南京航運交易綜合信息系統的設計與實現

施 偉 駱 梅 張 閩

（南京航運交易中心，江蘇 南京 210016）

0 引言

在經濟全球化、一體化的背景下，航運成為國際貿易往來的重要途徑。世界貿易貨物總量的80%以上是通過航運來完成運輸的［1］。隨著高質量共建“一帶一路”倡議、長江經濟帶、長三角一體化等國家戰略的提出，為長三角港航向更高質量一體化方向發展提供了強有力支撐［2］。南京作為長三角港航的主要城市之一，如何統籌推進南京航運發展，強化南京區域航運的公共服務，搶抓長江經濟帶發展機遇，對南京及周邊腹地的經濟發展，乃至長三角的經濟發展都起著至關重要的作用［3-4］。

然而，航運數據交互缺少統一標準、信息服務質量不高、公共服務體系不完善等問題已成為南京航運信息化建設的短板，嚴重制約了南京航運事業的發展速度。根據南京航運交易中心的發展思路和規劃目標，在充分考慮信息化發展要求的基礎上，構建南京航運交易綜合信息管理系統。該系統圍繞“定標準、聚數據、強服務”的建設目標，編制南京地方航運數據交互的標準規范，構建航運業務管理系統、航運數據交互平臺、大屏展示支撐系統和航運公共服務平臺，優化配套基礎設施，實現數據交互的標準化，匯聚南京區域綜合性航運數據，挖掘航運交易中心的服務能力，踐行交通運輸部提出的交通發展“三個服務”，促進傳統航運業向現代國際航運業轉型發展。

1 建設目標

1.1 制定南京航運數據交互標準體系

根據《政務信息資源目錄體系》（GB/T 21063）、《運輸與倉儲業務數據交換應用規范》（GB/T 26772—2011）、《交通信息基礎數據元》（JT/T 697）等國家和行業標準，編制航運數據資源分級分類標準、航運數據交換標準、航運數據資源目錄及公共數據開放目錄等地方數據標準規范，從而形成南京地方航運數據交互標準體系，實現南京航運數據交互的規范化，為南京區域航運業發展打下堅實的基礎，助力智慧航運發展。

1.2 匯聚南京區域航運數據

根據南京航運數據交互標準體系，收集南京區域港口物流、電子口岸、海事仲裁、船舶檔案、船舶動態、航運人才、船貨代理等航運數據，并結合航運業務發展、指數研發及公共服務需求，對航運數據進行整合管理。根據航運公共數據開放目錄來向公眾及政企部門公開航運數據，并實現數據的共享。通過航運數據的匯聚、整合、管理、共享，可形成南京區域航運數據的核心交換節點和統一出口，從而推動南京區域航運業發展。

1.3 強化南京區域航運公共服務

以數據資源賦能航運發展為切入點，深化南京區域航運數據在航運公共服務中的應用，發展航運指數、航運信用、航運決策等創新型航運服務，完善南京區域航運公共服務體系，推進大數據與航運業的深度融合，推動南京航運的創新、創效和服務升級，提升航運業在區域發展中的影響力和話語權。通過統一數據交互標準，南京航運交易中心能打破多個政府部門間的數據壁壘，推進信息資源的互聯互通、開放共享，實現航運服務業和物聯網的深度融合，探索研發出新業務、新應用、新平臺，加快推進智慧航運中心的建設，促進現代服務業的轉型升級。

2 系統設計

本研究設計的系統采用的Java EE 規范、中間件、SOA 體系、適配器、Web 服務、數據可視化等技術，這些技術均具有穩定性、可擴展性、易管理、高性能和高可用性，從而在技術上保證了系統的高可用性。

2.1 架構模式

南京航運交易綜合信息系統使用瀏覽器/服務器（B/S）架構進行開發，采用三層體系結構，即數據庫系統、應用服務器、終端（含客戶瀏覽器和大屏終端）。系統邏輯結構如圖1所示。

