云计算在港口行业中的应用研究.docx

云计算在港口行业中的应用研究(一)

“一切皆为服务”，云计算提供的一切IT资源都可以看成是服务。云计算作为一种新兴的IT实现方式，正深刻的影响着IT的变革。云计算能为企业提供企业管理的关键性软件，有效的降低IT的软硬件成本和维护成本，适应企业在不同发展阶段的需求。同时还能为中小企业带来企业级的IT技术，使其以较少的IT投入，获得专业的IT解决方案。本文结合具体的实例对云计算的实现方案做了论述。
　　1、绪论
　　1.1背景
　　云计算作为一种全新的商业模式，已经深刻的影响着整个IT产业。将云计算结合到各个行业的业务应用中，从而将过去多年来积累的业务知识整合到云计算架构体系上，将体现出更深层次的价值。
　　随着物流行业整体信息化水平的不断提升和市场竞争的同益激烈，作为物流重要枢纽的港口企业，需要构建高效灵活的IT系统，快速应对市场需求变化，确保在竞争中的优势地位。港口作为物流供应链中的重要环节，以单个港口企业为中心的IT系统不利于供应链的优化，缺乏全局的统筹。另一方面，随着政府监管部门对港口企业的监管同益规范，也对港口企业的IT系统提出了新的要求。如海关对进出口货物进行监管，需要从港口的IT系统中提取进出口货物的数据，甚至需要对港口的生产业务流程直接进行控制，所以需要从整个港口物流的角度来重新审视IT系统的建设。
　　港口行业中存在着大量的中小型企业，如何提高他们的IT水平，是一直以来难以解决的难题。同时大型港口企业维护着庞大的IT基础设施，其维护成本只益增加。庞大的IT投入使得大型企业在采用新技术和企业创新等方面受到了限制。随着云计算的迅速发展，凭借自身的优势，云计算可以帮助港口企业以最少的IT投入，获得高性能的IT服务，有利于中小港口企业获得大企业级别的IT服务。同时减轻大型企业的IT负担，使企业把精力投入到其核心业务上。基于云计算的流程优化，可以实现整个港口行业的大型重构，提升行业的总体IT水平和竞争力。
　　1.2研究的意义和目的
　　在港口行业中使用云计算，可以用更少的成本提升行业的整体信息化水平，加快行业的IT变革，快速的应对市场变化。具体意义包括：
　　1.全方位的IT服务。云计算平台可为港口行业中的大中小企业，船货代理公司，船货主，以及上级监管部门提供统一的、全方位的IT服务。
　　2.港口物流一体化。实现港口物流的一体化，提升港口物流整体竞争力。使各个环节密切协调，优化资源的配置，提高生产效率。
　　3.规范监管。规范港口作业流程，便于监管部门管理。港口业务涉及危险品、进出El货物的装卸作业，监管部门可以使用云计算平台的提供的服务，实现统一监管，规范作业流程，提高各部门系统效率。
　　4.随需而变。对市场需求快速反应，随需而变，提高企业IT的灵活性和扩展性。云计算平台的开放性允许用户在平台中部署自己开发的应用，并进行各个应用l’日J的集成。云计算平台提供的服务构建在SOA基础架构上，能有效利用SOA的灵活性，实现IT与业务的对齐。
　　5.降低IT成本。云计算平台由专业的第三方维护，利于采用现代信息技术的成果，实现规模效应，减少用户的IT投入成本。
　　1.3研究范围的界定
　　云计算主要包括基础设施和企业应用两个方面。云计算基础设施包括分布式计算、文件存储、负载均衡等一系列内容。本文属于云计算的应用型论文，所以只对云计算的企业应用做重点研究。
　　本文将港口行业的范围界定在与港口企业生产密切相关的单位、个人范围内。主要包括大、中小型港口企业，船货代理公司，船货主，以及政府监管部门等。
　　1.4研究方法与内容体系
　　1.研究方法。
　　(1)企业调研分析，系统开发实践。以广州港集团生产业务系统调研为背景，深入了解港口企业信息化建设的现状，对其相关的上下游企业、政府监管部门进行实地调研，熟悉港口的业务流程，发现其IT系统面临的困境，找出解决方案。在调研基础上进行系统的研发，总结现有IT架构对优化业务流程的影响，总结系统架构设计、开发经验。
　　(2)理论研究学习。通过参加相关学术会议，了解云计算的发展前沿技术。参加IBM杯SOA建模大赛，深入学习掌握SOA架构在企业中的运用。参加IBM的Open Day，了解云计算和SOA在大企业中的应用情况。参加相关企业组织的云计算研讨会，了解云计算产品的研发和销售情况。与云计算领域的专家学者、工程师交流，深入了解云计算的发展状况。
　　(3)论文写作。结合自己调研成果和在项目研发中总结的经验，以及从各个会议研讨中获得理论知识，提出港口行业云计算平台的解决方案。完成论文的研究和撰写工作。
　　2.内容体系
　　本文分五个部分详细论述了云计算在港口行业中的运用。
　　第一部分对云计算平台做了详细的描述。介绍了云计算的概念定义，包括国内外研究机构对云计算的理解、发展历程、特点等。结合云计算的特点，本文概述了云计算的核心技术及实现方式。在充分分析云计算的基础上，对云计算的企业应用架构做了充分的论述。
　　第二部分对港口行业的业务流程做了阐述。通过对港口行业的业务流程分析，找出了目前港口行业中的薄弱环节，并提出了行业的业务流程优化方案。这部分还以广州港集团的生产业务系统为背景，对港口企业的业务流程做了分析，阐述了现有IT架构与企业发展之间的矛盾。此外，本部分还根据港口大中小企业的不同，分析了他们面临的不同IT困境。
　　第三部分是论文的核心。在云计算技术架构和业务系统架构分析的基础上，提出了港口行业的云计算实现方案。此部分对云计算架构的各层做了详细的说明，并给出了各层的实现方案。
　　第四部分根据第三部分提出的平台解决方案，进一步论述了港口行业采用云集的模式。并以库场可视化服务为例来说明如何在云计算平台中开发、部署、使用一个服务。
　　最后一部分为全文总结与研究展望。主要对本论文的研究成果和结论作了总结提炼，同时对港口行业云计算平台的发展趋势和面临的问题作了论述。

