1、填 寫 說 明一、請嚴格按照表中要求填寫各項；二、項目申請報告只能由法人提出，可以由一家組織，也可以由多家聯合組織，牽頭為項目組織實施的責任，項目申請報告由項目責任編寫。每個項目只能有一家責任和一個組長。項目組長由項目責任指定；三、“受理編號”由科研基金工作組填寫；五、項目的名稱與編號按指南中項目的名稱與編號填寫；六、項目申請報告中第一次出現外文名詞時，要寫清全稱和縮寫，再出現同一詞時可以使用縮寫；七、組織機構代碼是指項目責任組織機構代碼證上的標識代碼，它是由全國組織機構代碼管理中心所賦予的唯一法人標識代碼；八、編寫應客觀、真實地填報報告材料，尊重他人知識產權，遵守有關知識產權法規。在項目申請

2、報告中他人研究成果時，必須以腳注或其他方式注明出處，目的、評論與的研究相關的成果或說明與的研究相關的技術問題。對于、篡改科學數據，他人著作、或者剽竊他人科研成果等科研不端行為，一經查實，將記入信用。項目基本項目名稱項目 2-1：物聯網應用開放創新與應用示范基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用預計完成時間1 年預期成果類型專利 技術標準 新新工藝新裝置 新材料 R計算機論著 研究報告 其他項目責任名稱交通大學通訊地址市海淀區上園村 3 號100044所在地區市海淀區主管部門教育部組織機構代碼傳真號碼信箱xhhou項目組長男出生日期1965.5.1教授最高學位博士從事專業管理與

3、系統固定移動傳真號碼010-信箱Lhuang證件類型證件號碼聯合名稱組織機構代碼人廣州港57402017-4朱幫銀移動通信集團廣州分公司61865233-4答辯信息姓名：交通大學項目經費來源（萬元）總經費410 萬元科研基金200 萬元其他210 萬元經費備注“其他”經費來源系廣州港與北京交通大學已簽訂的“基于物聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合”合同金額，是本項目的實施基礎之一。目錄一、 項目簡介項目立項1項目目標1研究內容.21.3.3基于中移動無線網絡標準的港口內部生產業務流程優化設計功能開發3基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈管理流程優化

4、設計功能開發. 4基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務設計與研發1.7二、技術方案13籌資方案15組織方式15相關基礎條件16項目目標和任務18項目總體目標，考核指標18項目進度和考核指標18聯合任務分工情況19三、項目技術方案213.1項目技術路線及其先進性和可行性分析..4項目技術路線21項目可行性分析23項目創新點36. 373.2四、4.44.5五、5.15.2六、預期的市場分析或技術成果應用分析39基礎條件和優勢41項目責任項目責任項目和聯合及聯合及主要骨干、團

5、隊的基本情況41與國內同類機構的優勢比較分析42的情況44項目主要骨干目前承擔其它相關科技計劃項目（項目）情況52項目的主要情況53項目組織方式及管理機制57項目的組織管理57項目與其他科技計劃的銜接來源背景. 60項目預算及籌資方案616.1 項目的主要研究內容、任務分解，以及經費預算的需求、測算、測算依據等相關說明616.2 其他來源經費說明64七、 市場、技術、等方面的風險分析及其對策65八、 附件668.1 項目責任和聯合之間的聯合協議或合同668.2 其他67九、 審核意見68十、. 69十一、 項目責任具有的級基地. 70基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用一、

6、 項目簡介1.1 項目立項項目編號：項目 2-1項目名稱：物聯網應用開放創新與應用示范基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用項目責任：交通大學項目參與：廣州港通信分公司移動通信集團廣州分公司1.2 項目目標在我校與廣州港合作研發、正在廣州港集團全面推廣應用的港口生產業務的基礎上，在我校與廣州港集團共同承擔的 2011 年工信部、財政部物聯網應用示范工程“基于物聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合管理系統”研發的基礎上，充分吸收中移動物聯網應用規劃和相關標準，結合中移動GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線服務）標準，深入進行港口內部生產業務

7、流程優化改造、外部綜合物流與供應鏈管理流程優化設計，擴大符合中移動標準的物聯網、移動等的應用系統功能。通過項目的研發，使系統具備在廣州港公司推廣應用的基礎，除已經確定為開展示范工程建設的新沙公司，在廣州港公司其他十余個港務公司陸續開展物聯網系統建設時，移動通信集團廣州分公司具有提供無線網絡業務的優先參與權，共同實現的落地應用示范。同時本項目還將研發能夠進行云部署的基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統，使得系統具備部署在中移動“大云”上的可行性，面向廣州港其他中小港口，提供基于大云的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS（Software-as-a-Service，即服務）服務。1.3

