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集装箱码头操作管理系统是现代集装箱码头实现高效、合理生产计划和控制的重要工具。目前，集装箱码头操作管理系统的主要供应商有美国Navis公司、美国Tideworks公司、韩国TSB公司和比利时COSMOS公司，其中Navis公司的产品分布范围最广。据统计，截至2014年，全球共有50多个国家和地区的230多个集装箱码头使用Navis公司的产品。我国（不包括香港、澳门和台湾地区）使用Navis公司集装箱码头操作管理系统的港口有深圳港、青岛港、宁波港、厦门港等。本文介绍Navis公司开发的集装箱码头同步规划和实时控制系统（Synchronized Planning and Realtime Control System，SPARCS），并提出SPARCS信息接口方案，以期为集装箱码头SPARCS维护和后台数据管理系统开发提供参考。
1 SPARCS 简介
SPARCS是图形化的实时处理系统，主要用于船舶、堆场、设备的实时计划和控制，能够与多种技术和工艺相衔接，优化劳动力、堆场和设备的使用，实现码头通过能力、作业效率和运营效益的最大化。
SPARCS采用客户端服务器结构和C++语言，占用资源少且运行速度快。SPARCS不是数据库系统，其必须以数据库系统为后台支持才能完成所需数据的输入和输出;因此，SPARCS系统不能单独使用，必须与其他系统配合使用才能构成完整的集装箱码头操作管理系统。虽然Navis公司开发的Express系统具有预约、计费、数据交换和生成统计报表等功能，并且能够与SPARCS无缝连接，但由于其价格昂贵，加之不同集装箱码头的业务、计费、服务等各不相同，并且处于不断发展变化的状态，大多数用户仍然倾向于使用自主开发的码头管理系统（Terminal Manegement System，TMS）作为后台数据库系统。在实际应用过程中，如何实现SPARCS与TMS的通信和数据交换成为需要首先解决的问题。
2 SPARCS与TMS之间的关系
SPARCS与TMS之间的关系如图1所示。双方建立稳定的网络通信后，采用报文方式发送和接收数据。
完整的SPARCS接口报文由报文头和报文数据组成。报文头即报文名，表示报文的发送者和报文类型，其中：SPARCS向主机（本文将数据库所在的服务器计算机定义为主机，将SPARCS所在的服务器计算机定义为客户机）发送的报文名是以“1”开头的4位数字，范围是1000～1999;主机向SPARCS发送的报文名是以“2”开头的4位数字，范围是2000～2999。报文数据是该报文的具体内容，报文数据格式和内容根据SPARCS的要求定义。SPARCS与主机之间的报文格式如表1和表2所示。
3 SPARCS信息接口方案
为实现主机与SPARCS之间的通信和数据交换，主机需要建立通信模块、数据发送模块和数据接收模块。
3.1 通信模块方案
（1）设置主机IP地址，自定义计算机通信端口，如30000。
（2）设置客户机IP地址和通信端口30000。
（3）在SPARCS中设置主机IP地址和通信端口30000。
（4）主机监听通信端口30000。
（5）主机接收客户机连接请求。
（6）主机建立与客户机的通信连接。
（7）主机收到SPARCS发来的报文1001后，向SPARCS发送报文2001。
（8）主机向SPARCS发送时钟同步报文2011。
（9）主机向SPARCS发送连接确认报文2007。
（10）主机接收SPARCS发来的对报文2007的回应报文1008。
（11）主机收到SPARCS发来的连接确认报文1007后，向SPARCS发送回应报文2008。
（12）主机收到SPARCS发来的连接断开请求报文1901后，向SPARCS发送回应报文2901。
（13）转（9），循环执行。
3.2 数据发送模块方案
（1）主机建立和修改船期表后，向SPARCS发送2053报文。
（2）主机修改集装箱箱号后，向SPARCS发送2051报文。
（3）主机删除集装箱箱号后，向SPARCS发送2020报文。
（4）主机完成检查桥发箱申请后，向SPARCS发送2031报文。
（5）主机修改集装箱信息（包括船图、舱单、堆场箱、检查桥收箱等）后， 向SPARCS发送2021报文。
3.3 数据接收模块方案
（1）SPARCS修改集装箱当前实际位置（包括卸船落车、堆场卸箱、堆场装箱、堆场同贝位翻箱、装船确认等）后，向主机发送1041报文;主机接收1041报文并更新数据库。
（2）SPARCS确定集装箱未来位置（包括收箱场位申请、发箱场位申请、装船配载完毕等）后，向主机发送1043报文;主机接收1043报文并更新数据库。
（3）SPARCS完成冷藏箱插电、拔电和温度记录后，向主机发送1038报文;主机接收1038报文并更新数据库。
