口岸放射性监测系统结果的数据交换协议

杨振宇 张辉 石玲玲 陈章庭 宋明

上海出入境检验检疫局上海200135

1 前言

由于出入境检验检疫系统的前期努力，目前各口岸都已经配备了通道式放射性监测系统用于进出口货物的放射性筛查。相关的仪器使用和检验规程也已经建立。由于通道式放射性检测仪器检测速度快、灵敏度高，起到了很好的效果[1-2]。但随着口岸检测工作量的上升，检验要求的提高，将通道式放射性仪器结果进行信息共享、网络化管理的要求越来越迫切[3-5]。但目前该类检测仪器还处于单机储存和操作层面，未形成网络化和建立数据库。即使有局部联网，也只能在同厂家仪器和软件上才能实现，一旦使用不同厂家的软硬件，则不能进行数据交换。这样不便于整个地区放射性检测的集中管理和数据的汇总、分析、查询，也不便于统一监督和指挥。同时也不能和整个检验检疫系统信息关联，不能形成数据电子化，工作效率大大降低。为解决上述问题，将口岸放射性监测系统网络化、数据信息共享化，首先要做的是:需要编制一套开放的放射性监测结果的标准化传输及存储协议。不同生产商的仪器和软件只要遵循这一交换协议，即按此协议输出标准化的结果数据，就可以被其他生产商的软件所识别，就能实现放射性监测数据结果的传输和共享，为实现口岸放射性检测的集中控制和集成管理、数据的共享、重复利用和溯源、口岸的快检快放等工作提供了必需的标准化基础。

2 背景

由于放射性检测技术的不断提升和物流速度的要求，通道式放射性监测系统在口岸的使用越来越广泛。以集装箱为例，通道式放射性监测系统一般就设置在集装箱装载卡车(集卡)的行进公路旁，集卡以一定的速度经过监测系统，就能完成该车及所装载的集装箱的γ放射性计数率的检测。由于是固定安装，放射性探测器可以做得很大，所以检测灵敏度很高。另外，集卡在检测中不用停车等待，如检测无异常，可直接放行，检验的效率也很高。所以在国内各大口岸的港区几乎都根据中国检验检疫(CIQ)的要求安装了通道式放射性监测系统。该系统的示意图见图1。

图1 通道式放射性监测系统示意图

在图1中，可以看到通道式放射性监测系统的前端有一个集装箱识别系统(OCR系统)。该系统是通过OCR技术(Optical Character Recognition技术)来读取集装箱上的箱号，并将集装箱号的信息输送到控制系统中，并和该集装箱的放射性检测数据进行整合。集装箱识别系统并不是通道式放射性监测系统的必配部件，而是一个选配件。但对于CIQ部门而言，有了集装箱识别系统，可以将每天大量的放射性结果和实际被测集装箱联系起来，可以实现放射性检测的无人值守、放射性检测数据的追溯以及放射性检测数据针对商品的统计分析。

对于类似上海这样的大口岸，海港通常会包括好几个港区，一个港区也会包含好几个堆场。理想化的通道式放射性检测系统的安装情况是:在每个堆场的出入口，根据货运量安装多台放射性监测系统。这样设置的话，整个口岸，甚至于口岸的一个港区就会有多台放射性监测系统。就目前上海而言，整个口岸就有10多台设备在使用，而且仪器还在陆续增加中。现在这些设备都是单机操作，数据信息不能共享，也不能和其他数据信息系统发生数据交换，工作效率比较低下，不利于口岸放射性工作的统一管理。如果能将这些设备进行统一联网，通过一个中央控制系统来控制各个道口上的监测设备，同时也能将各监测设备的数据及时上传至中央控制系统，再通过和其他信息系统，如CIQ信息系统、港区货流信息系统进行数据交换，将放射性监测结果通过集装箱号信息与货物信息联系起来，得到含货物信息的放射性结果，以供口岸检验人员对结果进行研判。同时，放射性监测结果也可以传送到CIQ系统，可作为一个检验结果存入CIQ系统中。通过这样的网络化设置，可以实现设备集中监控，避免造成人员工作量的浪费；可以和其他系统交换信息，得到货物信息，增加合格判定的可信度；可以对海量的放射性数据进行统计分析，从而实现口岸放射性监测的风险分析和评估。

网络化优点非常明显，然而实施起来有以下两个方面的问题:

(1)不同道口上的放射性监测系统极有可能不是同一个厂家产生的，其数据格式各不兼容，中央控制系统在读取各个设备的数据时需要分别按各厂家的规则进行读取。这样不但在建立中央控制系统时会很麻烦，而且需要不断更新以保证新设备的可读性。另外，厂家也不一定愿意把自己系统的数据库格式共享。