8、研究內容目前交通大學與廣州港開展了 10 年的產學研合作，共同交通大學廣州港廣州移動分公司1基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用合作研發的港口生產業務涵蓋了港口集團層面的總部調度計劃、合同及商務管理、客戶信用與質押，涵蓋了港務公司層面的調度計劃、商務辦單、計費、大船駁船裝卸作業、火車裝卸作業、汽車裝卸作業、庫場作業、庫存、統計、計件工資、煤炭等全部生產業務管理功能，與黃埔、廣州海事局、廣州港務局、華南煤炭中心等實現了與共享，與港口自動化裝卸作業系統、門閘、地磅、RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）讀寫設備、手持機等硬件實現了無縫

9、集采用 J2EE（Java 2 Platform EnterpriseEdition，企業級 Java 平臺架構），SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務的體系架構）體系，自 2009 年 3 月起，已在黃埔、新港、石化、南沙糧食碼頭、新沙等港務公司全面應用。目前已經開展工信部、財政部物聯網應用示范工程“基于物聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合統需求分析、業務流程優化以及升級研發，主要”，進行基于物聯網的系基于港區無線網絡的手持機理貨與調度指揮、基于 RFID 的門閘、集中值守地磅、提卸貨車輛統一 RFID等功能的實現，已經選定采用港區自建 WiFi（Wire

10、less-Fidelity，無線保真度）。網絡并招標，具有局域網管理、帶寬及速度等優勢，但是覆蓋范圍無法擴展到港區外，造價高，維護維修費用高。經本項目承擔及參與移動通信集團廣州分公司進行充分協商交流，在 GPRS 下行速度、帶寬、雷電干擾較強港區的信號覆蓋等港口較為擔心的技術領域，均得到了較解決方案，使得廣州港采用 GPRS 作為無線網絡的優勢得到充分的體現，特別是在為大貨主提供綜合港區內外的物流、供應鏈管理功能方面，使得港口的服務水平和競爭優勢能夠得到增強。同時項目的推廣應用將能夠使得移動通信集團廣州分公司獲得廣州港公司理貨及調度手持機網絡業務、港口提卸貨汽車的“車務通”等業務、駁船無線網絡

11、服務等大量的業務。本項目在廣州港與交通大學已經開展的“基于物聯網的港”的基礎上，將原有的 WiFi 無線網絡改為口散雜貨裝卸與物流綜合GPRS，即將原來的港區內部無線局域網絡改為公共無線網絡，需根據公點、GPRS 流量收費、中移動標準手持機等情況，進行相應的流程改造與功能實現，以及無線網絡故障時的手持機離線作業功能。同時拓展研發與大貨主協作交通大學廣州港廣州移動分公司2基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用功能，以及面向廣州港其他中小港口的 SaaS 服務功的綜合物流與供應鏈能。綜上所述，本項目的主要研究內容包含：在“基于物聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合”的基礎上，進行基于中

12、移動無線網絡標準的港口內部生產業務流程優化設計功能開發、基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈管理流程優化設計功能開發、基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務設計與研發。1.3.1基于中移動無線網絡標準的港口內部生產業務流程優化設計開發功能在“基于物聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合”的方案設計中，我們采用了港口自建WiFi 的方式滿足港區對無線通信的需要。采用移動 GPRS網絡后，局域網絡改為公共收費網絡，因此需要在礎上，優化設計一套基于物聯網的港口手持終端應用，以滿足港口實時作業需要和 GPRS 網絡特點。同時，為了滿足移動對降低手持終端投放成本的要求，在

13、吸收移動物聯網和通信標準的基礎上，需要對基于物聯網的港口手持終端應用的前臺功能和服務進行重新設計。通過對系統的設計優化，減少手持終端應用指令數據流量，降低手持終端應用本地處理頻次，提高服務層處理效率，從而良匹配移動的通信網絡和物聯網標準，支持移動推廣的手持終端。目前經過初步需求分析與設計，基于物聯網的港口散雜貨手持機作業管理與界面已設計 14 個（詳見 3.1），滾裝商品汽車手持機作業界面略多，此外還需 10 種左右的手持機在線行重新設計優化。界面。這些界面在使用 GPRS 后，都需要重新進港口作業在露天環境下，碼頭前沿擁有通用門機、抓斗門機、斗輪機、皮帶機等大型作業機械；碼頭后方擁有堆高 1

