文/張乾 趙英 曹庭毅

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基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的快速通關(guān)一體化公共服務(wù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

文/張乾 趙英 曹庭毅

0　引言

來往港澳小型運輸船舶（以下簡稱小型船舶）是粵港澳貨物進出口主要途徑之一，在發(fā)展廣東省和港澳之間的經(jīng)濟往來起到了重要的作用。在海關(guān)的管理工作中，各中途監(jiān)管站是小型船舶監(jiān)管工作的重要保障，主要負(fù)責(zé)與各指運港、啟運地海關(guān)的聯(lián)系配合，做好小型船舶及其所載貨物的進境時登船艙單確認(rèn)，制作關(guān)封并向指運港海關(guān)發(fā)送電子數(shù)據(jù)以及出境時登船對啟運地海關(guān)簽發(fā)的艙單進行確認(rèn)，以及核銷電子艙單數(shù)據(jù)等工作。傳統(tǒng)的管理模式要求小型船舶?？恐型颈O(jiān)管站，海關(guān)上船檢查，因此海關(guān)承擔(dān)了大量繁重的小型船舶中途監(jiān)管任務(wù)?；诒倍沸l(wèi)星導(dǎo)航定位的監(jiān)管模式可在加強監(jiān)管的同時提高通關(guān)效率，實現(xiàn)電子快速通關(guān)。

1　總體方案

小型船舶在出發(fā)地報關(guān)時，向公共服務(wù)平臺錄入航次、艙單、貨物等信息，以便海關(guān)掌握；小型船舶安裝北斗船載終端，在出發(fā)地到目的地途中全程位置信息通過終端的通信模塊傳送到公共服務(wù)平臺與海關(guān)監(jiān)控中心，海關(guān)監(jiān)控中心以企業(yè)艙單數(shù)據(jù)、船舶船員和企業(yè)信用管理數(shù)據(jù)、船舶動態(tài)航行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行綜合數(shù)據(jù)分析，在確保海關(guān)有效監(jiān)管的前提下判斷船舶的直航或?？繖z查，并將指令傳送回終端，從而實現(xiàn)電子快速通關(guān)。

北斗船載終端主要是基于北斗/GPS兼容技術(shù)，獲取定位數(shù)據(jù)，存儲于終端內(nèi)，定時上傳到公共服務(wù)平臺，同時船舶工作人員可以通過終端實現(xiàn)與公共服務(wù)平臺的通信，完成啟航、通關(guān)申報等的交互工作。

快速通關(guān)一體化公共服務(wù)平臺則主要是通過與終端的交互，將終端傳回的衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)在電子海圖呈現(xiàn)，實時監(jiān)控船舶航行狀態(tài)，并可查詢統(tǒng)計船舶運行軌跡，接收船舶發(fā)出的啟航、通關(guān)申報等指令，作處理后下發(fā)指令信息給終端。

快速通關(guān)一體化公共服務(wù)平臺與北斗船載終端的通信流程設(shè)計如圖1所示。

圖1　平臺終端通信流程圖

2　北斗船載終端設(shè)計

北斗船載終端作為進出境船舶上的收發(fā)信裝置設(shè)備，主要用于電子監(jiān)管系統(tǒng)動態(tài)管理平臺對進出境船舶的實時定位數(shù)據(jù)采集，可在電子海圖上實現(xiàn)對船舶每天24小時不間斷的軌跡和狀態(tài)數(shù)據(jù)可視化監(jiān)控，有效監(jiān)管和打擊違法走私行為。

考慮到系統(tǒng)設(shè)計的可擴展性和實現(xiàn)的復(fù)雜度，北斗船載終端硬件結(jié)構(gòu)按照模塊化的設(shè)計思想進行設(shè)計，主要模塊及其功能如下。

