物联网RFID海关物流监控系统解决方案文档格式.docx
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系统主要设备的介绍
术语和缩略语
名词解释和缩略语
2海关物流监控现状、面临的挑战和需求分析
2.1现状分析
当前海关物流运输监控主要现状分析如下：
1）进出口货物在运输途中可能被掉包或偷卸
海关货运主要通过集装箱车辆来运输管理，目前的集装箱车辆管理主要使用传统铅封（一种物理的海关封志），即在启动地上封，在货运终点解封。
没有电子防伪手段，这种铅封很容易被伪造。
由于铅封是否在运输途中被破坏和伪造不得而知，进出口货物就无法保证是否被掉包或偷卸。
海关需要对所有经过的货运集装箱车辆进行检查，这会导致大量的人力投入。
即使查到有问题，也无法知道问题是什么地点、什么时间发生的。
2）缓慢的通关效率导致海关卡口前需要排长队等候
由于传统铅封无法提供有信服力的监控手段，海关必须在清关前对所有进出口货物进行多次检验，如二次以上的转关。
另外核对铅封的状态需要人工干预，肉眼较难分辨铅封是否有问题，这样可能会造成核对时间过长。
且传统铅封和通关文件之间无法实现电子信息关联，人工核对通关文件也会导致通关效率低下。
导致在海关和出入境卡口排长队等候的集装箱车辆越来越多，囤积的车辆不但会造成拥堵和管理不便，还会存在安全隐患。
2.2面临的挑战
从海关监控目前的现状来看，需要解决的核心问题有两个，一是如何保证进出口货物的运输安全，二是如何提供通关效率。
解决这两个核心问题需要面临一些挑战。
1）从运输安全的角度来看
挑战一：
如何提供有信服力的依据，能够保证运输途中集装箱车辆没有被打开或更换。
挑战二：
如何及时获取运输途中集装箱车辆的上封状态、行驶位置和时间信息，用于监控集装箱车辆的途中运输情况。
2）从通关效率的角度来看
如何改善现有的通关流程，提高通关效率。
如何保证快速通关不会导致漏检。
2.3需求分析
从海关监控目前面临的挑战，可分析得出海关监控应用的主要需求包括如下内容。
1.需要引入一种新的封志，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式，能够通过无线通讯方式来上封和解封。
这种封志目前对应的电子产品是集RFID、GPS和GPRS于一体的电子关锁。
当被暴力破坏或非法拆除时，电子关锁能够自动将异常记录上报给监控系统。
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能。
3.需要提供对电子关锁的运维和管理功能，能够配合海关完成关锁申领、发放、回收、更换等功能。
4.作为现有海关系统的补充服务，该应用系统一方面应能与现有海关系统平滑融合，但要尽量避免干涉现有操作流程，这样可对现有业务冲击最小，使系统改造的工作量最小，便于快速建设，尽快收回投资成本。
5.该系统应预留足够的业务可扩展空间，主要是海关每年不断增长的转口、转运及进出口货运量，
6.该系统应具有良好的容错能力和可靠性，当该系统运行出现异常时，在其自恢复期间，原有海关流程应能照常运行。
7.该系统应具有良好的可扩展性，除应考虑跨国电子关锁运营外，还应为后续非海关类电子锁应用预留足够的空间和扩展的便利性，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核心资产定位管理等。
8.该系统的流程设计应对其各类盈利模式有足够的支撑，以便在不过多影响当前海关流程的前提下，提高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
本系统的与外部实体间的交互关系如下图所示
图3 1实体交互关系图
l系统-电子关锁运营商
电子关锁运营商使用本系统完成运维业务，包括电子关锁的管理、申领、发放、配送、回收、维修、充电等业务。
l系统-海关
海关包括海关和出入境点，系统需要为海关提供运输监控和安全预警服务，从而为提高海关运输安全性以及通关效率等提供帮助。
l系统-企业用户
企业用户包括应用关联的各类企业和厂商，如酒厂、进口商、批发商、零售商等，应用推广和扩展后还会涉及食品、药品等物品追溯企业。
系统需要提供门户服务，流程服务和流通管理服务。
l系统-个人用户
个人用户包括一些散户和个体，如与海关集装箱运输相关的散户，企业个人等。
系统需要提供门户服务，如果个体参与了系统动作还需要提供流程服务，如稽查服务。
l系统-移动运营商
系统需要移动运营商提供GPRS或其他无线网络服务，主要用于海关监控系统。
l系统-互联网运营商
系统需要互联网运营商提供有线网络服务。
3.2业务分析
l海关物流监控功能性业务分析
需要监管海关运输，实现对转运、出境和入境的全流程监管。
表3 1海关监控应用系统分析
序号
场景
决策分析
1
监管海关运输
设立海关物流监控系统
设立预申报系统，如果海关已有该系统，则需要考虑系统对接
2
需要监管集装车辆在运输途中的状态，如有异常需要告警
给集装箱车辆分配电子关锁，在启运地施封，在终点解封
设立关锁申领系统，用于管理关锁的发放和租金、押金等管理
设立海关监控中心，用于监控所有装有电子关锁车辆的状态
异常告警需要人工处理时要配备手持机
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
设立卡口系统，通过在卡口安装一体机或固定阅读器来控制，不需要设立卡口IT系统，可为原有的系统提供联动接口
l非功能性服务分析
（1）接入点数量多，需要支持高并发访问。
（2）管理的数据多，需要支持大容量存储
（3）业务跨度大，对系统的兼容性要求高
（4）面向角色和群体种类多，需要提供通用的服务界面
