第一篇：基于Java的高速公路收費管理系統的設計與實現

基于Java的高速公路收費管理系統的設計與實現

【摘 要】本文闡述了基于Struts2+Spring+Hibernate開源框架實現高速公路收費管理子系統的開發流程。本文首先對Struts2、Hibernate、Spring等框架進行論述，其次描述了系統的需求分析與總體架構設計，包括系統的功能需求、性能需求、功能結構設計和體系結構設計等；然后詳細介紹了系統的各個模塊的具體實現，主要模塊有登陸模塊、數據錄入模塊、維護模塊等；最后，對系統進行的測試并對項目的主要工作和存在的不足做了論述。

【關鍵詞】Struts2；Spring；Hibernate

0 引言

基于B/S結構的Web程序的開發，有非常大的靈活性，允許用戶遠程訪問系統資源的同時能對數據平臺和管理訪問權限進行有效的保護。B/S結構軟件的所有的客戶端只是瀏覽器，也只需要管理服務器，更為快捷、方便、高效。與C/S體系結構相比，B/S體系結構不僅具有C/S體系結構的全部優點，而且具有客戶端零維護、可擴展性好、安全性好、資源重用性好等新的優點。系統需求分析

計算機收費系統式收費站的主要組成部分[3]。每個收費站由網絡服務器、管理計算機構成的上端管理系統和若干個車道控制計算機構成 的車道控制系統組成局域網。高速公路計算機收費系統的目標是：按照每輛車的車型和實際行駛里程收費；提高收費的工作效率，盡量降低由于收費過程引起的交通延誤，提高高速公路的通行能力；實現高速公路的現代化營運管理為智能運輸系統的實現留有一定的接口。基于系統的以上目標，收費系統應該具有以下功能：

1）實行計算機管理，盡量減少人為干預，保證車型判別的正確性。

2）系統能自動檢查設備運行狀態，能準確并及時地給出故障信息和故障排除信息。

3）系統應該是全天候、實時的，如收費車道應該在任何時間有車輛通過時能正常使用。

4）具有一定的報警功能，如遇搶劫時的遠程報警，與車輛沖關或進出口收費員判刑不一致時報警。

根據以上對系統需求的描述和功能的分析，對于收費管理系統，它主要處理的數據是收費數據，主要包括 4個模塊：數據登錄模塊，錄入模塊，維護模塊。技術平臺

2.1 MVC模式和Struts框架

MVC某種語言所特有的設計思想，而是所有面向對象程序設計語言都應該遵守的規范[4]。MVC思想將應用分為三個基本部分：模型、視圖、控制器。這三個部分將以最少的耦合協同工作，從而提高應用的可擴展性及可維護性。

Struts2是Struts的下一代產品，是一個優雅的，可擴展的Java EE Web框架[5]。它是Struts和WebWork的技術基礎上進行合并的全新的Struts2框架。但是，Struts2沒有繼承Struts1的血統，而是繼承WebWork的血統。Struts框架作為MVC模式的典型實現，對Model、View和Controller都提供了對應的實現組件。

2.2 Spring框架

Spring框架是一個分層架構，由7個模塊組成，各個模塊之間是相互的。Spring其他模塊構建在核心容器之上，其中，核心容器定義了創建、配置和管理bean的方式。系統實現

在系統需求分析和設計的基礎上，在系統的開發過程中，將SSH架構應用到實際的項目開發中，并且利用第三方報表開發軟件開發報表部分，極大地簡化了系統的開發，提高了效率。在整個系統的實現過程中，本文主要實現了收費管理系統模塊。

3.1 數據登錄模塊

用戶登錄模塊的設計中完全實現了MVC模式，實現了視圖與數據處理的分離。登錄頁面、修改密碼頁面以及登錄成功頁面構成視圖層；用戶登錄及修改密碼的請求應答控制由控制器實現；具體的用戶信息合法性由Struts2提供的客戶端輸入校驗完成，保證輸入信息的合法性。圖1是用戶登錄的簡要圖。

3.2 錄入模塊

數據錄入模塊主要就是報表文件的開發，設計報表文件，首先要打開設計器，連接到數據源，然后開始進行報表文件的設計。本模塊中報表文件，僅用于數據錄入，因此可以創建的報表應該選擇填報或參數表單。然后在快逸報表中的表格中填寫選項，設置選項的屬性要根據需求來設置，包括設置數據的格式，編輯的風格、是否可寫，能否為空等。

3.3 維護模塊

該模塊主要是負責維護人員名單的相關信息。由于本系統是內部人員使用的系統，用戶較少，不需要通過注冊來添加人員，而是通過該模塊來添加刪除人員或者修改其權限。

主要涉及到的信息包括：站號、用戶ID、用戶名、用戶密碼、班次編號、錄入權限、監視權限、統計權限、檢索權限、稽查權限、維護權限、票據管理權限、卡管理權限等，如表1所示。其中各種管理權限來自于用戶信息中purview字段，每個比特位代表一種權限。結論

系統采用SSH（Struts2+Spring+Hibernate）輕量級框架，完成了高速公路收費管理系統的開發，對三個框架的使用和集成有了深刻的認識。本文詳細介紹了三個框架的背景、相關技術以及內部實現原理，包括MVC的開發模式、ORM技術以及IOC和AOP，這些對于系統的開發有非常重要的幫助。項目基于MVC的思想進行開發，Struts2框架負責了表示層和控制層；采用Hibernate框架以面向對象的方式來訪問數據庫，極大地簡化了數據庫操作；Spring框架將業務層又細分為業務邏輯層和數據持久層，使得接口和實現進一步的分離，使開發者從繁雜的事務管理中解脫出來，而專注于業務邏輯的處理。

【參考文獻】

[1]彭艷玲，胡松濤.高速公路收費現狀與存在問題研究[J].山西科技，2008（04）：10-12.doi：10.3969/j.issn.1004-6429.2008.04.005.[2]吳煒，丁月華，文貴華.ETC車道控制系統的設計與實現[J].計算機工程，2001（05）：162-163.doi：10.3969/j.issn.1000-3428.2001.05.065.[3]郭敏.高速公路收費系統[M].北京：人民交通出版社，2002，7：15.[4]李剛.較輕量級JavaEE企業應用實踐[M].北京：電子工業出版社，2004，11：158.[5][美]巴西亞，等，編.Java企業級持久化技術指南[M].葉斌，譯.北京：科學出版社，2010，6：137.[6]白廣元.Java Web整合開發完全自學手冊[S].北京：機械工業出版社，2009，8：144.[責任編輯：丁艷]

第二篇：高速公路路政管理系統設計與實現

摘要

摘要

隨著公路建設的發展以及通過幾年的資料調查和分析研究，高速公路管理局擁有了較豐富的交通數據資料，但是對于路政資料數據的管理和保存沒有形成健全的系統，原有的管理手段與現行的發展形勢早已不相適應，在交通規劃和管理中沒有發揮應有的作用，造成了寶貴資料的浪費。本系統按照國家路政管理的相關法律法規和制度，根據路政業務和計算機信息管理的特點結合于高速公路路政管理的實際情況，使用計算機管理信息系統管理路政，建立基礎數據庫，并對數據進行基礎性的統計，方便于各級部門之間的數據交流，提高數據和報表的準確度。實現路政管理決策科學化和規范化，及資源的共享。本系統分為系統管理；處罰管理；案件處理；路政巡查管理；清障排障管理；員工管理；用戶管理；系統幫助.每個模塊包含了多個子功能，形成梯形結構的管理系統。

本文先介紹了本課題的研究背景、系統需求和主要研究內容；然后對系統中用的到理論知識和相關技術進行了詳細的闡述，包括開發工具、體系結構、工作流程、數據庫設計、處罰審核、系統測試等。該系統采用B/S三層結構的系統結構，開發技術選擇Jsp技術和Struts技術，以Tomcat作為Web服務器，選用SQL Server 2000作為后臺數據庫，客戶端采用瀏覽器來完成。論文中闡述了具體實現各模塊的方法。

高速公路路政管理系統的設計與實現完成后，試運行正常。該系統能夠方便、及時的和用戶交互，大大提高了高速公路網絡路政管理的效率，并且該系統易于維護。

關鍵詞：路政管理；java；處罰管理；ｂ/ｓ結構

I

Abstract

Abstract Along with the development of highway construction and through years of data analysis and investigation of research, highway administration has the rich traffic data, but for highways data management and save not form a sound system, the original management means and the current development situation already does not adapt, in transportation planning and management of doesn't play its role, caused the precious material waste.This system according to the national highway administration the relevant laws, regulations and systems, according to the highways business and the computer information management characteristics in highway road administration's actual situation, use computer information management system, establish the foundation database management of highways and the data were basic statistics, convenience in various departments between the data exchange and improve the accuracy of the data and statements.Realize road administration decision-making scientization and standardization, and resource sharing.This system is divided into system management, Punishment management;The case processing;Highways patrolled management;Intelligent troubleshooting management;The staff management;User management;The system helps.Each module contains more than one function, form trapezoid structure of management system.This paper first introduces this topic research background, system demand and the main research contents, Then on the system used to theoretical knowledge and related technology in detail, including development tools, system structure, working process, database design, punishment and audit, system test, etc.The system adopts the B/S three-layer system structure, development technology choice Jsp technology and Struts technology, with Tomcat as a Web Server, choose SQL Server 2000 as backend database, the client adopting the browser to complete.Paper expounds the concrete realization of each module method.highway road administration system design and implementation after finishing, commissioning normal.This system can be convenient, timely, and user interaction, greatly improving the highway network road administration efficiency, and the system is easy to maintain.Keywords Highway management；Java；Punishment management；B/S structure II

目 錄

目 錄

摘要.................................................................................................................................................I Abstract..........................................................................................................................................II 目 錄.............................................................................................................................................I 第1章緒論....................................................................................................................................1

1.1本課題研究背景及意義.........................................1 1.2國內外研究現狀...............................................3 1.3本文主要內容.................................................4 1.4論文組織結構.................................................5 1.5本章小結.....................................................6 第2章路政管理系統的開發構架........................................7

2.1高速公路簡介.................................................7

2.1.1產生背景...............................................7 2.1.2分類...................................................7 2.1.3特征特點...............................................7 2.1.4功能和經濟效益.........................................8 2.2系統的前景...................................................8 2.3系統的現狀...................................................9

2.3.1 系統的建設現狀..........................................................................................9 2.3.2 系統的運行和管理現狀...........................................................................10 2.4 系統的市場分析............................................11 2.5路政管理系統構架............................................11

2.5.1 B/S結構數據庫的應用...............................................................................11 2.5.2 B/S結構技術.................................................................................................12 2.6 系統開發關鍵技術與開發環境................................15

2.6.1 WEB技術..............................................15 2.6.2 Java簡介.............................................16 2.6.3 Java優勢與特點.......................................16 2.6.4 SQL SERVER............................................16 2.7本章小結....................................................17 第3章路政管理系統的需求分析.......................................19

3.1系統概述....................................................19 3.2業務功能需求................................................21

I

目錄

3.3系統數據與數據流程分析......................................24 3.3.1系統數據分析..........................................24 3.3.2系統數據流程分析......................................24 3.4技術指標要求................................................27 3.4.1系統目標..............................................27 3.4.2性能要求..............................................29 3.5本章小結....................................................30 第4章路政管理系統的設計與關鍵技術分析.............................31

4.1系統用例圖..................................................31 4.1.1處罰管理模塊用例圖....................................31 4.1.2案件處理模塊用例圖....................................32 4.1.3路政巡查模塊用例圖....................................32 4.1.4清障排障模塊用例圖....................................33 4.2 系統總體設計..............................................34 4.2.1系統網絡構架..........................................34 4.2.2系統總體構架..........................................36 4.3系統環境....................................................37 4.3.1運行環境選擇..........................................37 4.3.2系統開發環境選擇......................................38 4.3.3系統開發工具選擇......................................38 4.4 數據庫的設計...............................................38 4.4.1.數據庫設計原則........................................38 4.4.2數據庫體系結構........................................39 4.4.3存儲過程及其應用......................................45 4.4.4觸發器的應用及數據完整性的保證........................45 4.5系統設計的技術分析..........................................45 4.5.1 B/S體系結構技術......................................46 4.5.2JDBC技術..............................................48 4.6本章小結....................................................49 第5章系統關鍵模塊的實現...........................................51

5.1公共模塊的實現..............................................51 5.2用戶登錄模塊的實現..........................................52 5.3系統WEB界面的實現..........................................57 5.4路政用戶管理模塊的實現......................................57 5.5路政處罰管理模塊的實現......................................67

II

目 錄

5.6路政案件處理模塊的實現......................................72 5.7路政巡查管理模塊的實現......................................74 5.8路政出警管理模塊的實現......................................76 5.9路政清障排障管理模塊的實現..................................78 5.10系統測試...................................................79 5.10.1功能的測試...........................................80 5.11測試項目和結論.............................................80 5.12系統應用優勢...............................................84 5.13本章小結...................................................85 結論...............................................................................................................................................87 參考文獻......................................................................................................................................89 致謝...............................................................................................................................................91

III

第1章 緒論

第1章緒論

1.1本課題研究背景及意義

高速公路交通和基礎設施的建設總體水平還處于較低形勢，不能滿足改革開放和現代化建設的需要。仍然處于停滯狀態，大大影響到國民經濟持續穩定、健康的發展。為扭轉這一局面，維吾爾自治區交通廳必須以鄧小平理論為指導，在黨的十七大精神的帶領下深化經濟體制改革依靠科技進步大力發展以重要國道干線的新建或改建為中心的基礎設施建設；重點提高高速公路服務水平、技術等級及路網連通度加強公路管理與養護工作；加速通往邊境口岸公路的建設；適當修建經濟效益顯著的新線，以貧困縣鄉為重點積極發展縣鄉高速公路；加大運輸市場的宏觀管理。合理整頓車輛構成，努力降低運輸成本，提高運輸經濟效益，提高市場競爭力逐一建成一個以國道干線為骨架以五個經濟區中心城市向外輻射的干線公路為分支、以溝通城鄉的縣鄉公路為脈絡，布局合理、有較好的服務功能的公路運輸網。

公路將在2020年前建成以國道312線與國道314線[1]，為主的框架將是干線的主要公路網，近期公路運輸能力將有很大的改善，中期實現均衡發展，遠期適應全球經濟化的需要、有效地支持經濟到2020年，將是亞歐第二大陸橋運輸的洲際交通重要樞紐中心。

由于區域高速公路的規模越來越擴大，商品經濟使得人們的觀念也不斷發生著變化，在經濟利益的帶動下高速公路運輸和消費量加大，與此同時破壞高速公路路產和盜竊公路交通設施都威脅著公路事業的健康發展。由于公路的經濟效益、社會效益和路網服務水平在不斷的提高，研究完整的高速公路路政管理系統是至關重要的。

