耿增濤 湯雪 劉迅 邵明杰

近年來(lái)，在“一帶一路”倡議的推動(dòng)下，青島港（集團(tuán)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“青島港”）貨物吞吐量和集裝箱吞吐量穩(wěn)健增長(zhǎng)。2018年青島港完成貨物吞吐量4.86億t，完成集裝箱吞吐量1 932萬(wàn)TEU;同時(shí)，集裝箱班輪航線數(shù)量也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，據(jù)近期統(tǒng)計(jì)已達(dá)160余條。在內(nèi)陸服務(wù)方面，青島港已開(kāi)通包括國(guó)際班列線路在內(nèi)的40余條貨運(yùn)班列線路，形成巨大的鐵路運(yùn)輸線網(wǎng)。在此背景下，為了提升主營(yíng)業(yè)務(wù)作業(yè)效率和保障生產(chǎn)作業(yè)安全，提升對(duì)外服務(wù)形象，青島港開(kāi)發(fā)出集生產(chǎn)調(diào)度、業(yè)務(wù)管控和分析決策為一體的港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合利用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)端等技術(shù)，將碼頭生產(chǎn)作業(yè)監(jiān)控、船舶調(diào)度、貨物集疏運(yùn)、碼頭堆場(chǎng)布局、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、碼頭基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、費(fèi)率等業(yè)務(wù)管理協(xié)同化，實(shí)現(xiàn)作業(yè)調(diào)度和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，促進(jìn)港口生產(chǎn)和業(yè)務(wù)管控現(xiàn)代化、智能化，為港口管理層科學(xué)決策提供技術(shù)支持。

1 港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

如圖1所示，港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)以提升主營(yíng)業(yè)務(wù)作業(yè)效率、保障生產(chǎn)作業(yè)安全、服務(wù)各單位發(fā)展為目標(biāo)，融合港口、海事、引航、拖船形成“四位一體”，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一及與各相關(guān)方的業(yè)務(wù)協(xié)同。港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)應(yīng)用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)端應(yīng)用等技術(shù)，形成集碼頭作業(yè)監(jiān)控、船舶調(diào)度、集疏運(yùn)、碼頭堆場(chǎng)、數(shù)據(jù)分析、氣象水文等于一體的協(xié)同在線指揮業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)青島港業(yè)務(wù)操作統(tǒng)一化和管理決策科學(xué)化。港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)包括眾多子系統(tǒng)，其需要與各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以便統(tǒng)計(jì)、分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而為管理層決策提供依據(jù)。

1.1 代碼統(tǒng)一管理系統(tǒng)

代碼統(tǒng)一管理系統(tǒng)對(duì)港口生產(chǎn)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼和下發(fā)，形成統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)資源庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)資源的共享為各個(gè)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，也為大數(shù)據(jù)分析初步梳理數(shù)據(jù)，使各項(xiàng)數(shù)據(jù)更加有效，從而為決策分析提供支持。

1.2 基于船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的船舶管控系統(tǒng)

基于電子海圖的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（或船舶交通管理系統(tǒng)）是涵蓋船舶代理、海事監(jiān)管、船舶作業(yè)計(jì)劃、引航調(diào)度、拖船調(diào)度等的綜合船舶管控系統(tǒng)，是包括船舶作業(yè)申報(bào)、船舶靠離泊計(jì)劃、船舶作業(yè)計(jì)劃、船舶作業(yè)動(dòng)態(tài)等的船舶調(diào)度系統(tǒng)，能夠動(dòng)態(tài)顯示在港船舶作業(yè)信息，全方位管控船舶在港動(dòng)態(tài)信息。

1.3 基于生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)

基于生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)覆蓋集裝箱、件雜貨、干散貨、液體化學(xué)品、物流服務(wù)等，能夠快速形成統(tǒng)計(jì)信息，便于生產(chǎn)調(diào)度指揮人員及時(shí)掌握生產(chǎn)作業(yè)動(dòng)態(tài)。

1.4 中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)

中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的功能為：及時(shí)掌握進(jìn)口集裝箱、件雜貨、干散貨、液體化學(xué)品等的流向，按航線、港口、船公司、箱屬公司、承運(yùn)人等分國(guó)際監(jiān)管、國(guó)際轉(zhuǎn)運(yùn)、國(guó)際中轉(zhuǎn)等明確一程船和二程船箱量，按船公司、承運(yùn)人、貨主等明確干散貨、件雜貨、液體化學(xué)品轉(zhuǎn)運(yùn)流量和流向，實(shí)現(xiàn)全港區(qū)內(nèi)資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)支配及中轉(zhuǎn)船統(tǒng)一調(diào)度。