14、015 米的露天堆場、封閉倉庫和裝卸設施，堆場碼頭環境十分復雜。港口內的電磁干擾、沿海雷暴天氣、船舶內部的等都可能對 GPRS 信號產生影響，從而降低傳輸速率或是斷開網絡連接。為了避免由于網絡造成生產作業中斷，有必要設計研發相應的離線作業功能。通過優化業務流程和系統設計，利用保手持終端的業務數據，完成離線脫機情況下的業務處理，并在網絡恢復后將離線處理的數據交通大學廣州港廣州移動分公司3基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用及時傳輸至移動網絡并進行持久化，使基于物聯網的港口手持終端應用具備良好的應急處理能力，滿足港口不間斷工作的需要。本項目采用 SQL Server CE 作為

15、運行在 Windows CE 系統的手持終端上的簡型數據庫。SQL Server CE 使用兼容的數據類型，在一個 ARM（Advanced化RISC Machines，處理體系）處理器中，其只占用約 800K 的空間。SQL ServerCE從.Net 應用程序中對 SQL Server CE 數據庫進行操作：直接在數據庫中的數據，或者使用數據（Remote Data Access，RDA）。手持終端通過這兩種方式，可以將數據將港口集中式數據庫服務器中所需的數據到手持終端上的 SQL Server CE 中，以便港口手持終端應用在離線時使用這些數據。當手持終端處于在線狀態，手持終端應用通過

16、GPRS 網絡向港口集中式數據庫服務器請求作業必須的商務數據、調度數據和理貨數據。所請求的數據會通過 OLEDB（Object Linking and Embedding, Database， 對象鏈接和嵌入數據庫）從集中式數據庫服務器檢索得到并傳回港口手持終端。港口手持終端應用數據接收發回的數據并到本地 SQL Server CE 數據庫文件的表中。一旦處于離線狀態，港口手持終端應用可以快速地切換作業狀態，通過本地 SQL ServerCE 數據庫中的數據進行業務處理和港口作業。再次接入網絡后，可以通過 RDA 從本地 SQL Server CE 數據庫向港口集中式數據庫服務器推送數據表，更

17、新港口集中式數據庫中數據。SQL Server CE 通過 GPRS 網絡將表數據發送到 SQL Server CE Server Agent。SQL Server CE Server Agent 利用 OLEDB 對港口集中式數據庫進行更新，并將任何在這一時間發生的錯誤返回給手持終端應用。手持終端離線功能可以加強港口應對突發問題的應急能力，提供 365×7×24 不間斷作業的服務保障，維護通用港口生產業務管理物聯網系統數據的唯一性和準確性。1.3.2基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈管理流程優化設計功能開發WiFi 網絡只覆蓋港口內部，一些大貨主如廣州豐田、

18、本田等非常關注車輛在整個過程中的路徑、所搭載商品車輛、提卸貨作業動態等實時，因此，基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈管理流程優化設計功能的研發，注重于解決港口缺乏有效的智能化系統支撐、港口廣州移動分公司交通大學廣州港4基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用缺乏與貨主之間的即時和即時協同機制問題，解決目前缺乏統一的平臺的問題，從而實現以物聯網技術構建貨主、車輛、駁船、貨物狀態感知與交換平臺，通過系統與 GPRS 網絡的接口，構建和實時協作平臺，供應鏈的端到端生產流程，提供面向企業的、以港口為中轉的供應鏈全過程物流配送服務，提升港口管理服務水平和質量。該系統可以提供

19、以下功能：（1）作業狀態回傳取代人工操作后，感應層的感應終端可以實時的將貨物的卸船、轉棧、汽車提/卸貨、駁船裝載、火車裝載等并傳輸給系統。系統根據貨主定制的功能，將船舶到港時間、計劃作業時間、提卸貨時間、提卸貨數量、車輛/駁船/火通過移動 GSM/2G/3G 網絡，以車等重要的物流或推送等形式通知貨主，方便貨主及時掌握貨物動態。（2）作業車輛與駁船預約/解約結合移動的 2G/3G 網絡，可以實現貨主網上（互聯網/WAP）派車、預約駁船和司機響應。貨主可以通過 2G/3G 網絡，利用計算機、PDAal Digital Assistant，掌上電腦）等（隨時隨地進行網上派車、預約駁船，選擇疏港車輛

