南京航运交易综合信息系统的设计与实现

施 伟 骆 梅 张 闽

（南京航运交易中心，江苏 南京 210016）

0 引言

在经济全球化、一体化的背景下，航运成为国际贸易往来的重要途径。世界贸易货物总量的80%以上是通过航运来完成运输的［1］。随着高质量共建“一带一路”倡议、长江经济带、长三角一体化等国家战略的提出，为长三角港航向更高质量一体化方向发展提供了强有力支撑［2］。南京作为长三角港航的主要城市之一，如何统筹推进南京航运发展，强化南京区域航运的公共服务，抢抓长江经济带发展机遇，对南京及周边腹地的经济发展，乃至长三角的经济发展都起着至关重要的作用［3-4］。

然而，航运数据交互缺少统一标准、信息服务质量不高、公共服务体系不完善等问题已成为南京航运信息化建设的短板，严重制约了南京航运事业的发展速度。根据南京航运交易中心的发展思路和规划目标，在充分考虑信息化发展要求的基础上，构建南京航运交易综合信息管理系统。该系统围绕“定标准、聚数据、强服务”的建设目标，编制南京地方航运数据交互的标准规范，构建航运业务管理系统、航运数据交互平台、大屏展示支撑系统和航运公共服务平台，优化配套基础设施，实现数据交互的标准化，汇聚南京区域综合性航运数据，挖掘航运交易中心的服务能力，践行交通运输部提出的交通发展“三个服务”，促进传统航运业向现代国际航运业转型发展。

1 建设目标

1.1 制定南京航运数据交互标准体系

根据《政务信息资源目录体系》（GB/T 21063）、《运输与仓储业务数据交换应用规范》（GB/T 26772—2011）、《交通信息基础数据元》（JT/T 697）等国家和行业标准，编制航运数据资源分级分类标准、航运数据交换标准、航运数据资源目录及公共数据开放目录等地方数据标准规范，从而形成南京地方航运数据交互标准体系，实现南京航运数据交互的规范化，为南京区域航运业发展打下坚实的基础，助力智慧航运发展。

1.2 汇聚南京区域航运数据

根据南京航运数据交互标准体系，收集南京区域港口物流、电子口岸、海事仲裁、船舶档案、船舶动态、航运人才、船货代理等航运数据，并结合航运业务发展、指数研发及公共服务需求，对航运数据进行整合管理。根据航运公共数据开放目录来向公众及政企部门公开航运数据，并实现数据的共享。通过航运数据的汇聚、整合、管理、共享，可形成南京区域航运数据的核心交换节点和统一出口，从而推动南京区域航运业发展。

1.3 强化南京区域航运公共服务

以数据资源赋能航运发展为切入点，深化南京区域航运数据在航运公共服务中的应用，发展航运指数、航运信用、航运决策等创新型航运服务，完善南京区域航运公共服务体系，推进大数据与航运业的深度融合，推动南京航运的创新、创效和服务升级，提升航运业在区域发展中的影响力和话语权。通过统一数据交互标准，南京航运交易中心能打破多个政府部门间的数据壁垒，推进信息资源的互联互通、开放共享，实现航运服务业和物联网的深度融合，探索研发出新业务、新应用、新平台，加快推进智慧航运中心的建设，促进现代服务业的转型升级。

2 系统设计

本研究设计的系统采用的Java EE 规范、中间件、SOA 体系、适配器、Web 服务、数据可视化等技术，这些技术均具有稳定性、可扩展性、易管理、高性能和高可用性，从而在技术上保证了系统的高可用性。

2.1 架构模式

南京航运交易综合信息系统使用浏览器/服务器（B/S）架构进行开发，采用三层体系结构，即数据库系统、应用服务器、终端（含客户浏览器和大屏终端）。系统逻辑结构如图1所示。