1.5 商務(wù)計(jì)費(fèi)管控系統(tǒng)

建立基于統(tǒng)一客戶管理的商務(wù)計(jì)費(fèi)管控系統(tǒng)，規(guī)范港口主營(yíng)業(yè)務(wù)作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)商務(wù)、作業(yè)、合同、貨物交付全流程管控。

1.6 基于地理信息系統(tǒng)的堆場(chǎng)管理系統(tǒng)

建設(shè)覆蓋青島港四大港區(qū)堆場(chǎng)和室內(nèi)倉(cāng)庫(kù)資源等的堆場(chǎng)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)信息包括庫(kù)場(chǎng)位置、面積、性質(zhì)、最大存貨量等?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的堆場(chǎng)管理系統(tǒng)有助于計(jì)劃員結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，分析并及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)布局，優(yōu)化作業(yè)管理架構(gòu)。

1.7 基于全程物流跟蹤的集疏運(yùn)管理系統(tǒng)

建設(shè)基于全程物流跟蹤的集疏運(yùn)管理系統(tǒng)，采集各港區(qū)碼頭鐵路、公路、水路和管道四路集疏運(yùn)計(jì)劃和運(yùn)量等動(dòng)態(tài)信息，按照時(shí)間、流向、貨主、貨種等不同維度對(duì)四路集疏運(yùn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為碼頭現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)布局、運(yùn)輸方式調(diào)整、市場(chǎng)攬貨、客戶服務(wù)提供信息支持和決策依據(jù)。

1.8 客戶貨源分析系統(tǒng)

客戶貨源分析系統(tǒng)廣泛采集并整合港口客戶、貨物裝卸、生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程、物流集疏運(yùn)等信息和港航外部市場(chǎng)對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)港口數(shù)據(jù)共享和深度利用，形成市場(chǎng)和港口運(yùn)營(yíng)績(jī)效分析體系，以幫助運(yùn)營(yíng)管理決策，推動(dòng)港口戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

如圖2所示，港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)采用基于Spring Cloud的微服務(wù)架構(gòu)，其架構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮以下因素：（1）系統(tǒng)包含多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng);（2）日常訪問(wèn)量和并發(fā)量較大，需要考慮負(fù)載均衡;（3）所有客戶端均通過(guò)同一網(wǎng)關(guān)地址訪問(wèn)后臺(tái)服務(wù)，網(wǎng)關(guān)通過(guò)路由配置來(lái)判斷統(tǒng)一資源定位器請(qǐng)求的處理服務(wù)，請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用負(fù)載均衡;（4）所有服務(wù)由統(tǒng)一的注冊(cè)中心注冊(cè);（5）服務(wù)之間需要相互訪問(wèn);（6）及時(shí)處理服務(wù)調(diào)用錯(cuò)誤和其他異常情況，防止因單個(gè)服務(wù)問(wèn)題而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，因此需要設(shè)置斷路器;（7）需要監(jiān)控服務(wù)狀態(tài)及調(diào)用開(kāi)銷，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并優(yōu)化系統(tǒng)效率。針對(duì)其業(yè)務(wù)特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)，港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)主要采用以下組件。

（1）Nginx服務(wù)器 用作反向代理服務(wù)器和負(fù)載均衡服務(wù)器，根據(jù)配置的調(diào)度策略為用戶返回相應(yīng)的請(qǐng)求服務(wù)結(jié)果。

（2）Zuul服務(wù)網(wǎng)關(guān) Zuul的主要功能構(gòu)件為路由器和過(guò)濾器，其是各種服務(wù)的統(tǒng)一入口，同時(shí)提供監(jiān)控、授權(quán)、安全、調(diào)度等服務(wù)，還可以通過(guò)擴(kuò)展Zuul Filter在執(zhí)行操作之前實(shí)施檢查。

（3）Sleuth鏈路追蹤 Sleuth為服務(wù)調(diào)用提供鏈路追蹤，以便了解服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程和服務(wù)處理耗時(shí)，進(jìn)而梳理各個(gè)微服務(wù)間的調(diào)用關(guān)系。

