公共资源“掌上交易”系统的设计与实现——以南通市“掌易捷”为例

当前，我国一些城市在公共资源领域开展交易方式的创新改革，取得了丰硕成果。例如，南通市在建设工程项目招标投标中采用“不见面开标”方式组织开标会议，实现了开标会议从有形交易场所向电子化平台的转变。2022年，南通市进一步把交易活动从PC端向移动终端迁移，开发完成了全国公共资源交易领域内第一款“掌上交易”系统——“掌易捷”App。“掌上交易”是以投标人为中心开展交易服务的重要改革措施，对降低交易成本、节约社会资源、提高服务水平具有重大意义。

基于移动终端的公共资源“掌上交易”系统是互联网、移动终端和公共资源电子交易系统相结合的产物，目的是给各方交易主体提供更加轻便、友好的交易服务。文章重点介绍了“掌上交易”系统的设计与实现。

“掌上交易”系统建设的意义

“掌上交易”系统是面向公共资源交易电子信息平台开发的一套整合性服务系统，现阶段能够实现招标文件的发布，投标文件的上传、解密，在线参加开标会议等，具有以下四点意义：第一，移动接入，方便快捷。“掌上交易”系统的接入主要是通过智能手机等移动终端，这样的交易方式不受空间地域约束，大幅提升了交易的便捷程度。第二，数据加密，安全可靠。移动接入具有身份唯一性特征，它具有防篡改和敏感数据加密功能，这与公共资源交易高度安全性需求完全吻合。第三，系统集成，提效降费。移动终端本身就是一台高度集成的设备，而交易过程中需要的听筒、摄像头等可以直接调用，满足交易过程中可能的交互各种需求，无需添加任何外设。南通市“掌易捷”掌上交易系统还独创了“标证通”技术，把硬件CA外设变成了软件数字证书。第四，智能拓展，应用广泛。移动终端上海量的应用程序与“掌上交易”系统深度融合以后，能够进一步发挥合力，为公共资源电子交易平台向移动终端整体迁移提供有利的条件。

开发技术和需求分析

核心技术

系统开发需要三个阶段：一是面向对象分析（OOA），即对目标系统进行分析，建立分析模型，并将之文档化；二是面向对象设计（OOD），即用面向对象的思想对OOA的结果进行细化，得出设计模型；三是面向对象编程（OOP）。

架构设计方面通过三层架构（3-tier architecture）方式实现，即将整个业务应用划分为界面层或表现层（User Interface layer，UI）、业务逻辑层（Business Logic Layer，BLL）和数据访问层（Data Access Layer，DAL）三层。其中UI主要是指与用户交互的界面，用于接收用户输入的数据和显示处理后用户需要的数据；BLL是UI层和DAL层之间的桥梁，实现业务逻辑，具体包含验证、计算、业务规则等；DAL主要与数据库打交道，实现对数据的增、删、改、查。将存储在数据库中的数据提交给业务层，同时将业务层处理的数据保存到数据库。

需求分析阶段选择用例图（Use Case Diagram），设计阶段使用类图（描述类、接口、协作及其关系图）、状态图（描述对象的状态转化，主要表现是对象的状态）、活动图（描述系统在执行某一用例时的具体步骤，主要表现是系统的动作）和实体联系图（ER图，用来建立数据模型）等完成系统设计。数据库选用SQLite。数据可视化使用AChartEngine来实现。

图1、图2分别为“掌上交易”系统的活动图和ER图。

图1　“掌上交易”系统设计的活动图    

 图2　“掌上交易”系统设计ER图

基于Android的系统架构

在Linux内核之上，Android选择使用Java进行各项API的开发。往上则是应用程序框架层，最上层则是应用程序；利用Java跨平台的性质，基于Android框架开发的应用程序可以不用编译运行于任何一台安装有Android系统的平台，这正是基于Android系统开发“掌上交易”系统的优势所在，一般先选择Android环境开发建设，后期再向iOS环境迁移。

Android操作系统的架构有4层，由上到下依次是应用程序层、应用程序框架层、核心类库和Linux内核。其中，核心类库中包含系统库及Android运行环境。图3是“掌上交易”系统的架构图。