圖1 系統邏輯結構

2.2 功能架構

南京航運交易綜合信息系統的功能架構如圖2所示。

圖2 南京航運交易綜合信息系統功能架構

2.2.1 航運業務管理系統。通過深化航運交易中心現有業務，實現船舶交易信用管理、集卡優惠統計管理、專項資金審核管理等功能，為業務部提供高效的信息化支撐，對船舶交易鑒證信用書、船舶交易違規行為等信息進行管理，提供集卡優惠數據的錄入及統計報表生成、專項資金審核業務的數據錄入及數據比對等功能，提高中心航運業務的效能。該系統包含船舶交易信用管理、集卡優惠統計管理和專項資金審核管理。①船舶交易信用管理。通過建立與船舶交易服務平臺的數據接口，獲取《船舶交易鑒證信用承諾書》信息及船舶交易過程中的違規信息，建立船舶交易信用檔案，同時匯聚船舶基礎信息、船舶檢驗信息、船舶證書信息等數據，定期對數據進行比對，從而支撐船舶交易信用管理。②集卡優惠統計管理。對集裝箱卡車優惠的整體情況進行統計分析，匯聚高速公路及普通公路上的集裝箱卡車優惠數據，并生成年月度集卡優惠統計報表。③專項資金審核管理。利用匯聚到的航運數據，實現專項資金審核的申請、比對、審核、管理等業務功能。

2.2.2 航運數據交互平臺。根據南京航運發展新需求，匯聚南京區域港口物流、電子口岸、海事仲裁、船舶檔案、船舶動態、航運人才、船貨代理等航運數據，新建數據匯聚、數據治理、數據服務等組件。通過對數據匯聚組件和數據治理組件的建設，形成標準化的數據交互流程、智能化的數據整合分析、可視化的數據管理及數據流向、體系化的數據質量管控。通過建設數據服務組件，提供航運決策服務基礎支撐能力和可控的數據資源共享能力，打造全新的航運數據交互平臺，在對南京區域航運數據的匯聚、整合、管理、共享的基礎上，形成南京區域航運數據的核心交換節點和統一出口，從而推動南京區域航運業的發展。

2.2.3 大屏展示支撐系統。配置大屏設備，建設大屏展示支撐系統，結合南京航運交易綜合信息管理平臺一二期建設內容產生的業務數據及匯聚的南京區域港口物流、電子口岸、海事仲裁、船舶檔案、船舶動態、航運人才、船貨代理等航運數據，利用數據可視化服務來構建航運大屏展示指標，對航運業務、航運數據、航運指數等多維度數據進行展示，實現南京航運發展的動態展示。大屏展示采用系統接口設計、系統體系架構、自適應技術、多屏交互技術、多維數據展板、數據重構等關鍵技術，通過建設航運大屏來提高信息獲取效率，幫助業務人員快速了解航運發展動態，從而對南京區域航運數據進行全面分析，提高工作效率。對南京區域航運數據自動化聚合、分析，以數據形式對南京航運指數、航運物流、船舶交易和航運人才等信息進行直觀展示，為決策者提供決策輔助，提升決策能力。

2.2.4 航運公共服務平臺。以數據資源賦能航運發展為切入點來建設航運公共服務平臺，深化南京區域航運數據的應用范圍，建設航運指數、航運信用、航運決策等創新型航運服務，完善航運公共服務體系。該系統的功能具體可分為航運指數服務、航運信用服務和航運決策服務。①航運指數服務。該服務基于匯聚的航運數據，結合對南京區域性航運物流指數體系的研究成果，提供江海航運物流貨量指數、江海航運物流運價指數、江海航運物流發展景氣指數、江蘇區域船舶價格指數等航運指數的可視化查詢服務及航運指數報告的發布服務，同時建設多種航運指數可視化模塊，為后續更多航運指數的研發提供可視化展現服務。②航運信用服務。該服務基于成熟的船舶交易、船舶人才等服務產生的數據，同時結合匯聚到的航運數據及企業信用報告，建立具有航運特色的信用評分標準，從船舶交易誠信、航運人才誠信等多個維度來評定航運信用主體的信用等級，提供航運主體的信用查詢、航運信用信息公示、航運信用統計報告等服務。③航運決策服務。為滿足航運相關政府部門和航運企業的業務和發展需求，該服務利用匯聚到的航運數據，使用數據分析、可視化等技術，打造南京區域航運數據知識庫，并根據航運數據公開數據的開放目錄，對外公示航運交易數據。同時，深化航運數據應用，結合航運數據，提供政策解讀、政策研究等服務，分析航運發展動向，編制航運發展報告，提供發展報告的定制、發布等服務。

