基于GIS的ATM业务管理系统设计与初步实现

 摘要：针对目前ATM自动柜员机（以下简称ATM）业务管理的不足，提出运用GIS技术和计算机技术，设计并初步实现了ATM业务管理系统，将ATM主要业务集中到统一平台上。阐述了该系统的开发环境、功能模块设计和关键技术。实际使用表明，该系统能提供了ATM布点选址的调查、筛选与评估决策，并对其运营与维护进行有效管理。
 关键字：ATM业务管理系统(ATM BMS)   GIS   B/S

Abstract: With the present ATM being deficient in business management, we designed ATM (Automatic Teller Machine ) Business Management System based on the GIS technology and computer technology. All main business functions were integrated on one uniform platform. The details about the developing environment, the functional models and the core technology were designed and presented. It was proved in practice that investigation, filter, evaluation and decision of the site of ATM could be realized in this system, and also management and maintain of ATM could be effective.
Key words: ATM Business Management System (ATM BMS);GIS;B/S
   
 随着ATM自动柜员机数量的不断增多和使用范围的扩大，合理的ATM自动柜员机布局、快捷良好的服务已直接关系到银行的经济效益、服务质量和公司形象。影响ATM自动柜员机的布放因素众多，且大部分为空间因素，仅依靠人力，效率较低，耗费时间长，而且缺乏科学依据。现有的研究主要侧重于基于地理信息的ATM布点选址[1][2][3]，或是ATM机的运营维护[4]，尚未把ATM各项业务综合起来考虑。ATM业务管理系统当今发展迅速依靠地理信息系统技术，将ATM主要的业务集中到一个平台上统一进行管理，使ATM自动柜员机布放、运营、维护更为系统化、科学化。
 地理信息系统是一种以计算机为手段，对现实世界的各类空间数据及属性进行管理（存储、检索、查询、显示、分析）的技术系统。它通过可视化平台，实现数据与地图的有效结合。它以数据可视化、思维可视化的形式，提供了一种新的决策支持方式，使管理者对各方面进行的研究不再是孤立的，而将自己置身于自然和社会环境中，直接的掌握全面的情况，从而大大提高管理的现代化水平[5]。
1. 系统运行环境与设计目标
 1.1. 运行环境
 本系统基于GIS基础平台ArcEngine9，采用JSP、Java作为开发语言，以window XP计算机操作系统为基础，地图应用服务采用ESRI公司的ArcIMS4.2，空间数据引擎采用ESRI公司的ArcSDE8.2，java语言环境为SUN公司jdk1.4.2，采用的软件具有较好的可扩展性和可移植性。服务器系统硬件设备包括两台服务器，1台作为WebServer，1台作为DatabaseServer。
 1.2. 数据源
 ATM业务管理系统涉计到大量空间数据和属性数据。主要数据有基础地理数据、社会经济数据和金融服务业务数据。基础地理数据包括行政区划数据、城市道路数据、河流数据、公园绿地广场湖泊水系数据、隔离带数据、影像数据、POI（Point Of Interest）位置数据等。社会经济数据包括经济区划数据、POI信息数据等。金融服务业业务数据包括银行经营网点数据、已有ATM经营数据和ATM固有数据等。
 1.3. 系统的设计目标
 该系统主要是借助GIS技术解决ATM自动柜员机布局的合理性，并对ATM自动柜员机进行有效、科学的管理，整个系统需要实现以下三个目标：
