之间无法实现电子信息关联,人工查
3、对通关文件也会造成通关效率低下。造成在海关和出入境卡口排长队等候集装箱车辆越来越多,囤积车辆不仅会造成拥堵和管理不便,还会存在安全隐患。2.2 面临挑战从海关监控现在现实状况来看,需要处理关键问题有两个,一是怎样确保进出口货物运输安全,二是怎样提供通关效率。处理这两个关键问题需要面临部分挑战。1)从运输安全角度来看挑战一:怎样提供有信服力依据,能够确保运输途中集装箱车辆没有被打开或更换。挑战二:怎样立即获取运输途中集装箱车辆上封状态、行驶位置和时间信息,用于监控集装箱车辆途中运输情况。2)从通关效率角度来看挑战一:怎样改善现有通关步骤,提升通关效率。挑战二:怎样确保快速通关不会造成漏检。2.3
4、 需求分析从海关监控现在面临挑战,可分析得出海关监控应用关键需求包含以下内容。1. 需要引入一个新封志,能够充当电子数据载体。该封志需要有高安全性,支持电子流信息管理方法,能够经过无线通讯方法来上封和解封。这种封志现在对应电子产品是集RFID、GPS和GPRS于一体电子关锁。当被暴力破坏或非法拆除时,电子关锁能够自动将异常统计上报给监控系统。2. 海关监控系统需要切入海关原有业务系统,提供基础信息采集和数据上报功效。3. 需要提供对电子关锁运维和管理功效,能够配合海关完成关锁申领、发放、回收、更换等功效。4. 作为现有海关系统补充服务,该应用系统首先应能和现有海关系统平滑融合,但要尽可能避免干
5、涉现有操作步骤,这么可对现有业务冲击最小,使系统改造工作量最小,便于快速建设,立即收回投资成本。5. 该系统应预留足够业务可扩展空间,关键是海关每十二个月不停增加转口、转运及进出口货运量,6. 该系统应含有良好容错能力和可靠性,当该系统运行出现异常时,在其自恢复期间,原有海关步骤应能照常运行。7. 该系统应含有良好可扩展性,除应考虑跨国电子关锁运行外,还应为后续非海关类电子锁应用预留足够空间和扩展便利性,如关键化学品、石油及其它高危车辆运输过程管理、运钞车和军用物资车辆等高敏感车辆运输管理、政府及国家强力部门关键资产定位管理等。8. 该系统步骤设计应对其各类盈利模式有足够支撑,方便在不过多影响
6、目前海关步骤前提下,提升海关通关效率和服务质量,快速取得收益。3 海关物流监控系统分析3.1 实体交互关系分析本系统和外部实体间交互关系以下图所表示图 31 实体交互关系图l 系统-电子关锁运行商电子关锁运行商使用本系统完成运维业务,包含电子关锁管理、申领、发放、配送、回收、维修、充电等业务。l 系统-海关海关包含海关和出入境点,系统需要为海关提供运输监控和安全预警服务,从而为提升海关运输安全性和通关效率等提供帮助。l 系统-企业用户企业用户包含应用关联各类企业和厂商,如酒厂、进口商、批发商、零售商等,应用推广和扩展后还会包含食品、药品等物品追溯企业。系统需要提供门户服务,步骤服务和流通管理服
7、务。l 系统-个人用户个人用户包含部分散户和个体,如和海关集装箱运输相关散户,企业个人等。系统需要提供门户服务,假如个体参与了系统动作还需要提供步骤服务,如稽查服务。l 系统-移动运行商系统需要移动运行商提供GPRS或其它无线网络服务,关键用于海关监控系统。l 系统-互联网运行商系统需要互联网运行商提供有线网络服务。3.2 业务分析l 海关物流监控功效性业务分析需要监管海关运输,实现对转运、出境和入境全步骤监管。表 31 海关监控应用系统分析序号场景决议分析1监管海关运输设置海关物流监控系统设置预申报系统,假如海关已经有该系统,则需要考虑系统对接2需要监管集装车辆在运输途中状态,如有异常需要告