图1 系统逻辑结构

2.2 功能架构

南京航运交易综合信息系统的功能架构如图2所示。

图2 南京航运交易综合信息系统功能架构

2.2.1 航运业务管理系统。通过深化航运交易中心现有业务，实现船舶交易信用管理、集卡优惠统计管理、专项资金审核管理等功能，为业务部提供高效的信息化支撑，对船舶交易鉴证信用书、船舶交易违规行为等信息进行管理，提供集卡优惠数据的录入及统计报表生成、专项资金审核业务的数据录入及数据比对等功能，提高中心航运业务的效能。该系统包含船舶交易信用管理、集卡优惠统计管理和专项资金审核管理。①船舶交易信用管理。通过建立与船舶交易服务平台的数据接口，获取《船舶交易鉴证信用承诺书》信息及船舶交易过程中的违规信息，建立船舶交易信用档案，同时汇聚船舶基础信息、船舶检验信息、船舶证书信息等数据，定期对数据进行比对，从而支撑船舶交易信用管理。②集卡优惠统计管理。对集装箱卡车优惠的整体情况进行统计分析，汇聚高速公路及普通公路上的集装箱卡车优惠数据，并生成年月度集卡优惠统计报表。③专项资金审核管理。利用汇聚到的航运数据，实现专项资金审核的申请、比对、审核、管理等业务功能。

2.2.2 航运数据交互平台。根据南京航运发展新需求，汇聚南京区域港口物流、电子口岸、海事仲裁、船舶档案、船舶动态、航运人才、船货代理等航运数据，新建数据汇聚、数据治理、数据服务等组件。通过对数据汇聚组件和数据治理组件的建设，形成标准化的数据交互流程、智能化的数据整合分析、可视化的数据管理及数据流向、体系化的数据质量管控。通过建设数据服务组件，提供航运决策服务基础支撑能力和可控的数据资源共享能力，打造全新的航运数据交互平台，在对南京区域航运数据的汇聚、整合、管理、共享的基础上，形成南京区域航运数据的核心交换节点和统一出口，从而推动南京区域航运业的发展。

2.2.3 大屏展示支撑系统。配置大屏设备，建设大屏展示支撑系统，结合南京航运交易综合信息管理平台一二期建设内容产生的业务数据及汇聚的南京区域港口物流、电子口岸、海事仲裁、船舶档案、船舶动态、航运人才、船货代理等航运数据，利用数据可视化服务来构建航运大屏展示指标，对航运业务、航运数据、航运指数等多维度数据进行展示，实现南京航运发展的动态展示。大屏展示采用系统接口设计、系统体系架构、自适应技术、多屏交互技术、多维数据展板、数据重构等关键技术，通过建设航运大屏来提高信息获取效率，帮助业务人员快速了解航运发展动态，从而对南京区域航运数据进行全面分析，提高工作效率。对南京区域航运数据自动化聚合、分析，以数据形式对南京航运指数、航运物流、船舶交易和航运人才等信息进行直观展示，为决策者提供决策辅助，提升决策能力。

2.2.4 航运公共服务平台。以数据资源赋能航运发展为切入点来建设航运公共服务平台，深化南京区域航运数据的应用范围，建设航运指数、航运信用、航运决策等创新型航运服务，完善航运公共服务体系。该系统的功能具体可分为航运指数服务、航运信用服务和航运决策服务。①航运指数服务。该服务基于汇聚的航运数据，结合对南京区域性航运物流指数体系的研究成果，提供江海航运物流货量指数、江海航运物流运价指数、江海航运物流发展景气指数、江苏区域船舶价格指数等航运指数的可视化查询服务及航运指数报告的发布服务，同时建设多种航运指数可视化模块，为后续更多航运指数的研发提供可视化展现服务。②航运信用服务。该服务基于成熟的船舶交易、船舶人才等服务产生的数据，同时结合汇聚到的航运数据及企业信用报告，建立具有航运特色的信用评分标准，从船舶交易诚信、航运人才诚信等多个维度来评定航运信用主体的信用等级，提供航运主体的信用查询、航运信用信息公示、航运信用统计报告等服务。③航运决策服务。为满足航运相关政府部门和航运企业的业务和发展需求，该服务利用汇聚到的航运数据，使用数据分析、可视化等技术，打造南京区域航运数据知识库，并根据航运数据公开数据的开放目录，对外公示航运交易数据。同时，深化航运数据应用，结合航运数据，提供政策解读、政策研究等服务，分析航运发展动向，编制航运发展报告，提供发展报告的定制、发布等服务。