 （1）地图的基本功能操作：包括全图、前一视图、放大、缩小、漫游、点选查询、框选查询、距离量算、面积量算、打印地图等。
 （2）布点选址：确定ATM布点选址模型，开发实现ATM布点选址示范系统，实现基于ATM布点选址模型的布点选址决策支持。
 （3）ATM管理：根据ATM机具的管理属性和运营数据，进行组合查询和多元统计分析。针对查询结果，进行准确的地图定位，制作空间分布图、统计分析图与统计分析表格等。
2. 系统的设计与实现
 2.1. 系统的结构设计
 整个系统采用Browse/Server（浏览器/服务器，简称B/S）体系结构，在逻辑上分为三层。这三层包括客户端（Web浏览器）、应用服务器（WWW服务器）与数据库服务器（图1）。并在GIS软件支持下开发出系统应用分析模型以及决策模型。客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交,地图应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求，而数据库服务器负责管理数据。所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可。
 2.2. 系统功能设计与实现
 根据ATM业务管理的需求，该系统分为三大模块及若干子模块（图2）。系统采用Web界面（图3），用户可通过地图漫游和交互式查询ATM网点位置和业务运营情况。
 2.2.1. 布点选址模块
 分析并预测ATM机的需求状况及布放位置选择功能。包括总量分析模块、区域分析模块、位置分析模块和点位评估模块等四个子模块。
 （1）总量分析模块
 根据区域人口数据、GDP数据、区域经济类型、发卡量、银行存款余额等区域宏观经济数据，分析区域ATM需求总量，进而根据现有ATM数据，评估ATM的剩余需求量。
 （2）区域选择模块
 针对可以增布ATM自动柜员机的城市和区域，以ATM自动柜员机的消费行为空间分布与消费者行为特征依据，通过城市行政区划、交通
 通达性等基础地理数据，将城市剖分为一系列不规则网格区域，结合区域现有银行营业网点、ATM机、自助银行等金融服务网点数据，以及商场、超市、宾馆、饭店等商业服务业网点的空间分布与经营状态数据，分析评估可以增布ATM自动柜员机的细分区域，生成细分区域评估报告与外调作业资料、表格。
 （3）位置分析模块
 针对可以增布ATM的细分区域，根据商业服务业消费分布情况和现有ATM和银行营业网点空间分布情况，通过该模块，计算新增ATM自动柜员机的布放建议位置，同时生成位置选择分析报告和位置选择外调资料与表格。
 （4）点位评估模块
 该模块以基础地理数据、细分区域、商业服务业网点数据、金融服务业数据、集群服务伙伴数据以及区域分析、位置选择的外调数据为依据，参照不同经济区域ATM柜员机的行为特征，以层次化时间距离半径，分析待布放点点位的赢利服务半径，预测待布放点点位的赢利能力。
 2.2.2. 运营管理模块   
  能完成设备信息、布放信息、运营信息、维护信息、投诉信息的输入、浏览、查询、不同类型统计图及生成打印等操作，对ATM各项业务进行及时、有效的管理。
 2.2.3. 系统维护模块
 系统维护的目的是为了保证系统能在最安全的状态下进行。包括数据维护和用户管理两大模块。数据维护中能够批量导入系统中各类信息。鉴于对系统资料的安全性和保密性，在用户管理中设置了登陆口令和用户权限，用户分为两类：普通用户和系统管理员。普通用户可以浏览、查询、统计数据，以及设计布点选址模型，地理编码与快速定位，系统管理员拥有最高权限，除了普通用户的权限外，还可以修改用户权限，添加或删除用户。
3. 关键技术
 3.1. 数据库的建立
 由于本系统数据量大，不仅有地理要素的属性数据，还有大量的描述地理要素空间分布位置的空间数据，既与空间位置密切相关，又有大量需要进行运算的业务数据，在地理编码与快速定位时，需要显示出POI的周边信息；在查找ATM机布局时，要表现出ATM机的空间位置与其自身的详细信息，为了对这些数据进行有效的管理，必须建立一个功能完善，能够适应多种数据类型的综合数据库管理系统，因此应该将空间数据与业务数据分别进行存储，在设计过程中建立了空间数据库和业务数据库。