20、或駁船與疏港單號關聯，此時車輛或駁船和業務已經綁定。貨主、貨代、車隊、駁船主可以網上派車、預約駁船。疏港車輛出港后，業務綁定自動解除，下次進港作業前需要重新預約綁定。系統也可設定一些司機可以通過或 2G/3G 網絡登變更綁定業務或解除綁定。解綁平臺接收車輛的發回來的解綁后，或司機登進行解綁操作后，系統給予車輛解綁。解綁后，車輛在 4 個小時內無法再次讓被解綁貨主綁定。貨主可以從網上解綁車輛的詳細。解綁僅限于港區內每次業務車輛第一次前或具備出門證后。解綁后車輛不帶有任何業務，可再次綁定其他業務。（3）通過移動進行集疏運網上通過感應終端，可以實時的將大船、駁船、火車、作業車輛疏運貨物量匯總。網上提

21、供總體、堆位庫存量、疏運、汽車、五個功能模塊，貨主使用等移動可通過 2G/3G/Wi-Fi 網交通大學廣州港廣州移動分公司5基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用絡接入 Internet 或 Wap物疏運情況、汽車在港貨物實時堆存情況、貨物實時在港庫存情況、貨、在港費用收取情況等重要，從而幫助貨主及時掌握與自身相關的重要。（4）結合工具/貨物軌跡跟蹤移動“車務通”（原神州車管家）系統，通過對車輛加裝具有 GPS（Global Positioning System，全球終端，輔以 LBS（Location車輛運行數據， 并通過）功能的Based Service ， 基于位置的服

22、務） 技術，GPRS/EDGE/TD-SCDMA 網絡，將數據傳送至管理服務器，從而實現對貨物車輛的實時、調度、告警、里程油耗統計等功能，方便客戶通過電腦、靈活管理。港口通過以上增值物流服務，實現基于物聯網實現供應鏈程的智能化運輸服務模式。綜合物流的增值服務，在傳統的服務上增加價值，或者使用一系列其它活動和技術大幅度降低物流的總成本。通過增值服務的提供，為航運企業提高服務水平和服務優勢，在更廣泛的基礎上建立自身的業務優勢。基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈管理流程優化設計功能開發需要完成以下研究：（1） 多業務網絡為實現以港口為中轉交互分析與設計的供應鏈程，港口需要與貨主、船東、

23、貨物代理、船代等各方自進行，通過 WebService 等技術，實現基于中國移動通信網絡的各港口相關公司 ERP（Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）、CRM（Customer Relationship Management，客戶數據交互。管理）、財務等系統通過與移動接口的高效對接，有效保證上觸發式業務在最短時間能傳遞于管理者。其實際應用：無縫集成：基于移動通信標準，將在更新、購物流程、付費等業務應用中均得到無縫集成，充分體現運營意義和業務價值；數據下行：通過移動通信網絡將關鍵業務的發送至指定組會員及員工使用的基于移動標準的通信終端；數據上行：通過基于移動標

24、準的通信終端的操作，進行在線工作；交通大學廣州港廣州移動分公司6基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用基于中移動標準的應用推送：通過基于中移動標準的應用，將各種業務系統的提醒功能延伸至，提升業務系統的價值；將各種業務系統的常用，了整個業務執行的效率；通過特定 URL 地址鏈接至功能頁面延伸至服務器，只需管理員調整所有應用保持更新。（2） 港口外部綜合物流與供應鏈架構設計為完成基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈，首先需要對其業務架構、數據架構、應用架構、技術架構進行設計。港口外部綜合物流與供應鏈的業務架構，即港口生產活動的業務流程架構。通過業務架構的分析設計能夠明

25、確港口外部綜合物流與供應鏈管理的業務流程，從而確定需要的應用。港口外部綜合物流與供應鏈的數據架構主要完成數據定義、數據分布與數據管理。數據定義是其中最重要的內容。數據模型可以反映港口外部綜合物流與供應鏈管理需要完成的業務本質，確保數據架構為港口外部綜合物流與供應鏈管理業務需求提供全面、一致、完整的高質量數據，并為劃分應用系統邊界，明確數據，定義應用系統間的集成接口，提供分析依據。數據分布是分析港口現有的業務，即分析數據在現有業務各環節的創建、引用、修改或刪除的；另一方面，數據分布還分析數據在港口外部綜合物流與供應鏈管理中的數據結構與應用系統各功能模塊間的。應用架構中，應用外部綜合物流與供應鏈管

