基于SpringCloud的智能貨站信息系統建設

關鍵詞：Docker容器引擎；航空貨運；智能貨站；SpringCloud構架

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.07.020

中圖分類號：TP274 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2025）07-0065-03

Construction of an Intelligent Freight Station Information System Based on Spring Cloud

YANG Zheng

（Shanghai ZhihuiPortLogisticsServiceCo.，Ltd.，Shanghai20o12o，China）

Abstract： With the continuous promotion of the company's \"air cargo terminal\" business， the Spring Cloud microservice technology architecture has played akey role in providing fast，reliable，and scalable technical support for its development.This article takes the comparative analysis of Spring Cloud and ordinary MVC architecture as the starting point，and elaborates on how the microservice system based on Spring Cloud development architecture， combined with Docker as the application service container engine，can effectively guarante and provide more stable backend services with its ownadvantages，aiming to provide strong theoretical basis and practical guidance for the informationization and efficient development of air cargo terminal business.

Keywords： docker container engine; air cargo transportation;intelligent freight station; spring cloud architecture

上海機場（集團）有限公司計劃在浦東機場西貨運區6號地塊建智能貨站，以推動雙循環，打造集散地與航空貨運樞紐港。此舉為滿足貨量增長需求，改善設施，再造流程與改革運營，打造智慧化設施。基于SpringCloud的智能貨站信息系統，構建“四位一體”，兼具實用、先進性，高可靠且融合技術業務。靠協作整合資源，保障運營，助力貨運放量增長，目標是建成標桿，推動上海成為國際航運中心[1。

1 系統總體設計

SpringCloud用于構建分布式系統，含服務注冊與發現、配置管理及熔斷器等機制，保障微服務穩定運行，助力構建高可用、可擴展系統。

Docker是開源應用容器引擎，能夠將應用及其依賴打包為輕量級、可移植的容器，隔離運行環境，避免應用沖突，便于快速部署、遷移，提升開發、測試與部署效率，在微服務架構中作用重要[2]。

1.1系統總體架構設計

本系統總體技術架構含客戶端、網關層、服務、存儲、持續集成五部分。客戶端Web用Vue框架與

Element-UI、App用混合開發；網關層借Nginx、SpringCloudGateway實現功能；服務通信、治理等各有對應工具；存儲依靠Redis、OSS、MYSQL；持續集成依靠DevOps平臺，容器編排用K8S平臺。

各技術框架協作，構建可靠系統架構，為穩定運行與業務拓展支撐，應對復雜業務及技術挑戰。

1.2系統總體功能設計

（1）進港流程：航班抵達后，貨站需即刻從航空公司獲取航班號、到港時間及載貨清單等信息，以安排卸機、倉儲等后續作業。同時，將貨物初步查驗情況反饋給海關，配合其查驗指令，若開箱查驗，實時傳遞結果。

（2）出港流程：貨站向航空公司提交預訂艙位、貨物重量體積等數據，保障載貨計劃精準制定。依據海關通關放行信息安排貨物裝機，并實時回傳裝機狀態，確保航班順利起飛。

（3）中轉流程：作為中轉樞紐，貨站從起始航司獲取中轉貨物原始運單、始發地、目的地及前續航班動態等信息來規劃中轉作業。中轉貨物到達后，將中檢查，依標準規范查語句、字段格式等錯誤；數據邏輯校驗，參照業務邏輯等揪出數據邏輯問題；編碼格式核對，確保符合標準。檢測到錯誤后自動修正或標記并給建議，提升報文質量。

圖1智能貨站信息系統基礎架構圖

轉情況同步后續航司，便于其安排聯程銜接。與海關溝通轉達暫存、查驗要求，反饋查驗進展與放行指令，保障順利轉運。

（4）其他模塊：有基礎數據錄入功能，錄入航空報文相關標準規范數據，構建數據字典供參照。還有數據維護更新功能，隨業務及標準變化及時修改完善數據，避免報文處理錯誤。

與三方機構信息交互要及時、準確，遵循行業規范采用標準化格式，便于對接與識別。需建立穩定傳輸通道并配備應急備份，以防突發情況影響，保障業務高效運轉。

2 關鍵模塊設計

2.1系統功能

基于上述功能需求描述，整體系統分為生產操作系統、安檢操作系統、報文管理系統、文件管理系統、客戶服務系統、海關查驗系統6個子系統，下面對“報文管理系統”進行具體闡述[3]。

構建報文管理系統，實現FFM、FWB、FHL等航報文解析及組織，支撐各業務系統需求，并進行IATA報文收發。主要含以下功能模塊：

（1）報文發送模塊：向發貨人、收貨人發收發貨通知、在途狀態更新等報文，助客戶掌握貨物動向；向海關、檢疫等部門傳報關單、檢疫申報等報文配合查驗；與航空公司貨運部門溝通協調艙位預訂、裝機計劃等，保障運輸有序。

（2）報文接收模塊：接收各航空主體報文信息，具備多格式兼容識別、來源驗證篩選、完整性校驗及數據緩存分發功能，用于航班運行監控、貨物運輸跟蹤等場景。

（3）報文糾錯模塊：實現自動糾錯，含語法規則

2.2技術實現

經業務需求分析，系統依前后端分離、面向對象思想開發。生產者提供接口注冊到NACOS，服務用Fegin調用，按MVC分層規范流轉數據。報文管理系統接收業務報文指令數據，組織成SITA報文發送。后續將詳說設計思想在系統中的體現。