2.3 數據庫設計

數據服務器是整個系統共享數據服務的提供者，直接關系到管理系統的成效［4］。南京航運交易綜合系統數據庫設計的原理是：通過數據中臺來自動化抽取正在運行數據庫的庫表定義、字段屬性和關聯關系，利用圖的高維展示技術來實現對數據的快速定位，分析數據使用頻度和調用關系，挖掘數據血緣關系，構建網絡圖譜，實現數據關系高維展示與有效的質量管理。

2.3.1 數據歸集方案。南京航運交易綜合信息系統提供多種Web Service、標準組件、API 和中間操作數據庫等數據歸集方式，預計按照每周一次的頻率進行數據歸集工作。①Web Service 方式。南京航運交易中心及相關開發單位可利用Web Service 將其服務發布到數據交換平臺上。根據航運中心的功能清單對Web組件進行動態整合，為用戶提供一站式智慧便捷的航運服務。②標準組件方式。南京航運交易中心采用企業Java 組件（Enterprise Java Bean，EJB）、分布式組件對象模型（Distributed Component Object Model，DCOM）這兩種標準組件方式對數據進行集成。標準組件方式支持位于南京航運交易中心內部網絡中不同機器上的組件之間通信，保證數據在傳輸過程中的安全性、完整性和保密性。③API 方式。南京航運交易多個數據收集端口采用綜合信息系統應用程序編程接口方式（Application Programming Interface，API），完成與數據交互平臺的通信連接與信息交換。由于API 接口的線程安全等級較高，因此，可在多線程中進行調用。在南京航運交易信息系統的數據集成平臺中使用API 技術，可獲得最優場景實踐為出發點的、面向業務流程的設計開發，能快速、有效、安全地為用戶提供訪問南京航運交易中心的技術途徑。④中間操作數據庫方式。該方式通過統一的全局數據模型來訪問異構數據庫。中間操作數據庫位于數據層和應用層之間，不僅能向上訪問數據集成平臺，為用戶提供統一的數據模式和通用接口，還能向下協調南京航運交易綜合信息系統涉及的各種數據源系統，統一數據的交互標準。

2.3.2 數據庫安全管理。建立完善的系統日志，負責記錄南京航運交易綜合信息系統的數據采集、用戶登錄、用戶操作等事件，同時建立數據庫安全審計機制和調度管理機制，對數據庫服務器的各類操作行為進行監視并記錄，通過對網絡數據的分析，能實時、智能地對數據庫服務器的各種操作進行解析，并記入審計數據庫中，以便日后進行查詢、分析、過濾，實現對目標數據庫系統用戶操作的監控和審計。

2.4 系統接口設計

一般來說，大屏展示支撐系統與各個專業系統顯示信號源的技術接口可分為三類，即模擬視頻接口、獨立計算機RGB 接口和網絡接口。考慮到南京航運交易綜合信息系統的實際應用需求，可視化和拼接墻系統采用獨立計算機RGB 接口和網絡接口，這兩種接口方式是相互備份的。常規應用狀態下，可視化和拼接墻系統采用的是網絡接口，用來顯示用戶的專業系統畫面。但當多屏拼接處理器發生故障或處于報警狀態時，采用RGB 接口方式來顯示用戶專業系統畫面。通過網絡接口和獨立計算機接口互補的方式，保證拼接墻能完整、高效、安全、方便地顯示航運發展動態。

3 結語

借助大數據技術的方法和思維為用戶提供數據服務，提升航運服務效率，加快南京區域航運業的發展，促進長江航運一體化進程，為交通強國建設提供了有力支撐。本研究基于B/S 架構進行開發，采用Web Service、標準組件、API 等數據歸集方案，設計出一個包含航運業務管理、大屏展示支撐、航運數據交互、航運公共服務等功能的航運交易綜合信息系統。該開發方案充分發揮了Web 技術的優勢，使數據收集、處理、流轉、發布和維護更加方便。此外，該開發方案也充分考慮了節能效果、經濟效益，節約了成本。目前，該系統已投入實際運營，并順利通過驗收。實踐證明，該系統的應用對南京航運中心提質增效、優化服務發揮了重要作用。未來可進一步深挖該系統的應用場景，持續提高南京航運交易中心的公共服務能力，有效提升南京航運在長三角港航區域內的影響力。