（5）可扩展性要求高
（6）系统间大数据量传输
（7）应尽量减少应用系统各环节的IT设备，通过远程访问的方式代替本地系统
表3 2非功能性服务
约束
接入点数量多，角色和群体种类多
对外部角色提供B/S的访问方式，简单，无需安装
对内部角色提供C/S或B/S的访问方式，提供增值服务，只需简单安装，提高安全性
需要考虑并发访问造成的性能瓶颈，可采用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
管理的数据多
提供数据分区、分层管理
支持海量数据查询
配备大容量存储设备，容灾考虑（本地容灾）
业务跨度大
采用分布式系统，保证独立性和松耦合
需要支持多系统和多语言环境
需要支持多种数据库访问控制方法
4
可扩展性高
通过服务组装或模块组装的方式来完成平台和应用系统的构建，提高可重用性
系统间交换使用SOAP或XML标准格式
5
系统间大数据量传输
大数据量传输采用FTP方式
6
减少IT系统设备，通过远程访问代替本地系统
1）各应用的中心系统将整合核心和主要的业务，特别是各流通环节的管理业务，不需要本地存储数据或有其它业务系统的实体通过B/S的方式访问中心系统提供的服务，需要本地存储数据的可采用C/S的方式访问中心系统，同时可以提供部分本地业务功能
l海关物流监控业务架构
图3 2海关业务架构
海关业务涉及5类实体，即海关相关原有实体（卡口、海关、出入境点），海关业务监控运营商，集装箱车辆，物流公司，企业（国内企业和国外企业）。
各实体之间的交互关系如上图所示，实现三类主要业务。
（1）电子关锁流通，包括电子关锁申领管理、电子关锁配给，电子关锁收回等主要业务。
（2）运输监控，集装箱车辆运输途中的状态监控。
（3）海关业务配合，包括卡口的施封和解封，海关入关或出关的预申报。
3.3技术分析
图3 3技术架构分析
从约束-决策表可以分析得出，基于满足各项约束条件的出发点，本文档的技术架构将采用SOA框架，即面向服务的架构设计。
包括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，采集层服务以及服务集成总线。
具体说明如下。
业务组件服务：
业务组件作为应用系统底层的组件库，每个组件都能完成一类业务功能，且能够对外开放标准接口。
业务组件库包括报表工具、工作流引擎、搜索引擎、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：
应用组件服务包括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），以平台的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，包括Tomcat，Websphere和Weblogic等，需要根据实际情况调整，可选择Apache的Tomcat，Tomcat5支持最新的Servlet2.4和JSP2.0规范。
因为Tomcat技术先进、性能稳定，因而深受Java爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为目前比较流行的Web应用服务器。
目前最新版本是7.0。
展现层服务：
展现层技术服务提供UI支持，WEB2.0更注重与用户之间的交互，是作为门户网站和其他web服务的最佳选择，此外，一些设备层的控制和内部应用可能需要用到功能更多的客户端，javaswing和VC++的GUI都将成为备用技术。
数据库服务：
数据库服务提供持久化服务，能够兼容oracle，SQLserver以及DB2等多种数据库，提供通用的数据访问接口，Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。
Hibernate可以应用在任何使用JDBC的场合，既可以在Java的客户端程序使用，也可以在Servlet/JSP的Web应用中使用，最具革命意义的是，Hibernate可以在应用EJB的J2EE架构中取代CMP，完成数据持久化的重任。
Hibernate3.0可作为持久化的主要技术，JDBC、ODBC等可作为备用技术。
操作系统：
操作系统作为独立的一块服务，包括linux，unix和windows。
采集层服务：
采集层服务是本系统区别于互联网IT系统的主要内容，能够支持RFID、GPS等服务，与之配套的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，采用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
本系统通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公司提供进出口、转运业务服务。
根据需要该系统还可以与目前的海关管理系统进行对接。
图4 1海关物流监控系统总体架构
如图所示，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、申领管理系统部署在海关，海关布点数量根据实际勘测结果决定；
卡口系统在海关和出入境点都有部署，分为临时卡通道和普通通道两种，普通通道管理所有已绑定电子关锁的车辆（预申报记录与电子关锁已关联），临时卡通道适合处理未来得及绑定电子关锁的车辆（事先没有领取关锁，进关或入境时无法关联预申报记录和电子关锁）；
海关监控中心部署在海关电子关锁运营商处。
4.1.2功能设计
图4 2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。
分别说明如下：
l外部实体
升级会员 