鑒于高速公路建設的發展以及通過多年的資料調查和分析研究，高速公路管理局具備了較豐富的交通數據資料，但是對于資料數據的管理和保存沒有形成完善的系統，原先的管理手段與當前的發展形勢已不相適應，在交通規劃和管理中沒有發揮到應有的作用，造成珍貴資料的浪費。本系統按照國家路政管理的相關法律法規和制度，通過路政業務和計算機信息管理的特點聯系高速公路路政管理的實際情況，用計算機管理信息系統管理路政，建立基礎數據庫，而且對數據進行基礎性統計，方便于各級部門之間數據的交流，大大提高了數據和報表的準確度。確保路政管理的決策科學化和規范化，實現資源共享。本系統分為了系統管理、處罰管理、案件處理、路政巡查、路障清除、員工管理、用戶管理、系統幫

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助八大模塊，每個模塊包含了多個子功能，形成一個梯形結構。

區域高速公路的規模日益增大，隨之增強了人們對商品經濟的觀念，經濟利益使得高速公路運輸和消費量加大，要想公路事業的健康發展有個健全的高速公路路政管理系統是至關重要的。開發高速公路路政管理信息系統具有以下方面的意義[2]：

（1）保障了高速公路系統的完整性；

高速公路基礎設施，都是國家財產，均要受到國家法律法規的保護，很多物質構建了一條完整、規范的高速公路，通過路政管理工作，應用路政管理法規，可以強制性的處理各種破損路產、違法違紀侵犯路權的行為，只有法律法規健全執行，高速公路才可能處于正常的運行狀態，高速公路的經濟效益和社會效益才可以充分地體現出來。

（2）更好的改變高速公路交通環境；

通過對高速公路路政的管理，采用強制性的措施，大大提高了高速公路的運行質量，保證了高速公路自身良好的道路條件，確保部分行車的視覺范圍，和沿線景觀協調美觀，排除行車的干擾；此外改善高速公路的交通條件，實現車輛的分流，禁止行人損壞隔離欄并從損毀的隔離欄處穿越高速公路。有了高速公路路政管理系統，將提高高速公路整體的交通環境。

（3）有效提高高速公路的使用年限；

如果我們想讓高速公路是專供機動車行駛的公路，想要全部采用環島控制機動車出入、渠化通行的方式，不準許非機動車輛、拖拉機、牲畜等駛入高速公路，就必須對高速公路實施路政管理才能保障它的使用質量和年限，而且按規范、規定實施管理也才達到高速公路使用的最佳效果。

（4）確保收費工作有序的進行；

高速公路收費事宜都要依據路政管理措施來保障正常秩序，高速公路建成后便負債國家銀行，只有有效的使用路政管理系統才能防范和堵塞各類偷逃交費的違章違法行為，通過路政的日常管理，方便快速的讓受益者順利有序的通行、才能讓高速公路收費工作有條有理的實現。

（5）有利于監督使用者自覺遵紀守法；

實現路政管理既是執法的過程也是學習教育的過程，讓發生在高速公路上的路政相關案件的調查處理得到及時的解決，也可以及時讓受罰者了解有關的法律法規，從而達到了宣傳教育的作用，受罰者在教育理解后將支持、配合高速公路路政工作的管理，有了良好的規章制度才能保障高速公路的安全暢通

第1章 緒論

（6）路政管理系統的開發是提高社會效益和經濟效益的必然產物。如果不實施路政管理，那么將無法實現統一、高效、集中的高速公路的安全暢通目標，更將達不到井然有序的工作狀況，從而導致公路運輸局面混亂，無法完成效益的最優化，必將影響實現社會經濟效益，為此路政管理是提高社會效益和經濟效益的必然產物。

1.2國內外研究現狀

1978年10月中國第一條全長373.4公里的臺灣基隆至高雄的高速公路建成。1988年10月31日上海滬嘉高速公路建成并且順利通車，結束了我國大陸沒有高速公路的歷史。隨著改革開放的推進和經濟的飛躍發展，我國高速公路事業也得到了質的發展。截至2009年底，全國高速公路通車總里程達到了51005公里，僅次于美國，居世界第二位，為全面建設小康社會提供了良好的交通運輸基礎保障。我國高速公路在未來的一段時間里，必將保持著較快的可持續發展勢頭。據了解，按照《規劃》目標，中國將花費巨資用30年時間完成“7918”國家高速公路網。8.5萬公里的高速公路網可覆蓋10多億人口，把我國人口超過20萬的城市全部連接起來，加上地方的高速公路，到時我國高速公路總里程將達到12萬公里左右。這將與當時的美國高速公路總里程相當。

國外都非常重視路政管理系統的總體發展規劃，目前，世界上已基本形成了以美國、日本和歐盟為主的三大研究開發陣營地?？傊?，美、歐、日本等國利用自身技術優勢在交通管理現代化方面的研究和應用方面走在了我國的前面。

美國的高速公路路政管理信息系統規劃是從1995年起首次正式發布了“國家智能交通運輸項目規劃”[4]，規劃中明確規定了智能交通系統的7大領域和29個用戶服務功能，并且確定到2010年的開發計劃。每一領域都包含相應的用戶服務功能。2001年美國運輸部和美國智能交通協會（ITS America）聯合編制的《美國國家智能交通系統10年發展規劃》明確了區域間作為一個整體系統的發展建設的主題。在現有的規劃下，美國的ITS的建設正在不斷走向的完善[5]，更好的緩解日益惡化的交通擁擠和無力繼續擴展交通基礎設施而形成的突出矛盾。目前，美國已經建立了完善的高速公路路政管理信息體系結構。

經濟的大發展，使得國內各大中小城市交通量持續增加，盡管修建了大量的交通設施，但是缺乏路政管理導致交通無法暢通。北京、上海、廣州等城市都意識到了高速公路路政管理信息的重要性，先后提出了路政管理系統的發展規劃，并進行了不同程度的開發和研究。但是國內各大中城市在專項應用信息、政府主導項目和民間商業運作等方面仍然與國外存在較大的差距。

[3]

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1.3本文主要內容

本文結合高速公路路政管理現狀，將高速公路路網現狀進行分析，分析系統平臺的總體框架設計，為了在于整合現有交通資源的基礎上，建立一套滿足于高速公路路政管理系統的維護、管理、監控和決策分析的綜合型信息系統，實現高速公路管理工作的全面信息化[6]。具體研究內容包括：

（1）分析高速公路路網信息化現狀；

（2）研究高速公路路政管理系統的現狀及存在的問題；

（3）研究系統平臺的總體架構、總體設計、數據庫設計、數據庫安全設計 及功能設計；

（4）研究平臺各個子系統的功能及實現的方法、信息技術的融合、信息安全技術的維護；

（5）進行高速公路路政管理系統設計。

本系統能夠對多種違反《高速公路道路管理條例》的案件資料、收繳的處罰罰款以及路政業務管理中所必備的裝備實現有效的管理與應用。違法者可以使用網絡進行需要的內容查詢，督促路政管理的各項管理內容能夠接受上級主管部門和全社會的監察。同時，系統能有效的對違章案件處理的質量進行評定，為路政案卷提供了必要的申請功能。系統應保障以下幾點功能能正常運行：

（1）系統必須滿足路政管理的業務需要，節約資金。能有效的推動高速公路路政管理信息化建設的飛躍發展。

（2）提高工作效率。實現業務按時處理，并提供違章案件的即時提示信息，避免錯過待辦工作信息的不完整。保障了工作效益同時也滿足了高速公路的暢通。

（3）優化辦事過程，要做到程序公開化、賠償內容的標準要符合國家法規。使得執法更加透明化，杜絕不良收入，做到秉公執法。

（4）快速查詢法律法規。相關管理部門要及時查詢相關業務內容及標準法律文書。及時更新新的法律法規，確保受罰者第一時間掌握最新內容。

（5）可以為執法者提供強大的智能數據查詢和統計功能，快速、準確、完整的提供參考數據。本系統支持聯機網絡，以滿足路政管理業務的各項業務發展的需要。

實現本系統科學、有效的進行路政管理就必須注意以下三點關鍵問題[7]：（1）原有人工處理路政處罰，與系統自動處理路政案件的問題

在高速公路路政管理的過程中原有的人工處理路政處罰，不論從案件筆錄、現場照相，路政巡查、還是路障清除、路政處罰、路政審批等整個業務過程都是

第1章 緒論

由人工處理和管理的,尤其是案件的類型、損壞程度的判斷等路政處罰項目方面操作中存在著業務不規范、工作透明度不高、熟人辦案、不合理收費、法律解釋不標準等諸多工作缺陷，因而導致高速公路路政管理效率不高。本系統嚴格按照國家相關法律法規執行管理，采用先進的計算機技術和數據庫訪問技術，在高速公路路政管理的業務規范和標準以及國家相關公路路政管理法的基礎上，創建了高速公路路政管理業務數據庫。對路政業務的處理過程，系統里按照工作人員輸入的基礎信息對案件類別進行了分析、自動判斷可以用于案件的受理申請和審批、實現處理路政執法案件等日常業務管理的自動化，做到處理的同時，同步完成提交入庫進行存儲；這項工作將是本系統的突破問題的關鍵。

（2）工作中原始數據檔案存檔的問題

高速公路路政管理可以將公路的產權、人為的破壞、超限運輸、路權的侵范等違章案件進行調查、處理。一旦案件處理完成后，就必須執行多種檔案留檔管理。在南疆很多高速公路管理部門，工作人員都是依靠人工來進行案件的歸檔。使用本系統后可以直接把案件進行掃描歸檔，保證了使用者的查詢，最終達到本系統無紙化的管理。但是各種檔案進行計算機存檔管理的同時，保存案件圖片時，只能處理位圖格式，無法處理壓縮的圖片，從而導致保存大量的檔案會占用相當大的硬盤空間，這個問題也是本系統的一項難點。

（3）系統安全防護性的問題

本系統采用兩層式瀏覽器/服務器B/S體系結構，因為B/S結構安全性較好，能方便的為各職能部門或數據庫管理員維護和管理數據時提供服務?；跒g覽器/服務器兩層邏輯模式的路政管理信息系統基本結構包括服務器和數據庫服務器。在這種管理系統下，核心組成的部分是數據庫系統，瀏覽器只是提供用戶界面、運行邏輯處理的應用。在B/S體系的下數據庫真正成了公共、專業化的儲藏倉庫，可以獨立的專門管理。

1.4論文組織結構

本論文分為五章。

第1章是緒論，從高速公路路政管理現狀引出本論文的研究背景、研究意義、研究目標與方法。

第2章是高速公路路政管理系統的開發構架應用優勢與相關技術分析，主要從系統的前景、系統的現狀、系統開發關鍵技術與開發環境上做研究。

第3章是高速公路路政管理系統需求分析、系統的設計目標、系統功能模塊及本章小結。

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第4章是高速公路路政管理系統的總體設計主要從系統網絡構架、總統構架、系統安全方面進行詳細敘述。

第5章是高速公路路政管理系統的主要功能設計與實現，分別以用戶權限模塊的實現、處罰管理模塊的實現、案件管理模塊的實現、員工管理模塊的實現、清障排障管理模塊的實現詮釋該功能及該系統的測試目的和結論。

1.5本章小結

本章主要在針對高速公路路政管理的特點，分析了高速公路路政管理系統的建設背景及意義，通過對國內外高速公路路政管理系統的研究指出了高速公路路政管理系統主要完成系統管理、處罰管理、案件處理、路政巡查、路障清除、員工管理、用戶管理、系統幫助八大模塊的設計與實現。

第2章 路政管理系統的開發構架

第2章路政管理系統的開發構架

2.1高速公路簡介

80年代之后，國民經濟發展步入了快速增長期，公路交通需求強勁增長，各地迫切要求加快高速公路建設，在這一時期，結束了沒有高速公路的歷史[8]。2.1.1產生背景

由于經濟的飛躍發展，汽車的使用者也逐漸的增多，使得高速公路成為經濟發展的必然產物。高速公路必須適應工業化和城市化的發展。所以高速公路的建設較多從城市的環路，交通繁忙的路段開始，逐漸成為以高速公路為骨干的城市交通主干道。2.1.2分類

高速公路按照它的功能可將它分為城市內部高速公路和城市外高速公路兩大類。如果按按它的距離長短可分為近程高速公路（500km以內）、中程高速公路（500--1000km）和遠程高速公路（1000km以上）三類；按照其布局形式分為：平面立體交叉高速公路、路堤式高速公路、路塹式高速公路、高架高速公路和隧道高速公路。2.1.3特征特點

高速公路設計行車速度，在野外大多按地形的不同，分為80、100、120公里/時三個等級；通過城市大多采用 60和80公里/時兩個等級。高速公路平面線形大多以圓曲線加緩和曲線為主，并重視平、縱、橫三維空間立體線形設計。高速公路在郊外大多為4或6個車道，在城市和市郊大多為6或8個，甚至更多。路面現多采用磨光值高的堅質材料（如改良瀝青），以減少路表液面飄滑和射水現象。路緣帶有時用與路面不同顏色的材料鋪成。硬路肩為臨時停車用，也需用較高級材料鋪成。在陡而長的上坡路段，當重型汽車較多時，還要在車行道外側另設爬坡車道。需要時，每隔2～5公里在車行道外側加設寬3米、長10～20米的專用臨時停車帶。

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2.1.4功能和經濟效益

高速公路在運輸速度方面有很大的提高，高速公路比其他公路肇事率和死亡率也低得多。高速公路里程一般只占公路總里程的1～2％，但其所擔負的運輸量占公路總運輸量的20～25％。高速公路造價高，用地多；但行車速度高，通行能力大，交通事故率小，故其投資費用一般只要7～10年即可由于其所節約的行車費用（包括燃料消耗、輪胎磨耗、汽車修理和養路費支出等）和運行時間以及所減少的行車事故而得到回償。

高速公路的建設和發展是經濟發展水平的風向標，高速公路的發展同中國各省市還有一定的差距，建設和管理方面的體制都不是很完善。加快高速公路建設是經濟社會發展的需要。隨著國民經濟的快速發展，物流、人流、商品流大幅度增加，提高運輸效率、降低運輸成本的要求日益迫切。

2.2系統的前景

國家經濟建設和國防建設的基礎設施是公路，全球經濟的發展進程無不與公路運輸有著密切的關系。公路交通設施的是否先進及公路運輸是否發達都是衡量國民經濟發展水平的重要標志之一。

