柴瑩瑩 安博文 周凡

摘? 要： 海上移動(dòng)執(zhí)法的分布性對(duì)執(zhí)法管理系統(tǒng)提出了新的要求，針對(duì)執(zhí)法過(guò)程中執(zhí)法文檔、案卷管理方式不完善及執(zhí)法流程規(guī)范性等問(wèn)題，分析了執(zhí)法文檔的存儲(chǔ)模式與結(jié)構(gòu)化管理方法。通過(guò)結(jié)合MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)、Web Service與分布式技術(shù)設(shè)計(jì)海上移動(dòng)執(zhí)法系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)執(zhí)法文檔的管理及違法活動(dòng)的查處，構(gòu)建起一套完整的執(zhí)法流程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足海事監(jiān)管部門(mén)在海上移動(dòng)執(zhí)法工作中對(duì)于執(zhí)法手段、執(zhí)法流程、法律依據(jù)等信息的高效快速查詢(xún)，符合對(duì)執(zhí)法案卷存檔管理的需求，具備實(shí)現(xiàn)執(zhí)法工作統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化要求的功能。

關(guān)鍵詞： 文檔管理; 文檔查詢(xún); 海上移動(dòng)執(zhí)法; MongoDB; 系統(tǒng)設(shè)計(jì); 執(zhí)法流程構(gòu)建; 結(jié)果分析

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2020）06?0086?04

MongoDB?based document management and query system of

maritime mobile law enforcement

CHAI Yingying， AN Bowen， ZHOU Fan

（College of Information Engineering， Shanghai Maritime University， Shanghai 201306， China）

Abstract： A new requirement for the law enforcement management system is put forward because of the distribution of maritime mobile law enforcement. In allusion to the problems in the process of law enforcement， such as the imperfect management mode of law enforcement documents and case files， and the un?normative law enforcement process， the storage mode and structured management method of law enforcement documents are analyzed. The maritime mobile law enforcement system is designed in combination with MongoDB database， Web Service and distributed technology， by which the management of law enforcement documents and the investigation of illegal activities are realized， and a complete set of law enforcement process is constructed. The experimental results show that the system can satisfy the maritime supervision department′s efficient and fast query for law enforcement means， law enforcement process， legal basis and other information in the maritime mobile law enforcement work， and conform to the demands of the archiving and management for law enforcement files， which has the function of realizing the uniform standardization of law enforcement work.

Keywords： document management; document query; maritime mobile law enforcement; MongoDB; system design; law enforcement process establishment; result analysis

0? 引? 言

目前，海上活動(dòng)呈現(xiàn)出的多樣化對(duì)海區(qū)移動(dòng)執(zhí)法工作提出了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的執(zhí)法系統(tǒng)大多采用集中式信息處理，主要面向單一海事管理機(jī)構(gòu)的內(nèi)部人員，且不能滿(mǎn)足大量文檔信息在不同執(zhí)法單位之間的共享訪問(wèn)，降低了海事執(zhí)法人員的執(zhí)法效率。另外，由于執(zhí)法過(guò)程的人員不確定性，導(dǎo)致執(zhí)法文檔被隨意傳閱等安全性問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，執(zhí)法記錄報(bào)告和執(zhí)法證據(jù)等也無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效、統(tǒng)一管理，這不僅不利于執(zhí)法單位的工作，同時(shí)也給系統(tǒng)的擴(kuò)展維護(hù)工作造成了一定的影響。

近年來(lái)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的大量產(chǎn)生，帶動(dòng)了大數(shù)據(jù)解決方案逐漸走向成熟，信息社會(huì)智能化程度得到大幅提高[1]。此時(shí)，如果執(zhí)法人員能夠充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)執(zhí)法文檔數(shù)據(jù)共享，便可以在短時(shí)間內(nèi)得到相關(guān)的反饋信息，從而及時(shí)做出相關(guān)的執(zhí)法行為并加以記錄和存檔。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先運(yùn)用MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)完成了對(duì)執(zhí)法文檔等文檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理過(guò)程;其次通過(guò)結(jié)合Web Service技術(shù)與分布式技術(shù)，設(shè)計(jì)了海上移動(dòng)執(zhí)法文檔查詢(xún)與管理系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在海上移動(dòng)執(zhí)法工作中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)違法船舶的快速查處和對(duì)執(zhí)法案卷的存檔，對(duì)提高海上移動(dòng)執(zhí)法工作質(zhì)量和效率具有非常顯著的作用。

