趙英明

(中國石化銷售股份有限公司海南石油分公司，海南 海口 570311 )

海南省自1994年1月1日起，在全國率先實行了公路規(guī)費(fèi)征收模式改革，將公路養(yǎng)路費(fèi)、過橋費(fèi)、過路費(fèi)和公路運(yùn)輸管理費(fèi)即四費(fèi)合一為燃油附加費(fèi)，并統(tǒng)一在燃油銷售環(huán)節(jié)價外征收，全省高速公路、國道、省道無一收費(fèi)站。成立了交通規(guī)費(fèi)征稽局，從事燃油附加費(fèi)的征繳工作。汽油車的交通征稽規(guī)費(fèi)交由油品銷售企業(yè)代征，加油站銷售的每一升汽油約含1.2元的交通規(guī)費(fèi)。征稽部門為了防止加油站私自進(jìn)油銷售，采取了諸多措施，一是在加油站的卸油口安裝流量計，用于累計卸油數(shù)量，加油機(jī)安裝了鉛封，防止篡改數(shù)據(jù)，每月定時派人到加油站盤點(diǎn)，檢查是否帳實一致；二是要求加油站每月登記每一次卸油流量計的讀數(shù)，月底制作每個汽油罐的購銷存報表，送到當(dāng)?shù)卣骰块T。加油站需要安裝價格不菲的流量計設(shè)備，不同品號的汽油在卸油時均需通過流量計，增加了罐區(qū)管道復(fù)雜度和卸油時間，而且增大了混油的風(fēng)險；另外需要人工登記卸油數(shù)據(jù)及流量計數(shù)據(jù)、制作賬冊，每月還要準(zhǔn)時打印報送。

2018年隨著銷售企業(yè)加油站液位儀系統(tǒng)的實施，海南省征稽局也全面提升加油站交通規(guī)費(fèi)征收監(jiān)管系統(tǒng)，開發(fā)部署了數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)，供各個油品銷售企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)接入，接入后征稽管理部門可以遠(yuǎn)程監(jiān)控加油站的購銷存情況，加油站不需要安裝卸油流量計，不需要登記數(shù)據(jù)和報送報表，征稽局人員也不需要到加油站現(xiàn)場盤點(diǎn)。因此，開發(fā)實施征稽局?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)征稽數(shù)據(jù)提交自動化具有較大的意義。

1 系統(tǒng)分析及軟件方案制定和開發(fā)

1.1 硬件方面分析

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要讀取液位儀設(shè)備，通過公司廣域光纖網(wǎng)絡(luò)將加油站的液位儀數(shù)據(jù)抽取到省中心服務(wù)器。有三種方案可供選擇，一是在加油站稅控電腦上安裝代理程序，代理程序讀取液位儀數(shù)據(jù)，向省中心服務(wù)器發(fā)送，用于省中心服務(wù)器不能直接訪問液位儀設(shè)備的情景；二是在各站的液位儀設(shè)備上安裝數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集數(shù)據(jù)向省中心服務(wù)器發(fā)送，海南中石油加油站普遍采用這種方案；三是省中心服務(wù)器直接訪問加油站的液位儀設(shè)備，集中發(fā)起讀取請求，獲取數(shù)據(jù)。

三種方案各有優(yōu)劣。方案一的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送穩(wěn)定、不受加油站防火墻策略調(diào)整的影響，即使省中心服務(wù)器不能訪問液位儀設(shè)備，也可以獲取到數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是需要液位儀支持網(wǎng)口，需要保持代理程序24小時不間斷運(yùn)行。方案二的優(yōu)點(diǎn)是支持液位儀設(shè)備網(wǎng)口和串口，不需要改造串口液位儀設(shè)備，缺點(diǎn)是增加設(shè)備投入和現(xiàn)場實施難度，故障點(diǎn)增多。方案三的優(yōu)點(diǎn)是獲取數(shù)據(jù)速度快，實施成本低，故障點(diǎn)少，缺點(diǎn)是對液位儀設(shè)備要求較高，不僅要支持網(wǎng)口，還要支持路由功能。綜合各加油站的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備情況，接口系統(tǒng)采取第三種方案為主，第一種方案為輔的策略。

1.2 軟件方面分析

根據(jù)海南省征稽局加油站數(shù)據(jù)接口規(guī)范，需要傳送的數(shù)據(jù)有日盤點(diǎn)報告、油罐報告、實時銷售數(shù)據(jù)、實時庫存數(shù)據(jù)、實時收油數(shù)據(jù)、移入移出庫數(shù)據(jù)、回罐數(shù)據(jù)等，其中實時庫存數(shù)據(jù)要求每3分鐘上傳一次油罐的液位、密度等情況。

