卷烟真伪外观识别培训系统设计与实现

李海燕，马慧宇，肖 燕，李 郸

（云南省烟草质量监督检测站，云南 昆明 650106）

云南省地域跨度大，地理环境复杂，卷烟真假外观识别采用传统的集中现场培训方式，在经济、时间成本和工作效率等诸多方面存在弊端。由于造假水平不断提升，真假鉴别特征也不断变化。为了加强省级质检站对全省卷烟鉴别工作者的培训管理，降低卷烟真假外观识别集中培训在经济和时间方面的成本，同时让培训者随时了解现阶段最新的鉴别技术，提高卷烟鉴别工作人员技能水平，在成熟的行业内网基础上实现远程培训和远程考核效果的卷烟真假外观识别培训系统意义重大。

针对上述目的，实现网络化的非集中式、自助培训学习、考核功能以及新技术及时更新，其主要功能包括卷烟鉴别工作人员远程用户自助注册，人员水平摸底考核，在线自助培训学习和在线水平考核，系统自动记录人员考核成绩，新特征的提交及核实，其研究内容属于行业内首次信息化应用。

1 技术选型

系统选用稳定、扩展性较强的Spring Boot、Vue框架。采用B/S模式，简化系统开发、维护和使用。Web应用服务器选择轻量级应用服务器Tomcat，省局机房集中部署，运维管理成本低。

Spring Boot[1-3]是由Pivotal团队2014年发布的开源轻量级框架，因整合了所有框架，达到简单、快速、方便的优势。同时简化Spring的各种繁琐配置，解决引用的不稳定性等问题。

Spring Boot所具备的特征[4]：

（1）可以创建Java应用，采用War部署方式；

（2）提供的Actuator插件提供了大量的生产级特性，可以监控服务及应用，做健康检测；

（3）内置Servlet Container使项目能在Tomcat或undertow等容器中运行；

（4）自动配置技术、环境；

（5）采用约定大于配置，不需要配置XML配置。

2 运行环境

2.1 运行硬件环境

Windows R操作系统的计算机系统（台式、便携式或嵌入式计算机系统）。

2.2 运行软件环境

WindowsR操作系统Windows 2008 Server Standard sp1；浏览器（IE R8以上版本，Firefox，Google以及其他的主流浏览器）。

2.3 编程语言及其版本

开发环境：IntelliJ IDEA 2019.3.5、JDK 1.8.0_241

框架：Spring Boot 1.5.9.RELEASE、Spring Framework

5.1.2.RELEASE

工具：Maven 3.6.3

前端：Vue、JavaScript（v3.3.1）、jQuery、Html

后台：Java、Spring Data JPA

数据库：SQLserver 2008 R2

3 业务整合

3.1 建立卷烟条与盒外观识别指标体系

由省烟草质量监督检测站牵头，从机型及印刷等多方面建立卷烟条与盒外观识别指标体系，采用相同牌号规格不同机型筛选不同特征点罗列卷烟特征库，其商标项目包含全息、变色油墨、猫眼技术、冷烫、微缩、二维码、微压纹、超线、印刷质量、图文差异、套印准确、底纹、彩色纤维及色差等，机型项目包含拉带头形状及尺寸、拉带头指向、长边及端头烫封络铁形状及尺寸、烫封纹理、折叠方式、切口和钢印等。

通过专卖使用人员、印刷企业专家、烟厂包装机专家针对各个牌号规格机型特征点从条与盒包装纸印刷特征、包装机型外观特征等多方面进行实用性评价，建立完善的卷烟条、盒外观识别指标体系，为系统标准样品库提供数据支撑。

3.2 建立外观识别技术长期有效性的管理体系

由省烟草专卖局专卖监督管理处制定人员培训考核管理办法，包含维护人员考核办法，维护人员工作量的核定方法，发布管理办法。通过建立人才库的方式，形成固定队伍，通过专家与牌号规格的一一对应负责制，保持卷烟真假外观识别技术的长期有效性。搭建一线专卖人员在线对特征点的验证平台，通过准对验证确率统计分析，随时掌握准确率是否超过阈值限制，保证特征点的及时更新。