1? 執(zhí)法文檔管理

1.1? 執(zhí)法文檔存儲(chǔ)模式

在海上移動(dòng)執(zhí)法系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于數(shù)據(jù)量較大，且均為文檔格式，因此選擇具有支持復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型、自動(dòng)分片[2]、自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移等功能的MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)作為該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的平臺(tái)。在MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用“key（鍵）?value（值）”對(duì)來(lái)描述數(shù)據(jù)，其中“value”可以是文本數(shù)據(jù)、二進(jìn)制數(shù)據(jù)或者另一個(gè)新的文檔。

在綜合考慮系統(tǒng)數(shù)據(jù)類(lèi)型和MongoDB的特點(diǎn)兩方面后，如果按照常見(jiàn)的存儲(chǔ)模式對(duì)需要入庫(kù)的執(zhí)法文檔進(jìn)行存儲(chǔ)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定的文檔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)量和查詢(xún)效率，但由于MongoDB僅僅提供了數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)別的全局鎖，這就會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)性能造成一定影響。因此，本系統(tǒng)采用的是分庫(kù)分表存儲(chǔ)模式，即將不同種類(lèi)的數(shù)據(jù)表劃分到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)下[3]。

同時(shí)，為了進(jìn)一步地提高M(jìn)ongoDB集群讀寫(xiě)性能，系統(tǒng)采用多集群的部署模式，并根據(jù)各執(zhí)法文檔的適用對(duì)象及適用水域劃分為若干組，以對(duì)應(yīng)不同的集群。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，每個(gè)MongoDB集群中路由服務(wù)和配置服務(wù)對(duì)內(nèi)存的依賴(lài)較小，因此可以將其置于數(shù)據(jù)分片所處的服務(wù)器上，以達(dá)到對(duì)云資源的充分利用，使得文檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢(xún)更加便捷[4?5]。

1.2? 執(zhí)法文檔結(jié)構(gòu)化處理

對(duì)非結(jié)構(gòu)化執(zhí)法文檔進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，就是將原本偏向描述性的文檔內(nèi)容，轉(zhuǎn)化為多個(gè)“屬性（鍵）?值”對(duì)的形式，以供后續(xù)使用。海上移動(dòng)執(zhí)法文檔是海事執(zhí)法部門(mén)從執(zhí)法過(guò)程中整理而來(lái)，對(duì)于違法船舶信息及執(zhí)法過(guò)程進(jìn)行詳述記錄以作為執(zhí)法人員在后續(xù)執(zhí)法活動(dòng)中查閱的文檔樣例，一份標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)法文檔中一般包含有執(zhí)法對(duì)象、執(zhí)法水域、執(zhí)法類(lèi)型、執(zhí)法手段及法律依據(jù)等信息。表1展示了兩份執(zhí)法報(bào)告的部分內(nèi)容，通過(guò)結(jié)構(gòu)化處理之后的文檔內(nèi)容如表2所示。

1.3? 執(zhí)法文檔數(shù)據(jù)管理

在對(duì)執(zhí)法文檔進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理之后，可將結(jié)構(gòu)化執(zhí)法文檔按照如下程序所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行入庫(kù)操作。