①控制模塊：運行內(nèi)部控制程序，對周邊部件進行控制和協(xié)助。

②通信模塊：負(fù)責(zé)終端與監(jiān)控中心之間的通訊，完成與移動網(wǎng)關(guān)的TCP/IP連接。公網(wǎng)通信模塊的接口和封裝兼容多種通信制式，如GPRS、CMDA、CDMA2000、WCDMA和TDCMDA等，實現(xiàn)終端的遠程控制，并可用于撥出/接聽電話。

③定位模塊：接收北斗衛(wèi)星信號，將最新的位置數(shù)據(jù)傳送至微處理單元。

定位模塊主要由北斗/GPS射頻芯片和北斗/GPS數(shù)字基帶處理單元組成。定位模塊輸入為經(jīng)由低噪放模塊放大的衛(wèi)星信號。定位模塊內(nèi)部通過北斗/GPS射頻芯片將衛(wèi)星信號變換至適合于AD變換器采樣的中頻信號，由定位模塊的基帶處理單元對此中頻信號進行處理?；鶐幚韱卧瓿尚盘柌东@、環(huán)路跟蹤、位同步、幀同步、測量、電文提取、定位解算，最終輸出定位結(jié)果。

定位模塊內(nèi)嵌處理器進行系統(tǒng)狀態(tài)管理、通道及相關(guān)資源管理與控制、接收信號處理與測量解算：系統(tǒng)狀態(tài)管理包括系統(tǒng)環(huán)境的建立、數(shù)據(jù)的初始化、設(shè)備的初始化及狀態(tài)管理、各任務(wù)的創(chuàng)建、響應(yīng)運行中系統(tǒng)級異常事件處理；通道資源管理與控制包括衛(wèi)星信號選擇、接收通道調(diào)度及參數(shù)設(shè)定、信號捕獲過程控制、跟蹤狀態(tài)管理等；接收信號處理與測量解算實現(xiàn)跟蹤通道環(huán)路維護、位定時及幀定時提取、導(dǎo)航電文提取處理、測量數(shù)據(jù)獲取、衛(wèi)星信號完好性檢測、PVT解算及本地時間調(diào)整。

④顯示模塊：用于顯示監(jiān)控中心發(fā)布的相關(guān)信息，并顯示系統(tǒng)的定位狀況、網(wǎng)絡(luò)信號強弱、時間等信息，可通過鍵盤對系統(tǒng)的一些參數(shù)進行設(shè)置。

⑤存儲模塊：配合微處理單元工作，用于存儲相關(guān)信息。

⑥電源模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)常態(tài)工作時系統(tǒng)的能源供給，采用過壓、過流、防反接、防雷擊浪涌等多重保護設(shè)計；設(shè)計線性電源和開關(guān)電源組合架構(gòu)，兼顧效率和性能，滿足苛刻的使用環(huán)境需求。

⑦狀態(tài)檢查模塊：采集狀態(tài)信息和異常告警。

⑧擴展接口：可用于系統(tǒng)調(diào)試和其他設(shè)備的接入。

為防止人為拆卸終端，提高終端設(shè)備使用的安全性，北斗船載終端采取防拆卸設(shè)計，采用一種防拆卸機構(gòu)和防拆卸終端電子設(shè)備相結(jié)合的方式，包括防拆卸安裝支架、微動開關(guān)、防拆卸報警信號檢測電路、防拆卸報警信號檢測程序、防拆卸報警信息上發(fā)模塊、裝置內(nèi)部備用電源模塊等。用戶將終端安裝在防拆卸安裝支架中，通過微動開關(guān)狀態(tài)檢測模塊檢測微動開關(guān)的狀態(tài)（閉合或彈起），在微動開關(guān)處于彈起狀態(tài)時，生成防拆卸報警信號數(shù)據(jù)，可以將防拆卸報警信號數(shù)據(jù)發(fā)送到動態(tài)管理平臺。