图3　基于Android设计的“掌上交易”系统架构图

需求分析和设计原则

功能需求

从2017年3月开始，以南通市为主的一些地方在建设工程行业开始推行远程开标（不见面），这标志着我国公共资源交易从有形场所向电子化平台转变正式拉开了序幕，应该说这是公共资源交易方式改革发展史上具有里程碑意义的事件。近年来的实践证明，这种“不见面”的远程交易方式极大地降低了制度性交易成本、显著地提高了工作效率，受到各方交易主体的广泛好评。南通市的“不见面开标”创新成果已经推广到江苏全省乃至辐射到贵州、河南、安徽、浙江等十多个省市地区，其经济社会效益日益凸显。2019年以来，南通市进一步提出了移动交易的目标，“掌上交易”平台应运而生。“掌上交易”允许只要有网络信号覆盖，凭借智能手机就能完成招、投、开、评、定一系列活动，且无需任何附加设备。

由于移动终端与PC端在逻辑结构、显示方式、操作方法等方面存在明显差异，“掌上交易”系统在功能设计上必须同时兼顾可操作性和移动性的需求。从角色功能角度来看，至少应当满足投标人、招标人（招标代理机构）和监督管理部门三类交易主体的需求。因此在设计阶段，首先要严格遵循法定的交易流程，充分保障三方交易主体的权利，核心是明晰交易主体的权限，系统角色分配如表1所示。

表1　三方交易主体的系统角色分析表

功能设计原则

根据用户的操作权限，功能模块设计应当注重以下五个原则：一是提高功能模块独立性，尽可能把功能模块提取或合并，降低耦合、提高内聚。二是保证功能模块规模适度。三是深度、宽度、扇出和扇入要适当。四是减少接口的复杂性和冗余度，并改善一致性，使得信息传递简单并且和模块的功能一致。五是尽量设计成单入口、单出口的功能模块，避免病态连接，防止内容耦合性。基于App的公共资源“掌上交易”系统功能模块设计如图4所示。

图4　“掌上交易”功能结构设计图

安装和运行环境要求

南通市“掌易捷”系统是基于Android手机终端开发的App。使用的是Java语言，底层使用C/C++。

性能要求

1.安全性：系统设计时要充分考虑交易信息存储、传递的安全要求，由于智能手机还包含大量用户个人信息，还要防止交易系统过度获取用户的个人隐私信息。

2.可操作性：系统可操作性要强，尽可能降低操作门槛，界面设计大方美观、操作指令简单明了，“掌易捷”系统中植入了智能导航按钮，交易主体可按照系统指示傻瓜式完成各项动作。

3.开放性和可扩展性：系统设计应当充分考虑今后的硬件扩展、功能扩展、应用扩展、集成扩展等多层面的延伸，设计过程始终遵循面向数据价值，围绕系统应用，注重实效的方针。要能满足公共资源交易行业不断发展变化的要求，便于升级、扩展，减少二次开发工作量。

总体设计

总体架构设计

如前所述，总体架构设计考虑采用三层架构，也就是UI层、BLL层和DAL层，区分层次的目的是实现“高内聚，低耦合”的目标。发生在任何一层的变化，只需更改该层，不需要更改整个系统。层次清晰，分工明确，每层之间耦合度低，提高了效率，可维护性高，可扩展性高，归根到底是“解耦”方便。

UI层位于最外层（最上层），离用户（主要面向投标人）最近。用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。例如，投标人询标（呼叫招标人），招标人发起开标指令等都通过表现层实现。

BLL层处于数据访问层与表示层中间，起到了数据交换中承上启下的作用。对于数据访问层而言，它是调用者；对于表示层而言，它却是被调用者。例如，投标人按照规定递交了投标保证金方可参与投标解密动作、招标人需发出解密指令以后方可启动开标动作等。

DAL的功能主要是负责数据库的访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档，实现对数据表的选择、插入、更新、删除操作。例如，投标人向第三方应用（如微信）分享交易结果、升级更新系统版本、导出投标报价文件等。“掌易捷”掌上交易系统三层架构设计清单如表2所示。

