基于北斗卫星导航的快速通关一体化公共服务平台设计与实现

文/张乾 赵英 曹庭毅



基于北斗卫星导航的快速通关一体化公共服务平台设计与实现

文/张乾 赵英 曹庭毅

0　引言

来往港澳小型运输船舶（以下简称小型船舶）是粤港澳货物进出口主要途径之一，在发展广东省和港澳之间的经济往来起到了重要的作用。在海关的管理工作中，各中途监管站是小型船舶监管工作的重要保障，主要负责与各指运港、启运地海关的联系配合，做好小型船舶及其所载货物的进境时登船舱单确认，制作关封并向指运港海关发送电子数据以及出境时登船对启运地海关签发的舱单进行确认，以及核销电子舱单数据等工作。传统的管理模式要求小型船舶停靠中途监管站，海关上船检查，因此海关承担了大量繁重的小型船舶中途监管任务。基于北斗卫星导航定位的监管模式可在加强监管的同时提高通关效率，实现电子快速通关。

1　总体方案

小型船舶在出发地报关时，向公共服务平台录入航次、舱单、货物等信息，以便海关掌握；小型船舶安装北斗船载终端，在出发地到目的地途中全程位置信息通过终端的通信模块传送到公共服务平台与海关监控中心，海关监控中心以企业舱单数据、船舶船员和企业信用管理数据、船舶动态航行数据为基础进行综合数据分析，在确保海关有效监管的前提下判断船舶的直航或停靠检查，并将指令传送回终端，从而实现电子快速通关。

北斗船载终端主要是基于北斗/GPS兼容技术，获取定位数据，存储于终端内，定时上传到公共服务平台，同时船舶工作人员可以通过终端实现与公共服务平台的通信，完成启航、通关申报等的交互工作。

快速通关一体化公共服务平台则主要是通过与终端的交互，将终端传回的卫星导航数据在电子海图呈现，实时监控船舶航行状态，并可查询统计船舶运行轨迹，接收船舶发出的启航、通关申报等指令，作处理后下发指令信息给终端。

快速通关一体化公共服务平台与北斗船载终端的通信流程设计如图1所示。

图1　平台终端通信流程图

2　北斗船载终端设计

北斗船载终端作为进出境船舶上的收发信装置设备，主要用于电子监管系统动态管理平台对进出境船舶的实时定位数据采集，可在电子海图上实现对船舶每天24小时不间断的轨迹和状态数据可视化监控，有效监管和打击违法走私行为。

考虑到系统设计的可扩展性和实现的复杂度，北斗船载终端硬件结构按照模块化的设计思想进行设计，主要模块及其功能如下。

①控制模块：运行内部控制程序，对周边部件进行控制和协助。

②通信模块：负责终端与监控中心之间的通讯，完成与移动网关的TCP/IP连接。公网通信模块的接口和封装兼容多种通信制式，如GPRS、CMDA、CDMA2000、WCDMA和TDCMDA等，实现终端的远程控制，并可用于拨出/接听电话。

③定位模块：接收北斗卫星信号，将最新的位置数据传送至微处理单元。

定位模块主要由北斗/GPS射频芯片和北斗/GPS数字基带处理单元组成。定位模块输入为经由低噪放模块放大的卫星信号。定位模块内部通过北斗/GPS射频芯片将卫星信号变换至适合于AD变换器采样的中频信号，由定位模块的基带处理单元对此中频信号进行处理。基带处理单元完成信号捕获、环路跟踪、位同步、帧同步、测量、电文提取、定位解算，最终输出定位结果。

定位模块内嵌处理器进行系统状态管理、通道及相关资源管理与控制、接收信号处理与测量解算：系统状态管理包括系统环境的建立、数据的初始化、设备的初始化及状态管理、各任务的创建、响应运行中系统级异常事件处理；通道资源管理与控制包括卫星信号选择、接收通道调度及参数设定、信号捕获过程控制、跟踪状态管理等；接收信号处理与测量解算实现跟踪通道环路维护、位定时及帧定时提取、导航电文提取处理、测量数据获取、卫星信号完好性检测、PVT解算及本地时间调整。

