集装箱理货业务信息管理系统.docx

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集装箱理货业务信息管理系统

中图分类号：

TP3

论文编号：

10006GS0621A06

专业硕士学位论文

集装箱理货业务信息管理系统的

设计与实现

作者姓名严超峰

学科专业软件工程

指导教师王丽华高级工程师

培养院系软件学院

DesignandImplementationofContainer

TallyBuisnessInformationManaementSystem

ADissertationSubmittedfortheDegreeofMaster

Candidate：

YanChaofeng

Supervisor：

WangLihua

BeihangUniversity,Beijing,China

中图分类号：

TP3

论文编号：

10006GS0621A06

硕士学位论文

集装箱理货业务信息管理系统的

设计与实现

作者姓名严超峰申请学位级别硕士

指导教师姓名王丽华职称高级工程师

学科专业软件工程研究方向IT项目管理与产业信息化

学习时间自2006年08月19日起至2008年11月28日止

论文提交日期2009年03月02日论文答辩日期2009年03月29日

学位授予单位北京航空航天大学学位授予日期年月日

关于学位论文的独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。

尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。

若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。

学位论文作者签名：

      日期：

年月日

学位论文使用授权书

本人完全同意北京航空航天大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：

保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。

学位论文作者签名：

日期：

年月日

指导教师签名：

日期：

年月日

摘要

本文围绕着集装箱理货业务信息管理系统的设计与实现，对系统的环境、业务框架、数据流、功能、接口及性能等需求做了详细的分析。

根据需求分析，设计了系统的网络结构和C/S与B/S相结合的软件架构模式，以成熟的.NET框架完成系统的开发；确定了系统运行的软、硬环境和开发工具；引入PDA（PersonalDigitalAssistant，个人数字助理）移动理货模式，将整个系统划分为移动理货终端、移动理货后台监控及WEB发布三个子系统，给出了三个子系统的功能设计及功能模块之间的关系；对系统与外部系统之间的接口及各种性能指标做了详细的分析和设计。

根据系统设计，对系统的主控内容、数据层及关键模块等的设计实现细节进行了详细的介绍。

讨论了GPRS及多层应用模式等关键核心技术的原理、特点及在本项目中的应用情况。

在完成系统的设计及实现后，采用了先进的测试方法，设计了系统的测试方案及测试用例，对系统的功能、性能进行测试，将系统测试结果与需求进行了详细地对比，给出了测试结果。

分析了系统在中理系统部分理货公司推广应用的实际效果。

继而对项目工作进行了总结，并对进一步的工作进行了展望。

关键词：

集装箱，PDA，移动理货

Abstract

Inthispaper,containertallyaroundthebusinessinformationmanagementsystemsdesignandimplementationofthesystemenvironment,theoperationalframework,dataflow,function,interfaceandperformanceneedstodoadetailedanalysis.Inaccordancewithneedsanalysis,designthesystemnetworkstructureandtheC/SandB/Scombinationofsoftwarearchitecturemodelstothesophisticated.NETframeworkforthecompletionofsystemdevelopment;identifiedtheoperationofsystemssoftwareandhardwareenvironmentanddevelopmenttools;theintroductionofPDA（PersonalDigitalAssistant,PersonalDigitalAssistant）mobiletallymode,thewholesystemisdividedintotallymobileterminals,mobilecontrolandWEBBackgroundstallyreleasedthreesubsystems,givethefunctionofthreesubsystemsdesignandfunctionmodulesoftherelationshipbetween;onthesystemwithexternalsystemstodotheinterfacebetweenthedetaileddesign;avarietyofperformanceindicatorsonthesystemtodoadetailedanalysisanddesign.

Accordingtosystemdesign,thesystemcontrolthecontent,datalayerandthedesignofkeymodulessuchasthedetailsoftheimplementationdetail.DiscussedGPRSandmulti-applicationmodekeycoretechnologyprinciple,characteristicsandinthisprojectapplication.

