陳利燕,林 鴻,張勁泉,劉年強(qiáng)
(1. 廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510060; 2. 廣州市國(guó)土資源和規(guī)劃委員會(huì),廣東 廣州 510060; 3. 廣州迅領(lǐng)信息科技有限公司,廣東 廣州 510620)
不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)是證明不動(dòng)產(chǎn)物權(quán)歸屬的基本依據(jù),應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行異地備份,并建立健全安全責(zé)任制度。建立不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)異地備份庫工作,既是應(yīng)對(duì)各種毀滅性災(zāi)害發(fā)生時(shí)檔案不受毀滅性損失、確保數(shù)據(jù)安全的一項(xiàng)防范措施,也是今后不動(dòng)產(chǎn)登記的一項(xiàng)重要工作任務(wù)。采取本地和遠(yuǎn)程相結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份與恢復(fù)手段,建設(shè)異地備份容災(zāi)系統(tǒng),能夠提升不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的高可靠性和安全性,抵御病毒攻擊、人為破壞或自然災(zāi)害等突發(fā)事件所造成的損失[1-2]。
廣州市不動(dòng)產(chǎn)登記信息數(shù)據(jù)具有存儲(chǔ)量大、多源異構(gòu)、空間時(shí)態(tài)并存、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)[3],一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致登記資料損毀,將嚴(yán)重影響登記業(yè)務(wù)的開展;同時(shí),不動(dòng)產(chǎn)登記簿作為不動(dòng)產(chǎn)權(quán)利歸屬和權(quán)利內(nèi)容的依據(jù),一旦損毀滅失,將對(duì)權(quán)利人利益造成極大的風(fēng)險(xiǎn)隱患,導(dǎo)致社會(huì)秩序混亂。因此,建立廣州市不動(dòng)產(chǎn)異地備份技術(shù)支撐,實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)備份介質(zhì)在本地存儲(chǔ)、同城運(yùn)輸、異地運(yùn)輸和異地存儲(chǔ)的技術(shù)保障,建立備份介質(zhì)存儲(chǔ)傳輸?shù)牧鞒坦芾?,以保障登記業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景[4-5]。
所謂數(shù)據(jù)的異地備份,是指在兩個(gè)相距一定距離的空間各自保存一份關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),并提供數(shù)據(jù)恢復(fù)手段的數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)方式[6]。不動(dòng)產(chǎn)登記異地備份基礎(chǔ)體系建設(shè)是為了保障不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)和異地備份運(yùn)輸過程的安全。整個(gè)體系架構(gòu)應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、射頻識(shí)別(radio frequency identification,RFID)、GIS等技術(shù)手段,貫穿于本地?cái)?shù)據(jù)中心、運(yùn)輸過程、異地備份中心等各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),構(gòu)建提供高安全要求服務(wù)[7],實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)介質(zhì)的自動(dòng)管理和實(shí)時(shí)信息自動(dòng)采集,將采集與處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供給可視化的監(jiān)控管理軟件系統(tǒng),形成一個(gè)安全有效、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)介質(zhì)的出入庫、物流運(yùn)送、庫房監(jiān)管、使用維護(hù)等智能管理的數(shù)字化平臺(tái)。異地備份基礎(chǔ)體系架構(gòu)如圖1所示,主要包括基礎(chǔ)設(shè)備支撐、全程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)和人員組織及相應(yīng)的管理制度。