表2　“掌易捷”系统三层架构设计清单

主要功能模块的详细设计（以开标直播模块为例）

直播开标会议是“掌上交易”的核心功能，基本步骤是投标人通过客户端在远程完成投标文件的自助解密以后，招标人要完成唱标过程（导入投标文件、公布投标人名单、公布技术商务评分、宣布评标结果等）。模块的主要功能应当包括分享直播页面、推送开标指令、接受客户端的交流询问、调用评标系统内的数据表单等。直播开标会议流程的活动图如图5所示。

图5　直播开标会议流程活动图

数据库设计

数据库SQLite是一个开源的、内嵌式的轻量级关系数据库。Android平台已经嵌入了SQLite数据库，并对SQLite操作进行了封装。以招投标双方在开标会议期间的互动关系举例说明数据库设计过程如下。

招标人元素：单位名称、招标项目负责人姓名、性别、年龄、身份（招标人评委）。

投标人元素：单位名称、授权委托人姓名、性别、年龄、身份证号码、手机号码。

上述实体中存在如下联系。

1.招标人可以与所有投标人互动，投标人发起质疑后须按程序完成答复后方可继续开标会议。

2.投标人可以与招标人互动，但是不得与其他投标人互动。

图6、图7、图8分别是招标人局部ER图、投标人局部ER图和招投标双方合并成的一个全局ER图。 

图6　招标人局部ER图 

 图7　投标人局部ER图 

图8　招投标双方全局ER图

系统实现

1.开标直播

现场直播分为现场环境监控直播和管理员摄像头直播，主持人（招标人或管理员）在其全局控制页面开启“现场环境监控”或“管理员摄像头”后，投标人、监管人或监察人员即可在直播页面查看相应的直播画面。

2.CA硬件数字化—“标证通”技术

交易主体在移动终端完成交易的一个重要前提是必须摆脱硬件CA的束缚，因此“掌易捷”引入了CA数字证书技术——标证通，即将硬件CA进行软件编译后植入移动终端，这样不需要任何其他外设就能实现移动终端在线全流程交易。

3.设计成果

南通市于2019年5月正式上线全国公共资源交易第一款移动“掌上交易”系统——“掌易捷”，它具有项目关联、自主查询、数字加解密、在线开标、结果获取等丰富功能，是第一个真正实现在线交易的移动工作平台，经过3年多的实践，系统运行稳定，各项技术指标均达到设计要求。有关系统的设计界面和功能详见表3和图9—图24。

表3　南通市公共资源“掌易捷”移动交易系统功能设计成果一览表

图9　初始界面

图10　用户登录

图11　项目列表

图12　投标人名单

图13　投标人解密

图14　招标人解密

图15　标书导入

图16　开标结束

图17　开标评价

图18　全局菜单 

图19　直播互动

图20　在线交互

图21　投标人位置

图22　在线抽签

图23　关键帧数

图24　异议答复

结语

南通市自2019年试运行“掌易捷”掌上交易系统以来，组织召开了4797场建设工程开标会议，省、内外约12个地市区8770多家企业利用智能手机搭载“掌易捷”系统远程参加了开标会议，注册用户超过49 877人。经调查，约有27％的投标人在户外运动途中（商务外出、旅游度假等）参与了开标会议（应用场景基本集中在车站、机场和会务现场），平均每场开标会议中利用移动终端参与交易的人数接近总人数的1/3，充分体现了移动掌上交易不受空间地域限制而带来的便利性。“指尖上的开标会议、口袋里的交易大厅”在南通市已经成为现实。

从早期纸质文件线下交易，到无纸化（标书存储在光盘、U盘等介质）投标，再到在线投递电子标书（标书无形化，但仍需要在交易场所集结），直至目前的远程“掌上交易”（标书数字化，交易无区域限制），信息技术大大推动了我国公共资源交易的创新发展。随着5G、区块链、云计算等技术的普及应用，公共资源交易的科技化水平将越来越高，“掌上交易”将取代传统的场内交易方式成为主流的新型交易模式。

（作者单位：南通市公共资源交易中心）