8、警给集装箱车辆分配电子关锁,在启运地施封,在终点解封设置关锁申领系统,用于管理关锁发放和租金、押金等管理设置海关监控中心,用于监控全部装有电子关锁车辆状态异常告警需要人工处理时要配置手持机3卡口施封和解封,当集装箱车辆经过海关或出入境卡口时,需要自动施封或解封设置卡口系统,经过在卡口安装一体机或固定阅读器来控制,不需要设置卡口IT系统,可为原有系统提供联动接口l 非功效性服务分析(1) 接入点数量多,需要支持高并发访问。(2) 管理数据多,需要支持大容量存放(3) 业务跨度大,对系统兼容性要求高(4) 面向角色和群体种类多,需要提供通用服务界面(5) 可扩展性要求高(6) 系统间大数据量传输(
9、7) 应尽可能降低应用系统各步骤IT设备,经过远程访问方法替换当地系统表 32 非功效性服务序号约束决议分析1接入点数量多,角色和群体种类多对外部角色提供B/S访问方法,简单,无需安装对内部角色提供C/S或B/S访问方法,提供增值服务,只需简单安装,提升安全性需要考虑并发访问造成性能瓶颈,可采取负载均衡来协调性能问题需要提供角色管理和权限认证服务2管理数据多提供数据分区、分层管理支持海量数据查询配置大容量存放设备,容灾考虑(当地容灾)3业务跨度大采取分布式系统,确保独立性和松耦合需要支持多系统和多语言环境需要支持多个数据库访问控制方法4可扩展性高经过服务组装或模块组装方法来完成平台和应用系统构
10、建,提升可重用性系统间交换使用SOAP或XML标准格式5系统间大数据量传输大数据量传输采取FTP方法6降低IT系统设备,经过远程访问替换当地系统1)各应用中心系统将整合关键和关键业务,尤其是各流通步骤管理业务,不需要当地存放数据或有其它业务系统实体经过B/S方法访问中心系统提供服务,需要当地存放数据可采取C/S方法访问中心系统,同时能够提供部分当地业务功效l 海关物流监控业务架构图 32 海关业务架构海关业务包含5类实体,即海关相关原有实体(卡口、海关、出入境点),海关业务监控运行商,集装箱车辆,物流企业,企业(中国企业和国外企业)。各实体之间交互关系如上图所表示,实现三类关键业务。(1) 电
11、子关锁流通,包含电子关锁申领管理、电子关锁配给,电子关锁收回等关键业务。(2) 运输监控,集装箱车辆运输途中状态监控。(3) 海关业务配合,包含卡口施封和解封,海关入关或出关预申报。3.3 技术分析图 33 技术架构分析从约束-决议表能够分析得出,基于满足各项约束条件出发点,本文档技术架构将采取SOA框架,即面向服务架构设计。包含8类服务,即业务组件服务,应用组件服务,中间件,展现层服务,数据库服务,操作系统,采集层服务和服务集成总线。具体说明以下。业务组件服务:业务组件作为应用系统底层组件库,每个组件全部能完成一类业务功效,且能够对外开放标准接口。业务组件库包含报表工具、工作流引擎、搜索引擎
12、、日志组件、权限管理、安全组件、接口组件、XML工具组件、数据服务等。应用组件服务:应用组件服务包含应用系统业务和应用系统接口,该服务独立于平台之外(受限于业务跨度巨大),以平台业务组件为基础构建。中间件:应用中间件提供业务运行时环境,包含Tomcat,Websphere和Weblogic等,需要依据实际情况调整,可选择ApacheTomcat,Tomcat 5 支持最新Servlet 2.4 和JSP 2.0 规范。因为Tomcat 技术优异、性能稳定,所以深受Java 爱好者喜爱并得到了部分软件开发商认可,成为现在比较流行Web应用服务器。现在最新版本是7.0。展现层服务:展现层技术服务提