云计算在港口行业中的应用研究（二）

云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的计算机集群中。这些分布式计算机都是很普通的工业标准服务器，由一个大型的数据处理中心管理着，数据中心按客户的需要分配计算资源，达到与超级计算机同样的效果。数据中心的管理者对数据中心进行统一管理，负责资源的分配、负载的均衡、软件的部署、安全的控制等。
　　2、云计算技术及企业应用综述
　　2.1云计算概述
　　2.1.1云计算含义
　　根据维基百科的定义，云计算是一种计算方式，通过互联网将资源“以服务”的形式提供给用户，而用户不需要了解、知晓或者控制支持这些服务的技术基础架构“云"。云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。
　　云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的计算机集群中。这些分布式计算机都是很普通的工业标准服务器，由一个大型的数据处理中心管理着，数据中心按客户的需要分配计算资源，达到与超级计算机同样的效果。数据中心的管理者对数据中心进行统一管理，负责资源的分配、负载的均衡、软件的部署、安全的控制等。
　　2.1.2云计算的概念模型
　　一个云计算平台就是通过对一系列IT资源的配置，使这些IT资源能根据用户的需要来动态的分配。用户可以通过简易的服务调用接口，用各种终端调用云计算平台提供的服务。如图1所示。

　　从用户角度来看，云计算平台可以分为公共云和私有云两类。公共云幽第三方运行和维护，如Google，Amazon等，通过互联网为用户提供服务。而私有云则是由企业自己措建的，规模一般比较小。但提供了更适合企业运营的IT服务。云计算平台把IT资源进行封装，以服务的方式提供给用户使用。用户只需根据云计算平台提供的接口就能使用其中的服务。云计算中的服务一般支持多种客户端调用，用户的范围包括个人用户、企业、政府部门、科研机构等。
　　2.1.3云计算的发展过程
　　早期的计算集中在一台服务器或单一的机构内部，如独立的计算机计算、终端/服务器计算。随后由于大型计算的需求，需要进行协同计算，出现了网格计算和公用计算。网格通过标准、开放的协议接口共享数据和计算资源，分布式地管理动态虚拟组织，将资源以服务方式提供，但主要完成大型计算的任务，如天气、地震计算等。由于没有找到很好的商业模式，网格计算并没有广泛的运用起来。
　　软件即服务(SaaS)出现后，基于互联网的计算找到了好的商业模式，开始被重视起来。同时随着互联网的发展，基于互联网的应用被广泛接受。在这种形式下，以Google为主的厂商提出了云计算的概念。云计算利用虚拟化封装相同规格的计算资源，所以能够更方便地动态管理和扩展资源，更适合应用于企业数据中心，将数据和资源以服务的形式提供。从技术角度来看，云计算没有太多的新技术，可以看成是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)、网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是把历史中几十年积攒的经验用云计算的方式继续往前推动。
　　“云”出现的原因可总结为两点：首先是IT行业发展的结果。IT开发、运维技术的分工细化。其次是企业私有IT资产与公共计算问不断制衡、扩展、延伸的过程。随着云计算理念的逐步深入，云计算在资源最大限度利用、IT成本精确量化、实现更广泛信息交付等方面的优势已经得到了用户的肯定。
　　2.1.4云计算的特点
　　1.可靠性。“云”具有超大的计算和存储能力。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性。单纯从技术实现上来讲，使用云计算比使用本地计算可靠。
　　2.虚拟化。虚拟化是云计算的技术基础，它将底层的硬件，包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化。在虚拟化技术之上，通过建立一个随需而选的资源共享、分配、管控平台。这个平台可以根据业务的不同需求，搭配出各种互相隔离的应用，形成一个以服务为导向的可伸缩的IT基础架构，从而为用户提供以出租IT基础设施资源为形式的云计算服务。