物聯(lián)網(wǎng)的核心理念是在普適環(huán)境下實(shí)現(xiàn)“物—物相聯(lián)”, 即通過對(duì)物理世界的信息化、網(wǎng)絡(luò)化,將傳統(tǒng)上分離的物理世界與信息世界實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與整合[8]。本系統(tǒng)采用RFID、私有云等技術(shù),將不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和信息通過物聯(lián)網(wǎng)的手段進(jìn)行有效的管理。整體設(shè)計(jì)上采用的是廣義物聯(lián)網(wǎng)和狹義物聯(lián)網(wǎng)的混合設(shè)計(jì)模式,即基于移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的移動(dòng)式的智能物流箱體系,加上WiFi或局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能存儲(chǔ)柜及RFID手持讀寫器體系?;A(chǔ)設(shè)備支撐體系如圖2所示,包括數(shù)據(jù)中心設(shè)備、物流設(shè)備和異地備份中心設(shè)備3個(gè)部分。其中數(shù)據(jù)中心和異地備份中心分別配有智能存儲(chǔ)柜和配套的手持管理設(shè)備,物流設(shè)備是專用的智能物流箱。
圖1 異地備份基礎(chǔ)體系架構(gòu)
圖2 基礎(chǔ)設(shè)備支撐體系
RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)體系中一種不可或缺的核心關(guān)鍵技術(shù)[9-10],是將物理對(duì)象智能嵌入網(wǎng)絡(luò)世界的一種有效的、低成本的通信方式。它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無需人工干預(yù)。RFID系統(tǒng)具備兩個(gè)基本器件:RFID標(biāo)簽及RFID讀寫器,RFID讀寫器通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌=?jīng)過廣泛比較和研究,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了無源式的超高頻(UHF)RFID標(biāo)簽及讀寫器,具有標(biāo)簽無需外部供電、非接觸式(1~2 m讀寫距離)、多標(biāo)簽并發(fā)讀寫等優(yōu)異特性。同時(shí)本系統(tǒng)對(duì)RFID讀寫器內(nèi)置軟件進(jìn)行了定制開發(fā),使其具備分布式的數(shù)據(jù)讀寫能力,即基于移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(如WiFi等),可以在不同的操作地點(diǎn)將讀取的數(shù)據(jù)同步到云應(yīng)用管理平臺(tái)。
智能存儲(chǔ)柜是基于物聯(lián)網(wǎng)的核心識(shí)別技術(shù)手段——RFID技術(shù)設(shè)計(jì)的,將數(shù)據(jù)備份介質(zhì)進(jìn)行不間斷監(jiān)視,隨時(shí)了解其狀態(tài)和行蹤,并進(jìn)行相應(yīng)管理和控制的設(shè)備。為數(shù)據(jù)的安全可控管理提供了可靠的技術(shù)保障。內(nèi)置軟件的功能如下。
2.2.1 數(shù)據(jù)管理功能
介質(zhì)信息管理:介質(zhì)信息與電子標(biāo)簽綁定功能、介質(zhì)信息更新等功能。
用戶信息管理:可以添加、更新、刪除用戶,設(shè)置用戶相關(guān)權(quán)限等。
類別信息管理:可以添加、更新、刪除介質(zhì)類別,介質(zhì)類別位置設(shè)定等。
2.2.2 指紋或人員卡認(rèn)證功能
通過指紋或人員卡驗(yàn)證設(shè)置智能存儲(chǔ)柜的使用權(quán)限,同時(shí)增加了審核環(huán)節(jié),具有使用權(quán)限,并在審核通過后才能打開智能存儲(chǔ)柜,系統(tǒng)自動(dòng)記錄開柜人員和開柜時(shí)間。
2.2.3 日志功能
當(dāng)智能存儲(chǔ)柜打開或關(guān)閉時(shí),系統(tǒng)會(huì)對(duì)柜內(nèi)介質(zhì)自動(dòng)掃描一次,完成介質(zhì)出入柜數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集工作,實(shí)現(xiàn)介質(zhì)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、客觀性。
2.2.4 統(tǒng)計(jì)功能