13、供UI支持,WEB2.0更重视和用户之间交互,是作为门户网站和其它web服务最好选择,另外,部分设备层控制和内部应用可能需要用到功效更多用户端,java swing和VC+GUI全部将成为备用技术。数据库服务:数据库服务提供持久化服务,能够兼容oracle,SQL server和DB2等多个数据库,提供通用数据访问接口,Hibernate是一个开放源代码对象关系映射框架,它对JDBC进行了很轻量级对象封装,使得Java程序员能够随心所欲使用对象编程思维来操纵数据库。 Hibernate能够应用在任何使用JDBC场所,既能够在Java用户端程序使用,也能够在Servlet/JSPWeb应用中使用
14、,最具革命意义是,Hibernate能够在应用EJBJ2EE架构中替换CMP,完成数据持久化重担。Hibernate3.0可作为持久化关键技术,JDBC、ODBC等可作为备用技术。操作系统:操作系统作为独立一块服务,包含linux,unix和windows。采集层服务:采集层服务是本系统区分于互联网IT系统关键内容,能够支持RFID、GPS等服务,和之配套远程设备维护和网络中间件分别用于设备管理和RFID标签数据汇聚和过滤。服务集成总线:服务集成总线提供服务集成、系统构建等业务,采取SPRING集成框架,完成系统开发和构建。4 海关物流监控系统设计4.1 系统架构设计4.1.1 系统概述本系统
15、经过电子关锁和手持机采集货物信息,由应用管理系统为海关和物流企业提供进出口、转运业务服务。依据需要该系统还能够和现在海关管理系统进行对接。图 41 海关物流监控系统总体架构图所表示,海关物流监控系统可分为内网和外网两个区。其中海关业务系统、申领管理系统布署在海关,海关布点数量依据实际勘测结果决定;卡口系统在海关和出入境点全部有布署,分为临时卡通道和一般通道两种,一般通道管理全部已绑定电子关锁车辆(预申报统计和电子关锁已关联),临时卡通道适合处理未来得及绑定电子关锁车辆(事先没有领取关锁,进关或入境时无法关联预申报统计和电子关锁);海关监控中心布署在海关电子关锁运行商处。4.1.2 功效设计图
16、42 海关物流监控系统逻辑视图物联网服务平台逻辑视图给出了4层架构。4层架构即表示层、业务层、数据持久层和数据库。分别说明以下:l 外部实体包含海关、出入境点、国外企业、中国企业、互联网运行商和移动运行商。l 物联网服务平台系统1. 表示层和外部接口(1) 门户UI:提供门户访问功效。(2) 关键应用访问UI:提供下载,注册等交互界面。(3) 通信线路服务提供:有线通信和无线业务服务提供接口。2. 业务层(1) 海关业务系统:为海关提供业务服务,和预申报管理系统和海关监控中心进行数据交互。(2) 海关监控中心系统:对电子关锁进行运维,提供相关数据供海关系统决议。(3) 申领管理系统:海关监控系
17、统过此系统对电子关锁申领进行管理。(4) 物联网服务平台:做为物联网统一平台,对电子关锁系统进行数据搜集,进行业务开发。(5) 前端应用系统:包含卡口系统和出入境系统,对电子关锁施封和解封进行管理。3. 数据持久层:持久化服务,系统现在只管理门户相关业务,可扩展到行业数据、政策和法规数据、企业数据等数据持久化管理。并可支持多个数据库,只需要更改配置文件和简单修改即可完成数据库切换。数据库:现在关键使用SQL server,伴随数据量增大,后续可升级为Oracle。4.1.3 布署设计各海关和边境口岸手持机经过GPRS或一体机经过有线网络和管理系统进行通讯。海关人员检验货物正当性以后,将为其安装