　　3.动态。动态分配资源。按需供给软硬件服务。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。
　　4.通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。
　　5.服务资源池。“云"可看成拥有多个服务的资源池，无数的软件和服务将被置于“云”中，为用户提供服务。
　　2.2云计算技术架构分析
　　2.2.1基础架构分析
　　在云计算的企业运用方面，各大厂商对云计算平台的理解和实现不一样，而且并没有统一的标准。缺乏统一标准是云计算发展的瓶颈，这需在云计算的发展过程中得到改善。分析各大厂商对云计算的理解，本文认为云计算的基础架构应有基础设施层、应用平台层、交付服务层构成。如下：

　　1.基础设施层。硬件资源放到这一层，对平台起支撑作用。这一层由大规模的廉价PC或服务器组成，利用虚拟技术切分硬件资源，动念的对外提供服务。
　　2.应用平台层。支撑云计算平台的核心技术位于此层。通过分布式计算框架把底层的硬件资源有效的组织起来，隐藏后台硬件资源，对外提供统一的计算能力。这层是整个云计算平台的软件基础。虽然各个厂商在实现上有所不同，但均是基于Google的Map/Reduce思想来实现的，如Appach的开源项目Hadoop。
　　为了服务企业应用，云计算平台一般都会提供存储服务、队列服务、应用服务、以及其他与企业运用相关的支持服务。存储服务包括关系数据库存储服务(如Oracle)、文件存储服务(如Amazon的S3)、以及适合云计算存储的键值数据库(如应用服务中提供应用服务器，这是支持企业应用的基础，如典型的WebSphere、Weblogic等。云计算平台提供作为支撑企业应用必要的队列服务，如Amazon的SOS(Simple Queue Service)。值得注意的是云计算中的队列与传统上的MQ(Message Queue)有一定的区别，如SOS就加入了很多更适合云计算的性能，更适于与“云”中的服务器交互。此外根据云计算提供功能不同，会提供更多的支持服务，如流程服务，安全服务等。
　　部署完云计算平台的基础架构后，需要部署向外提供计算服务的运行环境。运行环境中可包括各种API，各类基础服务。Amazon把“云”中的基础服务封装成AWS(Amazon Web Services)，Google在这一层提供了GAE(Google App Engine)，并提供SDK供开发人员开发使用。
　　3.交付服务层。用户从这层中获得服务。用户可以通过P/SaaS方式从云中获得想要的服务。开发人员可以用PaaS的方式，通过调用云计算平台提供的API、Web Service或者直接使用运行环境进行应用开发。对以最终用户而言，选择SaaS方式从云中获得成熟的软件服务。
2.2.2关键技术分析
　　云计算是一种新型的超级计算方式，以数据为中心，是一种数据密集型的超级计算。虽然云计算尚未有统一的标准，但在关键技术方面，基本都涵盖了数据存储、数据管理、编程模式等。本文主要以开源项目Hadoop的基础架构来说明云计算的关键技术。Hadoop是Apache开源组织的一个分布式计算开源框架，在很多大型网站上都已经得到了应用，如Amazon、Facebook和Yahoo等。Hadoop框架中的核心设计由Map/Reduce算法和一个分布式的文件系统HDFS(HadoopDistributed File System)两部分组成。
　　1.数据管理技术
　　云计算系统需要对海量的数据进行存储、读取，并进行大量的分析，所以云计算必须具有对大数据的处理分析能力。在Hadoop中，数据处理由Map/Reduce来完成。Map/Reduce简单的理解是“任务的分解与结果的汇总”，其基本原理是将一个任务分解成为多个任务(Map)，然后再将分解后多任务处理的结果汇总起来，得出最后的分析结果(Reduce)。如下图3所示。在分布式系统中，机器集群就可以看作硬件资源池，将并行的任务拆分，然后交由每一个空闲机器资源去处理，能够极大地提高计算效率，同时这种资源无关性，对于计算集群的扩展无疑提供了最好的设计保证。任务分解处理以后.那就需要将处理以后的结果再汇总起来返回给用户。