通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看當(dāng)前在柜介質(zhì)的數(shù)量、已出柜介質(zhì)的數(shù)量,查看固定時(shí)間內(nèi)介質(zhì)的使用頻率等。
2.2.5 聯(lián)網(wǎng)審核功能
支持遠(yuǎn)程審核授權(quán)功能,取用人員必須填寫取、還申請(qǐng),申請(qǐng)通過后才能開啟介質(zhì)管理柜進(jìn)行取、還操作。
2.2.6 自動(dòng)同步至云管理應(yīng)用平臺(tái)
智能存儲(chǔ)柜的信息實(shí)時(shí)同步到云管理應(yīng)用平臺(tái),包括介質(zhì)的數(shù)量變化、報(bào)警信息等。
智能物流箱電子電路設(shè)備是一款通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物流箱進(jìn)行定位與監(jiān)管的系統(tǒng)。以定制式的嵌入式電路板為核心,搭載具備廣泛通用性的基于ARM架構(gòu)的單板機(jī)MPU,并將各種傳感器、移動(dòng)通信部件、定位部件、電子鎖、藍(lán)牙部件等外圍部件接入核心電路板,通過嵌入式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)各種事件進(jìn)行反饋處理,并顯示到智能物流箱自帶的顯示屏,同時(shí)將各種數(shù)據(jù)指令同步到集中的云管理應(yīng)用平臺(tái)。內(nèi)置軟件的功能如下。
2.3.1 物流箱實(shí)時(shí)監(jiān)控
設(shè)備帶有GPS/北斗雙模定位模塊,在室外可實(shí)時(shí)獲取GPS/北斗聯(lián)合定位數(shù)據(jù)信息,定位更加準(zhǔn)確;同時(shí)設(shè)備也配有專用3G模塊,可實(shí)現(xiàn)LBS基站定位,在GPS/北斗雙模塊在室內(nèi)等特殊場(chǎng)景獲取不到位置信息時(shí),可利用基站定位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。
2.3.2 藍(lán)牙防丟失
設(shè)備配有nrf51822低功耗藍(lán)牙模塊,當(dāng)手機(jī)與物流箱電子設(shè)備距離過遠(yuǎn)時(shí),蜂鳴器將會(huì)告警。
2.3.3 溫濕度檢測(cè)
因數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)溫濕度有一定要求,智能物流箱設(shè)備配有溫濕度模塊,可實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境的溫度和濕度。
2.3.4 屏幕顯示
設(shè)備配有一塊2.8寸高清彩色顯示屏,以數(shù)據(jù)化和圖像表盤化等方式顯示溫濕度、時(shí)間、信號(hào)格數(shù)、定位衛(wèi)星顆數(shù)、在庫或在途等信息。
2.3.5 蜂鳴器告警
物流箱出現(xiàn)異常情況,如非法被拆、藍(lán)牙未連接等時(shí),蜂鳴器將進(jìn)行告警。
2.3.6 紅外檢測(cè)防拆卸
物流箱蓋上配有人體紅外感應(yīng)模塊,當(dāng)物流箱被非法打開時(shí),設(shè)備的紅外模塊會(huì)立即檢測(cè)到人體,進(jìn)而告警。
2.3.7 控制電子鎖
設(shè)備與監(jiān)控相關(guān)系統(tǒng)通過TCP連接,系統(tǒng)可發(fā)送開鎖及關(guān)鎖命令給設(shè)備,設(shè)備收到指令后,控制電子鎖的開和關(guān)。
2.3.8 判斷在途在庫
智能物流箱設(shè)備可通過TCP/IP獲取實(shí)時(shí)的定位數(shù)據(jù),通過與數(shù)據(jù)中心地理坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,判斷在途或在庫。
2.3.9 信息實(shí)時(shí)上報(bào)
設(shè)備獲取溫濕度、定位數(shù)據(jù)、電量等一系列數(shù)據(jù)后,與監(jiān)控系統(tǒng)建立TCP/IP連接,將一系列數(shù)據(jù)上報(bào)至服務(wù)器。
物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值在于網(wǎng),須建立一個(gè)綜合性管理平臺(tái),把各種傳感信息進(jìn)行匯總和分門別類[11]。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不動(dòng)產(chǎn)異地備份介質(zhì)、設(shè)備和流程的可視化管理和監(jiān)控,建立基于瀏覽器/服務(wù)器(B/S)的不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)異地備份安全保障系統(tǒng),采用表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層3層體系結(jié)構(gòu),功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。基于用戶權(quán)限和角色方面的考慮,把平臺(tái)分成GIS實(shí)時(shí)監(jiān)控管理模塊、本地?cái)?shù)據(jù)中心管理模塊、運(yùn)輸管理模塊、系統(tǒng)管理模塊4個(gè)子系統(tǒng),各模塊在邏輯結(jié)構(gòu)上相互關(guān)聯(lián)。