從接口規(guī)范對數(shù)據(jù)的要求來看，需要傳送一整套的進(jìn)銷存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)前后要有銜接，進(jìn)銷存數(shù)據(jù)要保持平衡，需要進(jìn)銷存系統(tǒng)的支持。如果要開發(fā)獨(dú)立的進(jìn)銷存系統(tǒng)，開發(fā)、維護(hù)成本將大幅度提高，而且形成數(shù)據(jù)孤島。因此借助現(xiàn)有系統(tǒng)是比較合理的選擇，可大大減少建設(shè)成本，可選擇的進(jìn)銷存系統(tǒng)有加油卡管控系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、零管系統(tǒng)。其中零管系統(tǒng)數(shù)據(jù)與ERP系統(tǒng)直接對接，數(shù)據(jù)更加可靠，而且零管系統(tǒng)的開放性更好，數(shù)據(jù)組織更加合理，接入難度也較其他系統(tǒng)要小。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)要滯后1天，但能滿足接口數(shù)據(jù)的要求。

接口規(guī)范要求實時庫存數(shù)在短時間內(nèi)(少于2分鐘)把所有加油站的液位信息發(fā)送到征稽局，實時性要求較高，存在不小的難度。一方面需要在硬件方面加大投入，至少需要8核以上，內(nèi)存8GB以上的服務(wù)器，軟件方面要考慮多線程、隊列、緩存等多種技術(shù)組合。系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)圖見圖1。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)圖

1.3 開發(fā)語言、技術(shù)架構(gòu)選擇

考慮到系統(tǒng)并發(fā)量大，實時傳送要求較高，此項目選擇java作為開發(fā)語言，java在分布式計算、web應(yīng)用開發(fā)方面具有較大的優(yōu)勢，為查詢、操作、維護(hù)的便捷，采用B/S架構(gòu)，采用了輕量級集成框架SSH即struts+spring+hibernate，SSH架構(gòu)圖見圖2。SSH是java中一種流行的JAVA WEB 應(yīng)用程序開源框架，Struts負(fù)責(zé)web層，也就是顯示層，負(fù)責(zé)顯示加油站油罐液位動態(tài)圖表、數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)管理等界面， Spring負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)層管理，即Service，其為Action提供統(tǒng)一的調(diào)用接口，封裝持久層的DAO，并集成Hibernate，是實現(xiàn)業(yè)務(wù)的核心，在業(yè)務(wù)層，系統(tǒng)從零管系統(tǒng)抽取購銷存數(shù)據(jù)，從液位儀設(shè)備讀取油罐液位信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)清理加工，形成最終形態(tài)，調(diào)用Hibernate組件持久保存到數(shù)據(jù)庫，在規(guī)定時間讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，調(diào)用接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到征稽局。Hibernate負(fù)責(zé)持久層，完成數(shù)據(jù)庫的CRUD操作。

圖2 SSH架構(gòu)圖

1.4 管理界面的技術(shù)選擇

一個重要的功能頁面是展現(xiàn)所有加油站的數(shù)據(jù)抽取和傳輸狀態(tài)，及時掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況。然而數(shù)據(jù)的抽取是在后臺業(yè)務(wù)層進(jìn)行的，如果采用靜態(tài)的HTML或者傳統(tǒng)的JSP頁面，僅能展現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)，不能實時動態(tài)地顯示抽數(shù)和發(fā)送狀態(tài)，達(dá)不到實時監(jiān)控的效果。如果能將后臺狀態(tài)通過不同圖標(biāo)、進(jìn)度條展現(xiàn)在前臺，將極大增加界面友好性，對系統(tǒng)的管理也更加有效。系統(tǒng)使用DWR組件的ScriptSession功能，在每個站的取數(shù)或者傳輸周期完成后，生成消息事件，將數(shù)據(jù)從后臺往web頁面前臺推送，更新頁面上該站(每站占一行)的相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)網(wǎng)頁的無刷新更新數(shù)據(jù)，達(dá)到C/S架構(gòu)的效果，管理界面效果圖見圖3。

圖3 管理界面效果圖

圖4 實時油罐液位圖

1.5 與零管系統(tǒng)的接口技術(shù)選擇

零管系統(tǒng)使用的是sap公司的技術(shù)，后端使用ABAP語言開發(fā)各個功能模塊，前臺使用EP技術(shù)開發(fā)站級系統(tǒng)的WEB管理頁面，通過RFC技術(shù)調(diào)用后端的功能函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、修改等操作。Sap為JAVA提供了RFC庫及SAP連接器(Jco)，這些類庫中的RFC API封閉了外部系統(tǒng)和SAP的連接細(xì)節(jié)。本系統(tǒng)使用了 64位的JCO連接零管系統(tǒng)功能函數(shù)，提取站點(diǎn)信息、員工信息、分罐保管賬、購進(jìn)、回灌等數(shù)據(jù)，保存在本地的臨時數(shù)據(jù)庫，供進(jìn)一步的篩選、整理和傳輸。