26、理。外部綜合物流為貨主提供相關工具、貨物、工具預約，幫助貨主目標的快速達成；還為貨主提供貨物軌跡跟蹤，管控風險，保障貨物安全。同時，不同用戶個性化業務需求和創新需求，基于靈活的 SOA 架構體系，通過業務建模和動態流程管理，快速搭建港口增值個性化應用，提供適合的供應鏈解決方案。港口外部綜合物流與供應鏈采用當前主流的企業級架構J2EE 技是一組技術規范與指南，其中所包含的術，采用 SOA 體系。J2EE 技術各類組件、服務架構及技術層次，均有共同的標準及規格，讓各種依循 J2EE 架構的不同平臺之間，良兼容性，解決后端彼此之間無、企業外部系統難以互通等問題。系統技術架構如圖 1.1 所示：交通大

27、學廣州港廣州移動分公司7基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用Web瀏覽器手持終端客戶端Spring DispatcherServletWEB層StrutionServletwebrviceStrutionJboss jBPM Workflow EngineProcess Definition中間層Business ProcessesBusiness Facade領域對象業務邏輯業務邏輯業務邏輯領域對象領域對象DAO（Data Access Object）Hibernate Persistence Service技術服務層Log4JDom4JEIS層Oracle數據庫圖 1.

28、1 港口外部綜合物流與供應鏈（3） 面向企業供應鏈程的物流配送設計與研發基于中移動無線網絡標準的港口外部綜合物流與供應鏈處實現作廣州移動分公司交通大學廣州港8基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用業狀態回傳、作業車輛預約/解約、集疏運、工具/貨物軌網上跡跟蹤外，還需深入挖掘需求設計新應用。通過對貨主、貨代、船主、船代等需求調查，完成后續功能設計與研發，實現以港口為中轉的供應鏈內的分享和互動。港口、貨主、貨代、船主和船代的紐帶是貨物，所有交互共享的信息都伴隨著貨物物權轉移和貨物監管權限轉移產生。因此，以貨物狀態作為主體的物聯網技術，是構建覆蓋供應鏈程智能化物流的關鍵所在。通過物

29、聯網技術，能夠實現供應鏈之間的無縫整合，狀態即時，動作即時協作，從而提供以港口為的供應鏈智能化服務模式。1）通過基于中移動物聯網，使得貨物在整個供應鏈上下貫通，實現港口、貨主的無縫銜接。提高貨物的即時性、準確性和有效性，實現低成本、按需的模式，通過物聯網技術將與貨物相關的供應鏈上下游銜接起來，從而能夠依據貨物狀態實現準確的、有效的貨物。2）通過對等、實時、互動的中移動網絡傳送，為港口、貨主、貨代、船主和船代提供即時聯動協同的平臺，從而貨物狀態進行互通有無，即時，實時協作，統一規劃。、計劃、規劃協作等。3）通過物聯網的智能感知，自動傳送，使得貨主能夠對以港口為的供應鏈程中的各個環節實現實時，即時

30、掌握貨物活動狀態，并對狀態進行實時響應，智能應對。（4） 應用測試為了保證系統能夠運行，檢驗其是否滿足規定的需求或是弄清預期結果與實際結果之間的差別會對系統進行應用測試。檢測系統是否能夠完成港口、貨主等多方需要，以及是否具備云遷移的條件。1.3.3基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務設計與研發廣州港 2011 年吞吐量 4.3 億噸，其中 1.6 億噸的吞吐量由廣州港范圍內的中小港口貢獻。數量眾多的中小港口化水平普遍較低，在業務處理中著諸多不規范的環節，其借助化提高服務水平、提高競爭力的需求非常迫切。基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服

31、務是為了滿足交通大學廣州港廣州移動分公司9基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用中小型港口自身的化需求而研發。中小港口沒有架設港區通信網絡和獨立的數據庫服務器，港口化程度較低。如果自建集中式港口物聯網系統，前期網絡架設、購置等費用超出中小港口的承受能力。而基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務將提供定制化服務，通過互聯網實現化的托管服務，變買為租，改變了傳統的用戶自籌自建的化模式。解決用戶化啟動資金少、缺乏專業、企業狀態變化較快等問題，從而降低中小港口化的門檻，提高效率，給用戶提供一站式的服務。企業不再需要購買軟硬件、建設機房、架設網絡。通過定制基