地處西部邊陲，地域遼闊，居住點分散，城鎮大部分在盆地邊緣．國道312線、314線、216線、217線、218線將大部分縣市連接起來[9]。公路交通在綜合運輸體系中占有重要地位和主導作用，對促進區域經濟的發展，維護國家安全．保障社會穩定和民族團結發揮了重要作用。西部大開發戰略的實施．使近幾年的高等級公路建設速度及規模大幅度提高，將形成15個地州市(即烏魯木齊、昌吉、石河子、奎屯．伊寧、博樂、克拉瑪依、塔城、阿勒泰、吐魯番、哈密，庫爾勒、阿克蘇、阿圖什、喀什)高等級公路聯網。這些高等級公路將構成的干線公路交通網．同時建設的用以支持公路收費系統、監控系統的通信系統隨著公路網的建設也形成了一個高等級公路專用通信網。這個通信網的形成將促進交通專用通信網的進一步發展。

由于高速公路交通的快速發展，各種路政管理的信息內容和數據變得越來越復雜，一般的人工案件檔案管理形式在對付復雜的路況、路權方面的數據，以及路權歸屬內容，將是業務管理的信息最大化，同時各類文件的存檔管理、各類法律法規的查詢、各類數據的存管和業務人員的統籌等等問題出現時，更加表現的停滯。經常有一些重要的數據和信息出現丟失或無法查詢，對需要及時處理的信息數據無法正常、有效的進行反饋，且在進行歷史數據分析上更無從進行總體的把握，不能有效的進行遠期的規劃及預測。另經過調研了解，我國各各省、市、第2章 路政管理系統的開發構架

縣和地方的公路路政部門的管理工作都各自進行管理，溝通較少，缺乏信息同享化、共優化，從而導致管理部門領導信息嚴重停滯，促使在判斷上存在誤差的指示。為了確保共享利用現有的公路交通資源，有效提高公路運輸，在保障運輸的前提下維護好高速公路各類相關基礎設施，同時加快提高路政的管理水平才能使高速公路信息處理的準確性有效的進行提高。

計算機網絡信息化建設在20世紀后得到了飛度的發展，在發展的前提下，高速公路路政管理的信息話得到了準確、有效的發展，將計算機信息技術應用在路政管理工作上可快速進行有序的管理，使用計算機網絡等設備進行儲存、判斷、統計大量的路政管理方面的內容，將可以解決路政管理信息的問題，并且可以為決策者提供決策內容的準確行，達到有效的、及時的、科學的進行掌握判斷。為此，高速公路路政管理系統的建設具有時代意義。在此前提下，本文以維吾爾自治區高速公路路政管理系統為例，在充分了解公路路政管理的各要素、方面和機制的情況下，已對整個系統的運行過程進行多方面的調研和了解，分析系統的數據特征和業務功能需求，詳細地闡述了高速公路路政管理系統的信息特征和構建思想。

2.3系統的現狀

2.3.1 系統的建設現狀

高速公路路政管理系統包括監控、收費系統。監控系統是保障機動車輛在行駛情況下的運行狀況以及高速公路出現的各類隱患進行監測，達到安全、舒適的目標。收費系統是保障高速公路建設費用的償還及道路維護保養的費用管理，達到使用者使用道路情況下安全保障，同時也是發展高速公路事業的重要核心之一；通信系統是綜合監控系統、收費系統時時管理的基礎平臺，是整個管理系統的通訊保障；綜合信息管理系統是通過各子系統的集成，達到資源的利用和共享，提供使用者各類交通信息的服務[10]。

本系統監控內容可劃分為路政管理中心計算機系統、道路監控儀器、超速監控攝像等，監控系統將時時為使用者提供360度可旋轉拍攝，從而有效的解放使用者眼睛，達到眼觀四方。區域高速路收費系統可以劃分為收費站、收費管理中心，但是從現狀而言，決策者不能及時了解當天或小時收費情況，從而導致決策者的判斷能里。本系統按層次分為省、市、縣區域網，自治區區域網及市、縣、鎮區域網系統組成。高速公路運行管理信息系統內容可以包括五層結構：

1、接口層；

2、信息采集層

3、信息處理層

4、業務辦公層和決策支持層。

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2.3.2 系統的運行和管理現狀

高速公路網絡監控部門負責整個高速公路路網監控系統的協調、指揮、調度、數據分析、統計以及道路救援內容的工作，該高速公路聯網監控系統能較為全面宏觀監控路網交通及運行的狀況。通過對監控數據的分析整理，匯集路段監控的采集數據，對高速公路進行監控。當路網內出現交通擁堵、重大交通事故時，監控中心通過發布控制指令，對可變情報板、可變限速標志等交通誘導設備和相關媒體進行播報控制。并通過GPS車輛定位系統，就近調用管理處任意車輛配合相關部門協調各路段交通流，從而保證整個路網的暢通。

其間，管理處與烏奎交警支隊就高速公路視頻監控圖像聯網共享進行了研究，中心建立后將有效對接烏奎交警支隊卡口監控管理系統，在全疆范圍實現監控資源跨級、跨部門共享。最大限度地滿足對高速公路交通運營狀態的控制、監督和指導，為出行者提供一個良好的公路服務環境。

自從高速公路對車輛進行收費以來，收費技術經歷了從低級到高級，從功能簡單到完善的過程。通行券在高速公路收費系統中起著重要的作用。

通行券就是攜帶高速公路名稱、車輛類型、人口站名或編號、人口收費員號、通過入口站的日期及時間等信息的載體[11]。

通行卷根據要求分為紙質通行卷和磁性通行卷，紙質通行卷是路政單位根據實際需求向印刷場進行定制的，屬于一次性原料。該通行卷只能在特定高速公路路段使用，卷面印有車輛類型、收費員名稱及下個收費站名稱，紙質通行卷根據日期的到期日進行回收，一般由高速公路收費站收費員進行蓋章回收。

現有高速路段部分采用紙質通行卷，對每個高速公路收費站而言，需要對車輛、車型進行多種類劃分，這就意味著工作人員將重復一種工作，且效率相當低，那就是收費、蓋章、整理通行卷，促使工作人員工作效率低，對于管理者也從在相當難度的管理。

從八十年代后期，紙質通行卷在被磁性通行券代替的情形下，已成為許多國家重要的使用品，也將逐步成為一項成熟的技術。

我們所說的磁性通行券可劃分一次性使用和重復性使用兩種。一般來說，一次性使用的磁性通行券卷面材料使用磁性材料進行涂刷，而對磁性通行卷來說，他的規范已成為世界上標準進行定制的，不管是材質、尺寸、性能都一一按國際要求定做，使用者可以在進入高速公路時領取一張通行卷，到達目的后進行讀取，方便收費人員有效的控制。

重復性使用的磁性通行券也就是我們所見到的銀行信用卡一樣，可以進行重復使用，在使用者進入高速公路后領取一張卡，并在出口處進行遞交，而其他使

第2章 路政管理系統的開發構架

用者可以在這個收費口領取一張磁卡，下個收費站遞交，這樣即可以減少路政部門成本，又可以增加管理。

由于磁卡具有較高的儲存和讀取功能，而從工作原理來說，它與銀行卡具有同等能力，為此，部分高速公路路段已使用該卡，并可以聯網使用，從另一方面講，它即節省了收費工作人員直接接觸貨幣清數的問題，又可以減少不良的灰色收入，此類卡可以根據使用情況循環使用。

2.4系統的市場分析

根據“十五”期間維吾爾自治區公路路政管理的基本目標，到2011年底，必須達到路政管理系統的健全，保障路政管理網絡暢通，達到執法水平明顯提高，在使用過程中，達到由區域管理發展至全疆、全國管理的轉變，在使用工作操作中，達到按照國家法規法律進行行政執法的轉變。根據維吾爾自治區的路政管理主要進行行政措施來判定，缺少科學、準確的管理措施，使決策者在缺乏科學性、缺少數據性的情況下進行決策，導致高速公路管理不規范化、合理化。隨著二十一世紀公路快速發展的前提下，我們要緊隨時代發展的步伐，逐漸使路政管理系統走向成熟，要讓使用者、決策者發展原有的管理已在不適應時代的發展，從而必須了解和掌握現代化管理程序進行管理，計算機系統的發展已成為高速公路日常事務管理的核心組成部分，成為高速路發展的重要核心，高速公路的信息化、準確性、安全性可以全部依托計算機系統進行評估、判斷。高速公路的成與否主要取決于管理，管理到位了，自然高速公路就可以暢通無阻。

2.5路政管理系統構架

2.5.1 B/S結構數據庫的應用

最簡單的B/S體系結構的數據庫應用，由兩部分組成，即瀏覽器和數據庫服務器程序。二者可分別稱為前臺程序與后臺程序。服務器相當于數據庫，服務器程序啟動后，客戶機經過瀏覽器向服務器發送請求，并由服務器數據庫整理后進行響應；如自己使用電腦上的客戶瀏覽器，對于服務器電腦可作為客戶電腦。如需對服務器數據庫內容數據進行操作，瀏覽器將會自動找到服務器程序，并由客戶機發送請求，服務器根據規則進行響應，反饋最終數據。

在典型的B/S數據庫應用中，數據的存儲管理系統，是服務器程序單獨運行的，根據通常把那不同的（不管是已知還是未知的）前臺應用所不能違反的規則，在服務器管理程序過程中統一實現，比如訪問者是否可以進入高級權限或只能進

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行查詢權限等規則。服務器所有管理，對于高級權限工作者是清晰化的，查詢者不能更改高級權限所管理的內容，只能工作完成查詢者所需查詢的內容。在B/S體系的下，計算機服務器數據庫已可以成為共享、專業、優化的數據倉庫，高級權限者可專門進行管理，方便客戶機使用。2.5.2 B/S結構技術

B/S模式在邏輯上可以將功能化分為三層：第一，客戶顯示層、第二，業務邏輯層、第三，數據層[12]?？蛻麸@示層為客戶機用戶提供所需內容的圖形界面，可以幫助用戶快速理解該內容及用戶所需服務內容。業務邏輯層居于客戶顯示層和數據層中間，特別為路政管理業務提出一個邏輯性層次，而邏輯層包含了與系統相關的應用模型，并能準確的應用于用戶表示層和數據層分開。而該層次也將供客戶應用程序和數據服務程序進行有效的聯系，從而展現給客戶應用程序。數據層是B/S模式中底層，用來詮釋、維護、訪問和及時變更數據管理和達到應用服務對數據庫的請求，從而良好的經Web使用。

B/S系統有3個基本部分組成：客戶機顯示層、服務器和中間件（Middleware）。

瀏覽器/服務器（B/S）模式結構一般有兩種，分別包括兩層結構和三次結構等。

B/S兩層結構及工作原理

B/S兩層結構是目前最常見的管理系統應用中的系統架構。瀏覽器/服務器(Browser/Server)兩層計算模式在基于WEB的數據處理中具有里程碑意義。這種模式為多用戶系統提供了前所未有的雙向交流靈活性，在各種類型的WEB軟件系統設計與開發中得到廣泛應用。

基于瀏覽器/服務器兩層邏輯模式的路政管理系統基本結構包括客戶機（瀏覽器）和數據庫服務器。在這類的路政管理系統中，核心組成部分是數據庫系統，因此也可以把這類系統看作一個數據庫應用系統。客戶機瀏覽器只提供用戶界面、數據提交。數據庫服務器接受客戶機瀏覽器提交指令后對數據庫進行業務處理，并返回處理結果。B/S 兩層結構的邏輯模型見圖2-1所示。

第2章 路政管理系統的開發構架

圖 2-1 B/S二層結構邏輯模型圖 Figure 2-1 B/S layer structure logical model 客戶機服務器客戶機瀏覽器（開發語言HTML、JSP、PHP、ASP、NET等中間件MSSQLOracleMySQL（1）客戶機瀏覽器

客戶機瀏覽器提供界面及數據提交，并將這些請求數據提交到服務器。（2）服務器

在服務器上運行的計算方式表示為后端處理。后端處理設備是集于存儲、操作、數據保護等執行的一種工程。該服務器中軟件包含了OSI和其它網絡操作軟件，而該服務器可以提供操作程序和服務程序為客戶機進行服務。從瀏覽器接受數據請求。

客戶機發送數據的請求響應。判定結果并上傳瀏覽器供客戶機使用。對其進行完整性自查。權限的控制及操作。

服務失敗后，自動恢復應用。及時、準確進行查詢，不斷完善更新。（3）中間件

中間件是保障使用過程中各網絡程序和硬件相互進行的連接的準確性及穩定性，從而隱蔽了網絡部件的差異性，可以保證各類網絡訪問的清晰化，即以下三個清晰性：網絡清晰性、服務器清晰性、語言清晰性。

根據使用用途的不同，普遍有著不同種類的中間件。該系統使用的中間件是服務器數據庫訪問件OLEDB的ADO數據庫訪問技術，它可以有效的使客戶機上的應用程序訪問服務器上數據庫的聯系機制，可以有效的將計算機網絡進行隱藏。

B/S 數據庫WEB程序在很多系統中都有較好的幫助和支持，如ASP、PHP、JSP都是很不錯的數據庫操作軟件，對于路政管理系統而言，系統越小、更新越

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快、應用更為寬廣已成為開發系統的重要的輔助方案，對于客戶機與服務器瀏覽更為準確、及時，也是重要的一個指標。

B/S三層結構及工作原理

該系統需在二層構架的平臺上增加了業務邏輯層，也就是說業務邏輯層可以單一的進行程序處理，方便用戶在使用界面上與應用邏輯不同于一個平臺上，通訊協議可以由用戶自定義完成，這樣的構架設計，可以使所有用戶共享邏輯平臺，而三層結構設計存在的最大區別就是不能共享化?，F狀而看，國內高速公路路政管理系統大多數都是由B/S三層以上構架完成的。B/S三層結構邏輯模型見圖2-2所示。

COM、CORBA瀏覽器界面（客戶機）應用服務（業務邏輯）ODBC、ADO、BDEOracleMySQLMSSQL 圖 2-2 B/S三層結構邏輯模型圖 Figure 2-2 B/S three-layer logic model 與B/S兩層結構的路政管理系統相比，B/S 三層結構中突出的變化是增加了應用服務器。瀏覽器的任務減輕了，不再需要處理復雜的業務邏輯，而是將業務邏輯交給應用層去處理，應用層封裝了原來瀏覽器的所有業務規則和業務處理邏輯?；贐/S三層結構的路政管理系統的數據層的功能和特性和兩層結構中的數據庫服務器也基本相同。

根據高速公路路政的現在路政管理的要求本系統采用了簡單的B/S兩層結構的邏輯模型。

B/S架構的主要技術優點為：

（1）有較好的活躍性和塑造型。根據各層平臺不斷的更新變動，系統主要對應用層進行更變，就可以使其達到共享，有較好的活躍性是B/S構架主要的優點之一，方便操作者在應用層進行隨時更改，同時不同服務器可以為不同客戶應用程序提供所需應用服務，這樣即可以節約資金費用，又可以在時間度內節省時間，該系統有較好的安全保護性，為保障客戶使用安全，應用服務器可以控制數據更改，以及低權限的訪問層次，合理的按規則進行服務。