Atthecompletionofsystemdesignandimplementation,theuseofadvancedtestingmethods,designofthesystemtestplanandtestcasesforthefunctionofthesystem,performancetesting,systemtestresultsanddemandadetailedcomparison,givethetestresults.AnalysisoftheSystemManagementSysteminthetallypartofthecompanytopromotetheapplicationofpracticalresults.Thenworkontheprojectaresummarized,andfurtherworkinfuture.

Keywords:

Container,PDA，MobileTally

目录

第一章绪论1

1.1项目背景1

1.2课题来源1

1.3国内外的研究现状1

1.3.1国外研究现状1

1.3.2国内研究现状2

1.3.3对比分析3

1.4论文主要内容3

1.5论文内容安排4

第二章集装箱理货业务信息管理系统的需求分析5

2.1系统的总体需求分析5

2.1.1系统的环境分析5

2.1.2系统的总体业务框架6

2.1.3系统的总体数据描述8

2.2系统主要模块功能性需求9

2.2.1理货前沿服务器上功能10

2.2.2PDA上功能14

2.2.3WEB查询功能15

2.3系统与外部系统间的数据接口16

2.4系统非功能性需求16

2.4.1安全性16

2.4.2性能要求17

2.4.3可靠性要求17

2.4.4容量和吞吐量要求17

2.4.5可扩展性要求18

2.4.6用户界面及操作性要求18

第三章集装箱理货业务信息管理系统的总体设计19

3.1系统设计原则19

3.2系统总体设计思路与主要功能20

3.2.1系统总体设计思路20

3.2.2系统主要功能21

3.3系统总体解决方案21

3.3.1系统运行的软硬件环境21

3.3.2系统架构设计25

3.3.3系统网络结构26

3.3.4系统功能结构26

3.4系统性能设计31

3.4.1可靠性31

3.4.2容量和吞吐量32

3.4.3可扩展性32

第四章系统关键技术实施方案33

4.1GPRS的应用研究33

4.1.1GPRS相关网络技术分析33

4.1.2GPRS技术原理33

4.1.3GPRS网络安全性33

4.1.4GPRS优势分析33

4.1.5GPRS在项目中的应用34

4.2多层体系结构34

4.2.1多层体系结构34

4.2.2多层体系结构在本系统中的应用35

第五章集装箱理货业务信息管理系统的实现37

5.1系统主控内容介绍37

5.2公共数据38

5.2.1TallyInfo.Common.BaseC.GlobeValues类38

5.2.2TallyInfo.Common.BaseC.HTSizeType类39

5.2.3TallyInfo.Common.BaseC.HTPortInfo类41

5.2.4TallyInfo.Common.BaseC.HTVoyageLine类41

5.2.5枚举enum42

5.2.6参数配置（全局）45

5.2.7参数配置（本地）45

5.3系统关键模块设计实现45

5.3.1装箱作业模块45

5.3.2卸箱作业模块47

5.3.3PDA移动理箱作业模块48

5.3.4汇总打印54

5.4数据层设计实现57

5.4.1数据库设计原则57

5.4.2数据库的逻辑设计58

5.5系统测试与验证59

5.5.1系统测试方法59

5.5.2系统测试步骤及结果60

5.5.3系统测试问题的管理62

5.6集装箱理货业务信息管理系统的应用现状及应用效果62

5.6.1系统的应用现状62

5.6.2系统的应用效果62

5.7结论64

结束语65

主要参考文献66

致谢68