　　2.数据库存储技术
　　云计算的数据存储的特点可以概括为：分布式和冗余。为了解决对海量数据的存储，云集计算采取分布式存储的方式来存储数据。在数据安全方面，主要采取冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，即为同一份数据存储多个副本。此外，数据存储还需满足对海量数掘的访问需要，提供高性能的数据存储策略。
　　在Haddop中数据存储主要由分布式文件系统HDFS(Hadoop Distributed File System)处理。HDFS是分布式计算的存储基石，其基本架构如图4所示，HDFS三个重要角色：NameNode、DataNode和Client。NameNode可以看作是分布式文件系统中的管理者，主要负责管理文件系统的命名空问、集群配置信息和存储块的复制等。NameNode会将文件系统的Meta-data存储在内存中，这些信息主要包括了文件信息、每一个文件对应的文件块的信息和每一个文件块在DataNode的信息等。DataNode是文件存储的基本单元，它将Block存储在本地文件系统中，保存了Block的Meta-data，同时周期性地将所有存在的Block信息发送给NameNode。Client就是需要获耿分布式文件系统文件的应用程序。

　　3.编程模式
　　云计算提供的是IT服务，需要有一个简单的编程模型来满足终端用户的需要，使其能快速的利用云中提供的服务解决实际问题。所以云计算的编程模型要尽可能的隐藏后台分布式计算、任务调度等实现细节，为用户提供统一的接口，方便用户开发。要提供一个良好的编程模式，必须提供一个好的基础架构，如数据库，消息队列，应用服务器等。
　　云计算需要在程序级别上提供相应的SDK，让开发人员基于任何语言开发应用程序。同时也需要在应用级别上提供一定应用服务接口，如Amazon提供的AWS，让用户基于现有的应用服务，快速的组装个性化的应用。
　　2.3云计算的企业应用模式分析
　　正如Shane Robison提倡的“一切皆为服务”一样，云计算提供的一切都可以看成是服务。总结目前云计算提供的服务类型，主要包括：基础设施即服务、平台即服务、软件即服务三大类，本文认为这三类服务可以统称为IT服务。下面本文将对这些服务进行详细论述。
　　2.3.1基础设施即服务
　　基础设施即服务(IaaS，Infrastructure as a service)，云计算平台把硬件资源(如存储)和计算资源(CPU和内存)以服务的形式提供给用户。企业可以通过租用这些IT资源来满足需求，而不用购买特定的专用服务器和网络设备。云计算提供的这种服务模式，类似以前的虚拟机租用。云计算利用虚拟技术把一系列的硬件资源虚拟成可量化的IT资源，通过租用的方式，提供给用户使用。对于企业而言，这种模式可以为企业带来以下两种好处：
　　1.按需购买基础实施服务。对于企业而言，在运营过程中，经常会出现对IT有较高需求的情况。如临时需要对大量的文档进行转化，对大量的基础数据进行挖掘。传统模式下，企业通过购买满足企业最大计算峰值的IT基础设施来满足企业计算的需求。而这些资源大部分时间处于闲置的，导致了大量的IT资源闲置。具体统计显示，低于80%的计算能力和65%的存储空间的利用率都是低效的。
　　在云计算模式下，用户可以通过租用云计算平台中的基础设施来满足企业对IT资源的临时需求，用完后再还回平台。这样就有效的降低了企业的IT投资成本，使企业能把资金投入到其核心业务上。
　　2.实现基础设施的外包。除了按需购买云计算的IT服务外，企业还可以通过长期租用云计算平台中的基础设施，来部署企业应用，降低企业的IT投入和维护成本。
　　2.3.2平台即服务
　　平台即服务(PaaS，Platform as a service)，提供支持一个完整应用需要的设计、实现、调试、测试、部署整个生命周期的支持，即为用户提供一个完整的开发环境，使用户能基于云计算平台构建、并运行适合企业的应用。此外，用户还可根据平台提供的监视功能，对部署在平台中应用的运行状况进行实时的监测，了解应用的运行健康状况。
　　利用PaaS，企业可方便的进行应用定制，满足企业多样的IT需求。云计算平台通过提供SDK、Web Service等，帮助丌发人员在云计算平台上构建服务。使用平台服务，企业可以通过调用平台提供的一些通用的企业服务，快速的构建自己的IT系统。如使用平台提供的货币换算服务，用户不用再考虑如何获得实时的汇率信息，就能获得稳定的货币换算服务。
　　2.3.3软件即服务
　　在企业应用方面，根据企业规模的不同而有所区别。大企业用户可选择建立自己的云计算平台，使企业内部的IT基础设施得到改善。处于数据安全的考虑，关键业务与核心数据仍是运行在企业内部的计算平台上。因此对于这部分大企业用户来说，采用云计算基本上就是采用一种新的技术和解决方案。
　　对于中小企业来说，现阶段云计算平台主要为企业提供公用性较强的软件服务，如电子商务、客户关系管理、财务管理等。这些服务通过SaaS的模式提供给企业用户使用。云计算提供了一种新的以按需租用IT资源为核心的业务模式，适合中小企业对IT资源的需求。云计算可以为中小企业降低IT投资的风险，按需定购，提高软件的更新速度，有效降低运行成本。
　　从供应链的角度来看，云计算为供应链中的每一个企业提供在云计算中发布数据和读取数据的服务。企业拿到这些数据后，就能够支持企业内部系统的运行，使企业更好的融入整个流程。云计算对于连接人员和数据共享都有很好的支持，这为企业供应链的流程优化提供了一个新的解决方案。