按照面向對象設計的思想，系統控制層有10個Action類，它們分別是：

（1）MessageConsumerController：主導報文消息的消費與處理流程。

（2）MessageThrottleConfigController：專注報文系統限流配置，涵蓋增刪改查、版本管理，對外提供接口，便于前端或其他調用方操作。

（3）MessageConsumptionStatisticController：管控消費統計事務，能獲取消費成敗信息，依不同配置統計消費數據，并對外提供相應接口。

（4）MessageThrottleInterceptorController：負責在報文消費前依據限流配置攔截、判斷，結合業務邏輯把控消費流程。

（5）MessageConsumptionMonitorController：實現對報文消費狀況監控，依結果動態調整，如查看消費速度、按需調整限流參數，且對外有操作接口。

（6）MessageBaseDataController：處理基礎數據業務，包含錄入、查詢、更新等操作接口，保障各模塊數據精準。

（7）MessageEncryptionController：管理報文加密，配置算法、執行加密，確保傳輸安全。

（8）MessageDecryptionController：與加密對應，負責識別算法、獲取密鑰來解密報文。

（9）MessageArchivingController：處理報文歸檔，涵蓋存儲、檢索等操作并提供接口。

（10）MessageErrorCorrectionController：針對報文語法、邏輯錯誤可自動糾錯或給予建議。

這些類各自管理著不同的資源操作，同時在Service層有10個對應的業務接口，命名規則為XXXXService，并且每一個接口有一個XXXXServiceImpl類與之對應。這10個ServiceImpl下有10個XXXXDao來實現該功能模塊的數據持久化。SpringCloud對Service和DAO進行統一的管理，通過 @ Autowired注解來實現對Bean的注入。

下面從消息限流這一核心功能點展開討論，業務描述如下：

（1）消息消費前，ThrottleAspect切面類執行前置操作。

（2）ThrottleAspect從Redis中獲取消息消費限流配置。

（3）消息消費限流配置不存在即放行；如果存在，則根據消息限流策略進行消息消費限制。

（4）消息消費監控類監控消費情況，如果近N條數據的實際消費速率中位數已超過預設閾值（每秒鐘消費條數），則觸發報警，并自動上調閾值，以匹配當前服務器性能，最大化利用服務器性能。

具體實現如下所示：

（1）定義限流配置信息類ThrottleConfig，用于封裝configType（配置類型）、topicName（主題名）、consumerGroup（消費組名）、windowTime（窗口時間）、limitCount（限制條數）、waitTimeOnLockFailure（鎖失敗等待時間）、dynamicAdjustmentEnabled（動態調整功能開關）、adjustmentThreshold（動態調整閾值）等屬性。

（2）定義基于限流配置的消費攔截AOP切面類ThrottleAspect，核心實現如下：

① 從管理平臺拉取對應隊列和消費組的最新配置。

② 如果配置不存在，這里簡單放行，執行消息消費。

③ 如果配置存在：滑動窗口情況，獲取消費統計數據，如果超出限制，等待并上報消費失敗時間戳等操作，如果未超出限制，記錄當前時間戳并執行消費邏輯；固定窗口情況，獲取當前時間戳內已消費條數，如果超出限制，等待并上報消費失敗時間戳等操作，如果未超出限制，遞增已消費條數并執行消費邏輯。

（3）定義消費監控類ConsumptionMonitor的監控方法monitorConsumption，核心實現如下：

① 假設獲取所有topic列表，并進行遍歷。

② 根據topic獲取消費成功概率，并計算每秒消費速度。

③ 根據topic獲取去redis中限流配置。如果開啟動態調整，進行相關計算與調整操作，獲取最近N條實際消費耗時列表。并取到消費速率中位數。利用中位數計算理論每秒消費消息數。如果近N條數據的“理論每秒消費消息數”已超過預設閾值（每秒鐘消費條數），則觸發報警，并自動上調閾值。

通過上述代碼實現，可以完成基于消息中間件、Redis緩存的動態消息限流配置。比傳統的MQ消費限制更加靈活，可以根據系統消費的實時性能來動態匹配。

當配置的限流閾值小于服務器可處理消息的“理論每秒消費消息數”，則提高閾值，以此來保證消息可以更快地處理。

3 應用結果

報文系統上線后，憑報文糾錯、接收模塊保障數據質量，以統一格式保一致性，確保報文信息傳輸準確完整。借助動態限流、消息隊列應對高流量與故障，靠歸檔模塊助數據恢復、優化性能，通過緩存等提升響應速度與吞吐量。

其提升業務效率，實現流程自動化，促進信息共享與協同作業，優化旅客服務；還降低運營成本，減少人工錯誤及返工，依流量數據合理配置資源控制成本4。

4 結束語

研究時創新結合SpringCloud、Redis、RocketMQ等技術，攻克消息動態限流難題，保障高并發下系統穩定運行。打造報文糾錯、加密解密、歸檔模塊，保障信息質量與安全，填補報文處理空白。這些創新讓航空貨站業務質的飛躍，運營效率大增。實踐證明，該報文系統上線為同類行業提供借鑒，有望推動行業信息處理變革，價值重大。

參考文獻

[1]翟永超.SpringCloud微服務實戰[M].北京：電子工業出版社，2017.

[2]劉偉.Java設計模式[M].北京：清華大學出版社，2017.

[3]劉兵，王輝.航空信息技術原理與應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2020.

[4]ICAO-9880，航空電信網（ATN）報文格式標準[S].國際民用航空組織，2018.