3.3 应用范围和对象

培训和考核人员：全省专卖工作中涉及到卷烟鉴别工作人员，建立人员档案及记录考试成绩。

专家组人员：建立基础数据库，提取真假对比特征图片，审核普通专卖人员提交信息。

州市管理人员：管理各地州在线培训人员档案、分配特征点准确率验证任务。

省站管理人员：维护标准样品信息库，审核专家组提交样品，系统管理权限分配。

验证人员：在线用户均可随时对特征点结论是否准确进行在线验证。

4 系统设计

4.1 功能结构

系统功能模块主要包含学员注册、在线学习、在线考试、成绩查询、标准样品库及系统配置等，如图1所示。

图1 培训考核系统

学员注册：提供新学员自助注册系统账号，老学员直接使用手机号、密码登录系统。

学员管理：由质检站管理员对学员注册地州及人员数量进行管理，各地州管理人员对本地州学员身份进行审核，可对用户进行信息修改、删除、分配用户角色等管理，还可查看所有注册用户信息列表及成绩等。

角色配置：质检站管理人员可以配置地州管理人员，可以配置各专家管理的牌号规格。地州管理人员可以对每位学员配置角色，包括专家、验证人员和普通专卖人员等。

特征配置：质检站管理人员可以对特征进行分层管理、自由配置。配置特征类型如商标纸、小盒硬盒机型、小盒软盒机型、条盒机型；配置特征部位如正面、背面、上端、下端、左侧、右侧等；配置特征点如拉线、颜色、文字、图案线条、底纹、全息、钢印、正面压痕、烫痕、烫封、擦痕等。配置包装机型如GDX1、GDX2、GDX500、GDX6S、GDS1000、GDX2000、GDX3000、GDH1000、FK350、FK700、FX、FXS等。可随时根据新情况调整配置，保证系统灵活性。

在线学习：设计为真假烟在线学习和机型在线学习，并提供在线两种学习后的对应练习模式，学习和练习均无次数和时间限制，直到学员完全掌握。

在线考试：设计为真假烟在线考试和机型在线考试。根据考试规则自动生成考试题目，考试采用倒计时有效时长方式，时长到结束考试，可以多次考试，系统会自动记录每次考试成绩。

成绩查询：学员可查询个人考试历史记录。学员通过不断地在线学习、练习和考试，可提升自己的考试成绩，提升自我鉴别技能水平。质检站管理人员可以查询全省学员的考试成绩，地州管理人员可以查询本地州学员的考试成绩。

在线预判：设计为在线真假预判。用户在线选对应特征点图片，系统自动预判卷烟真假。

特征点验证：设计为保证特征点准确有效。用户对系统自动预测真假进行在线验证，系统统计各牌号规格准确率，各专家对准确率不高的牌号调整特征点。

在线鉴定：当专卖人员预测结果与系统预测不一致时，可在线提交样品特征点图片，负责对应牌号的专家在线鉴别，返回最终鉴别结论。进一步保证特征点数据库实时更新。

基础数据库：具有相应权限的人员可以添加、编辑和删除样品信息。样品信息包括：样品名称、样品条码、特征点包装形式、包装规格、样品部位名称、图片真假、特征点难度系数、样品难度等级、添加图片说明以及上传样品图片等。专家可以随时对基础数据进行修改更新，保证系统内的特征点鉴别准确率。

系统管理：针对注册学员信息、权限、角色，卷烟外观识别特征要素集牌号规格、样品特征图像音视频、专家范围等进行系统权限集系统业务管理。包含标准样品管理、地址管理、人员管理、权限管理、牌号规格管理，特征类型、特征部位、特征点、机型、仿造难度和编码规则等管理功能。所有模块数据库都可以由质检站管理人员自由配置，保证系统的灵活性。

4.2 安全设计

系统用户为全省用户，需确保业务数据的安全存储和安全传输以及与公司其他业务系统集成的安全互联互通，采用集中部署在行业内专网，内网省内学员可访问系统，借助原有行业、省局网络建设资源、网络硬件安全基础设施等建立网络访问安全屏障。定义多层次角色，各角色管理内容清晰、业务边界明确，指定角色模块功能集样品牌号规格清单，从系统模块权限和业务数据范畴的划分加强系统使用的安全性，具体安全性设计如下（图2）。

图2 安全性设计

身份鉴别。分为用户身份鉴别和主机身份鉴别，用于用户与系统服务器间的认证登陆，以及系统与系统间进行集成时的主机认证，处理各种类型、格式的身份认证信息之间的协调和同步问题。