1.6 實時庫存?zhèn)鬏敺桨高x擇

接口規(guī)范要求每3分鐘上傳一次加油站油罐的液位、密度等信息，實時油罐液位圖見圖4。要在如此短的時間內(nèi)完成所有加油站液位數(shù)據(jù)的讀取和傳送，無法使用簡單的輪詢方式，必須要應(yīng)用多線程、多任務(wù)和異步執(zhí)行等技術(shù)。但由于網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備等原因，單站數(shù)據(jù)讀取和發(fā)送可能會超時，甚至超過3分鐘后才讀到數(shù)據(jù)，顯然會干擾到下一次的傳送任務(wù)，因此必須考慮同一任務(wù)周期中所有線程的同步問題和過期數(shù)據(jù)的處理問題。

有2個方案可供選擇：

一是多線程技術(shù)。使用Executors.newSingleThreadScheduledExecutor定時啟動任務(wù)(每隔3分鐘)，設(shè)定超時時間(2分鐘)。在每一次任務(wù)中，對每一個站的液位儀數(shù)據(jù)讀取和數(shù)據(jù)發(fā)送開啟一個獨(dú)立的線程，每個線程保存本次任務(wù)ID，如果線程在2分鐘內(nèi)完成數(shù)據(jù)的讀取和發(fā)送，線程自然結(jié)束，如果線程超過3分鐘仍在運(yùn)行，Executors觸發(fā)超時處理函數(shù)，將這類線程標(biāo)注為超時，并向前臺發(fā)送，更新前臺狀態(tài)。當(dāng)超時的線程完成數(shù)據(jù)讀取，任務(wù)處理函數(shù)比較該線程的任務(wù)ID，識別出過期的線程后將其忽略。這個方案的優(yōu)點(diǎn)是邏輯清晰、易于維護(hù)，開發(fā)難度小，缺點(diǎn)是開啟線程太多，占用內(nèi)存高，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，容易造成內(nèi)存泄漏，可使用線程池技術(shù)緩解內(nèi)存壓力。這是此系統(tǒng)采用的方案。

二是隊列排隊技術(shù)。在系統(tǒng)啟動時開啟若干個線程(一般與CPU核數(shù)一致)，這些線程不斷地POP出全局隊列中的加油站ID，抽取液位儀數(shù)據(jù)并調(diào)用接口發(fā)送，如果隊列為空，處理線程進(jìn)入休眠狀態(tài)。同樣使用Executors.newSingleThreadScheduledExecutor定時啟動任務(wù)(每隔3分鐘)，設(shè)定超時時間(2分鐘)。每次任務(wù)將重新初始化隊列，將所有加油站ID號PUSH到隊列中，并喚醒處理線程。當(dāng)任務(wù)超時后，超時處理函數(shù)將全局隊列中還未處理的加油站ID全部置為超時，并向前臺發(fā)送，更新前臺狀態(tài)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是開啟線程少，占用資源少，執(zhí)行效率更高，缺點(diǎn)是如果所有線程被堵塞會造成后面的站點(diǎn)無法傳送數(shù)據(jù)，且設(shè)計復(fù)雜，實現(xiàn)較為困難，不易維護(hù)。

1.7 接口開發(fā)技術(shù)選擇

征稽局的接口規(guī)范通過http協(xié)議構(gòu)筑的安全通道，采用RestFul 的WebServices接口?？紤]到傳輸性能問題，采用java基礎(chǔ)的HttpURLConnection技術(shù)實現(xiàn)，其比開源httpclient技術(shù)要高出好幾倍的速度。雖然系統(tǒng)的傳輸接口較多(共15個)，但由于各個傳輸接口高度相似，具有相同的IP、返回值格式、調(diào)用令牌、同樣的增刪改功能等，因此抽象出基類和接口方法，各個傳輸接口通過繼承基類和實現(xiàn)接口方法，實現(xiàn)代碼復(fù)用，減少重復(fù)代碼量，同時接口程序可讀性更好。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

設(shè)計一套完整的解決方案，能夠在今后的維護(hù)中快速發(fā)現(xiàn)和處理問題，及時了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，是信息系統(tǒng)健壯性和穩(wěn)定性的基本要求。征稽局?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)管接口系統(tǒng)涵蓋了數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控、外接系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理、中間數(shù)據(jù)管理、接口數(shù)據(jù)管理、日志管理等多個功能，系統(tǒng)主菜單見圖5。