（4）Turbine集群管理 Turbine的功能是監(jiān)控集群的請(qǐng)求量，確定系統(tǒng)的請(qǐng)求高峰期，從而找出系統(tǒng)短板。

（5）Hystrix斷路器 若單個(gè)服務(wù)因網(wǎng)絡(luò)或自身原因而出現(xiàn)問(wèn)題，在調(diào)用該服務(wù)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)線程阻塞;此時(shí)，若大量請(qǐng)求涌入，小服務(wù)程序或服務(wù)連接器的線程資源被消耗完畢后會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器癱瘓，進(jìn)而給整個(gè)微服務(wù)系統(tǒng)造成災(zāi)難性后果。Hystrix斷路器具有熔斷功能，能夠阻止分布式系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)故障，提高整個(gè)分布式系統(tǒng)的彈性。

（6）Consul服務(wù)治理 Consul是一個(gè)高可用分布式系統(tǒng)，包含多個(gè)組件，其在微服務(wù)架構(gòu)中是為基礎(chǔ)設(shè)施提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)配置的工具。

（7）Config配置管理 引入Spring Cloud Config配置管理，將外部配置文件集中放置在Git倉(cāng)庫(kù)，并新建一個(gè)管理配置文件的Config服務(wù)器。當(dāng)在維護(hù)過(guò)程中需要更改配置時(shí)，只須在本地更改后推送到遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)即可。所有服務(wù)實(shí)例都可以通過(guò)Config服務(wù)器獲取配置文件，每個(gè)服務(wù)實(shí)例就相當(dāng)于配置服務(wù)的客戶端。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，配置服務(wù)端可以進(jìn)行集群部署。

3 港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)流程及實(shí)施效果

3.1 船舶管控系統(tǒng)流程

船舶管控系統(tǒng)流程主要分為船舶代理、海事審批、布局調(diào)整、公司調(diào)度、船舶運(yùn)營(yíng)等5個(gè)板塊，各個(gè)板塊之間的關(guān)系如圖3所示。船舶管控系統(tǒng)的作用在于實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶在港情況及當(dāng)前作業(yè)情況，該系統(tǒng)流程的實(shí)施效果如圖4所示。

3.2 中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)流程

如圖5所示，中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)在合理調(diào)度資源的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一管理港口集裝箱中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)，以便各相關(guān)公司提前安排作業(yè)計(jì)劃，為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

3.3 集裝箱吞吐量變化趨勢(shì)

青島港各碼頭集裝箱吞吐量變化趨勢(shì)如圖6所示。通過(guò)各碼頭集裝箱吞吐量變化趨勢(shì)圖可以實(shí)時(shí)掌握港口集裝箱吞吐量變化情況，從而為港口管理層決策提供數(shù)據(jù)支撐。

3.4 系統(tǒng)審計(jì)日志

系統(tǒng)審計(jì)日志（見(jiàn)圖7）的作用在于記錄系統(tǒng)操作日志，便于相關(guān)人員查看系統(tǒng)操作記錄以及查找、分析相應(yīng)問(wèn)題或故障。

3.5 費(fèi)率管控界面

費(fèi)率管控界面（見(jiàn)圖8）的作用在于為港口管控碼頭公司合同費(fèi)率提供平臺(tái)，由港口相關(guān)管理部門對(duì)碼頭公司制訂的費(fèi)率進(jìn)行審批。

4 結(jié)束語(yǔ)

港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)集成船舶管控系統(tǒng)、費(fèi)率管控系統(tǒng)、中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、代碼管控系統(tǒng)、基于地理信息系統(tǒng)的堆場(chǎng)管理系統(tǒng)、客戶貨源分析系統(tǒng)、基于全程物流跟蹤的集疏運(yùn)系統(tǒng)、基于生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)等8大子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)港口業(yè)務(wù)管理模式創(chuàng)新，便于港口資源的合理調(diào)配，有利于實(shí)現(xiàn)港口生產(chǎn)和業(yè)務(wù)管控的現(xiàn)代化、智能化，在提升港口業(yè)務(wù)管控能力和水平方面具有重要意義。此外，港口綜合業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)形成的業(yè)務(wù)規(guī)則具有通用性，便于推廣應(yīng)用，其市場(chǎng)前景十分光明。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2019-10-15）