图清单

图1模块清单及模块间的关系图10

图2EDI报文收发流程图17

图3存储系统示意图25

图4系统框架图28

图5系统网络结构图29

图6系统总体功能结构图30

图7基础资料模块功能结构图31

图8理箱数据模块功能结构图32

图9系统数据交换模块功能结构图32

图10理箱异常情况管理模块功能结构图32

图11理箱作业处理模块功能结构图33

图12临时船图制作模块功能结构图33

图13汇总打印模块功能结构图34

图14移动理箱终端子系统功能结构图34

图15基于GPRS的移动理货应用示意图37

图16四层B/S结构图38

图17装船程序流程图50

图18装船程序主界面图50

图19卸船程序流程图51

图20数据导入界面52

图21登录界面53

图22理箱操作界面

（一）53

图23理想操作界面

（二）54

图24销号界面54

图25进口卸载界面55

图26箱号查找界面

（一）55

图27箱号查找界面

（二）56

图28残损操作界面

（一）56

图29残损操作界面

（二）57

图30翻舱处理操作界面57

图31总BAY图打印样例58

图32分BAY图打印样例58

图33理箱单打印样例59

图34日报表打印样例60

图35溢短残损单打印样例60

图36系统主要数据表建模示意图62

图37传统理货模式一对一模拟图66

图38现代移动理货模式并行模拟图66

表清单

表1模块功能需求表7

表2模块功能需求表（续）8

表3安全性描述17

表4性能要求18

表5可靠性要求18

表6容量和吞吐量要求18

表7可扩展性要求19

表8用户界面及操作性要求19

表9系统菜单结构40

表10系统菜单结构（续）41

第一章绪论

1.1项目背景

随着港口建设步伐的加快，信息管理水平和信息服务能力已成为港口发展的一项重要服务指标，在港口发展的大环境下，各理货分公司作为联系港务集团与客户的窗口，是港口综合服务水平展示的一个重要方面，能否配合港口作业，适应港口装卸速度，为船代、船公司、货主、海关等客户和部门提供优质高效的服务，将直接影响港口的整体运营效率和服务水准。

同时随着理货市场的放开，市场形势日趋严峻，只有加快信息化建设，将信息技术迅速转化为生产力，通过提高理货服务质量、信息服务质量，不断提高市场竞争力，才能促进港口发展，促进各理货分公司的发展。

在口岸“大通关”的背景下，要求理货信息，尤其是集装箱理货信息的提供要做到多点传送、快捷高效、准确无误，传统的集装箱理货信息管理系统显然无法满足新的形势发展需要。

在这种情况下，加快理货信息化建设，提高信息化管理水平和服务水平，进一步巩固和发挥理货在口岸大通关中的地位和作用就显得十分迫切。

中理系统内一些实力较强的理货分公司自己开发了基于单船理货的集装箱理货业务信息系统。

这些单机版本的软件无法适应理货分公司各级管理机构分布在市内、市郊甚至外地，点多面广的网络化分布的特点。

因此，迫切需要在中理系统内开发一套跨平台的、通用的集装箱理货业务信息管理系统。

要求该系统既能满足理货分公司内部管理需要又能满足外部客户服务的需求。

这套系统的开发、实施，必将提升各理货分公司的整体信息化水平，使各理货分公司有能力为客户提供准确、实时、高品质的理货服务。

随着理货数据的积累，也将为各理货分公司带来更多的增值服务。

1.2课题来源

本课题来源于实际工作的需要，由中国外轮理货总公司在综合考虑多家理货分公司对集装箱理货业务信息管理系统需求的基础上提出的，是一个覆盖各理货分公司集装箱理货业务的通用信息管理系统。

本课题中，我们将依据各理货分公司的需求，完成集装箱理货业务信息管理系统的设计、开发，以满足各理货分公司集装箱理货业务的需求。

1.3国内外的研究现状

1.3.1国外研究现状

现代化集装箱码头的效益取决于集装箱的吞吐速度，由于船舶和码头岸边设备都是资本技术密集设施，加上当地的人工成本很高，为提高码头的经济效益，国外的港口如新加坡、香港HIT、荷兰的鹿特丹、美国的纽约港等港口都十分重视信息技术在码头运作中的运用，信息化程度非常高。

