物联网RFID海关物流监控系统解决方案

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1、本文档共包含7 章,每章内容如下表所示;表 1-错误!未定义书签。 本文档内容简介名称内容简介备注刖言对本文档的结构进行概要说明需求分析分析描述当前海关物流监控系统的需求，即本文档需要 解决哪些问题海关物流监控系统分析包括实体交互关系分析、业务分析和技术分析海关物流监控系统设计包括系统架构设计，平台设计和应用系统设计系统关键技术对本文档所涉及的关键技术进行介绍系统主要设备介绍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

2、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

3、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挑战一：如何改善现有的通

4、关流程,提高通关效率; 挑战二：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;

5、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

6、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-错误!未定义书签。 实体交互关系图 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; 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; 系统-企业用户企业用户包括应用关联

7、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; 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; 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； 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 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-错误!未定义书签。 海关监控

8、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 非功能性服务分析(1) 接入点数量多,需要支

9、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-错误!未定义书签。 非功能性服务序号约束决策分析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，提高安全性序号约束决策分析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2管理的数

10、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3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

11、统，同时可以提供部分本地业务功能海关物流监控业务架构图 3-错误!未定义书签。 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-错误!未定义书签。 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

12、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 Tom

13、cat,Websphere 和 Weblogic 等,需 要根据实际情况调整，可选择Apache的Tomcat,Tomcat 5支持最新的Servlet和JSP 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；展现层服务：展现层技术服务提供UI支持，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,java swing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 o

14、racle,SQL server 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;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

15、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；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-错误!未定义书签。 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