32、于移動“大云”的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務，港口可以即時使用相應的港口應用服務。系統通過加密鏈接、數據、認證等措施，以及中移動大云的云安全保障措施，可以確保各港口數據的性、安全性和性。在使用效果上，企業使用港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務與企業自建港口生產業務管理物聯網系統沒有差別，但節省了大量的服務器等硬件設施購買、架設和開發資金，只需基本的 PC 機終端和，大幅度降低了中小港口企業化準入門檻。采用 SaaS 服務模式有以下優勢：（1） 滿足不同客戶的功能需求傳統的港口生產業務或物聯網系統是某一港口或某一特定物聯網進行開發設計的。而基于中移動“大云”標準的港口生產業

33、務管理物聯網系統 SaaS 服務采用 SaaS 模式，用戶不用再購買，而改為向服務提供商定制相應的港口管理服務包來管理企業經營活動。企業系統體量更輕、更靈活，適合中小港口企業靈活的業務變化。（2） 滿足客戶的移動商務需求傳統的 SaaS 業務以互聯網作為傳輸網絡，應用場所具有很大局限性，無法為網絡覆蓋外的人群提供實時服務。而基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務能夠使使用便捷。化應用的使用不受時間、地點、環境約束，（3） 服務終端的多樣性傳統 SaaS 業務通常利用計算機通過互聯網，而基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務的受用終端更為寬

34、泛，支持計算機、交通大學廣州港廣州移動分公司10基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用、移動專業終端等固定、移動終端。目前國內移動通信終端普及率遠遠超過計算機，對客戶來說，服務終端的多樣選擇，可以節約企業的終端硬件成本投資。基于中移動“大云”標準的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務沿用基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統架構，項目組將完成以下工作：（1）現有生產業務系統在我校與廣州港改造合作研發、正在全面推廣應用的港口生產業務的基礎上，在我校與廣州港公司共同承擔的 2011 年工信部、財政部物聯網應用示范工程“基于物聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合”研發的基礎

35、上，以開放的中移動云為依托，集成相關物流應用，建成能夠進行云部署的基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統，使得系統具備部署在中移動“大云”上的可行性，面向中小港口，提供基于移動“大云”平臺的港口生產業務管理物聯網系統 SaaS 服務。（2）系統數據架構、編碼體系等的改造目前的系統是廣州港公司一個用戶專門研發的，即一個集團型用戶下屬多個港務公司用戶的用戶架構模式。SaaS 服務面向眾多集團型用戶或多個的碼頭公司用戶，因此在系統整體數據架構、用戶編碼、單證編碼、基礎設施編碼等以及相關處理功能多方面需要進行改造。（3）統一的基礎平臺和應用平臺設計充分考慮到各港口的通用的業務需要，同時還要具備

36、良可維護性和擴展性。因此，要進行統一的基礎平臺設計。數據庫平臺、生產業務系統和應用平臺。采用統一平臺，可避免不必要的系統間數據的轉換、功能的接口、以及系統升級擴展時大量的維護工作量，保證系統的一致性和性。（4）安全性及性設計系統架設在中移動“大云”算平臺，其平臺安全性有著充分的保證。所需要進行的安全性及性設計僅為數據安全及系統本身安全。本項目在數據安全方面擬采用以下措施：用戶登錄：安裝服務器，確保用戶輸入用戶名和的服務器是用戶要的服務器。交通大學廣州港廣州移動分公司11基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用SSL 加密:與網上銀行同等安全級別的加密技術多層敏感數據傳輸全程SS

37、L 加密進一步降低數據被的可能性。多層數據和參數傳送處理，以防跨站腳本和 SQL 注入。多用戶數據訪問及數據傳送加密。數據庫中所有涉及用戶部分全部采用密文保存。統一安全管理，采用多層保護策略，保證應用和關鍵數據的安全。每個用戶單獨構建數據庫空間，分配用戶從而將不同用戶數據，保障數據隱秘。設計中在傳輸層采用 Https（Hypertext Transfer系統安全保障方面，Protocol over Secure Socket Layer，超文本傳輸安全協議）安全傳輸協議，認證、采用了 JAAS（Java Authentication Authorization Service，Java 驗證和

38、API）技術，加密支持 MD5（Message-Digest Algorithm 5，摘要算法第五版）單向加密技術，關鍵數據支持 AES（Advanced Encryption Standard，高級加密標準）對稱加密技術；網絡硬件設計中采用、檢測、接入認證等技術來提高系統整體的安全性能。（5）元數據驅動的平臺架構為了提高可擴展性，將采用元數據驅動平臺架構加以實現，根據資源管理統一平臺中數據平臺的特點，在港口基礎與實際應用系統之間增加一層統一的、元數據驅動的應用平臺，將數據平臺各組的應用模型和應用組件的共性進行抽象通過 UML 模型和元數據加以描述，開發元數據驅動的應用組件（應用組件首先通過元