（4）SPARCS修改船期表后，向主机发送1053报文;主机接收1053报文并更新数据库。
（5）SPARCS修改集装箱类别（例如将过境箱改为翻箱）后，向主机发送1022报文;主机接收1022报文并更新数据库。
（6）主机接收1002报文后，从数据库中提取数据向SPARCS发送2022报文。
（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-24）
1 SPARCS 简介
SPARCS是图形化的实时处理系统，主要用于船舶、堆场、设备的实时计划和控制，能够与多种技术和工艺相衔接，优化劳动力、堆场和设备的使用，实现码头通过能力、作业效率和运营效益的最大化。
SPARCS采用客户端服务器结构和C++语言，占用资源少且运行速度快。SPARCS不是数据库系统，其必须以数据库系统为后台支持才能完成所需数据的输入和输出;因此，SPARCS系统不能单独使用，必须与其他系统配合使用才能构成完整的集装箱码头操作管理系统。虽然Navis公司开发的Express系统具有预约、计费、数据交换和生成统计报表等功能，并且能够与SPARCS无缝连接，但由于其价格昂贵，加之不同集装箱码头的业务、计费、服务等各不相同，并且处于不断发展变化的状态，大多数用户仍然倾向于使用自主开发的码头管理系统（Terminal Manegement System，TMS）作为后台数据库系统。在实际应用过程中，如何实现SPARCS与TMS的通信和数据交换成为需要首先解决的问题。
2 SPARCS与TMS之间的关系
SPARCS与TMS之间的关系如图1所示。双方建立稳定的网络通信后，采用报文方式发送和接收数据。
完整的SPARCS接口报文由报文头和报文数据组成。报文头即报文名，表示报文的发送者和报文类型，其中：SPARCS向主机（本文将数据库所在的服务器计算机定义为主机，将SPARCS所在的服务器计算机定义为客户机）发送的报文名是以“1”开头的4位数字，范围是1000～1999;主机向SPARCS发送的报文名是以“2”开头的4位数字，范围是2000～2999。报文数据是该报文的具体内容，报文数据格式和内容根据SPARCS的要求定义。SPARCS与主机之间的报文格式如表1和表2所示。
3 SPARCS信息接口方案
为实现主机与SPARCS之间的通信和数据交换，主机需要建立通信模块、数据发送模块和数据接收模块。
3.1 通信模块方案
（1）设置主机IP地址，自定义计算机通信端口，如30000。
（2）设置客户机IP地址和通信端口30000。
（3）在SPARCS中设置主机IP地址和通信端口30000。
（4）主机监听通信端口30000。
（5）主机接收客户机连接请求。
（6）主机建立与客户机的通信连接。
（7）主机收到SPARCS发来的报文1001后，向SPARCS发送报文2001。
（8）主机向SPARCS发送时钟同步报文2011。
（9）主机向SPARCS发送连接确认报文2007。
（10）主机接收SPARCS发来的对报文2007的回应报文1008。
（11）主机收到SPARCS发来的连接确认报文1007后，向SPARCS发送回应报文2008。
（12）主机收到SPARCS发来的连接断开请求报文1901后，向SPARCS发送回应报文2901。
（13）转（9），循环执行。
3.2 数据发送模块方案
（1）主机建立和修改船期表后，向SPARCS发送2053报文。
（2）主机修改集装箱箱号后，向SPARCS发送2051报文。
（3）主机删除集装箱箱号后，向SPARCS发送2020报文。
（4）主机完成检查桥发箱申请后，向SPARCS发送2031报文。
（5）主机修改集装箱信息（包括船图、舱单、堆场箱、检查桥收箱等）后， 向SPARCS发送2021报文。
3.3 数据接收模块方案
（1）SPARCS修改集装箱当前实际位置（包括卸船落车、堆场卸箱、堆场装箱、堆场同贝位翻箱、装船确认等）后，向主机发送1041报文;主机接收1041报文并更新数据库。
（2）SPARCS确定集装箱未来位置（包括收箱场位申请、发箱场位申请、装船配载完毕等）后，向主机发送1043报文;主机接收1043报文并更新数据库。
（3）SPARCS完成冷藏箱插电、拔电和温度记录后，向主机发送1038报文;主机接收1038报文并更新数据库。
（4）SPARCS修改船期表后，向主机发送1053报文;主机接收1053报文并更新数据库。
（5）SPARCS修改集装箱类别（例如将过境箱改为翻箱）后，向主机发送1022报文;主机接收1022报文并更新数据库。
（6）主机接收1002报文后，从数据库中提取数据向SPARCS发送2022报文。
（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-24）