云计算在港口行业中的应用研究（三）

“一切皆为服务”，云计算提供的一切IT资源都可以看成是服务。云计算作为一种新兴的IT实现方式，正深刻的影响着IT的变革。云计算能为企业提供企业管理的关键性软件，有效的降低IT的软硬件成本和维护成本，适应企业在不同发展阶段的需求。同时还能为中小企业带来企业级的IT技术，使其以较少的IT投入，获得专业的IT解决方案。本文结合具体的实例对云计算的实现方案做了论述。
　　3、港口业务流程分析
　　3.1港口企业外部生产业务流程分析
　　3.1.1外部环境分析
　　港口企业面临的外部环境复杂，需要与多个部门交互才能完成生产。这些部门主要包括港务局、出入境检验检疫局、海关、海事局、出入境边防检查总站、铁路集团公司、中央气象台、船代、货代、船主、货主以及台资单位等。交互关系如图5所示：

　　港口企业与各个外部实体间交换的信息如下表所示：

　　3.1.2协同作业流程分析
　　港口业务流程的特点，决定了必须通过各部门的配合，才能完成作业流程。这就对业务流程的协同作业提出了更高的要求，需要有一个灵活高效的IT支持。这种需求使得在考虑业务流程优化时，不能仅局限于一个企业内，要从整个供应链的角度，综合分析与港口业务相关的上下游企业、政府部门的交互等。跨越企业、政府部门边界的大型业务流程重构是业务流程优化是新亮点，是提高业务流程优化的重要途径。
　　为了更好的说明跨流程、跨部门的业务优化在港口企业中的重要性，以外贸进口业务流程来说明各部门如何进行协调，完成作业。

　　从图6中可以看出，港口的业务系统要与多个外部部门、用户进行交互才能完成一次作业。对于这样的业务流程，仅对港口内部流程优化是不能满足要求的，而在单凭一个企业的能力是难以完成这样大型重构是不可能的。
　　3.2港口企业内部生产业务流程分析
　　3.2.1企业业务系统总体分析
　　在对广州港集团生产业务系统调研的基础上，通过整理，本文认为港口企业生产系统按业务大类可划分为：商务管理、计划管理、作业管理、费用核算以及生产统计等六个部分；从具体的职能的角度出发，可以对以上部分进一步细分为：客户关系管理、合同管理、业务办单管理、作业计划管理、大船作业管理、驳船作业管理、火车作业管理、汽车作业管理、转栈作业管理、作业票管理、理货单管理、库场管理、费收管理、计件工资管理以及统计管理等十五个部分。各业务问的逻辑关系如图7所示。