（2）B/S模式只要有網絡的地方就可以使用，很少對客戶端進行維護，減

第2章 路政管理系統的開發構架

少IT管理人員工作負荷。B/S模式可以將服務集中在一起管理，統一服務于客戶端，從而具備了良好的容錯能力和負載平衡能力，方便維護。

2.6 系統開發關鍵技術與開發環境

2.6.1 WEB技術

Web是一種典型的分布式應用結構。Web應用中的每一次信息交換都要涉及客戶端和服務端。因此，Web開發技術大體上也可以被分為客戶端技術和服務端技術兩大類[13]。

(1)服務器技術。從功能上解釋，它提供網絡上其他客戶機發送請求的處理，并提供響應的服務；它主要是與WEB服務器構建的一部分，用于以一為多通訊的方式，也是服務器軟硬件及其他服務器構建的平臺[14]。

(2)CJI(Common Gateway Interface)技術，CGI是外部擴展應用程序與服務器交互的一個標準接口。按照CGI標準編寫的外部擴展應用程序可以處理客戶端輸入的協同工作數據，完成客戶端與服務器的交互操作。這在實際應用中非常有用，如可以編寫CGI外部擴展程序來訪問外部數據庫，客戶端用戶可以通過它和服務器來進行數據查詢[15]。CGI一般分兩種：標準CGI和緩沖CGI。所有的服務器均應支持標準CGI，按標準CGI編寫的程序與具體的服務器無關。而按緩沖CGI編寫的程序與www.tmdps.cnmon Gateway Interface 通用網關接口）的結合體，它沒有提供專門的編程語言，而是允許用戶使用包括VB script，Java script等在內的腳本語言編寫ASP的應用程序

[17]

。ASP的程序編寫比HTML更方便、更具靈活性。它是在WEB服務器端運行后，再將運行結果以HTML格式傳送至客戶端的瀏覽器。因此，ASP比其他腳本語言要可靠。

(5)ASP.NET技術。ASP.NET不僅僅是ASP下的一個版本，而且是一種建立在通用語言上的程序構架，能被用一臺WEB服務器來建立強大的WEB程序，ASP.NET提供這WEB模式開發的強大優勢。

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(6)Servlet、JSP技術。由于JSP/Servlet都是基于Java的，所以它們也有Java語言的最大優點，也就是說它可以一次編寫，隨處運行，系統可支持多種平臺，基本上可以在任意平臺進行開發，且安全性也是很強大的，多樣化以及功能強大促使成為它最終優勢。2.6.2 Java簡介

Java技術是一門編程語言，也是一個平臺，它基于Java虛擬機技術，借助這個東西建立了跨平臺的優勢。Java編程語言與眾不同之處在于：Java程序既是編譯型的（轉換為一種稱為Java字節碼的中間語言），又是解釋型的（JVM對字

[18]節碼進行解析和運行）。編譯只進行一次，而解釋在每次運行程序時都會進行。編譯后的字節碼采用一種針對JVM 優化過的機器碼形式；解釋器是JVM 的實現。

2.6.3 Java優勢與特點

(1)Java語言是簡單的。Java與C++極為相似，但卻簡單得多。高級編程語言的所有特性中，不是絕對需要的都已刪去了。

(2)Java語言是一個面向對象的的語言[19]。Java是一種面向對象的編程語言。除了簡單的類型，如數字和布爾算子之外，Java中的大部分都是對象。并且Java支持單繼承類層次結構。這就是說，每個類一次只能繼承一個別的類。有些語言允許多繼承性，但這可能造成混亂，使語言不必要地復雜化。

(3)Java是靜態類型的。在一個Java程序中，必須定義所用對象(數字、字符、數組等)的類型。這有助于編程人員很快發現問題，因為當程序編譯時可以檢測類型錯誤。不過，Java系統中的對象也有動態類型。要求一個對象為動態類型往往是可能的，所以編程人員寫的程序可以對不同類型的對象做不同的事。

(4)Java是健全的。Java程序不可能造成計算機崩潰。Java系統仔細檢測對內存的每次訪問，確認它是合法的，而且不致引起任何問題[20]。不過，即使Java程序也可能有錯誤。如果出現某種出乎意料之事，程序不會崩潰，而把該例外拋棄。程序會發現這類例外，并加以處理。傳統的程序可以訪問計算機的全部內存。程序可能(無意識地)修改內存中的任何值，這就會造成問題。Java程序只能訪問內存中允許它們訪問的那些部分，所以Java程序不可能修改不擬修改的值。2.6.4 SQL SERVER MSSQL Server 2000 采用客戶/服務器模型，即服務器來存儲數據庫，該服

第2章 路政管理系統的開發構架

務器可以被多臺客戶機進行訪問，數據庫應用的處理過程分布在客戶機和服務器上[21],MSSQL Server2000有如下功能：

（1）Internet 集成；

SQL Server 2000 數據庫引擎提供完整的XML 支持。它還具有構成最大的Web 站點的數據存儲組件所需的可伸縮性、可用性和安全功能。SQL Server 2000 程序設計模型與 Windows DNA 構架集成，用以開發 Web 應用程序，并且SQL Server 2000 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服務等功能，在Web 應用程序中包含了用戶友好的查詢和強大的搜索功能。

（2）可伸縮性和可用性；

同一個數據庫引擎可以在不同的平臺上使用，從運行 Microsoft Windows 98 的便攜式電腦，到運行 Microsoft Windows 2000 數據中心版的大型多處理器服務器。SQL Server 2000 企業版支持聯合服務器、索引視圖和大型內存支持等功能，使其得以升級到最大 Web 站點所需的性能級別。

（3）數據庫功能；

SQL Server 2000 關系數據庫引擎支持當今苛刻的數據處理環境所需的功能。數據庫引擎充分保護數據完整性，同時將管理上千個并發修改數據庫的用戶的開銷減到最小。SQL Server 2000 分布式查詢使您得以引用來自不同數據源的數據，就好象這些數據是 SQL Server 2000 數據庫的一部分，同時分布式事務支持充分保護任何分布式數據更新的完整性[22]。復制同樣使您得以維護多個數據復本，同時確保單獨的數據復本保持同步?？蓪⒁唤M數據復制到多個移動的脫接用戶，使這些用戶自主地工作，然后將他們所做的修改合并回發布服務器。

（4）易于安裝、部署和使用。

SQL Server 2000 中包括一系列管理和開發工具，這些工具可改進在多個站點上安裝、部署、管理和使用 SQL Server 的過程。SQL Server 2000 還支持基于標準的、與 Windows DNA 集成的程序設計模型，使 SQL Server 數據庫和數據倉庫的使用成為生成強大的可伸縮系統的無縫部分[23]。這些功能使您得以快速交付 SQL Server 應用程序，使客戶只需最少的安裝和管理開銷即可實現這些應用程序。

2.7本章小結

本章主要在對高速公路路政管理大量調研的基礎上，分析了現有管理系統建設的現狀、指出了存在的主要問題。對系統構架和數據庫的應用進行了簡單的介紹，分析了系統關鍵技術WEB技術、JAVA技術和Sqlserver數據庫。

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第3章 路政管理系統的需求分析

第3章路政管理系統的需求分析

高速公路路政管理系統的前期調研分析是該系統開發的起始點，也是在開發中最主要的一個環節，只有清楚的了解了該系統需要的功能、行為、性能的前提下，通過對使用環境進行研究分析，達到問題的出處所在，并與其建立相關模型，按用戶需求進行準確化、完整化規則進行解釋說明，最終形成管理系統的模式，而從管理模式的分析中應用開發軟件進行編程，這一系列構成了開發周期的分析階段。

3.1系統概述

據調研分析，高速公路路政管理是按照交通廳頒布的《公路道路管理條例》執行高速公路轄區內的維修、養護、收費等任務的管理，作為高速路管理中心必須采用高效率措施對其機動車、貨運車進行嚴格管理，保障高速公路道路暢通，同時根據現有監控措施對道路及附屬公共設施進行監察管理[24]。近年來，由于科學技術的迅速發展，計算機編程系統已遍及各行各業，由于高速公路管理系統具有特殊性，為保證路政管理能高效、安全的對高速公路進行管理，滿足高速公路路政管理的需求，本著認真、負責的態度，使用計算機信息技術達到該路政管理的范疇，為此決定開發此軟件系統。

高速公路路政管理系統主要的核心目的就是使路政管理得到充分的發揮，對于各種違章違法案件進行收集、歸檔，以及對處罰收繳的罰款進行監督，從而杜絕了執法人員不秉公辦事的原則，達到公平、公正的執法態度。本系統設計構思主要是想利用系統功能，便于違章違法者查詢違章違法內容，從而宣傳、學習相關法律知識，達到路政管理的最終目的。

高速公路路政管理系統以高速公路路政基本管理為目標，以信息管理為基礎，采用成熟、先進的計算機軟件開發工具和數據庫技術，融入科學的人事管理思想和模式，對高速公路路政管理中的信息進行采集、儲存、加工、處理和分析，使其及時準確地反映高速公路路政狀況、人員分配情況、處罰情況等信息，為各層管理者提供快速準確的路政管理依據與輔助決策數據[25]。高速公路路政管理系統組織結構圖見圖3-1所示：

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登錄界面主框架窗口系統管理處罰管理案件處理路政巡查管理清障排障管理員工管理用戶管理系統幫助數據備份數據恢復數據初始化日志記錄繳納罰金處罰查詢處罰明細報表案件總結部門認可領導審核條件查詢巡查記錄出警登記路障通知違章物登記清障值班管理清障票據管理清障裝備管理新增員工員工離職員工維護員工查詢新增用戶刪除用戶用戶維護用戶查詢 圖 3-1高速公路路政管理系統組織結構圖

Figure 3-1 highway road administration system organizational structure 系統從功能結構上應分為三個層面:基礎數據層、業務處理層和決策支持層（1）基礎數據層

基礎數據層含的是變動很小的靜態數據，主要有兩大類，一類是員工管理基本數據，如員工姓名、性別、學歷、部門、工資等；另一類系統數據，如處罰管理、案件管理、路政巡查管理、清障排障管理等?；A數據在系統初始化的時候要用到，是整個系統正常運轉的基礎。

（2）業務處理層

業務處理層是指路政執法人員在業務管理流程中的內容，而這些內容根據業務流程不斷的更新完善，路政管理者將對其應用該系統進行更新管理，例如變更后職工數據、業績考核數據、績效管理數據、工資體系等，而這些更新后的數據對于管理者將清晰明確，并可根據數據內容對員工進行業務水平的提高起到決策性的作用。

（3）決策支持層

我們所說的決策支持層是通過大量的業務基礎數據上而進行決策的一種手段，決策者可以通過數據的統計和分析，就能快速獲得所需信息，如繳納罰金情況、巡查情況、案件處理情況、清障排障情況等。這不僅能提高路政管理效率，而且可以隨時得知最新的路政狀況。

第3章 路政管理系統的需求分析

3.2業務功能需求

業務功能需求分析將是系統開發的重要環節，它取決于系統編程是否有統計分析過程，也是人機對話的重要內容，它可以是從基本的數據庫進行查詢，也可以是從案件受理過程中查詢，但最終的目標是將分析內容進行匯整。我們常說將不安全因素發現于萌芽狀態中，經常分析研究可以提早預防早期的錯誤，從維護、檢索中找出問題所在，從而加快軟件的開發率，也是改進軟件質量的重中之重。

本系統在分析過程中常會出現問題，而我們首先要考慮到就是高速公路路政管理體制是否在系統中變現出來，而在實際中，欠缺的就是實際了解，在分析過程中，首先要了解該組織的系統體系結構，從而劃分組織名稱，并按照組織的流程劃分各業務內容，在社會不斷的發展中，該組織可能擴大業務范圍，也可能萎縮業務范圍，在這頻繁的變化后，可能會引發組織本身的變化，而業務流程可能沒有什么變化，本系統在開發過程中將以組織結構業務流程進行設計，避免工作人員在變換崗位后不能直接了解業務內容而浪費不必要的時間。所在在高速公路路政管理系統中要明確其行政組織構架，也要分析出業務功能為主的分級構架，高速公路路政管理部門的核心任務是:抓住高速公路路權管理，保障執法人員秉公執法過程的管理[26]。本系統業務范圍主要是以轄區單位來劃分。整個高速公路路政管理系統業務功能可以表述為見圖3-2所示的樹型結構。

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系統管理數據備份數據恢復數據初始化日志記錄處罰管理繳納罰金處罰查詢處罰明細報表案件總結部門認可領導審核條件查詢巡查記錄出警登記路障通知違章物登記清障排障清障值班管理清障票據管理清障裝備管理新增、維護、刪除、查詢新增、維護、刪除、查詢系統幫助新疆高速公路路政管理系統案件處理路政巡查員工管理用戶管理系統幫助

圖 3-2高速公路路政管理系統業務圖

Figure 3-2 highway road administration systems business map（1）本系統路政管理數據包含本文、圖像、圖形。（2）及時、高效的進行操作的特點。

（3）數據庫及時更新、完善，確保數據性的完整、準確。（4）數據庫實行并網，通過權限實現信息共享。

（5）依照數據分布策略，對其進行分割，達到數據清晰化。（6）數據分布點之間數據應具備獨立性。

（7）按期匯整節點數據，核實、審核數據的真實性，保障數據的完整性。（8）簡單從優考慮數據查詢狀況，優化服務器響應時間。（9）定期自動數據備份，保證數據的安全性。（10）通過設置權限，優先考慮高權限程度。

根據上述路政管理系統的需求分析，本路政管理系統主要包括“系統管理”、“處罰管理”、“案件處理”、“路政巡查”、“清障排障”、“員工管理”、“用戶管理”、第3章 路政管理系統的需求分析

“系統幫助等八個模塊。其中處罰管理、案件處理、路政巡查、清障排障是本系統的核心。

（1）系統管理

系統管理主要包括：數據備份、數據恢復、系統初始化、日志記錄。其中數據備份與恢復可以實現對該系統可以隨時進行存儲，以防止丟失數據，系統初始化可以對該系統還原到最初安裝的狀態及數據，日志記錄是對用戶登錄上來對系統的操作進行記錄，防止發送錯誤入侵等。

（2）處罰管理

處罰管理主要包括：繳納罰金、處罰查詢、處罰明細報表。其中繳納罰金是對違章人員所處罰金進行錄入管理。處罰查詢是將已交過的罰金和未交的罰金進行區分，并可以隨時查詢。處罰明細報表是處罰的具體情況和罰金數進行查看打印。

（3）案件處理

案件處理主要包括:案件總結、部門認可、領導審核、條件查詢。其中部門認可是對案件的處理過程是否得到部門人員的同意，并有領導審核后簽字后才可以處理案件。

（4）路政巡查管理

路政巡查管理主要包括：巡查記錄、出警登記、路障通知、違章物登記。其中巡查記錄是根據某路段故障信息進行記錄，出警登記是每個人員在出去巡查時都要進行登記包括物品登記。如果有遇到故障會隨時發布便于通行。