新加坡建有PORTNET（海港网），与新加坡海事及港务管理局、商业网络系统、海事网络系统、收发货人、货代、运输人等有关方面均有链路。

新加坡码头的CITOC（电脑综合码头作业系统），通过工作管理系统、人力资源系统、财政系统、管理报告系统，实现了闸门策划、泊位策划、堆场策划、船舶策划、资源策划等信息化管理。

中远-国际货柜码头（香港）有限公司采用先进的电脑系统管理堆场、泊位及进出闸口，并充分利用现代化装卸设备保证码头的装卸效率。

在进出闸口时使用条码扫描，由电视画面监控和电脑系统操作，使拖车进出闸口方便快捷。

在国外的许多港口都没有专业的理货机构从事专门的理货业务。

国内理货业务所承担的功能，比如核对箱号、掌握港序、核准箱位、制作船图、汇总全船装卸信息等服务，由于信息技术对业务流程的再造和扁平化作用，已经分散于港口作业的各个环节中，包括闸门运作、堆场运作、码头运作、船只运作、遥控场桥运作、拖车运作等环节。

集装箱装卸的相关信息通过这些环节的电子信息确认与核碰，保证了箱号、港序、箱位及汇总信息等的正确性、一致性和不可更改。

由于国外一般不设置专门的理货机构，即使设置专门理货机构的港口，理货机构的业务只涉及到很小的一些环节，所以国外港口目前尚没有专门针对理货业务开发的信息系统。

1.3.2国内研究现状

目前国内只有中理理货和中联理货两家理货公司。

两家理货公司在体制上有很大的差别，中联理货由于成立的比较晚（2003年成立），其总公司对下属分公司具有完全的控制权，中联公司成立后非常重视信息化建设，先后投入巨额资金，采用技术外包的形式完成了整个公司信息系统的建设，其中包括了集装箱理货业务信息管理系统，该系统统一了中联理货各分公司的集装箱理货业务流及数据流，在中联系统的理货业务中发挥了重要的作用。

中理理货成立的较早（1961年成立），由于公司体制问题，没有重视信息化的建设，一些大的理货分公司如上海、天津、宁波等为了适应港口作业的需要，各自投入资金建立适合本港口的理货业务信息管理系统。

由于没有统一的规划，目前中理系统内，各理货分公司信息化水平不一：

主要的大型理货分公司信息化水平较高，信息处理能力强，目前均已开发了适合本公司集装箱理货业务需求的信息管理系统，一些中小型口岸分公司信息化水平相对较弱，目前还在用传统的方式开展集装箱的理货业务。

已经完成集装箱理货业务信息管理系统开发的几家理货分公司，由于各自均以本港口的集装箱理货业务模型以及本港口整体网络环境为基础进行了系统开发，使得各系统之间没有一个统一的规范，从上一港口发来的船图报文，下一港口的系统无法识别，需要经过一定的格式转换，使得操作很不方便，更重要的是没法向船方、货方提供完整的船舶数据。

另外，这几家理货分公司开发的集装箱理货业务系统，只是对单一的装卸船业务实现了信息化，理货数据在整个公司不能迅速流转，缺乏信息的整合和综合分析能力，也无法向客户提供实时的理货信息，同时系统在技术和业务处理能力上越来越满足不了港口日益增多的集装箱理货业务。

中国外轮理货总公司在中理系统的特殊地位，使得其有条件在现有系统的基础上，综合考虑各理货分公司集装箱理货业务的需求，开发出一套满足各理货分公司集装箱理货业务的通用信息管理系统。

1.3.3对比分析

国外集装箱码头信息化建设较早，信息化程度较高；国内集装箱码头信息化建设较晚，目前正在加大信息化建设的力度。

国外一般不设置专门的理货机构，即使设置理货机构，其业务范围也是比较小的，国内理货机构正在通过提高理货产品的技术含量来积极地拓展理货的业务范围。

国外尚没有针对集装箱理货业务开发的信息系统，国内在集装箱理货业务信息管理系统上已经有了一些成功的经验。

1.4论文主要内容

本文利用软件工程及项目管理技术，从集装箱理货业务信息管理系统的需求分析出发，详细地讲述了系统的架构设计、功能设计、性能设计、数据库设计、代码实现、系统测试及应用效果。