系统业务划分顶层图描述了港口业企业IT系统的全貌，从图中可以看出整个系统是交错复杂的，各部分联系紧密。表2对系统的功能做了概括的描述。

　　3.2.2业务系统特点
　　港口业务系统具有业务流程长，数据的实时性要求高，多个子系统需共享的数据量多且复杂等特点。综合分析后，将港口业务系统的主要特点归结如下：合同的全流程管理。实现合同签订、办单、作业、计费、费收、计件工资等全流程的管理、计算、监控和执行统计分析，并对客户的相关等级、资信、反馈等进行评价管理。
　　作业计划编制的智能性辅助。实现昼夜计划、工班计划编制调整时的详细信息辅助，包括业务申报、预确报、当前作业动态、船舶动念、拖轮信息、减载信息、库场计划与动态、出勤机械、出勤民工等辅助动态信息，在此基础上实现智能性的计划辅助编制，实现计划执行效果的自动反馈和统计分析。
　　提供散杂货堆场的数字化管理平台。实现散杂货堆场从昼夜计划编制、装卸货理货单录入、帐页管理等全方位的数字化操作与管理，提供实现进出库和堆存场、位、堆或库、位、层位置和量的精确管理平台，从而为库场使用相关计划的编制提供准确的视图和决策信息。
　　面向客户服务的统一规范流程和单证。实现客户从互联网上申报业务、预确报等信息，实现从办单、作业、计费等面向客户服务的统一规范的业务流程，统一相关单证。
　　客户、大船、驳船、汽车等基础信息的集中共享。统一存储客户、大船、驳船、汽车等基础资料，企业范围内统一共享。
　　作业过程全面管理。实现对作业公司大船、汽车、火车、驳船到离港之间作业过程的全面管理和监控。实现与中控系统之间关于大船、驳船装卸指令与作业量等的数据交换，实现过磅时称重数据、图片等的自动采集，汽车进出港、过磅时车牌的自动识别，实际作业机械作业时间与作业量的数据采集。
　　生产业务的自动统计与汇总。实现生产数据的自动统计分析，生成各类复杂报表。提供灵活的数据挖掘工具，用户能根据自己的个性化需求，对现有数据进行分析。
　　综合全面及可视化的查询。可按合同、大船、货主、货类、运输种类以及用户自定义的组合条件对于生产系统中的相关单证、数据进行查询、统计、对比、环比等，可表格或图形化输出。实现泊位、库场实时动态信息的数字化图形视图的查询。工作流管理。通过定义的单证流转、业务流转等工作流，系统自动提示用户待处理的业务单证，已处理业务的流转和执行情况。
　　完善严格的权限管理。实现用户组、单个用户对于各单证或单证中的某一部分的查、增、删、改、审核、撤销等操作的权限。根据港口以作业区为单位作业的特点，能多港口的资源按作业区分配权限。
　　3.3业务流程中存在的问题
　　到港口企业内部进行深入调研的时候，发现有一些业务流程不规范，随着我们的进一步研究，这些问题涉及到港口企业内部部门和外部部门的业务合作。如果能有效地解决流程中存在的不规范问题，港口服务质量将会得到很大提高。
　　3.3.1存在问题分析
　　1.低效僵硬的流程
　　(1)流程中存在一些处理时间很长的人员任务，由于他们不得不繁琐的查找纸质材料，或者是在某个遗留系统中查询数据后，再手工填入另一个遗留系统中，而这些事情本来应该由计算机自动完成的。这些都导致了不能令人满意的完成时间。
　　(2)某些流程代表了很高的成本，通过电话与各个部门沟通，而实际上那些信息已经被记录下来，只是缺乏很好的传递。有时使用计算机只需要几秒钟即可完成的任务，人员却需要花费数个小时，如检算和计费。
　　(3)流程中存在资源分配不合理的情况，具体表现为某些任务的人力资源存在大量空闲时间，而某些任务的人力资源则出现大量短缺时问。