（5）清障排障管理

清障排障管理主要包括：清障值班管理、清障票據管理、清障裝備管理。其中清障票據管理是在處理故障過程中產生的費用進行錄入審核后報銷并打印票據留底。

（6）員工管理

員工管理主要包括：新增員工、員工離職、員工維護、員工查詢。這樣可以對員工進行增加，離職或調崗員工進行維護，可以查詢員工的具體信息。

（7）用戶管理

用戶管理主要包括：新增用戶、刪除用戶、用戶維護、用戶查詢。可以對用戶進行管理，方便整體系統的操作。

（8）系統幫助

設置一個幫助文件，幫助操作人員進行問題的解決。

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3.3系統數據與數據流程分析

3.3.1系統數據分析

信息的載體是數據，是本系統主要處理的內容，為全面的掌握資料，首先要準確的匯總、分析數據內容，是本階段重要分析的過程，在此基礎上如果出現問題，就要返回前面的業務流程中明確，在分析過程中經常出現數據缺失、運行過程不和理、處理內容存在問題，導致數據分析不徹底等問題，應及時在此過程中進行研究處理[27]。

在系統數據匯總、分析等幾個步驟的前提下，要明確數據和數據流程的內容，通過調研分析、檔案查詢、與實際工作人員交談等工作后，統計所要匯總的資料數據，并將這些數據分為輸入、輸出信息及信息處理內容，儲存方式等相關類型，并將這些數據進行原材料匯總，其中可能有些陳舊、不明確直接用于本系統中的，在做系統分析進行取舍，并長期不斷的補充更新。數據分析應按系統目標和流程進行，按照流程內容進行劃分，并應對重點數據進行匯總分析，特征分析包括以下幾方面的內容:（1）分析數據的類型內容，以及特別的要求等等。

（2）準確的數據范圍，以及校驗、審核系統功能都十分重要。（3）根據流程內容確定業務范圍。

（4）定期、不定期了解業務量內容，明確儲存量。（5）根據權限的不同，設置相應的保密措施。3.3.2系統數據流程分析

系統數據流程分析是將系統流動狀態下獨立變現出來，去除了組織構架、業務工作、材料等，只從數據中查實業務的數據處理情況，數據的分析包含了信息的處理、接收、儲存等內容[28]，而目標就是要從中發現數據流通問題，例如數據不通、數據處理不符合內容等，而問題的發現屬于原系統的雜亂，流程本身存在問題，而有些可能是數據流程內容存在誤差。為避免以后問題的存在，盡可能的及早進行解決，保障新系統實現此項功能。

原系統的數據采用多層的數據流程來實現系統的功能，而有效的改善存在的問題應按照現有的業務流程進行分析，全面了解、掌握數據處理過程，編制較完善的數據流程圖。

（1）高速公路路政路政管理信息系統第一層數據流程圖

高速公路路政管理系統的第一層數據流程圖是要概述該系統數據是否流通，第3章 路政管理系統的需求分析

以及接收、發送的方向，根據現有公路管理轄區，全疆高速公路路政系統必須有相關數據的流通。交通廳應提出高速公路相關法律法規，公路管理局、公路規劃、建設和養護部門都應向公路路政管理系統提供信息的輸入和輸出要求[29]，具體見圖3-3所示: 其他地區公路路政管理系統同一線路在其他地區的路政信息路政信息統計報告路政信息統計報表自治區交通廳、公路管理局路政工作計劃安排新疆高速公路路政管理系統公路路政信息公路規劃、建設、養護部門自治區交通廳、公路管理局公路規劃、建設、養護情況公路規劃、建設、養護部門國家、交通部以及省廳各類交通、路政法律法規路線在本區范圍內的路政信息其他地區公路路政管理系統

圖3-3 高速公路路政信息管理第一層DFD圖

Figure3-3 highway road information management layer 1 DFD figure（2）高速公路路政管理信息系統第二層數據流程圖

進一步分析高速公路路政管理信息系統的內部數據流程，將處罰管理、路政巡查管理、員工管理、清障排障、案件管理和公路業務管理這六個功能模塊與外部實體之間的數據信息交流以流程圖的形式表現出來。以公路業務管理為例，其DFD見圖3-4所示。

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其他地區公路路政管理系統同一線路在其他地區的路政信息路政信息統計報告路政信息統計報表自治區交通廳、公路管理局自治區交通廳、公路管理局路政工作計劃安排公路業務管理公路業務信息公路規劃、建設、養護部門公路規劃、建設、養護情況公路規劃、建設、養護部門國家、交通部以及省廳各類交通、路政法律法規路線在本區范圍內的路政信息其他地區公路路政管理系統

圖3-4 高速公路業務管理第二層DFD圖

Figure3-4 highway management second DFD figure

（3）高速公路路政管理信息系統第三層數據流程圖、員工管理數據流程圖，見圖3-5所示。

縣市分局路政部門本地路政人員管理地方人事檔案人員變動情況申請自治區公路管理局人事部門人員變動情況批復路政人員人事安排全疆路政人事檔案 圖3-5 員工管理第三層DFD圖

Figure3-5 Employee management layer 3 DFD figure

第3章 路政管理系統的需求分析

案件管理數據流程圖，見圖3-6所示。

縣市分局路政執法部門行政執法案件處理地方執法案件檔案案件處理情況上報自治區公路管理局路政部門路政案件的審查和批復全疆路政案件的統一管理全疆路政案件檔案 圖3-6 案件管理第三層DFD圖

Figure3-6 The case management layer 3 DFD figure 3.4技術指標要求

3.4.1系統目標

本系統的最終目的是對各種違章、違法案件的資料收集、以及相關處罰罰款的管理，違章違法用戶可以利用計算機網絡進行實時查詢，從而得到宣傳和教育，同時也促使路政管理執法人員得到上級部門的認可和社會的認可。同時，決策者可以根據違章違法案件的處理上進行評定，為路政管理案卷進行有效的引入案卷號申請功能。

本系統完成后可加快提高管理案件處罰、案件分析、路政巡查以及路政清障等，確保執法工作人員實施掌握第一手資料，該系統實現了網絡化管理，從管理到操作，一步一步的完成整個業務流程，使用戶安全可靠地應用該系統。

高速公路路政管理系統的總體目標是:實現公路路政管理的計算機化，利用網絡集成管理各轄區和各個業務部門之間的信息，普及執法管理準確化、公開化、效率化、規范化，運用計算機網絡實現管理的智能化，從而也有力為決策者提供了決策的幫助。

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本系統的核心目標可以分解以下幾個分目標，可表述為以下幾點：（1）實現高速公路路政管理數據的統一性、完整性、模塊性。（2）達到區域與總體信息的共享性。

（3）提高、改善信息資源管理庫，有效的提高管理能力。（4）創新爭優，緊隨現代化步伐，使其管理水平得到提高。（5）服務于社會、服務于群眾、服務于管理部門。

（6）加強路政業務人員素質的提高，及時有效的處理業務辦事效率。（7）自動統計、分析報表，實時歸檔分類，減少工作人員工作強度。系統的總體目標在功能上進行劃分，主要劃分如下內容：

（1）系統管理：根據高速公路路政管理系統的綜合功能進行管理，包含定期不定期進行數據備份。對系統出現錯誤的時候重新進行數據導出恢復，并記錄權限操作人員操作內容進行登記，以便整體進行管理。

（2）處罰管理：根據本系統權限進行劃分，并設置下級用戶，下級用戶負責收取罰金，并對罰金進行登記，而高級權限操作者可依據相關處罰條例向有關部門上繳罰金，從而實現分隔管理，杜絕公款私用等現象的發生。

（3）路政巡查：高速公路路政執法人員根據監控情況，及時了解道路障礙物及損毀路產現象進行第一時間的處理，并對清障、排障地點、時間、內容進行有序的登記。路政執法人員在處理的過程中，可使用移動通訊設施進行實時處理，對于路面破損或障礙物阻攔，可及時與養護部門聯系，逐而形成工作鏈，達到不同工種工作人員的緊密聯系，將隱患處于最小程度的解決。

（4）清障排障：路政執法人員在高速道路巡查過程中，如發現轄區內有障礙物影響道路交通，可第一時間用移動通訊設備告知管理部門，管理部門可根據巡查時間、路段、障礙物名稱經系統進行相關部門的告知，并將此信息共享化，帶相關部門清理后進行系統反饋。

（5）員工管理:根據路政管理部門的流程，對在崗員工進行身份識別，主要通過照片、性別、職務、電話、住址等，同時還可方便后勤人員統一發放勞動保險用品。

（6）機構管理:根據全國、全疆、市、縣的分級管理機構，明確分級管理領導，統一錄入相關資料，便于溝通和聯系。

（7）本系統人機對話界面舒適，操作簡單，便于操作人員操作。（8）本系統通過計算機網絡，確保數據庫實時更新、完善，達到路政管理系統的準確性。

第3章 路政管理系統的需求分析

3.4.2性能要求

高速公路路政管理系統設計的目標任務是在總體管理分析中列出分項系統內容需求，達到專業化，才是構造系統的主體，本系統在開發過程中，應注意一下幾點：系統的運行主要取決于數據輸入、導出的流動性，在用戶端需查詢數據庫時，應確保數據庫準確無誤的進行導出流程，如果數據庫導出數據較慢，影響用戶端使用，必然影響用戶使用時間；數據庫數據備份過程中，要指明路徑，確保存儲量能適合該系統的正常運行，避免數據丟失、錯誤。維吾爾自治區高速公路路政管理系統處理的數據流量較大，如若數據庫設計不完善，將導致大部分數據無法保存或丟失，服務器的配置也是非常重要的。

(1)可靠性

路政管理系統的可靠性是在沒有人為破壞的前提下，或網絡黑客的攻擊時，該系統的服務器不會出現數據丟失或系統崩潰，必須具備較好的系統備份程序。同時要求該系統有較強的防護措施。在系統完善后，會對各部門進行權限劃分，對于操作者權限的使用管理，一般會在程序的使用權、基表的操作和管理業務上進行控制。

本系統在使用過程中，需用戶名和密碼，未經登記在案的或越權登錄的用戶，本系統是不予受理的，決策者在分配操作者權限的同時，會按各部門、各業務內容進行劃分，每個業務工作人員都有不用的登錄名，權限也與此不同。

本系統在基表的操作的過程中，權限也是不同的，決策者只能對該業務流程操作者進行授權，一般用戶只能進行簡單的查詢操作，根據不同的保密措施，任何人無權進行查詢及更改、刪除（除高級權限管理者之外）。

在授權過程后，路政業務操作者根據流程內容不同可將各種原始數據錄入數據庫，并安排專業人員進行數據庫管理和維護，如需打印或主管領導簽字認可的各種票據，需經該業務操作者導出數據庫后在予打印。本系統在試用調試階段會出現各類異常錯誤，只有根據業務流程不斷的完善，才能及早進行有效的處理。

高速公路路政管理系統導入數據庫內容較多，并且比較重要，內容較為復雜，在保障系統出現問題時能及時恢復到初始界面，防止誤操作導致的數據丟失，即要求該系統有完善的處理能力。其次，本系統需要較強的糾錯判斷能力，對于操作者不正當的操作進行有效的提示，并準許操作者修改后進行錄入，防止數據丟失、破壞。

(2)可操作性

本系統需有一個舒適的界面，用戶能簡明清楚知道用戶界面里的各類操作內容，達到用戶清楚明白，在使用過程中應提示簡單的信息對話框，防止操作者誤

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操作而浪費時間，在程序運行過程中，需提示系統的運行。在操作者試圖越權操作時，該系統應及時做出警告對話框，提示用戶錯誤內容，如用戶執意越權進入該系統，本系統應在客戶端設置關機時間，以防止保密程序的外泄。

(3)可維護性

系統開發的經過是一個逐漸完善的過程，系統的分析、設計、實現、運行的過程是從實踐中進行檢驗，而從中出現的問題是開發者應及時解決的動力，系統維護包含的意義是外部服務器維護和軟件自身維護，只有兩者完善后，數據的統一和正確性才能得到保障，操作者才能高效的完成業務相關內容。

為了保障系統的高效率，可采納以下幾點措施:(1)使用模塊化系統程序，單獨設立模塊，系統的各分類功能均有一個模塊承擔，功能模塊之間的組合，盡量簡單，獨立，確保模塊如出現問題不會對別的模塊產生影響，同時要確保該模塊的靈活。

(2)采納框架化程序設計，加強程序的可塑性，簡明詳細的編寫系統源程序，便于差錯進行改正。

(3)高速公路路政信息管理統一化、規范化

為確保該系統的信息數據共享，需按統一的數據格式進行編寫，保障路政業務工作內容準確化、統一化、規范化，并按國家最新頒布的編號、編碼進行分類引用。

3.5本章小結

本章主要介紹了系統的設計目標，闡述了系統的功能模塊及展示了系統的結構圖。分析了高速公路綜合管理信息平臺應具備的具體業務功能，由于高速公路本身的屬于一個信息事務，因而其管理需求也是在不斷的變化，因此對這些功能的設計主要是從通用性、實用性和適用性方面予以考慮。這些業務功能具有一定的獨立性，集合在一起又形成一個有機的整體，從而提高系統的數據的利用。

第4章 路政管理系統的總體設計

第4章路政管理系統的設計與關鍵技術分析

4.1系統用例圖

用例模型的捕獲和記錄的是系統的用例和參與者以及它們之間的各種關系。用例模型的提出對于軟件開發方法的研究具有重要的意義。在實踐當中，分析典型用例是開發者準確迅速了解獲取用戶要求和相關概念的最常用也是最有效的方法，是用戶和開發者一起深入剖析系統功能的起點。根據上一章的需求分析，利用UML的建模標準分別建立系統的包圖和用例圖，以下見圖4-1所示路政管理系統用例的組織—包圖。

處罰管理模塊路政巡查模塊案件處理模塊系統信息管理模塊清障排障模塊數據查詢模塊公用數據模塊

圖4-1 路政管理系統包圖

Figure 4-1 Highway management featuring figure 4.1.1處罰管理模塊用例圖

處罰管理主要包括：繳納罰金、處罰查詢、處罰明細報表。其中繳納罰金是對違章人員所處罰金進行錄入管理。處罰查詢是將已交過的罰金和未交的罰金進行區分，并可以隨時查詢。處罰明細報表是處罰的具體情況和罰金數進行查看打印。見圖4-2所示處罰管理模塊用例圖。

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登錄繳納罰金錄入extendsextendsextends修改罰金extends處罰管理extends罰金報表打印處罰金查詢extendsextendsextends系統管理員處罰明細報表生成操作員

圖4-2處罰管理模塊的用例圖

Figure 4-2 Punishment management module of use case diagram 4.1.2案件處理模塊用例圖

案件處理主要包括:案件總結、部門認可、領導審核、條件查詢。其中部門認可是對案件的處理過程是否得到部門人員的同意，并有領導審核后簽字后才可以處理案件。見圖4-3所示案件處理模塊用例圖。