对系统设计和实现中用的主要方法和关键技术进行了探讨。

1.5论文内容安排

第一章，介绍了项目背景、课题来源以及国内外对本课题的研究现状；

第二章，讲述了集装箱理货业务信息管理系统的需求分析；

第三章，讲述了集装箱理货业务信息管理系统的总体设计；

第四章，探讨了集装箱理货业务信息管理系统实施中的关键技术；

第五章，讲述了集装箱理货业务信息管理系统的实现。

第二章集装箱理货业务信息管理系统的需求分析

2.1系统的总体需求分析

集装箱理货业务信息管理系统建设的总体需求是实现理货分公司装卸船理货业务的实时监测，实现理货数据的统一，为公司的服务延伸、增值服务提供数据基础，以达到公司内部理货信息快速、畅通的流转，能够向客户提供精准、实时的理货信息服务，来提升公司的服务形象。

增强公司的竞争力。

从功能需求角度讲，系统主要实现如下功能：

（1）实现集装箱装/卸船过程理货业务操作中的实时管理，通过实时获得的数据为统计、费收、人员工时、作业量管理、市场状况分析提供有效的数据，向海关、船公司、货代、船代、货主、码头等输送相应的实时信息。

（2）满足目前理货分公司集装箱理货业务操作过程中对作业处理和业务处理数据的管理，能够满足未来一定时间内达到1000万TEU－6000万TEU箱量的管理。

（3）所有数据集中在核心数据库统一管理，做到数据源唯一，信息共享。

实现实时化、系统化、自动化、全面化。

在技术选择方面，应满足先进实用，开放兼容、柔性适用，安全可靠，界面友好、支持工作流以及易于维护等方面的特点。

2.1.1系统的环境分析

集装箱理货业务是指集装箱装卸船理货。

集装箱是港口物流中一个最为重要的业务，集装箱在物流中有着极大的优势，并且以后的物流重点会向集装箱转移。

集装箱理货业务的主要内容是记录集装箱的装卸情况以及装卸位置和溢短情况，并且记录集装箱在运输过程中的残损情况，同时产生相应的理货作业单证，以及电子数据交互。

集装箱是一种具备国际规范的长方体容器，基本上具有20、40、45、48、53、58尺长度的几种长度规范，高度分为普通高度和超高高度，宽度一致。

集装箱可以作为货物的装载容器。

随着计算机网络的不断发展，特别是无线网的成熟发展，目前集装箱码头的信息化管理已经比较成熟，所有的装卸指令均通过无线网下达。

同时实时理货作业也提到了日程上，因此目前理货人员在码头前沿基本上需要手持PDA通过无线网络实时理货。

在装卸作业结束之时或者即将结束，集装箱船舶就会准备离港，因此理货单证不再允许后期制作。

必须在理货作业结束的那一刻把单证制作完成，并且送达码头前沿让船方签字认可。

理箱系统与其它环节的数据交互主要使用国际标准的EDI1.5、EDI2.0、Coarri、中远的固定长度格式等进行数据交互。

此外也有一些非规范的数据，非规范的数据基本上是Excel格式和遵循某种分割规范的文本文件，例如以逗号分割。

（1）要能满足港口具有10个以上的装卸码头，每个码头有多个作业点的地域特点。

（2）要能适应大型集装箱船舶，码头月吞吐量在80万TEU以上，根据船舶档案要保存二年以上的要求，系统保存理货数据的总量应在2500万以上。

（3）要能适应每个船舶的横向BAY位应大于20个，纵向BAY层应大于20层，全船最大BAY位不小于50个（100BAY），整船最大装箱量为1万以上，BAY位的表示要用3位数。

注：

中海洛杉矶横向18个箱，纵向18层（舱底10层