39、數據來對具體數據庫的），基于元數據驅動組件搭建應用平臺。的數據擴展時，通過修改平臺的元數據，實現應用組件對新擴展數據的和處理，對于功能的擴展，通過定制元數據驅動的功能擴展插件的形式實現，使基于平臺定制的系統具有較強的可擴展性。（6）面向服務的架構（SOA）的應用根據平臺公用性和基礎性的特點，基于移動“大云”平臺的港口生產業務管理物聯網系統采用面向服務的架構 SOA。系統設計與開發過程中將系統提供對外服務的應用程序功能封裝和發布為 Web 服務（Web Service），通過服務和服務目錄，向服務消費者（各種組件或部門的應用系統）提供 Web 服交通大學廣州港廣州移動分公司12基于中移動標準的通

40、用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用務，使系統的功能可以采用松耦合的方式實現集成，并使平臺提供功能服務具有可擴展性。（7）在統一認證及管理認證及平臺中， 采用基于模型驅動架構(MDriven相分離，Architecture，MDA)以及細粒度的組件式架構，將、認證與服務實現平臺無關的應用安全模型，建立模塊的可插接虛擬化權限處理的安全管理方式。采用基于票據的認證技術及 Https 協議確保用戶的安全，采用開放的架構，支持可插接的用戶認證模塊，支持當前流行的JAAS、PAM（PluggableAuthentication Modules，可插拔認證模塊）安全架構，系統提供 Java、Webser

41、vice等多種接口并能夠不斷擴展，實現跨技術平臺的認證。方面，采用基于RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的）的統一管理，實現對網絡資源的安全，系統提供 Java、Webservice 多種接口并能夠不斷擴展，實現跨技術平臺的管理。1.4 技術方案本項目的港口生產業務整體技術框架采用當前主流的企業級架構J2EE技術架構。通過將前臺展示、中間業務層和后端數據相分離的架構思想，來支持生產業務平臺和應用的多層架構設計。本項目的物聯網技術架構基于移動物聯網傳感網絡、傳輸網絡、應用網絡的三層架構。圖 1.2 通用港口生產業務管理物聯網接口框架如圖 1.2 所示，M2M（

42、Machine to Machine，機器與機器通信）終端設備利用感知/傳感接口數據，處理模塊對到的數據進行處理，交通大學廣州港廣州移動分公司13基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用并按照 WMMP（Wireless M2M Protocol，中移動 M2M 通信協議）協議通過外部通口將數據傳送至物聯網接入網關。接入網關以加密鏈接與 Webservice 通信，將服務請求與到的數據發送至 Webservice；Webservice 通過港口網絡調用港口本地處理邏輯并接收處理結果，將處理結果通過加密鏈接返回接入網關，再通過通信協議傳送給各終端應用。主體上線后已經過長時間、大規

43、模的實用，期間進行了大量的維護修改工作，目前運行。若全部進行基于中移動物聯網系統研發平臺重新開發，一是代價太大，二是廣州港無法提供測試應用環境，因此商議，系統整體技術架構不再進行變更，只是在系統與中移動物聯網基礎架構的接口上進行研發，使得系統整體打包后，外部接口方面符合中移動物聯網架構、GPRS、大云等的標準，從而實現系統在中移動技術環境下的全面應用。系統的接口架構圖如圖 1.3所示。圖 1.3 基于移動物聯網平臺的港口系統平臺架構圖在 M2M 感知平臺層，M2M 終端遵循 WMMP 協議，本項目將對現有的基于WLAN 環境下的港口手持移動終端系統進行重新設計，以適應移動交通大學廣州港廣州移動

44、分公司14基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用GPRS 網絡環境，減少網絡開銷，提高響應速度。而移動現有的物聯網平臺和算平臺都將保持不動，本項目將嚴格遵守現有平臺的接口標準。在應用業務平臺層，本項目將和移動通信集團廣州分公司以及廣州港公司合作，基于移動通信集團廣州分公司的網絡平臺，向廣州港公司旗下各港口推廣港口生產業務。對于廣州地區的其他中小型港口，特別是自身不具備服務器等 IT 基礎設施但又想盡快應用港口生產業務系統的，可以采用算服務模式。1.5 籌資方案本項目總投資 410 萬元，其中申請教育部-移動科研基金 200 萬元，項目承擔自籌配套 210 萬元。本項目在 20