{

"name"： "xxx"，（違法類(lèi)型）

"object"： "xxx"，（執(zhí)法對(duì)象）

"range"： "xxx"，（違法水域）

"way"： [

執(zhí)法手段1，

執(zhí)法手段2，

執(zhí)法手段3，

]，（執(zhí)法手段）

"law"： [

文件1，

文件2，

]，（法律依據(jù)）

}

在系統(tǒng)執(zhí)法文檔數(shù)據(jù)庫(kù)的建立過(guò)程中，將一份執(zhí)法文檔數(shù)據(jù)放入1條記錄中，即構(gòu)成1個(gè)集合（Collection）。在這個(gè)集合中，除了內(nèi)容較為簡(jiǎn)短的違法類(lèi)型、執(zhí)法對(duì)象與違法水域“鍵?值”對(duì)外，還包括另外兩個(gè)內(nèi)容較為復(fù)雜、篇幅較長(zhǎng)的子文檔，即執(zhí)法手段與法律依據(jù)。對(duì)于該種情況而言，應(yīng)采取文檔嵌套的方式來(lái)表達(dá)各類(lèi)型數(shù)據(jù)所包括的各子類(lèi)數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)可擴(kuò)展性方面，由于同一類(lèi)數(shù)據(jù)的字段可以不同，所以在新增一類(lèi)數(shù)據(jù)時(shí)只需相應(yīng)地新添加入一個(gè)“鍵?值”對(duì)即可[6]。

為了便于查詢(xún)而又降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的冗余，在對(duì)執(zhí)法文檔進(jìn)行整理分析后，按照?qǐng)?zhí)法對(duì)象的不同，分別以國(guó)輪、外輪、內(nèi)河船三種執(zhí)法對(duì)象為劃分原則，建立三個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù);同時(shí)在每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中又以違法水域1（內(nèi)水、領(lǐng)海、毗鄰區(qū)、專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)）為劃分依據(jù)建立不同的數(shù)據(jù)表。經(jīng)過(guò)調(diào)研與討論了解到，執(zhí)法人員往往以執(zhí)法對(duì)象、違法水域、違法類(lèi)型作為違法信息，在查閱已有執(zhí)法文檔后制定相應(yīng)的處罰方案。因此，在查詢(xún)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中將執(zhí)法對(duì)象、違法水域與違法類(lèi)型一起作為查詢(xún)條件，而將具體的執(zhí)法手段與相應(yīng)的法律法規(guī)視為查詢(xún)結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)法文檔管理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)由于執(zhí)法文檔的變更或新增而要對(duì)文檔數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新刪減時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中引入MongoDB管理工具Rockmongo，使得文檔的更新刪減操作變得更加便捷，同時(shí)也增強(qiáng)了文檔管理過(guò)程中的可視化。

2? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

2.1? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

在海上移動(dòng)執(zhí)法文檔管理與查詢(xún)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有以下幾個(gè)重要原則：

1） 可用性原則

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要建立在具備可用性、操作簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)之上，能夠滿(mǎn)足執(zhí)法人員實(shí)際的工作需要，為高效執(zhí)法提供有力的技術(shù)服務(wù)。

2） 安全性原則

執(zhí)法文檔數(shù)據(jù)是系統(tǒng)中的重要核心部分，因此需具備安全防護(hù)機(jī)制以確保執(zhí)法文檔數(shù)據(jù)的安全性，既包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全又包括數(shù)據(jù)的訪問(wèn)安全。

3） 可維護(hù)再開(kāi)發(fā)性原則

由于國(guó)內(nèi)及國(guó)外海事相關(guān)法律的不斷更新完善，如何能及時(shí)高效地進(jìn)行文檔管理一直是問(wèn)題所在，系統(tǒng)采用的三層結(jié)構(gòu)體系把業(yè)務(wù)邏輯處理置于業(yè)務(wù)層上，對(duì)MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)中執(zhí)法文檔存儲(chǔ)和修正操作也較為簡(jiǎn)易，從而在一定程度上降低了系統(tǒng)維護(hù)的工作量，同時(shí)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中提供開(kāi)源接口以供后續(xù)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)[7]。