圖3 異地備份安全保障系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸,是集成感知、傳輸、智能決策與控制功能一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[12-13]。物聯(lián)網(wǎng)基于節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠及時(shí)地獲取一定區(qū)域內(nèi)離散點(diǎn)的、時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù),但存在空間上不連續(xù)的問題。因此,將物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)相結(jié)合,建立物聯(lián)網(wǎng)基于“點(diǎn)”的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與GIS基于“面”的空間數(shù)據(jù)相應(yīng)的融合分析方法,可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息在時(shí)間和空間上的表達(dá)[13],實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)庫的實(shí)時(shí)可視化管理,以及本地和異地運(yùn)輸過程全程定位跟蹤和監(jiān)控的管理。GIS實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊包括數(shù)據(jù)中心設(shè)備管理、同城備份監(jiān)控管理和異地備份監(jiān)控管理3個(gè)子模塊。
(1) 數(shù)據(jù)中心設(shè)備管理:包括各中心庫房信息、庫房地理位置的展示,庫房中相應(yīng)智能存儲(chǔ)柜、智能柜格子、存放介質(zhì)存放操作、庫房信息預(yù)警列表和提示燈狀態(tài)等信息查看和管理。
(2) 同城備份監(jiān)控管理:包括廣州市內(nèi)同城備份運(yùn)輸路線地圖實(shí)時(shí)展示、智能物流箱實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、配送單運(yùn)輸路線圍欄展示,運(yùn)輸信息預(yù)警列表、提示燈狀態(tài)等查看,歷史運(yùn)輸軌跡查看和分析等功能。
(3) 異地備份監(jiān)控管理:與異地備份運(yùn)輸路線地圖動(dòng)態(tài)展示、智能物流箱實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、配送單運(yùn)輸路線圍欄展示、運(yùn)輸信息預(yù)警列表和提示燈狀態(tài)。
該模塊包括庫房信息管理、智能存儲(chǔ)柜管理、智能柜格子、數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理和智能箱管理5個(gè)子模塊。
(1) 數(shù)據(jù)中心信息管理:數(shù)據(jù)中心信息基本維護(hù)操作,包括增加、刪除、更改、查詢數(shù)據(jù)中心,并提供整體搜素的功能。
(2) 智能存儲(chǔ)柜管理:智能存儲(chǔ)柜信息基本維護(hù)操作,包括增加、刪除、更改、查詢智能存儲(chǔ)柜,并提供高級(jí)查詢功能。
(3) 智能存儲(chǔ)柜格子管理:智能存儲(chǔ)柜內(nèi)部的存儲(chǔ)格子(本系統(tǒng)一個(gè)智能存儲(chǔ)柜具有8個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)格子)信息基本維護(hù)操作,包括增加、刪除、更改、查詢智能存儲(chǔ)柜格子。
(4) 數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理:數(shù)據(jù)備份介質(zhì)信息基本維護(hù)操作,包括增加、刪除、更改、查詢數(shù)據(jù)備份介質(zhì)等功能。
(5) 智能物流箱管理:智能物流箱信息維護(hù)操作,包括增加、刪除、更改、查詢智能物流箱,并提供整體搜素的功能。
實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)備份(同城備份和異地備份)出入庫和配送的管理,包括介質(zhì)存放、出入庫單、配送單和簽收表4個(gè)子模塊。
(1) 介質(zhì)存放:對(duì)介質(zhì)存放位置進(jìn)行操作。