④显示模块：用于显示监控中心发布的相关信息，并显示系统的定位状况、网络信号强弱、时间等信息，可通过键盘对系统的一些参数进行设置。

⑤存储模块：配合微处理单元工作，用于存储相关信息。

⑥电源模块：负责系统常态工作时系统的能源供给，采用过压、过流、防反接、防雷击浪涌等多重保护设计；设计线性电源和开关电源组合架构，兼顾效率和性能，满足苛刻的使用环境需求。

⑦状态检查模块：采集状态信息和异常告警。

⑧扩展接口：可用于系统调试和其他设备的接入。

为防止人为拆卸终端，提高终端设备使用的安全性，北斗船载终端采取防拆卸设计，采用一种防拆卸机构和防拆卸终端电子设备相结合的方式，包括防拆卸安装支架、微动开关、防拆卸报警信号检测电路、防拆卸报警信号检测程序、防拆卸报警信息上发模块、装置内部备用电源模块等。用户将终端安装在防拆卸安装支架中，通过微动开关状态检测模块检测微动开关的状态（闭合或弹起），在微动开关处于弹起状态时，生成防拆卸报警信号数据，可以将防拆卸报警信号数据发送到动态管理平台。

3　快速通关一体化公共服务平台设计

快速通关服务平台基于SOA的技术架构，实现企业申报数据和海关等监管部门业务系统通过适配器和港区信息交换系统挂接，是船载终端在后台的配套服务平台，通过与船载终端的交互，实现海上监管部门、船舶企业、运营公司对船舶的实时监控及信息服务。

服务平台以“综合数据交换平台”为枢纽，辐射海关、检验检疫、边防边检、运输企业等应用单位和移动、货代等数据提供单位。把互联网作为和企业用户交互信息传输媒介，把无线移动通信网络作为船舶和监控中心之间传输调度、定位、命令等无线移动数据的载体，数据交换平台与主要使用单位（海关、运输企业）的连接以专线方式实现信息交互。在海关建立与外部数据安全隔离的内部的监管、验放体系，外部建立互为热备份的异地服务系统。用户端则采用C/S+B/S结构以地理信息系统（GIS）为后台的动态定位信息、车船资料、用户信息、报警信息等资料的实时查询。形成外部数据交换平台和口岸管理部门内部系统即信息连接又相对独立的安全网络结构。

综合数据交换平台是新型电子政务系统和动态信息查询实时调度系统基础。它接收来自互联网的舱单、移动GPS、海关命令等不同地方的不同数据，在平台上实现数据交换，信息共享，为海关和相关行政管理部门、港口单位、船东提供数据分析和数据挖掘。

服务平台的风险管理分析子系统可以实现航次资料、船舶资料、船员资料、舱单资料、风险基础数据维护、风险布控、信息交互机制的全面查询，还可以根据情况对船舶信用等级、风险参数、随机抽查率进行维护。同时，风险管理子系统可实现风险布控功能，通过对船舶和集装箱的预定式布控，可以实现对船舶的即决式布控，防止出现风险目标失控情况。

4　结束语

基于北斗卫星导航的快速通关一体化公共服务平台已应用在来往港澳小型船舶通关监管，首次将北斗卫星导航技术应用到船舶电子通关领域，实现运输全程监管，海关可通过平台实时监控船舶运行轨迹和报警信息，发送通航指令，还可在需要时，与船舶进行语音通话。企业还可通过平台查询船舶位置和状态等信息。

作者简介：张乾（1980-），男，工程师，学士，任职于广州海格通信集团股份有限公司，从事卫星应用与无线通信技术研究工作；赵英（1971-），男，学士，任职于广东南方海岸科技服务有限公司，从事电子通关系统技术研究工作；曹庭毅（1983-），男，硕士，任职于广东南方海岸科技服务有限公司，从事软件系统技术研究工作。