　　(4)组织的连通性不能令人满意。由于各部门的连通性问题，导致了一些重复任务，在其中耗费了时问、成本和资源。企业在制定计划、签订合同、统计作业情况、结算等方面与各分公司、子公司的联系是相当紧密的，而各个公司之间的联系则同样频繁，部门之间的连通性就更加与创造利润紧密相连。信息流的断裂使得成本增加，原本可以自动互相流转的信息，却只能通过口头、或者纸面传递。
　　从目前港口企业的IT现状来看，要改变这种流程僵硬状态，必须对现有的IT架构进行质的变革，而企业又无法实现对IT的大规模的投资。这就使得企业难以摆脱IT困境。
　　2.IT的客户服务能力弱
　　港口企业的客户主要包括船货代公司、船货主，企业IT系统对客户的满意度直接影响企业在商场的竞争力。目前港口与船货代公司的交互还是通过纸质单据进行的，需要由人员在各部门间进行交互。这种方式导致了数据不能实时传递，影响生产作业。数据在各部门间以纸质的方式进行交互，数据在各系统中都需手工录入，低效的数据共享性，降低了船货代公司和港口的工作效率。
　　仓储作为港口核心业务的一个重要方面，是货主关注的焦点。货主最关心的是货物信息，他们希望知道货物在仓库中的存放、位置、大小等信息。由于不能对库场实行精细化的管理(散杂货码头)，货物的存放位嚣、数量信息只有仓库员知道。这种情况下货主就没办法查阅自己货物的堆存情况。整个库场的货物信息对于货主而言是不透明的。
　　从上面的分析中可以看出，目前港口企业的IT在客户服务方面还是做得比较弱的，有待提高客户满意度。为不同的客户提供个性化的解决方案，提高客户满意度，保证企业业务稳定持续的增长。
　　3.业务响应能力低
　　业务响应能力决定了一个企业抓住市场机遇的能力。业务响应能力包括企业决策层的判断力和企业应对业务改变做出调整的能力。现代企业业务管理与IT技术联系越来越紧密，业务的改变意味着IT的同步改变。企业要做到随市场需求而改变，就必须做到决策，业务，IT的同步改变。但IT的改变成了企业随需而变的瓶颈。由于缺乏灵活的IT，缺乏能够迅速针对一些细微差别做出调整的工具，使得业务随需应变的敏捷性难于以实现。比如对于某个客户的免堆存期从4天调整为7天会有怎样的影响。
　　构建于固定业务流程上的IT系统，使得管理者不敢轻易对IT进行改变，这里存在IT是否与业务对齐的问题，就是IT是否能有效的支持现有的业务，是否与现有流程同步。企业需要一个更灵活的IT基础架构，解脱IT对企业业务调整的束缚。
　　以上这些问题，正是我们需要加以改进的方面，解决这些问题，将帮助企业实现其战略和商业的目标。
　　3.3.2中小港口企业面临的困境
　　相对于资金雄厚的大型企业而言，中小港口企业面临的IT困境更加严峻。中小港口由于IT投资小，缺乏专业的IT运维人员，难以满足IT的需求。但中小港口企业与大型港口企业几乎面临同样复杂的业务，需要同大企业类型的IT系统一样，支撑复杂业务的运行，这种供需矛盾使中小港口企业陷入了IT困境。
　　低效的IT资源，增加了中小港口企业的运营成本，降低了企业利润，难以在激烈的竞争中保持优势。此外，由于政府监管部门对港口企业监管的进一步规范，对其IT系统也提出了更高的要求。如果中小港口企业的IT系统不能很好的与生产环节相关的上下游部门的IT系统有效的整合，那么将会丧失与大型企业竞争的能力，降低其市场准入能力。对于危险品、进出口货物的装卸作业，如果其IT监管系统不完善的话，可能被禁止进入类似货物的作业，减小企业运营范围。