(2) 出入庫單:對(duì)介質(zhì)進(jìn)行出庫入庫信息管理,并對(duì)出入庫單進(jìn)行增刪改查等操作。
(3) 配送單:對(duì)配送單詳情進(jìn)行增刪查改,以及查看配送單相應(yīng)路徑地圖位置。
(4) 簽收表:對(duì)簽收表信息的增刪查改等操作。
對(duì)系統(tǒng)用戶角色和日志等基礎(chǔ)信息管理,包括角色管理、用戶管理、組織管理和系統(tǒng)日志管理4個(gè)子模塊,并對(duì)具體用例進(jìn)行增刪查改等相應(yīng)操作。
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)異地備份主要流程如圖4所示,具體過程如下:
(1) 數(shù)據(jù)入庫:數(shù)據(jù)備份管理員將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份并填寫數(shù)據(jù)入庫單。數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員審核入庫資料,審核通過后將介質(zhì)放入數(shù)據(jù)中心智能存儲(chǔ)柜。
(2) 數(shù)據(jù)出庫申請(qǐng):數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員在云管理應(yīng)用平臺(tái)中填寫數(shù)據(jù)備份介質(zhì)出庫單。
(3) 數(shù)據(jù)出庫:數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員將數(shù)據(jù)備份介質(zhì)從智能存儲(chǔ)柜中取出,或通過RFID手持設(shè)備掃描數(shù)據(jù)備份介質(zhì)進(jìn)行出庫操作。數(shù)據(jù)備份介質(zhì)出庫單自動(dòng)更新為“已出庫”狀態(tài)。
(4) 運(yùn)輸準(zhǔn)備:數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員在云管理應(yīng)用平臺(tái)中填寫數(shù)據(jù)備份介質(zhì)配送單,選擇可用的智能物流箱和數(shù)據(jù)備份介質(zhì)清單。
(5) 介質(zhì)交付物流:確定配送車輛和押運(yùn)人員,將智能物流箱關(guān)鎖后交付給押運(yùn)人員。
(6) 過程監(jiān)控:數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員全程通過云管理應(yīng)用平臺(tái)監(jiān)控押運(yùn)地理軌跡和相應(yīng)的報(bào)警信息(效果如圖5所示)。
(7) 介質(zhì)簽收:押運(yùn)人員將智能物流箱送達(dá)目的地后,由目的地異地備份數(shù)據(jù)中心相應(yīng)的管理員進(jìn)行簽收,并將簽收記錄單更新至云管理應(yīng)用平臺(tái)。
(8) 異地備份入庫:異地備份中心介質(zhì)管理員在云管理應(yīng)用平臺(tái)中填寫數(shù)據(jù)備份介質(zhì)入庫單。并將數(shù)據(jù)備份介質(zhì)放入智能存儲(chǔ)柜,或通過RFID手持設(shè)備掃描數(shù)據(jù)備份介質(zhì)進(jìn)行入庫操作,數(shù)據(jù)備份介質(zhì)出庫單自動(dòng)更新為“已入庫”狀態(tài)。
圖4 不動(dòng)產(chǎn)異地備份基本流程
廣州市不動(dòng)產(chǎn)異地備份基礎(chǔ)體系是基于RFID和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),對(duì)每份不動(dòng)產(chǎn)登記備份數(shù)據(jù)進(jìn)行RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí),并設(shè)計(jì)了專用的智能存儲(chǔ)柜、智能物流箱、手持RFID讀寫器等設(shè)備,開發(fā)了不動(dòng)產(chǎn)異地備份安全保障系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)運(yùn)輸和異地(同城)備份中心入庫的全程監(jiān)控和管理。目前全國(guó)大部分城市已基本實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)網(wǎng)上辦理,并為政府相關(guān)部門及社會(huì)公眾提供不動(dòng)產(chǎn)登記信息共享、查詢服務(wù)[14],數(shù)據(jù)的安全備份管理需求是非常迫切的。本文的研究工作為不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)的備份提供了一個(gè)快捷、高效的管理模式,可為其他城市建設(shè)數(shù)據(jù)管理和備份中心提供參考和借鑒。
圖5 異地運(yùn)輸過程監(jiān)控
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