2.3 数据库设计

数据服务器是整个系统共享数据服务的提供者，直接关系到管理系统的成效［4］。南京航运交易综合系统数据库设计的原理是：通过数据中台来自动化抽取正在运行数据库的库表定义、字段属性和关联关系，利用图的高维展示技术来实现对数据的快速定位，分析数据使用频度和调用关系，挖掘数据血缘关系，构建网络图谱，实现数据关系高维展示与有效的质量管理。

2.3.1 数据归集方案。南京航运交易综合信息系统提供多种Web Service、标准组件、API 和中间操作数据库等数据归集方式，预计按照每周一次的频率进行数据归集工作。①Web Service 方式。南京航运交易中心及相关开发单位可利用Web Service 将其服务发布到数据交换平台上。根据航运中心的功能清单对Web组件进行动态整合，为用户提供一站式智慧便捷的航运服务。②标准组件方式。南京航运交易中心采用企业Java 组件（Enterprise Java Bean，EJB）、分布式组件对象模型（Distributed Component Object Model，DCOM）这两种标准组件方式对数据进行集成。标准组件方式支持位于南京航运交易中心内部网络中不同机器上的组件之间通信，保证数据在传输过程中的安全性、完整性和保密性。③API 方式。南京航运交易多个数据收集端口采用综合信息系统应用程序编程接口方式（Application Programming Interface，API），完成与数据交互平台的通信连接与信息交换。由于API 接口的线程安全等级较高，因此，可在多线程中进行调用。在南京航运交易信息系统的数据集成平台中使用API 技术，可获得最优场景实践为出发点的、面向业务流程的设计开发，能快速、有效、安全地为用户提供访问南京航运交易中心的技术途径。④中间操作数据库方式。该方式通过统一的全局数据模型来访问异构数据库。中间操作数据库位于数据层和应用层之间，不仅能向上访问数据集成平台，为用户提供统一的数据模式和通用接口，还能向下协调南京航运交易综合信息系统涉及的各种数据源系统，统一数据的交互标准。

2.3.2 数据库安全管理。建立完善的系统日志，负责记录南京航运交易综合信息系统的数据采集、用户登录、用户操作等事件，同时建立数据库安全审计机制和调度管理机制，对数据库服务器的各类操作行为进行监视并记录，通过对网络数据的分析，能实时、智能地对数据库服务器的各种操作进行解析，并记入审计数据库中，以便日后进行查询、分析、过滤，实现对目标数据库系统用户操作的监控和审计。

2.4 系统接口设计

一般来说，大屏展示支撑系统与各个专业系统显示信号源的技术接口可分为三类，即模拟视频接口、独立计算机RGB 接口和网络接口。考虑到南京航运交易综合信息系统的实际应用需求，可视化和拼接墙系统采用独立计算机RGB 接口和网络接口，这两种接口方式是相互备份的。常规应用状态下，可视化和拼接墙系统采用的是网络接口，用来显示用户的专业系统画面。但当多屏拼接处理器发生故障或处于报警状态时，采用RGB 接口方式来显示用户专业系统画面。通过网络接口和独立计算机接口互补的方式，保证拼接墙能完整、高效、安全、方便地显示航运发展动态。

3 结语

借助大数据技术的方法和思维为用户提供数据服务，提升航运服务效率，加快南京区域航运业的发展，促进长江航运一体化进程，为交通强国建设提供了有力支撑。本研究基于B/S 架构进行开发，采用Web Service、标准组件、API 等数据归集方案，设计出一个包含航运业务管理、大屏展示支撑、航运数据交互、航运公共服务等功能的航运交易综合信息系统。该开发方案充分发挥了Web 技术的优势，使数据收集、处理、流转、发布和维护更加方便。此外，该开发方案也充分考虑了节能效果、经济效益，节约了成本。目前，该系统已投入实际运营，并顺利通过验收。实践证明，该系统的应用对南京航运中心提质增效、优化服务发挥了重要作用。未来可进一步深挖该系统的应用场景，持续提高南京航运交易中心的公共服务能力，有效提升南京航运在长三角港航区域内的影响力。