2.2? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能

本系統(tǒng)采用基于Internet的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）MVC模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合Web Service技術(shù)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)與站點(diǎn)之間的通信，MongoDB作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，Tomcat 8.0作為Web服務(wù)器，所有的業(yè)務(wù)邏輯處理都通過(guò)后端及Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，有效地確保了系統(tǒng)的安全性[8]。同時(shí)對(duì)于執(zhí)法部門(mén)而言，執(zhí)法單元應(yīng)是彼此之間相互獨(dú)立的，系統(tǒng)通過(guò)Web Service提供服務(wù)，不同執(zhí)法單元之間的數(shù)據(jù)交換則是使用XML來(lái)進(jìn)行，這樣便可以保證系統(tǒng)服務(wù)的安全可靠性和不同執(zhí)法單元之間信息交換的便捷性[9]。整個(gè)系統(tǒng)的框架如圖2所示。

海上移動(dòng)執(zhí)法文檔管理與查詢(xún)系統(tǒng)所具備的功能主要是對(duì)在某水域違法船舶的某一項(xiàng)或某幾項(xiàng)違法活動(dòng)建立案卷，案卷中包含違法證據(jù)、違法人員筆錄及執(zhí)法記錄報(bào)告等。執(zhí)法人員通過(guò)執(zhí)法對(duì)象、水域、違法類(lèi)型等信息，使用該系統(tǒng)查詢(xún)到該類(lèi)情況下應(yīng)采取的執(zhí)法手段以及相關(guān)的法律依據(jù)，完成對(duì)違法活動(dòng)的查處，并生成可供下載的執(zhí)法記錄報(bào)告，最后進(jìn)行對(duì)案卷的制作并最終上傳至服務(wù)器歸檔。

2.3? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由于海上移動(dòng)執(zhí)法工作的重要性與特殊性，因此對(duì)于系統(tǒng)查詢(xún)速度的要求也相對(duì)較高，故將系統(tǒng)搭建在分布式架構(gòu)上。為了驗(yàn)證分布式模式下對(duì)執(zhí)法文檔查詢(xún)速度的提升，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分別在單計(jì)算機(jī)模式和分布式模式下對(duì)系統(tǒng)查詢(xún)速度進(jìn)行測(cè)試，記錄查詢(xún)所用的時(shí)間。單計(jì)算機(jī)模式下使用2.3 GHz的i5?6300HQ CPU，四核處理器，4 GB內(nèi)存運(yùn)行配置的計(jì)算機(jī);分布式模式則利用OpenStack分配了兩臺(tái)實(shí)例[10]，配置與單計(jì)算機(jī)模式相同，然后保證網(wǎng)速穩(wěn)定的條件下，分別在文檔數(shù)據(jù)量為102條，5×102條，103條，5×103條的情況下進(jìn)行執(zhí)法查詢(xún)測(cè)試。圖3為查詢(xún)所需時(shí)間對(duì)比圖。

從圖3中可看出，采用分布式模式的系統(tǒng)在數(shù)據(jù)量較小的時(shí)候查詢(xún)速度優(yōu)勢(shì)并未體現(xiàn)，但是隨著數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng)，查詢(xún)所需時(shí)間也會(huì)比單計(jì)算機(jī)模式下的查詢(xún)時(shí)間有明顯的縮減。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，即使在文檔數(shù)據(jù)量較大時(shí)，本系統(tǒng)仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)法文檔信息的快速查詢(xún)，滿(mǎn)足對(duì)海量執(zhí)法數(shù)據(jù)的管理與查詢(xún)需求。

3? 結(jié)? 語(yǔ)

由于海上活動(dòng)越來(lái)越頻繁而且多樣化，如何使得海區(qū)巡航執(zhí)法更為規(guī)范和高效便成了十分棘手的問(wèn)題。本文所設(shè)計(jì)的海上移動(dòng)執(zhí)法系統(tǒng)目前已在某海事執(zhí)法單位部署成功。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)在執(zhí)法過(guò)程中為相關(guān)執(zhí)法人員提供了很大的幫助，在一定程度上改善了以往執(zhí)法效率低下、執(zhí)法過(guò)程不透明、執(zhí)法證據(jù)鏈不完整等情況，但在某些方面還存在欠缺之處，如何能夠?qū)?dāng)下新興計(jì)算機(jī)技術(shù)更好地運(yùn)用于海上移動(dòng)執(zhí)法之中，仍需不斷地研究與探討。

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