案件總結案件錄入extendsextendsextends案件審核extends案件處理管理UsersUsers案件查詢UsersUsers案件撤銷extends領導extendsextendsUsers管理員部門認可操作員

圖4-3案件處理模塊的用例圖

Figure 4-3The case processing modules of use case diagram 4.1.3路政巡查模塊用例圖

路政巡查管理主要包括：巡查記錄、出警登記、路障通知、違章物登記。其中巡查記錄是根據某路段故障信息進行記錄，出警登記是每個人員在出去巡查時

第4章 路政管理系統的總體設計

都要進行登記包括物品登記。如果有遇到故障會隨時發布便于通行。見圖4-4所示路政巡查用例圖。

路段巡查登記路障通知extendsextendsextendsusers障礙物登記extends路政巡查管理extendsextends巡查記錄usersextends出警登記裝備登記users管理員usersusers操作員users巡查查詢巡查人員

圖4-4路政巡查模塊的用例圖

Figure 4-4Highways patrolled modules of the use case diagram 4.1.4清障排障模塊用例圖

清障排障管理主要包括：清障值班管理、清障票據管理、清障裝備管理。其中清障票據管理是在處理故障過程中產生的費用進行錄入審核后報銷并打印票據留底。見圖4-5所示清障排障模塊用例圖。

清障排障裝備錄入清障排障值班人員extends清障排障票據錄入extends清障排障管理操作員extendsextendsusers清障排障票據打印extendsextends清障排障查詢管理員

圖4-5清障排障模塊的用例圖

Figure 4-5 Intelligent troubleshooting module of use case diagram

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4.2 系統總體設計

基于JAVA平臺的高速公路路政管理信息系統采用三層體系結構，完善了兩層體系結構中的缺陷。在原來我們所使用的三部分構架中，其中間的應用邏輯部分是獨立產生的，而應用邏輯構架是在客戶構架與儲存構架之間，首先客戶部分構架采用WEB瀏覽器經過服務器對客戶構架進行使用，使用戶簡便準確的使用，其次，在儲存部分構架中采用SQL Server2000數據庫，在上章已經介紹了它的使用優點，能快速、簡單的編制開發相應的功能模塊，最后客戶構架與儲存構架緊密聯合的就使用應用邏輯構架。在這種構架下，客戶構架屬于最底層，而應用邏輯構架屬于應用服務器，它可以用邏輯的方法進行分布，由于該邏輯構架屬于獨立的，它可以在每個分布部署上進行優化和維護。4.2.1系統網絡構架

系統網絡構架在開發過程中試圖采用B／S與的模式，即瀏覽器／服務器、在開發中可以利用瀏覽器／服務器進行跨平臺的用法可以充分的提高本系統的處理能力及查詢能力[30]。勢必增強系統的安全性和保密性。

由于本系統在硬件、軟件的技術是比較完善、成熟的，因此在技術成熟的基礎上開發高速公路路政業務管理系統是值得關注的，為此要保證該系統安全性、保密性，必須進行系統的分析，其網絡結構見圖4-6所示：

第4章 路政管理系統的總體設計

遠程客戶機遠程客戶機本地客戶機B/SInternet新疆高速公路路政管理WEB服務器Sql Server服務器

圖4-6 網絡結構

Figure 4-6 The network structure 高速公路路政管理系統是一個較復雜的信息系統，本系統在使用過程中各項模塊要求高，為此采用J2EE在JAVA2的基礎上進行分化解決開發難題，而本系統難點在于如何解決系統部署和管理問題的構架結構，作為J2EE與其他開發軟件相比，優勢如下[31]：

（1）J2EE廣泛性得到認可，由于J2EE普遍得到了廣大應用商的支持，也有很多開發軟件工作者把重心移到J2EE上進行開發，因此，選擇J2EE作為本系統的開發軟件是具有遠期構思的。

（2）J2EE軟件在使用上有較好的移植性，即可以將信息保留，又可以根據系統應用的變化進行變化，它的可擴展性是值得關注的。

（3）J2EE軟件簡單，使開發者在最短的時間內進行軟件編程。（4）J2EE可以將多種終端設備進行支持，計算方式也比較廣泛。（5）操作簡易，容易理解。在J2EE上開發高速公路路政管理系統，是將業務數據的導出、導入與業務邏輯進行分割，可以通過軟件內EJB進行分解，分解后相關處罰管理、路政巡查管理及案件處理等相應功能之間可以相互配合，即可以解決系統的安全性，又可以保證該系統的可靠性、擴展性、植入性，使其該系統穩定安全運行。為此，根據對高速公路路政管理系統的分析，可以劃分高速公路路政管理系統的構架，見圖4-7所示。

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WEB瀏覽器客戶層用戶信息數據新疆高速公路路政管理系統JAVA應用程序J2EE應用服務器WEB存源JSP servktRMIRMI處罰管理路障巡查管理應用服務器處罰管理處罰管理出警登記JCA違章物登記JTAJNDIJMSJDBC數據倉庫各類數據倉庫現有系統余留系統

圖4-7 實現原理 Figure 4-7 realizing principle 4.2.2系統總體構架

根據JAVA平臺網絡上構建的高速公路路政管理系統，在總體構架上做出如下設計：

經過調研分析我們將服務器用戶訪問系統分為三種訪問形式，即：管理員、操作員、審核員用戶，該系統只有管理員可以對高速公路路政相關業務管理進行管理，比如處罰管理、員工管理、清障排障管理等。而操作員在該系統授權后只能對處罰、案件、路政巡查、進行管理操作。則審核員最終功能是對處罰、案件、故障清除進行審核管理。本系統只有管理員進行授權后才能實行相對應的操作，在進入該系統前，必須用戶名與密碼正確才能進入界面管理。

上述三種類別用戶可以擁有自己的操作權限，并根據操作權限劃分模塊，而每個操作模塊都可以進行單獨實現該模塊的功能，可以在整個系統操作中相互配合運行。下面簡潔的介紹各模塊的主要功能：

（1）審核員管理模塊

系統審核員模塊由本系統管理員授權進行添加的，授權后審核員可以根據實際的情況進行更改用戶名密碼，但不能更改用戶名，審核員主要通過本系統對處理、案件、故障清除內容進行審核。

第4章 路政管理系統的總體設計

（2）操作員管理模塊

系統操作員模塊是由本系統管理員授權進行添加的，授權后操作可以對本系統處罰、案件、路政巡查、清障排障管理進行添加和刪除功能，該用戶可以更改密碼，但用戶名不能進行更改。

（3）處罰管理模塊

根據操作員對繳納罰金進行錄入后，可以針對此類信息進行查詢，供相關部門、用戶能及時了解處罰信息內容，并可以進行打印，以備留檔管理。

（4）案件處理管理模塊

在路政管理工作中對案件進行總結，并將總結內容公布，經過相關上級部門審核后可以進行案件詳細查詢。

（5）路政巡查管理模塊

根據路政執法人員對巡查過程中存在的違章違法案件進行記錄，并可以了解執法人員出警、清障、執法等相關時間、內容。操作者在案件處理中可以進行添加和刪除操作等。

（6）清障排障管理模塊

根據執法人員在巡查過程中發現的問題向該部門進行通知，而清障、排障管理模塊就可以按時間、地點、內容進行系統添加、刪除，以保障高速公路道路暢通。

根據前面的系統功能分析，整個系統的模塊結構見圖2-1所示。

4.3系統環境

4.3.1運行環境選擇

（1）服務器

服務器選用Windows2003 Server操作系統。它提供了更可靠、更好的擴展性和更易管理的網絡、Internet Information Services、應用程序、通訊以及其他服務。

（2）瀏覽器

Web服務的客戶端瀏覽程序。可向Web服務器發送各種請求，并對從服務器發來的超文本信息和各種多媒體數據格式進行解釋、顯示和播放。可以在任何一個操作系統上運行。

（3）數據庫服務器

數據庫服務器采用Microsoft SQL Server 2000，它是運行在Windows操作系

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統平臺上的一個高性能數據庫管理系統，基于多線程的客戶/服務器體系結構，這一點與多進程的客戶/服務器數據庫管理系統不同，啟動服務時，僅啟動一個進程，而對用戶請求，是以線程方式響應，這種結構需要的資源比多進程系統少得多。通過JDBC技術來實現數據庫操作。4.3.2系統開發環境選擇

(1)符合各種主流的技術標準。(2)符合管理信息化的整體技術戰略。(3)符合未來技術的發展方向。(4)滿足開放性、可擴充性的要求。(5)與現有的應用系統具有良好的兼容性。(6)與最終的應用環境盡量一致。4.3.3系統開發工具選擇

MyEclipse企業級工作平臺（MyEclipse Enterprise Workbench，簡稱MyEclipse）是對Eclipse IDE的擴展，利用它我們可以在數據庫和JavaEE的開發、發布，以及應用程序服務器的整合方面極大的提高工作效率。它是功能豐富的JavaEE集成開發環境，包括了完備的編碼、調試、測試和發布功能，完整支持HTML, Struts, JSF, CSS, Javascript, SQL, Hibernate。

4.4 數據庫的設計

4.4.1.數據庫設計原則

為保障本系統數據庫的各項功能能一一展現，現將數據庫設計理念敘述如下：

（1）可擴展性，本系統在加載信息數據后，可以持續性的與用戶各系統功能進行較好的兼容，使其系統運行正常。

（2）標準性，系統數據的導出、導入均按規則進行約束，不容納不符合的元素進入系統數據庫，傳輸上不受任何系統數據進行干擾。

（3）穩定糾錯性，系統的技術采用盡量考慮到先進性和穩定性的結合，當兩者不可調和時，則優先考慮軟件的可靠和容錯能力。

（4）簡單性，該系統是由許多不同的子功能系統進行相互工作的，而為了使系統能高效率運行，在開發階段將統一使用DBMS進行開發。

第4章 路政管理系統的總體設計

（5）兼容性，根據系統不同的應用模塊，而系統總體將滿足各用戶申請要求，在處理好用戶申請外，子系統將可以進行分析。

（6）理解性，系統開發后，數據的構架可以向用戶進行透明化，而操作界面是以路政系統相匹配的，這樣可以讓使用者極快的理解和使用。

（7）維護性，管理員可以根據數據庫留有的接口進行數據授權，并可以將數據庫內各業務類數據進行有效的保存，并可以在系統出現問題后進行恢復處理。

4.4.2數據庫體系結構

本系統數據庫構架的設計，主要是正確的把握后期技術的發展，在開發過程中減少或避免不必要的系統開發風險，而在采用成熟的技術時最大量的提高系統的運行率和時效率，是為本系統開發減少投資的可靠保障。

從數據庫機構來看，需要多方面的素材，比如系統的目的、系統構架、系統分布、數據流通能力、系統分析判斷能力等都是系統性能的保障。經調研，國內大多省市路政管理系統的信息處理量非常大，都按統一的系統構架進行劃分，從而體現了數據庫開放性，可以從網絡構架中明確、快速的進行調閱，以適應服務器離散分布的物理環境。

可以簡單的說系統多層構架就是原先C/S的擴展，多層構架中尤為使用最多的就是三層結構，即：表述邏輯層、業務邏輯層和數據邏輯層（客戶層、應用服務器層、后臺數據庫層），而從三層結構理解中，表述邏輯層和業務邏輯層實際上就是用戶客戶端部分，三層結構可以表述如下：

(1)數據庫邏輯層是系統對人為創建的，比如創建、刪除、檢索、排序等部件組成，而這些部件與儲存部件相互兼容，使其數據透明。

(2)業務邏輯層是系統各項業務內容規定的規則而產生的，而業務規則只限于業務邏輯層內，其他工作層是沒有的，業務邏輯層作為服務供應給其它部件，同時這一層服務器是具備多線程的，可以提供多客戶機進行訪問、處理。

(3)客戶端是進入系統的重要組成構件，是系統人工對話的組成部分，客戶端是經過向服務器提出申請后進行界面反映的一種方式，而由應用服務器作相應的控制。見圖4-8所示。

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工作站工作站工作站工作站本地服務器本地服務器本地服務器本地服務器其它工作站1應用服務器復制（訂閱、發布、分發）其它工作站2存取機制、并發控制中心數據庫服務器其它工作站3

圖4-8三層式數據庫結構體系 Figure 4-8 Three-tier database structure 對高速公路路政管理系統而言，系統將使用三層機構的數據庫模式，可以將各地州中心管理部門進行數據共享，并進行統一管理，而這項功能是通過管理數據庫進行復制后產生的，并實現定制、分發、發布。當地州、縣市服務器進行數據變更時，由各地州將信息進行發布，并由中心管理部門進行接收，統一將服務器進行變更，這樣即可以統一各地州數據庫數據又可以使數據庫中的數據進行同步操作。

高速公路路政管理系統本質屬于信息管理系統，而管理的核心問題就是如何讓使用者能快速使用和操作。高速公路路政管理系統在采用三層機構構架中數據儲存、邏輯、界面表述層，而這三層均有數據庫有關，儲存層就是數據庫自身，邏輯層則是在客戶端發出信息進行分析判斷的數據，界面表述層也可以說就是客戶使用操作的系統界面。對這個系統而言，數據庫開發是整個系統的基礎，是技術體現的過程，數據庫設計的是否準確、全面、合理、是否可以實現路政業務各項功能的實現是重要的一個過程，在設計過程中，數據庫出現問題，將使后續各項功能無法正常使用，因此系統必須針對SQL Server2000編程時采用規范化編寫[32]。

系統的數據庫如果設計非常合理，則將會影響到高速公路路政路政管理信息系統的使用。主要表現在以下方面：

（1）信息的搜索，各類用戶無法從單個數據庫中查詢信息，這意味著系統將無法快速進行反饋，導致系統運行遲緩。

第4章 路政管理系統的總體設計

（2）確保編寫數據規范、標準化。數據構架設計應遵守國家和路政系統標準，編碼的應用應得到認可。

（3）在編程軟件下設計數據庫內容時，應盡量減少儲存空間，解決數據一致性的問題，還要考慮如何提高運行速度降低開發難度。

（4）數據庫的容量，考慮到路政行業信息量大的因素，如何將這個信息量進行歷史數據的輸入，保障數據庫的容量。

（5）如何確保數據的完整和正確。在高速公路路政路政管理信息系統中，許多客戶端共享服務器數據庫，由于同時發送操作請求，可能會對數據的一致性產生影響，為此要保障數據的正確性和完整性問題。