18、电子关锁。在境内运输过程中,电子关锁能够将货车位置信息实时上报,同时,还能够监控异常事件。在抵达边境口岸或海关后,如无异常情况,海关人员能够用手持机读取电子关锁信息,并卸载电子关锁,许可卡车经过,简化通关手续。预申报系统中需要布署用户端搜集申报信息,并经过网络传输给海关业务系统。关锁申领系统需要布署发行设备和用户端,提供关锁二次发行和信息上报功效。整个系统布署以下图所表示。除了海关和港口之间应用之外,后续海关物流监控系统还能够拓展到中国仓储运输管理和国际海关管理方面。图 43 海关物流监控系统布署视图4.1.4 业务流设计海关监控中心为系统业务流关键部分,和申领管理系统进行数据交互,数据内容包
19、含发行统计、关键退回统计、企业和关锁关联关系、收款统计、退款统计、关键使用情况、关锁和IC卡一次发行信息、票据和各类文档表格等。和海关业务系统进行数据上报,供海关业务系统进行决议,数据内容包含企业和卡口关联统计、监控信息和临时卡通行统计等。临时卡口系统上报通行统计给海关监控中心。海关业务系统在此系统中含有最高权限,关键数据储存在此系统,依据业务需要为海关监控中心开放数据查询权限,同时海关监控中心全部信息需要传输给海关业务系统,同时对关锁施封和解封操作需要由海关业务系统进行决议。申领管理系统为关键业务分支业务,进行海关电子关锁相关申领管理,后续能够依据实际系统需要进行调整。卡口系统包含一般卡口通
20、道和临时卡通道,分别对不一样情况进行管理。原有海关包含业务系统需要和新系统相关业务进行兼容,在不一样情况下能够选择使用新系统或原有系统。图 44 海关物流监控系统业务流视图步骤:海关监控应用全步骤步骤:电子关锁申请相关全步骤步骤:海关监控中心运行关键业务步骤:海关物流监控系统和原有业务系统交互(单向)基础业务:序号所属系统业务名称备注1卡口系统当地进关管理(施封)电子关锁管理一体机,施封模式2当地出关管理(解封)电子关锁管理一体机,解封模式3中国转运管理IC卡刷卡登记转运4国外转运管理先解封,然后施封(可能需要调整)5数据上传卡口数据上传到海关系统6海关业务系统数据管理接收卡口数据,上传7监控
21、和报警管理在关锁抵达某一节点后,识别状态并报警卡口监控,运输途中监控8信息查询查询通关统计,异常统计,操作日志等9信息统计按年/月/日异常统计、通关统计统计等10系统管理日志、报表、数据库维护11海关监控中心系统文档管理关锁申请表,租赁协议,发票等12结算管理销售管理,租金管理,罚金管理,退费管理等13电子关锁配给管理库存管理,需求单管理,发放情况管理,回收情况管理,返厂和维修统计,进货和盘点管理14申领管理系统电子关锁和IC卡绑定IC发行,写入车牌+关锁号等信息15运行收费租赁、交易、退款、押金等管理高级业务:序号所属系统业务名称备注1海关业务系统远程进关管理(施封)经过GPRS远程控制,精
22、度较低2远程出关管理(解封)经过GPRS远程控制,精度较低3GIS系统(可单独布署)运输途中监控经过GPS定位,经过GPRS实时(或定时,实时电池通常不能满足要求)反馈关锁状态,即GIS系统4卡口管理卡口联动控制配合视频抓拍、线圈或电子车牌联动控制施封、解封等操作,工程成本较高,需要量力而行橙色标注部分是需要关键关注运行配套系统。黄色部分业务不推荐使用,实际应用效果可能很差。绿色联动工程成本较高,且需要配置工控机,假如不需要拓展电子车牌业务,不推荐使用。4.2 子系统设计4.2.1 海关监控中心系统l 功效设计海关监控中心子系统为整个系统关键子系统,提供GIS系统、结算管理、文档管理和关锁管理
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- 联网 RFID 海关 物流 监控 系统 解决 专项 方案
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