云计算在港口行业中的应用研究（四）

云计算的IT即服务的思想，能有效的解决港口企业面临的IT困境，减少IT投入和风险，能够以较少的投资和最短的周期获得IT交付，提高企业对业务变化的反应能力。结合云计算平台和港口业务的特点，本文经过分析论证，提出了云计算+SOA 架构的港口行业云计算应用模型，具有一定的创新性。
　　4、港口行业云计算服务平台设计
　　云计算的IT即服务的思想，能有效的解决港口企业面临的IT困境，减少IT投入和风险，能够以较少的投资和最短的周期获得IT交付，提高企业对业务变化的反应能力。同时云计算可以让企业获得更专业、更适合企业发展的IT解决方案，云计算平台的服务提供商，将根据市场和技术的发展，持续的对软件服务进行维护，保证了所提供的服务的先进性。云计算提供的大规模计算能力，使得在实现跨企业、跨组织的流程重组成为可能，可以对业务流程进行更大、更深层次的优化。
　　4.1总体架构模型
　　结合云计算平台和港口业务的特点，本文经过分析论证，提出了云计算+SOA架构的港口行业云计算应用模型，具有一定的创新性。如图8所示。

　　本文认为港口行业云计算平台的基本架构应该包括三个层次：基础设施层，应用层，服务提供层。本文在以后的章节中将对这三个层次的构成和实现做以详细阐述。
　　4.2基础设施层设计
　　基础设施层包括对平台起支撑作的硬件资源、软件资源。硬件资源包括：计算机、存储设备、网络设备等。这些硬件资源由一个分布式计算框架管理着，这个分布式计算框架隐藏了后台分散的硬件资源，对外提供统一的计算服务。软件资源包括：供存储服务、队列服务、应用服务、以及其他与企业运用相关的服务。根据港口行业的特点来看，云计算可分为私有云和公共云两大类。
　　4.2.1私有云
　　私有云是指港口企业在自己企业内部搭建云计算平台，来管理企业内部的IT资源，实现IT资源的有效管理。对于大型的港口企业来说，其自身就拥有大量的软硬件资源。随着企业IT环境的同益复杂，IT预算更多地被用于维护基础架构和应用程序的正常运行，而不是更好地满足新的业务需求。此外，目前企业采用的IT架构模式是为每一个应用分配特定的软硬件资源。由于软件使用都会有个一个最大的峰值，通常情况下IT资源的供给量都是满足这个峰值的，这就导致了在峰值过后，企业出现了大量的闲置IT资源。由于没有良好的架构模式，这些闲置的IT资源并不能分配给其它的计算需求，导致了企业大量IT资源的浪费。
　　企业可以通过在内部采用云计算，建立私有云。通过构建私有云，IT部门可以大大简化计算的交付，从而降低成本、提高灵活性，使IT能够以更快的速度响应不断变化的业务需求。
　　港口企业搭建私有云是其使用云计算的主要方式。私有云可以屏蔽掉云计算在企业应用中的诸多不足。私有云能有效的解决企业的安全问题，数据通过企业内部网传输，在自己的服务器上进行处理，并保存在自己的储存设备上。也就是说，企业能对数据进行完全控制。
　　私有云作为企业使用云计算的主要方式之一，目前已经有成熟的技术支撑。如Apache的Hadoop和VMware的VMware vSphere 4都能为企业提供很好的云计算解决方案。由于搭建私有云先期投资大，技术要求高，需要专业的技术人才，所以私有云只适合大型港口企业。
　　4.2.2公共云
　　与私有云不同，公共云由第三方提供，并通过互联网对外提供服务。由于多个企业共享同一个云的服务，这为基于云计算平台的行业流程优化奠定了基础。本文将从公共云的提供者和使用者对公共云做以论述。
　　1.公共云的提供者。公共云提供者应提供云计算服务的技术、人力优势，对港口行业有较深的理解，能够提供港口行业IT解决方案，帮助企业有效的解决运营中的问题，用IT来促进企业的发展。由于公共云担负着整合行业资源、优化供应链等职责，公共云的提供商可能得到政府及相关监管部门的支持，从而有效的对各方进行协调，共同致力于港El行业信息化的提升。
　　2.公共云的使用者。企业通过公共云获得lT服务，可以利用云计算的所有优势，如IT投入少、风险小、即买即用等。不足是基础资源由第三方掌握，企业难以控制云服务的稳定性和可靠性；同时由于企业数据通常具有敏感性，对数据安全程度要求较高。这成为了企业使用云计算的阻碍。在这种情况下，企业一般采取把一些辅助性的IT资源移到公共云中，而把核心的业务处理留在企业内部的方案，这一方案能有效的利用云计算带来的优势并弥补其不足。
　　公共云的使用者主要是中小港口企业，货主、船、货代公司等，它们可以通过公共云获得完整的IT解决方案。对于大型企业来说通常是采取公共云与私有云相结合的模式，把一些起辅助作用的IT资源交给专业的云来处理，如大量的文档存储，电子邮件处理等。而把企业核心的业务处理留在企业的私有云上。
4.3应用层设计
　　基础设施层类似于一台没有安装任何软件的电脑，不能对外提供任何应用服务。要能对外提供企业级的服务，发挥云计算平台的优势，还必须在基础设施层上构建满足企业应用需求的软件基础。在平台总体架构中，本文把这些支持服务的集合放入应用层，由应用层统一管理。
　　用户要想在云计算平台中开发、运行服务，要求云计算提供基本运行环境。运行环境应满足服务的定义、服务的管理和服务的调用三个方面的要求。运行环境对服务的定义的支持，使用户能进行服务的定义来满足业务的需求。服务管理主要提供对服务的组装、编排、监管等功能，以满足特定业务流程的定义。而服务调用则为用户提供的服务调用的统一接口，方便用户使用云计算平台中的服务。SOA架构满足上述云计算服务生命周期的管理需求，并且SOA已是成熟的企业架构模式，在港口云计算平台的应用层设计上，本文认为SOA是最佳架构模式。以下本文将对SOA与云计算的结合方式做以论述。
　　4.3.1 云计算与SOA
　　SOA架构风格是将业务转换为一组相互链接的服务或可重复的业务任务，在需要时通过网络访问这些服务和任务。这个网络可以是本地网