45、11 年工信部、財政部物聯網應用示范工程“基于物聯網的港”研發的基礎上，進行符合中移動標準的研發口散雜貨裝卸與物流綜合與應用，因此廣州港與交通大學已簽訂并正在執行的“基于物”合同金額 210 萬元作為本項目的配聯網的港口散雜貨裝卸與物流綜合套費用。1.6 組織方式本項目組由交通大學、廣州港通信分公司、移動廣州分公司聯合組成，實現“產學研用”的充分結合。集團本項目由交通大學作為責任，負責系統需求分析、流程設計、功能研發以及應用測試等。廣州港通信分公司作為廣州港公司的化主管單位，在本項目組中負責組織協調相關港務公司，提供業務需求與應用測試環境，與交通大合開展需求分析與流程設計，并共同進行應用測試與

46、應用示范。移動通信集團廣州分公司負責廣州市范圍內的中移動通信業務，在本項目組中負責提供相關中移動物聯網、GPRS、大云技術標準，進行港口無線網絡應用的技術需求分析，與交通大學共同研發與中移動物聯網架構、GPRS 接口，并在系統應用測試與應用示范時提供符合需求的 GPRS、大云技術環境。交通大學廣州港廣州移動分公司15基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用項目組織方式如圖 1.4 所示。廣州港公司信通分公司交通大學項目團隊移動通信集團廣州分公司化部門通信基建研發組 聯絡組項目實施組技術支持組 部門 攻關組 圖 1.4 項目組織方式組成協調小組，每月協調商議、落實監督項目進度計劃

47、，協調相關項目涉及的技術協作、業務協作問題。研發密切協作，按需求不定期召開技術、業務研討會議。交通大學研發團隊每周匯總撰寫項目實施簡報，發給三方及協調小組成員。1.7 相關基礎條件交通大學 JPort 項目團隊是由一群充滿活力、積極進取的高校教師和研究生組成的科研團隊。團隊與廣州港公司在水運、港口化領域進行了保持了良產學研合作。在港口化領域連續開展了 10 余年的化理論研究與工程實踐，相繼研發了廣州港集團新沙港務公司生產業務、廣州港集團新沙港務公司地理系統、廣州港集團新沙港務公司人力資源、廣州港集團新沙港務公司安全9 個科技項目和廣州（項目編號 2008B090500244）、基港集團生產業務

48、及通用于 RFID 的港口汽車滾裝兩個產學研項目，均已取得良應用示范工程（項目編號 2009B090300467）應用。同時取得 2011 年物聯網示范工程項目，通過這些項目，本團隊具備豐富的港口生產業務系統與物聯網系統開發經驗。圖 1.5 為港口本團隊港口生產業務系統實施時間圖。2012年1月確定物聯網2011年8月華南煤炭中心上線實施2010年3月2010年8月2011年1月生產業務系統（石油化工） 上線實施2012年8月生產業務系統2009年3月基于RFID的商品車實施生產業務系統 生產業務系統散雜貨碼頭（黃埔） 上線實施（新港） 上線實施生產業務系統（南沙糧食碼頭）上線實施實施方案20

49、10年1月2011年1月2012年1月交通大學廣州港廣州移動分公司16項目協調小組基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用圖 1.5 港口生產業務系統實施時間廣州港公司生產業務系統現在已在黃埔、新港等 5 個港務公司投入使用。以黃埔港務公司生產業務系統為例，從業務大類的角度出發，系統可劃分為：商務管理、計劃管理、作業管理、費用核算以及生產統計等六個部分；從具體的職能的角度出發，可以對以上部分進一步細分為：客戶管理、合同管理、業務管理、計劃管理、大船作業管理、駁船作業管理、火車作業管理、汽車作業管理、轉棧作業管理、作業票管理、理貨單管理、庫場管理、管理、計件工資管理以及統計十五個部分。同時廣州港公司生產業務系統按照不同的用戶角色進行權限功能分配，使其具備所需功能，以黃埔港務分公司生產業務系統為例可分為調度員、調指員、倉庫員、計費員等 26 種用戶角色，從而保障全公司生產業務的順利進行。由于港口企業需要服從港務局、海事等部門監管，港口生產業務系統、海事等 8 大數據接口，供生產業務系統與其它系統同時提供廣州港務局、進行數據交互與共享。交通大學廣州港廣州移動分公司17基于中移動標準的通用港口生產業務管理物聯網系統研究與應用二、 項目目標和任務2.1 項目總體目標，考核指標本項目的總體目標是，在我校與廣州港合作研發、正在廣州港集團全面推廣應用