（6）安全數據的保密機制，服務器數據庫需特定的授權者有著保密要求，為此，安全機構的保障是必然因素之一。

服務器數據庫要定期不定期的進行維護，維護數據完整性，它主要包含了邏輯結構和物理結構兩部分。

本系統數據邏輯構思是指數據的名稱、標識及每個記錄、處罰、長度之間的相互連接關系，下面給出系統所使用的主要表之間的關系圖，見圖4-9所示：

審核員處罰管理案件處理用戶員工路政巡查清障排障操作員管理員

圖4-9系統數據結構關系圖 Figure 4-9 System data structure 數據庫的邏輯設計是將數據的概念結構轉換為SQL Server2000數據庫系統的實際模型[33]，從而得到數據庫的邏輯結構，以便在數據庫中建立結構。

本系統中的所有表均保存于數據庫roadmanage，主要包括處罰管理信息表、案件處理信息表、員工管理信息表、路政巡查管理信息表、清障排障管理信息表用戶管理信息表等，在處理時可能還會產生臨時表。

處罰管理信息表punishment；記錄處罰的相關信息，其中punishmentid為主鍵，用于存放罰金ID。具體結構見表4-10所示：

北京工業大學工程碩士學位論文

字段punishmentidpunishmentnamepunishmentpricepunishmentpersonpunishmentsexpunishmentsfzpunishmentcarmumpunishmentdatepunishmentbcpunishmentslr數據類型Bigintvarcharintvarcharvarcharbigintbigintdatetextvarchar長度825510104208名稱處罰金ID處罰名稱處罰金額處罰人處罰人性別處罰人身份證號處罰人車牌號處罰日期處罰原因10受理人

表4-10處罰管理信息表

Table 4-10 Punishment information management 案件處理信息表caseinfo；記錄案件處理相關信息，其中caseid為主鍵，用于存放案件處理編號。具體結構見表4-11所示：

字段caseidcasenamecasejdcasepersoncaseaddresscasetypecasecarnumcasetdatecasebccaseslr數據類型Bigintvarcharintvarcharvarcharbigintbigintdatetextvarchar25510長度825510104208名稱案件處理編號案件處理名稱案件處理進度案件處理人案件處理地點案件類型案件處理中車牌號案件處理日期案件處理原因受理人

表4-11案件處理信息表

Table4-11 Case processing information table 員工管理信息表employees；記錄員工處理相關信息，其中employeesid為主鍵，用于存放員工編號。具體結構見表4-12所示：

第4章 路政管理系統的總體設計

字段employeesidemployeesnameemployeesageemployeessexemployeesbmemployeesaddressemployeestelemployeesdateemployeesotheremployeesslr數據類型Bigintvarcharintvarcharvarcharbigintbigintdatetextvarchar長度825510104208名稱員工編號員工名稱員工年齡員工性別員工工作部門員工地址員工聯系電話員工進單位日期25510員工其他信息審核人

表4-12 員工管理信息表

Table4-12 Employee management information table 路政巡查管理信息表patrol；記錄路政巡查過程中處理相關信息，其中patrolid為主鍵，用于存放巡查編號。具體結構見表4-13所示：

字段patrolidpatrolnamepatrolldpatrolcamumpatroldatepatrolafdwpatroltel數據類型Bigintvarcharvarcharbigintdatevarcharbigint2015長度82551010名稱巡查編號巡查人員巡查路段巡查使用車輛號碼巡查時間巡查附帶物巡查人員聯系電話

表4-13 路政巡查管理信息表

Table4-13 Highway patrol management information table 清障排障管理信息表intelligent；記錄清障過程中處理相關信息，其中intelligentid為主。具體結構見表4-14所示：

北京工業大學工程碩士學位論文

字段intelligentidintelligentnameintelligentldintelligentcamumintelligentdateintelligentfdwintelligenttelintelligentpriceintelligentbcintelligentslr數據類型Bigintvarcharvarcharbigintdatevarcharbigintinttextvarchar長度82551010名稱清障編號清障人員清障路段清障使用車輛號碼清障時間20151025510清障附帶物清障人員聯系電話清障費用故障原因審核人

表4-14 清障排障管理信息表

Table4-14 Intelligent troubleshooting information management 用戶管理信息表job；記錄用戶管理員信息，其中jobid為主鍵，用于存放管理員ID。具體結構見表4-15所示：

字段jobidjobnamejobusernamejobpasswordjobdatejobflag數據類型Bigintvarcharvarcharvarchardatevarchar20長度82551050名稱用戶ID用戶名稱用戶登錄名用戶登錄密碼用戶登錄時間用戶權限

表4-15 用戶管理信息表

Table4-15 User management information table 本系統使用SQL Server2000數據庫作為后臺，通過JDBC接口來訪問數據庫。一般編寫數據庫連接的方式是在程序需要請求數據庫時直接連接，這樣操作存在一個問題，就是用戶頻繁地請求連接，降低了數據庫的使用效率，在大用戶量的情況下，還容易造成排隊賭塞得情況[34]。為了解決這個問題，因此系統使用了Tomcat的數據庫連接池。

Tomcat數據庫連接池的配置

啟動Tomcat打開IE在地址欄輸入http://localhost:81/login/index.jsp，則進入Tomcat的管理界面；點擊右邊的Data Sources在右上角的下拉菜單中選擇create New Data Sources在下邊的輸入框中輸入需要的配置信息。還要下載安裝SQL 2k SP4補丁。

配置環境變量，具體如下：

第三篇：高校學生收費管理系統的設計與實現

高校學生收費管理系統的設計與實現

摘 要 現在學生收費管理系統在高校的管理中得到十分普遍的應用，本文以筆者實際的工作經驗為根據，將一種新的收費管理系統設計方案提了出來，并且對系統的主要功能等進行了分析和介紹，希望能夠對高校學生收費管理工作具有一定的借鑒作用。

一、賬號管理模塊的設計

要將賬號管理模塊建立起來，賬號管理模塊的最主要的功能就是在系統中導入學生的基本資料，并且對其實施有效的維護和管理。

在該系統的賬號管理模塊中，主要包括以下幾個功能選項：也就是休/退學管理、學生資料查詢/修改、學生資料批量導入以及學生資料登記等。以實際情況為根據，將相應的權限級別分配給教師、導師、財務人員以及高校領導等系統合法的用戶，這樣就可以使高校財務管理工作實現有條不紊的開展，并且使財務管理的安全性得到確保。其中擁有最高管理權限的就是系統的管理員，可以利用管理員的身份使系統對用戶的訪問權限級別進行維護。采用這種方式除了可以確保高校財務狀況的透明度，同時還可以充分的保證財務管理工作的安全性。[1]

而其中的學生資料登記模塊則可以將學生的狀態、層次、班級、專業、學院、身份證號碼、性別、姓名、學號等相關信息錄入到系統中，采用學生資料批量導入的方式能夠在系統中批量的導入數量龐大的學生信息，使得逐條登記的麻煩得以減少，因而極大地提升了工作效率。

在完成登記學生資料的工作之后，能夠利用學生資料查詢/修改選項來查詢或者修改所需學生資料。

利用休/退學管理的模塊能夠刪除保留或者修改已經畢業的學生或者處于休學中的學生的學號等相關信息。

在本模塊還對防止重復登記錄入的功能進行了增設，這一功能就有效地避免出現兩次錄入同一學號的情況。比如在將一位學生的狀態、層次、班級、專業、學院、身份證、號碼、性別、姓名、學號等相關信息錄入到系統，那么在確定之后，如果沒有顯示該學號的登機信息就表示可以生成，如果顯示已經錄入該學生的學號，就會表示用戶創建失敗，這一功能使得學生資料信息在系統內的唯一性和準確性得到了保證，并且保證了正常進行的后續收款工作。

二、應收款管理模塊的設計

在應收款管理模塊中主要包括：助學金管理、助學貸款管理、應收款信息批量導出、應收款統計、應收款信息批量導入、應收款生成以及收費項目設置等選項。

收費項目設置功能可以在系統中設置高校所收費項目，如其可以設置辦卡工本費、保險費、教材費、住宿費以及學費等。[2]

應收款生成主要是以學生的專業學院以及年級等作為依據將新一的應收款生成，應收款信息批量導入主要是在系統中導入學生的收款金額、收款項目以及學號等，在導入應收款信息之后，應收款統計就可以對學生的教材費、書費、住宿費、學費、班級、專業各年級等進行統計。

應收款批量導出主要是從系統中將應收款詳細信息導出來，這樣就便于對其進行保存和存檔。

學號在該模塊中屬于主要的關鍵字，其能夠關聯暢快管理模塊中的學生資料，而且兩者的信息也可以在數據庫中進行交匯，從而將包含學生繳費信息和詳細資料的數據生成，收款功能則能夠將收費學生資料數據提取出來，從而保證收款功能的實現。

三、收款管理模塊的設計

收盤管理模塊主要具備對繳費學生的票據打印、統計、查詢和收費等功能。其主要的菜單包括歷史核定繳款數據導入、助學貸款管理導入、收款票據編號管理、收據票據打印、退款列表、現金退款業務處理、現金收款業務處理以及收款統計查詢等。

利用繳費學生的學號可以在收款統計查詢中將繳費學生的繳費方式、本次實際需繳費金額、欠費金額、歷年繳費金額以及本人的基本信息等。繳費信息查詢管理功能主要是利用學生的學號通過數據庫連接欠費管理模塊、銀行代扣管理模塊、應收賬款管理模塊以及賬號管理模塊等模塊，并且對數據信息進行反饋。

利用學生的學號可以在現金收款業務處理模塊中將該學生的各種繳費信息查詢出來，而且在具體的收款過程中可以選擇不同的繳費方式。完成相應的操作之后，還可以將此次收費的票據打印出來。[3]

與現金收款業務處理比起來，現金退款業務處理具有相似的地方，通過該功能就可以將學生要退款處理的歷史繳費金額查詢出來，并且對多收款項金額進行計算。

退款列表可以對學生的班級專業等信息進行設置，并可以將所需退款學生的金額以及信息等批量顯示出來。

學生在繳納費用之后，收款票據管理可以統一的管理所開票據編號信息，從而方便于日后的查詢。

而助學貸款管理導入主要指的是批量的在系統中導入申請國家助學貸款學生的各種信息，并且還可以對貸款金額和所需繳納金額進行取消。[4]

歷史核定數據導入可以在系統中，導入歷年學生的交費信息，并且可以對學生歷年的交費金額項目等進行查詢。

在本系統中非常關鍵的一個管理模塊就是收費管理模塊，其可以對數據庫中各個模塊數據信息進行充分的利用，并且有效的連接欠費管理模塊、銀行代扣管理模塊、應收賬款管理模塊以及賬號管理模塊等。利用查詢功能可以將學生的繳費信息和資料查詢到，并且對學生進行收款處理，而且還可以向其余的模塊反饋收款后的信息，這樣就確保了學費收費系統收費功能的實現。

四、銀行代扣功能的設計

銀行代扣功能可以向銀行輸送本學生應收款資料，由銀行對其進行統一扣款。其主要包括查詢統計和對賬、銀行代繳款數據導入、收款數據導出等功能。

應收款文件導出主要是將采用銀行代扣繳費方式的學生的各種信息導出，然后銀行以此信息為根據將所需繳費金額扣除。

銀行代扣款額文件導入主要是在系統中批量的導入學生的各種信息，同時還能夠對學生銀行代扣繳納費用進行查詢。

五、欠款管理功能菜單的設計

欠款管理功能菜單主要包括欠款信息批量導出、欠款信息查詢與統計。

其中欠款信息查詢可以將欠費學生的各種信息查詢出來，而且還可以將欠費學生的信息批量導出。利用這一模塊能夠將學生的欠費信息準確地顯示出來，財務管理人員可以很方便地查詢和管理欠費學生的信息。

六、結語

我國自從高校擴招以來，在校大學生的人數變得越來越多，高等教育的快速發展有力地推動了我國國民素質的提升，然而其也帶來了非常多的問題。由于大學生眾多的人數，導致學校的財務人員在統計和收費的時候面臨著較大的困難，而且在對欠款學生信息進行統計的時候，常常需要對收款信息表進行查詢，從而將欠費學生的信息一條條核對出來。對學費收費系統進行開發的時候將查詢統計欠費學生信息的功能加入進去，這樣就便于財務人員的查詢和統計，因此能夠極大地提升財務人員的工作效率，并且有效地保證高校收費工作的準確性和科學性。

（作者單位為韓山師范學院）

第四篇：高速公路聯網系統車道收費軟件的設計與實現分析

高速公路聯網系統車道收費軟件的設計與實現分析

摘 要 高速公路收費是確保高速公路營運正常的一項措施，在信息技術與網絡不斷發展的時代下，高速公路車道收費網絡化正逐步完善。在高速公路收費系統中，主要有數據清分中心、收費中心、收費站以及車道收費這四個系統。其中車道收費是整個系統中的第一處理點以及數據源。本文基于這一背景，簡單闡述了車道收費系統在聯網狀態下的功能，分析了收費軟件設計需注意的幾點問題，并在此基礎上研究了軟件實現要點。旨在優化收費軟件設計，提升高速公路收費管理效率。

【關鍵詞】高速公路 收費系統 軟件設計

車道收費軟件的使用目的在于處理好車輛出入作業，聯網是對信息的一種交互，確保收費合理性。車道可分為出口與入口兩種，入口系統主要功能為讀寫IC卡、開啟與關閉自動欄桿、轉換交通信號燈、為道路監控提供實時信息、上傳或下載車輛黑名單、入口車輛相關數據的上傳等；而出口系統除上述功能外，還需計算通行費用并語音播報、更新費率表、特殊車輛記錄與抓拍、出口數據上傳等。在聯網狀態下，我國高速公路管理將更為規范化，通過車道收費軟件的設計與使用保障整個交通系統的正常運作。本文以車道收費系統的設計與實現為主線，作出如下分析。車道收費軟件設計要點分析

1.1 突發狀況應急處理設計

在現階段高速公路收費環境中，不乏一些車輛為了節省過路費出現闖關現象，這種情況可能造成收費的混亂。另外，車輛種類的不同在收費標準方面也不盡相同，例如在遇到公務車、軍警車、領導車隊（緊急車）、欠款車等車輛時，軟件需對這類車輛展開及時劃分，確定收費標準。且車輛還分為有卡與無卡兩種，與收費標準差異性相互組合時無形中極大增加了收費復雜性。

1.2 用戶版本移植的復雜性

現階段收費系統相當于僅面向了業主這單一方面，在聯網狀態下，業主使用的車道收費模式與軟件設計密切相關。傳統收費系統屬于非聯網狀態，若在此基礎上加以改進首先要解決業主匹配問題。在聯網情況下，可將收費看做兩個以上高速公路業主（且行駛路段為相連狀態）的聯合收費，無論是在外設上還是版本上都需有所改變。換言之，要求收費系統不僅能夠起到既定作業的處理功能，還可靈活應對現實狀況，做好適應性與靈活性。收費軟件的功能實現分析