 空间数据与业务数据的结合形式为分离式，分离式的优点在于对数据的利用更为灵活，能为其它MIS系统提供属性数据共享服务，分离式的空间数据与属性数据的接口设计可以通过唯一的ID码联系在一起，然后通过GIS软件提供的专用接口与标准商用数据库连接或使用ODBC等技术来实现两者的互访和服务。
 3.1.1. 空间数据库
 空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现，并将收集来的空间数据入库，建立空间数据库管理信息系统。空间数据库是在ESRI公司的ArcCatalog的支持下建立的, 采用Geodatabase存储,基于面向对象技术，在通用的关系型数据库的基础上建立空间数据库，通过空间数据引擎进行访问,是一种较为优越和高效的空间数据库管理模式。
 3.1.2. 业务数据库
 ATM业务管理系统的业务数据极为复杂，包括大量的图形中各实体的属性数据、社会经济统计数据和金融服务业业务数据三种。本系统通过ESRI公司的ArcSDE空间数据库引擎将空间数据库数据存放在Oracle 9i数据库中，实现空间数据库与属性数据库的关联。所有的用户都是通过一个JDBC连接缓冲池连接到数据库的，用户并不保持对数据库的连接，用户数基本上是无限的，访问速度快。
 3.2. 用Java构建Web服务
 Web服务是不受平台和时间限制的软件部件，可使用服务描述语言对其进行描述。Web 服务是在网路上可被其它程序用标准网络协定(XML、UDDI、WSDL、SOAP)呼叫的软件元件，用 XML来做程序间沟通的媒介，可以接收从 Internet 或者 Intranet上的其它系统中传递过来的请求， 是轻量级的独立的通讯技术[6]。这种技术允许网络上的所有系统进行交互，利用不同的平台、产品和标准来建立一个统一的系统,使Web服务提供最大的协同工作能力，有利于ATM业务管理系统功能的进一步拓展与集成。
 Java平台和基于J2EE的应用环境是运行基于Web服务方案的首选。利用J2EE APIs来创建事务和表现逻辑,访问XML文档,以及对XML文档进行操作，并利用现有的已经成熟的底层框架,在其上构建新的功能，而且基于J2EE的Web服务环境，可以通过自动继承基于J2EE容器服务的特征（如事务、应用程序安全性和后台应用程序/数据库连接）来完成Web服务接口的部署。
 3.3. 应用GIS空间分析功能
 空间分析是GIS的一项十分重要的任务和最具特色的功能，是基于地理目标的位置和形态特征的空间数据分析技术[7]。它并不是简单地通过检索、查询或统计从地理数据库中提取时空信息，而是利用各种空间数据分析模型及空间操作对地理数据库中的空间数据进行深加工，进而产生新的知识。在该系统中采用空间分析功能中的缓冲区分析用于商圈分析、竞争对手分析；通过叠加分析，将选址与经济活动影响因子综合考虑，产生更为丰富的选址决策信息；利用网络分析中的路径分析、地址匹配、资源分配等应用模型，对市场资源进行配置与优化等[8]。
4. 结束语
 本系统以先进的数据库技术和网络技术为基础，综合考虑区域社会经济数据和基础地理数据等信息数据，并利用GIS技术对空间数据的管理、查询、检索、分析、显示等功能，将银行ATM选址过程及分析结果以可视化、直观的方式展示。ATM业务管理系统的建成，为金融网点的布点选址提供了一个可视化的决策辅助管理工具，显著提高了网点的规划及管理水平，促进了布点管理与维护向科学化、规范化、信息化的方向发展。并且随着ATM业务管理系统内容的不断补充和功能的不断完善，必将为金融行业的规划与管理提供全面、客观的决策依据，进一步提高行业的经济效益和服务质量。
 该系统已用于北京市某金融咨询公司，经过几个月的试用，系统运行稳定，数据处理速度快，效率高，反应良好，验证了该集成平台系统功能结构体系的可行性和实用性，同时，在今后的研究与设计中，还需在已有的技术基础上重点实现以下两个功能：
 对基础地理数据、商业网点数据、区域人口社会经济环境数据等信息数据进行分析，并设计相应算法，挖掘出各网点的潜在客户和潜在的金融产品与服务需求，进一步开拓银行网点的市场。
 利用GIS空间分析中的网络分析功能，结合区域交通路网数据及其他相关影响因素，动态规划并显示出运钞车的行车路线和成本。

参考文献
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