(1)傳輸管理。傳輸管理實現(xiàn)三個管理功能，一是傳輸狀態(tài)的實時監(jiān)控，每次的傳輸任務(wù)發(fā)起時所有站處于初始狀態(tài)，隨著后臺取數(shù)和傳輸狀態(tài)的改變，更新圖標(biāo)(如完成、錯誤、超時等)，另外以圖標(biāo)方式展現(xiàn)加油站的油罐液位情況；二是單站傳輸管理，暫停/恢復(fù)加油站的數(shù)據(jù)讀取或傳輸；三是任務(wù)的手動管理，任務(wù)默認(rèn)在系統(tǒng)啟動時就已經(jīng)啟動，可暫停/恢復(fù)任務(wù)或者重新啟動任務(wù)。

(2)外接系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)默認(rèn)在固定的時間抽取零管的數(shù)據(jù)，包括加油站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和每天的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選加工，發(fā)送到征稽局服務(wù)器。在此可以手動發(fā)起抽數(shù)，查詢抽取的數(shù)據(jù)。

(3)中間數(shù)據(jù)管理。保存從零管系統(tǒng)、液位儀設(shè)備讀取并加工過的數(shù)據(jù)，能滿足接口數(shù)據(jù)的需要，其中從零管系統(tǒng)抽取的分罐保管帳、銷售數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)、收油數(shù)據(jù)、移入移出庫數(shù)據(jù)、回罐等數(shù)據(jù)等均可進(jìn)一步編輯修改再向征稽局服務(wù)器發(fā)送。

(4)接口數(shù)據(jù)管理。此功能可以遠(yuǎn)程訪問征稽局接口服務(wù)器，查詢已經(jīng)傳輸成功的數(shù)據(jù)，并可以修改、刪除。

(5)日志管理。涵蓋登錄日志、傳輸日志、液位儀取數(shù)日志、外接系統(tǒng)數(shù)據(jù)抽取日志、任務(wù)執(zhí)行日志等，提供統(tǒng)計分析圖表如液位儀取數(shù)失敗統(tǒng)計、數(shù)據(jù)發(fā)送失敗統(tǒng)計等。

圖5 系統(tǒng)主菜單

3 系統(tǒng)實施后的效果及產(chǎn)生的效益分析

征稽局?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)管數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上線后，表現(xiàn)相當(dāng)穩(wěn)定，除了個別網(wǎng)絡(luò)問題和液位儀設(shè)備問題，傳輸率基本達(dá)到90%以上，傳輸速度在1分鐘之內(nèi)，達(dá)到征稽局?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)管要求。得益于前期良好的系統(tǒng)規(guī)劃、各項技術(shù)的正確選擇以及開發(fā)過程中的程序優(yōu)化。項目的實施費(fèi)用也得到很好的控制，由于采用直連液位儀方案，節(jié)省設(shè)備投入和現(xiàn)場實施費(fèi)用，采用外接進(jìn)銷存系統(tǒng)，節(jié)省開發(fā)費(fèi)用，達(dá)到小投入大收益的目的。

系統(tǒng)投入使用后，新改造的站點(diǎn)不再安裝卸油流量計，每站可節(jié)省2～3萬元的費(fèi)用，以300站估算，至少節(jié)約設(shè)備購置安裝費(fèi)用700萬以上。另外加油站防滲改造完成后，液位儀系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通訊連接成功，省征稽局系統(tǒng)接收到加油站數(shù)據(jù)，加油站即可投入運(yùn)營，不需要當(dāng)?shù)卣骰块T檢查驗收，大大節(jié)省了了油站改造后的投營時間，同時不需要再人工統(tǒng)計數(shù)據(jù)和報送報表，以每站每月50元的交通費(fèi)計算，每年節(jié)約交通費(fèi)約18萬元。

4 結(jié)論

征稽局?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)上線是政府監(jiān)管部門與企業(yè)信息化系統(tǒng)集成的新嘗試，也是利用信息技術(shù)提升政府監(jiān)管水平，為企業(yè)減負(fù)的典型案例。一方面大大減輕了政府部門的數(shù)據(jù)采集工作量，提高數(shù)據(jù)采集效率，為減少基層征稽人員奠定了基礎(chǔ)；另一方面通過面向加油站經(jīng)營管理的全過程實時數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)了對加油站卸油、銷售、油罐庫存等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，既滿足了企業(yè)和政府的監(jiān)管需要，也減少了企業(yè)設(shè)備和人力投入。該系統(tǒng)在提高工作效率，降低一線勞動力，增加經(jīng)濟(jì)效益，系統(tǒng)整合優(yōu)化，日常監(jiān)控分析等方面均顯現(xiàn)出很大的優(yōu)越性，促進(jìn)了政府監(jiān)管部門和企業(yè)信息化的融合。