2.1 軟件實現方式

車輛在進入到收費系統之后，由于自身重量以及車身行駛狀態會將線圈觸發，車輛隨即進入到天線檢測范圍。在信號被觸發之后，車道程序會將天線開啟，接收CPU與OBU傳來的信息同時實時處理。通過信息交互，車輛CPU卡信息將實現被讀寫。

首先收費系統會驗證CPU卡與車輛是否匹配，并查驗OBU有效性。之后訪問服務器數據庫，了解車道內車輛是否處于黑名單或灰名單之中，若處于則根據欠費或漏繳情況作出合理判斷并打印單據（此操作需聯網實現），在所有檢驗均合格后才能夠開始收費操作。收費操作為交易核心，車輛在高速公路入口處收費為零元，出口處收費根據駛入與駛出情況按標準收費。最后，車輛在交易成功狀態下，費額顯示器上會將扣費信息顯示出來并放行。

2.2 數據上傳

數據上傳是聯網狀態下軟件的必要技能，也是聯網時車道收費核心功能。由于高速公路在軟件運行條件上相對惡劣，受到內存等客觀條件影響較大，因此在設計上可分為前臺與后臺兩方面展開傳送，通過UDP通信協議完成。但這是一種可靠性不強的傳輸協議，因此需采用某種方式保障數據可靠性，例如SendFlag標志。具體上傳流程如下：

當高速公路入口處發卡或出口收費信息出現時，信息會被存至本地數據庫，將標志定義為假并讓前臺軟件向后臺發送傳送消息。后臺接收后則使用協議將數據上傳，將標志為真的記錄刪除。接著，當收費站服務器收到信息后，需自動檢索數據庫再操作數據，成功后發送成功標志至車道軟件。軟件收到成功信息后，可將該記錄標志設置為真。最后，車道收費后臺軟件會將數據發送至收費站服務器。此時若網絡出現故障，需重新檢查網絡是否處于聯通狀態。

2.3 時間統一性的實現

在收費系統中，由于需使用到聯網功能，因此時間的統一性尤為重要。在軟件實際運用中，時間標準應以站級服務器為主。服務器中會安裝SQL Server，能夠自主實現與Windows的對時。

2.4 數據打印高效性

傳統采用Windows驅動的數據打印花費時間較長，通常為8秒左右，若通過車輛過多可能造成堵塞情況。在聯網系統中，需正視打印時效這一問題，直接將打印控制碼發送至打印機，票據會在2秒左右時間被打出，極大提升了收費速度，確保高速公路的通暢性。

2.5 特殊情況的處理

對于車輛在駛入收費站后出現的特殊情況，軟件需加以區分并將其上傳至服務器，包括車輛車牌號、車主信息以及具體情況類別等方面。尤其是在出口車道，通常出現的特殊情況有儲值卡余額不足、入口信息錯誤或丟失、CPU卡丟失、報警器提示等。入口方面，主要有缺少CPU卡以及電子標簽兩種。對于特殊情況，需值班員正確引導車輛至MTC車道處理，并將信息上傳。結束語

高速公路聯網車道收費系統的設計是對高速公路運營的支撐，也是減少道路堵塞，提升車流速度的有效方式。在聯網狀態下，信息傳播速度極大提升，系統可實現大部分數據處理，有效減輕了值班員工作量。在系統的設計與實現方面，現階段需解決的主要問題在于聯網狀態下身份認證的統一性以及軟件處理功能范圍的擴大化?？傊?，軟件設計人員還需加大投入力度，在不斷實踐基礎上將收費軟件設計得更為完善，通過軟件真正實現聯網管理，為高速公路的運營提供強有力支撐。

參考文獻

[1]鄭穎.高速公路車道收費軟件的設計與實現[D].西安電子科技大學，2010（01）.[2]張星.ETC車道收費軟件的設計與實現[J].中國交通信息化，2011（01）.[3]周楊.高速公路收費系統MTC車道軟件設計與實現[D].西安電子科技大學，2012（02）.[4]余緒金.高速公路不停車收費聯網車道軟件的設計與實現[J].科技廣場，2012（04）.作者單位

江蘇智運科技發展有限公司 江蘇省南京市 210049

第五篇：高速公路收費系統通信服務器的設計與實現解析

收稿日期 :2002201229

作者簡介 :付孟若(1972-, 男 , 廣東韶關人 , 博士生 , fumengruo @21cn.com.高速公路收費系統通信服務器的設計與實現 付孟若

吳今培

張其善

(北京航空航天大學 電子信息工程學院 , 北京 100083

摘

要 :高速公路收費系統通信服務器是高速公路收費系統數據傳輸的樞

紐.重點介紹了高速公路收費系統通信服務器軟件的設計、實現方法和特點.通信服 務器使用按優先級分發報文的通信協議 , 支持多用戶的并發通信.為了實現數據共享 的集中控制 , 通信服務器采用客戶 Π服務器的模式.使用多線程的編程技術 , 滿足了對 通信服務器實時性的要求.目前 , 該軟件已通過了驗收 , 在廣深高速公路上運行良好.關

鍵

詞 :通信軟件;協議(通信;網絡軟件;并發通信 中圖分類號 :U 412.36+ 6.1;TP 393.09文獻標識碼 :A

文 章 編 號 :100125965(2003 0720624203 De sign and implementation of on highway toll(School of E , of Aeronautics and Astronautics , Beijing 100083, China toll connection system is the center of data transmission.The de 2sign , of communication server were introduced.Based on designed protocol support packets , communication server exchanges data concurrently with end 2users.Client ΠServer m odel was utilized to meet the need of centralized control of sharing data.Multithread

programming technique was used to fulfill requirement of real 2time.The system w orks satis factorily at G uangzhou 2Shenzhen highway.K ey words :communication s oftware;protocol(communication;netw ork s oftwares;concurrent communication

我國是當今世界上公路建設速度最快的國

家.目前已通車高速公路收費系統普遍采用 “ 人工 收費 , 計算機管理” , 隨著高速公路路網的發展和 計算機網絡、通信等高新技術的發展 , 在區域或省 內實行聯網收費 , 是當前智能交通系統(ITS 發展 的趨勢.高速公路收費系統一般分為 3級 :收費車 道、收費站、收費管理中心.收費管理中心負責管 理各個收費站 , 收費站管理各個車道 , 收費中心與 收費站通過同步數字網 S DH(Synchronous Digital Hierardly 快速傳遞數據 , 收費站通過局域網對收 費車道實施監控并獲得相關的收費信息.收費數 據在車道形成 , 經過收費站上報到中心.各種系統 配置及參數表由中心下發到收費站 , 再由收費站 下發到各個車道.為了連接高速公路收費管理中心和收費站、收費車道 , 分發收費數據和監控數據 , 需要開發高 速公路收費系統通信服務器.主要解決各級管理 部門之間的網絡互連、監控報文的可靠實時分發 和其它類型報文的可靠分發.通過該通信服務器 , 可以獲得各個收費車道設備的實時狀態信息 , 并 可下發打開車道、關閉車道、強制下班等控制報文 和其它業務參數表.本文主要討論該通信服務器的設計(功能、通 信協議 和實現(開發手段、軟件結構和特點.1系統設計

通信服務器是高速公路收費系統通信的橋

2003年 7月 第 29卷 第 7期 北 京 航 空 航 天 大 學 學 報

Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics July 2003 V ol.29 N o 17 梁 , 通過它可以實現各級系統之間的數據通信和 信息交換.1 功能

① 實時接收和發送監控報文;② 根據數據的 優先級 , 接收和發送其它各種類型的報文;③ 支持 文件傳輸;④ 通信鏈路的維護和偵測.當鏈路中斷 并恢復后 , 支持自動重連;⑤ 具有簡單網管功能 , 可以維護各個通信節點.2 通信協議

通信服務器為各個客戶端提供 TCP ΠIP 的接 口 [1].由于報文不是按照 FIFO(先進先出 的原則 進行傳送 , 因此通信服務器使用一個應用層的通 信協議 , 來調度和分配優先級不同的報文.按照協 議的定義 , 報文被分為 5部分(見圖 1.目的地址 源地址 優先級 數據 校驗 圖 1

報文結構 報文按類型分為監控報文和數據報文.監控

報文的優先級別最高 , 數據報文的優先級次之 , 普 通文件的優先級最低.網絡通信中斷時 , 器緩存未上傳的數據 ,..優先級劃分的原則是 :在同類 報文中 , 不需確認的監控報文或實時數據報文的 優先級最高 , 其次才是需要確認的監控報文或非 實時數據報文.2實

現 2.1

開發手段

在 Windows 2000平臺上有大量的系統服務類 型作為分布式計算手段.除了直接使用 Windows 提供的 Wins ock 服務外 ,Windows 2000還有命名管 道(pipe、遠程過程調用(RPC、分布式組件對象 模型(DC OM、消息隊列(MS M Q 等名目繁多的分 布式軟件開發手段.RPC ,DC OM 都是為專門的系 統功能而設定的 , 在通信服務器以數據傳輸為主 的情況下 , 使用它們只能增加系統開銷.MS M Q 雖 然很適用于開發傳輸數據的中轉中心 , 但它使用 了過多的中間層系統調用 , 導致效率太低 , 會成為 系統的瓶頸.因此最佳的選擇就是直接對 Wins ock(Windows S ocket 接口進行開發 , 雖然編程復雜 , 但可以獲得最好的性能 [2].2.2

軟件結構

高速公路收費系統采用客戶 Π服務器的模 式 [1].其中通信服務器是服務器端 , 與它相連的其 它應用系統是客戶端 , 其模型如圖 2所示.客戶 Π

服務器模式就是以服務器為中心實現數據共享的 集中控制.客戶端只要與通信服務器間建立一條 連接 , 就可以與所有其它的客戶端通信.客戶 Π服 務器模式實際上包含了 2個程序 , 一個運行在服 務器端 , 另一個運行在客戶端.客戶端與服務器端 建立可靠的、面向連接的服務.服務器首先啟動 , 建立一個套接口 , 并把它和本機的網絡地址綁定 起來 , 然后使套接口做好偵聽的準備 , 這時就可以 等待接收數據了.客戶端在建立套接口后 , 就可以 與服務器建立連接了.連接一旦建立后 , 服務器和 客戶端就可以通過套接口發送和接收數據了.事 實上 , 服務器和客戶端的程序并不是對稱的.客戶 端的程序不停地向服務器發出請求 , 服務器偵聽 套接口 , 根據客戶端的請求做出響應 , 所以它們之.,.圖 2 客戶 Π服務器模型

廣深高速公路收費系統通信服務器包含通信 模塊、鏈路控制模塊、報文處理模塊和用戶管理模 塊.這些模塊之間的關系如圖 3所示.圖

3通信服務器的結構

通信模塊根據報文的優先級 , 可靠地發送和 接收報文 , 并支持報文的靜態路由.鏈路控制模塊監測網絡連接是否正常.如果 不正常則通知主線程設置網絡不正常標識 , 同時 定時檢查網絡通信是否正常.如果網絡連接恢復 正常 , 則通知主線程可以進行數據傳輸.報文處理模塊負責報文的處理 , 主要包括提 取報文所需的原始數據 , 并根據報文的定義格式 , 封裝和拆封報文.用戶管理模塊主要完成與通信服務器連接的 客戶端的管理 , 管理的內容包括授權客戶端連接 526 第 7期

付孟若等 :高速公路收費系統通信服務器的設計與實現

通信 , 客戶端的名稱 — 地址表格的維護 , 各通信節 點通信狀態的顯示和管理 , 以及在必要的時候 , 可

以強制斷開與通信節點的通信連接等.由于每個客戶端都需要與通信服務器建立 TCP ΠIP 連接 , 為了提高軟件代碼的重用性和加速 應用系統的開發 , 利用 Windows平臺的 ActiveX 技 術將客戶端的通信代碼封裝成一個 OCX 控件 , 這 樣通信服務器和客戶端的 OCX 就構成了一個基 于 TCP ΠIP 的實時分發技術的客戶 Π服務器模式.這種實時的分發技術能夠在不同的模塊間提供透 明的通信手段 , 開發層次在 OSI 7層網絡模型的 應用層上.2.3

特

點 多個客戶端的實時、并發通信.根據需求 , 通信服務器需要與多達 30個的客戶端建立連接 , 這樣要解決處理各個節點數據的延時問題.通信 服務器建立了 30個邏輯通信鏈路(建立并打開 30個套接口 , 與請求通信的客戶端相連 , 來解決服 務器調度客戶端并發通信的問題 , 每個邏輯通信 鏈路都分別使用 512個字節的緩沖區.以滿足客戶端的實時、2 時 , , 使用了.一個接收線程 , 分別處理報文的發送和接收.發送 線程和接收線程需要協同工作.通信服務器使用 同步事件(WS AEventSelect 來同步數據 , 防止發送 線程和接收線程在讀取數據緩沖區時發生沖突.3 差錯控制采用連續 ARQ(自動重復請求 方式.客戶端可以一次發送多個數據報文 , 通信服 務器接收到報文、解析后發回一個應答 , 對一次傳 輸進行確認.這樣可以避免客戶端每次發送一個 數據報文 , 都需要等待通信服務器的應答 ACK(Acknowledgement , 從而提高了信道的利用率和 傳輸效率.確認應答機制.根據設計的通信協議 , 并 不能保證發送的報文都被通信服務器可靠地接 收.為了保證數據傳輸的可靠性 , 通信服務器設計 了可靠的確認應答機制.客戶端在發送數據報文 后 , 就等待服務器的應答(ACK 報文.如果在規定 的時間內 , 客戶端沒有收到服務器的應答 , 則重新 發送未正確接收的數據 , 同時重發次數增加一次.如果重發次數超過了規定的次數 M , 就丟棄該數 據報文 , 同時啟動通信鏈路檢測線程 , 檢查通信鏈 路的狀況 , 如圖 4所示.圖

4通信鏈路檢測線程的流程 數據轉發機制.通信服務器對接收到的報 文進行分析.如果報文的目的地址不是本地 , 就通

過全線地址表對目標地址進行路由 , 然后通知發 送線程 , 從指定的端口轉發.2, 所 ,.如果需要增 , 可以編輯全線地址表 , 加入通信節 點地址和名稱即可.3結 束 語

使用多線程的編程技術開發的、支持并發通 信的通信服務器 , 在廣深高速公路系統升級改造 過程中 , 經過了系統聯合調試和實際運行的考驗 , 并運行良好.采用 ActiveX 技術開發的 OCX 控件 , 加速了應用軟件的開發 , 提高了代碼的重用性.實 踐證明 , 它可以滿足實時性和多用戶并發通信的 要求.參考文獻(R eferences [1]Leon R E.W orld of internet :A client 2server architecture and the new generation of in formation servers[J].Online and CDROM Re 2view ,1994,18(5 :279~284 [2]哈蒙德.計算機局域網性能分析 [M].鐘嘉強譯.北京 :人民 郵電出版社 ,1991

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2003年