3　快速通關(guān)一體化公共服務(wù)平臺設(shè)計

快速通關(guān)服務(wù)平臺基于SOA的技術(shù)架構(gòu)，實現(xiàn)企業(yè)申報數(shù)據(jù)和海關(guān)等監(jiān)管部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過適配器和港區(qū)信息交換系統(tǒng)掛接，是船載終端在后臺的配套服務(wù)平臺，通過與船載終端的交互，實現(xiàn)海上監(jiān)管部門、船舶企業(yè)、運營公司對船舶的實時監(jiān)控及信息服務(wù)。

服務(wù)平臺以“綜合數(shù)據(jù)交換平臺”為樞紐，輻射海關(guān)、檢驗檢疫、邊防邊檢、運輸企業(yè)等應(yīng)用單位和移動、貨代等數(shù)據(jù)提供單位。把互聯(lián)網(wǎng)作為和企業(yè)用戶交互信息傳輸媒介，把無線移動通信網(wǎng)絡(luò)作為船舶和監(jiān)控中心之間傳輸調(diào)度、定位、命令等無線移動數(shù)據(jù)的載體，數(shù)據(jù)交換平臺與主要使用單位（海關(guān)、運輸企業(yè)）的連接以專線方式實現(xiàn)信息交互。在海關(guān)建立與外部數(shù)據(jù)安全隔離的內(nèi)部的監(jiān)管、驗放體系，外部建立互為熱備份的異地服務(wù)系統(tǒng)。用戶端則采用C/S+B/S結(jié)構(gòu)以地理信息系統(tǒng)（GIS）為后臺的動態(tài)定位信息、車船資料、用戶信息、報警信息等資料的實時查詢。形成外部數(shù)據(jù)交換平臺和口岸管理部門內(nèi)部系統(tǒng)即信息連接又相對獨立的安全網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

綜合數(shù)據(jù)交換平臺是新型電子政務(wù)系統(tǒng)和動態(tài)信息查詢實時調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)。它接收來自互聯(lián)網(wǎng)的艙單、移動GPS、海關(guān)命令等不同地方的不同數(shù)據(jù)，在平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，信息共享，為海關(guān)和相關(guān)行政管理部門、港口單位、船東提供數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘。

服務(wù)平臺的風(fēng)險管理分析子系統(tǒng)可以實現(xiàn)航次資料、船舶資料、船員資料、艙單資料、風(fēng)險基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護、風(fēng)險布控、信息交互機制的全面查詢，還可以根據(jù)情況對船舶信用等級、風(fēng)險參數(shù)、隨機抽查率進行維護。同時，風(fēng)險管理子系統(tǒng)可實現(xiàn)風(fēng)險布控功能，通過對船舶和集裝箱的預(yù)定式布控，可以實現(xiàn)對船舶的即決式布控，防止出現(xiàn)風(fēng)險目標(biāo)失控情況。

4　結(jié)束語

基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的快速通關(guān)一體化公共服務(wù)平臺已應(yīng)用在來往港澳小型船舶通關(guān)監(jiān)管，首次將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用到船舶電子通關(guān)領(lǐng)域，實現(xiàn)運輸全程監(jiān)管，海關(guān)可通過平臺實時監(jiān)控船舶運行軌跡和報警信息，發(fā)送通航指令，還可在需要時，與船舶進行語音通話。企業(yè)還可通過平臺查詢船舶位置和狀態(tài)等信息。

作者簡介：張乾（1980-），男，工程師，學(xué)士，任職于廣州海格通信集團股份有限公司，從事衛(wèi)星應(yīng)用與無線通信技術(shù)研究工作；趙英（1971-），男，學(xué)士，任職于廣東南方海岸科技服務(wù)有限公司，從事電子通關(guān)系統(tǒng)技術(shù)研究工作；曹庭毅（1983-），男，碩士，任職于廣東南方海岸科技服務(wù)有限公司，從事軟件系統(tǒng)技術(shù)研究工作。