访问控制。主要控制的内网人员对真伪鉴别培训系统中授权程序的访问，拒绝非授权者使用。主要措施包括根据人员职能，制定多级安全策略，控制注册人员对真伪培训系统的访问，特别是真假卷烟特征库的读写访问等，控制粒度划分为用户级、文件级和数据库记录级。

权限控制。树型组织结构及多角色与多功能点资源访问之间的操作。登陆人员均有自己身份对应的最小化授权，禁止越权操作，通过相互制约的关系实现风险最小化。

服务网关。服务网关为LAN/WAN之间的XML消息交换和Web service交互提供安全性保护，包括加密数据、身份验证、授权、过滤、XML-数字签名、Web服务安全性等。它的主要能力应包括：XML/SOAP防火墙，检查并拒绝XML攻击并过滤非法访问；SOAP安全管理，支持SAML，WS_Security，WS_Trust等Web服务相关的安全标准，配合访问控制组件，检查与审计进入访问请求的身份与权限。

4.3 主要界面设计

学员注册：学员注册界面如图3所示，所有注册信息务必填写正确、真实有效，包含姓名、性别、手机号码、所属单位、所在地州、密码。该平台配置在省局公司内网，仅有企业内网电脑可以访问，同时设置了地州审核制度，保证真伪平台的信息安全。

图3 学员注册界面

真假在线学习：按品牌规格随机抽取学习样品，系统按照每个牌号规格的特征点逐一显示真假对比图片，如图4所示。所有特征点学习完成后，系统自动提取该牌号规格真或假的所有特征点作为课后练习，学员根据特征点图片判断真假。系统自动统计“盒包装”、“条包装”样品总数，已学习、未学习个数，可按需进行学习。

图4 真假特征对比

机型在线学习：按品牌规格随机抽取学习样品，系统显示机型对应的特征点，并对每个特征点特征进行说明，如图5所示。学员学习完一个牌号规格的所有机型后，系统自动产生该牌号规格的所有机型的课后练习，学员根据特征点图片选择机型。系统自动统计“盒包装”、“条包装”样品总数，已学习、未学习个数，可按需进行学习。

图5 机型特征

在线考试：包括机型考试和真假考试。机型考试为学员根据特征点图片选择所采用的包装机型，如图6所示，选择正确则通过，选择错误则显示错误。真假考试为学员根据特征点判断真假，选择正确则通过，选择错误则显示错误。考试由学员自助进行，根据自己对外观识别技术的掌握情况自行进行考试，不受考试次数限制。

图6 考试界面

样品鉴定管理：提供样品鉴定管理功能，配置相应的样品图片审核流程，如图7所示，普通专卖人员可添加需要鉴定的样品图片，并提交给专家组审核，有异议的样品可转交给省质检站进行审核，并反馈审核结果。

图7 在线鉴别管理

专家组是两位专家为一小组，一个专家小组只负责几个牌号规格的样品的审核，系统需要建立专家组人员与牌号规格的对应关系表，提交的样品信息根据专家小组审核样品的对应权限自动提交给对应的专家小组，专家小组负责对样品信息进行审核。同时专家组人员可把提交的样品图片直接提交到基础数据库，其中：（1）专家组人员可对不符合图片要求的情况进行退回处理，普通专卖人员需重新修改并提交样品图片信息；（2）如专家小组两位专家审核结论一致，则反馈给普通专卖人员审核结论；如专家组两位专家审核结论不一致，则系统自动提交给省质检站进行再次审核确认，专家组成员也将不确定的样品信息直接转办给省质检站审核。

5 结束语

卷烟真伪外观识别平台是保障云南省有效开展卷烟专卖打假工作的重要支撑，特别是对各地州市一线专卖人员意义及作用重大，得到一致认可。本文充分结合云南卷烟鉴别工作情况，研究并构建卷烟真伪外观识别平台，目前该平台已投入正式生产环境，加强了省级质检站对全省卷烟鉴别工作者的培训管理，降低了卷烟真假外观识别集中培训在经济和时间方面的成本，提高了卷烟鉴别工作人员技能水平的同时，建立了外观识别技术长期有效性的管理体系。在此基础上，继续强化常态化培训机制，创新学习方法、路径，增强行业人员技能水平，为行业卷烟打假夯实基础，维护国家利益和消费者利益，助推行业高质量发展。