(2)即使各系统的数据都能被中央控制系统读取，但由于放射性监测系统的数据只有关于检测部分和集装箱号的信息，没有货物信息的存储空间。而没有货物信息的话，放射性监测系统的网络化几乎就没有意义了。

以上两个问题的解决都指向一个解决方案，就是建立一个符合CIQ需求的放射性监测系统的数据交换协议。

2 数据协议的实现

数据交换协议是以数据库的格式体现的。该数据库在放射性监测系统网络化中一般可以有两种应用方式。

2.1 CIQ要求的标准数据库在每个监测系统上

这种方式要求对于接入网络的放射性监测系统，必须让仪器设备生产商在产生其系统本身数据的同时按此协议格式生成一个CIQ的专用数据库。该专用数据库中一些和商品相关的字段可以先空着，留待以后填入。单个放射性监测系统和中央控制系统交换数据时，只将该数据库和中央控制器进行数据交换。这样，中央控制器就不需要了解不同仪器设备的数据格式如何，直接调用这个专为CIQ设置的数据库，在中央控制系统中生成格式一样的汇总数据库。中央控制器还和其他货物信息系统相连，如港区货物流转信息系统和检验检疫部门的e-CIQ系统等。这些系统中的货物信息，通过集装箱号作为匹配字段，填入到中央控制系统的数据库中。这样，就形成了完整的放射性检测数据。无论是针对某一个进出口商品的放射性符合性评判，还是大数据的统计分析、风险评估，都能以此数据库的数据为依据。其网络化系统和数据库位置的示意图见图2。

2.2 CIQ要求的标准数据库在中央控制系统上

这种方式相比前一种方式要简单。对于接入网络的放射性监测系统，除了生成系统本身的数据库以外，不在单机上再生成CIQ的专用数据库，而是通过一个专用接口直接将CIQ专用数据库所需要的数据实时发送到中央控制系统上。CIQ专用的数据库直接设置在中央控制器上。和其他货物信息系统交换数据的情况和前一种是一样的。其网络化系统和数据库位置的示意图见图3。

图2 口岸放射性监测系统的网络化示意图(数据库在单机上)

图3 口岸放射性监测系统的网络化示意图(数据库在中央控制系统上)

这两种方式各有利弊，前一种方式数据在单机上都有备份，数据较为安全，但传输量比较大，实时传输和中央控制系统的实时控制实现相对较困难。后一种方式中央控制器可实时显示单个系统的情况，但在网路故障或不稳定的时候，会有数据丢失的情况。在实际应用时，可根据口岸网络带宽以及仪器情况完成实现方式。

3 数据库的构成

由于该协议是用于国内出入境检验检疫系统的，所以国内外没有现成的数据协议，也没有类似的可借鉴的信息。就口岸的实际需求而言，数据交换协议中不但要包括放射性监测系统的检测信息，还要包括相关的货物信息。这样集成的数据信息不仅能作为现场的数据整理分析，而且也能为以后的智能化预判、大数据集成提供了可能。这些数据库的货物格式来源于e-CIQ系统的数据库格式。

根据上述情况，数据协议分为两个部分:一部分为放射性监测系统产生数据内容；另一部分为其他系统引入的数据，主要是商品的相关信息。第一部分的数据由放射性监测系统产生，主要内容有集装箱号码、集装箱卡车牌号、集装箱规格代码、设备序号、查验场地代码、查验场地名称、检测开始时间、检测结束时间、检测是否成功、失败代码、检测数据、处理意见等。第二部分数据由其他系统集成而来，主要内容有:提单号、报检号、HS编码、HS编码描述、检验检疫类别、CIQ编码、CIQ名称、CIQ代码分类代码、申报货物名称(中文)、申报货物名称(外文)、数量、数量计量单位、重量、重量计量单位、标准数量、货物总值(美元)、货物总值(人民币)、货物规格、货物型号、货物品牌、原产国代码、原产地区代码、启运口岸代码、经停口岸代码、入境口岸代码、发货人、收货人、用途等。第二部分的数据项目格式来自CIQ内部数据库或者来自港区的数据库，如e-CIQ数据库。两部分的数据主要依靠集装箱号码、集装箱卡车牌号来确认货物的情况。详见表1。其中集装箱号码CONT_CODE在e-CIQ数据库的数据类型是C(4000)，实际不需要那么长的数据空间。

表1 放射性监测系统结果数据交换协议的具体格式

(续表1)

4 结论

该协议如能应用，则能克服口岸使用不同放射性监测系统所造成的数据格式不统一无法共享的困难，同时也能规范放射性监测系统数据交换格式，从而完成数据交换的标准化，为口岸放射性监测数据的网络化、信息化、放射性监测智能化打下了必要的基础。