高速公路收費管理系統(tǒng)論文

高速公路收費管理系統(tǒng)畢業(yè)設計論文單位：____________________指導教師：____________________姓名：____________________時間：____________________摘要高速公路收費系統(tǒng)解決了在高速公路收費業(yè)務中由于采用傳統(tǒng)方法和手段所出現(xiàn)的難于處理的各種問題，并把管理對象轉到信息對象的信息管理系統(tǒng)，把高速公路收費管理工作推向新的高度。圖像審批系統(tǒng)是高速公路收費管理信息系統(tǒng)的一局部，主要是在分中心對收費站傳回來的圖像進行審核。在分中心，當審核人員認為某個捕捉到的圖像有問題，可以進行批注，上報給中心。同時中心審批過的圖像也可以及時的通知分中心。在審批圖像的同時，可以明確的得知這些圖像產(chǎn)生的時間、地點、人員、當時的付款方式，收費員輸入的車型等信息。此外在中心和分中心，也可以根據(jù)時間、地點等條件進行查詢，以獲得當時收費站的圖像。從而到達事后監(jiān)督審核稽查的作用。本系統(tǒng)使用應用程序開發(fā)技術VC++開發(fā)，面向中型站點，采用了SQL的數(shù)據(jù)庫，該系統(tǒng)包括按章收費、出票、統(tǒng)計的結算功能，簡單的交通燈和車道障礙控制功能，車型的查詢統(tǒng)計，黑車牌照管理、圖像審批查詢5種功能。關鍵詞高速公路收費系統(tǒng)，圖像審批系統(tǒng)，VC++目錄目錄第一章緒論 -5-1.1研究背景和意義 -5-高速公路收費方式及開展方向 -6-高速公路收費系統(tǒng)的特點及目標 -10-1.2本人所做的工作 -11-1.3論文的組織結構 -11-第二章相關技術概述 -12-2.1COM組件對象模型 -12-技術 -14-2.1.2COM組件 -15-接口 -16-第三章高速公路收費系統(tǒng)總體分析 -19-3.1收費系統(tǒng)需求分析 -19-功能需求 -19-非功能性需求 -20-3.2高速公路收費系統(tǒng)總體結構設計 -21-系統(tǒng)網(wǎng)絡結構 -21-系統(tǒng)主要硬件組成 -22-系統(tǒng)主要軟件組成 -22-3.3高速公路收費系統(tǒng)軟件體系結構 -22-體系結構概述 -22-界面層 -23-業(yè)務邏輯層 -23-數(shù)據(jù)庫效勞層 -24-3.4系統(tǒng)存儲方案 -24-第四章高速公路收費系統(tǒng)設計與實現(xiàn) -26-4.1數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn) -26-外部設計 -27-結構設計 -29-邏輯結構設計 -30-4.2組件設計與實現(xiàn) -34-組件技術的應用及設計 -35-組件的具體實現(xiàn) -37-4.3各模塊功能的詳細設計與實現(xiàn) -37-數(shù)據(jù)錄入模塊 -38-報表打印模塊 -41-設備驅動模塊 -41-系統(tǒng)管理模塊 -42-通訊模塊 -44-數(shù)據(jù)庫訪問模塊 -44-接口設計 -44-各項功能實現(xiàn)與程序的關系 -46-結束語 -48-致謝 -49-附錄局部程序代碼 -50-參考文獻 -50-第一章緒論1.1研究背景和意義交通運輸業(yè)作為國民經(jīng)濟的根底產(chǎn)業(yè)部門，是一個國家政治、經(jīng)濟和文化等一切社會活動賴以順利進行的根底，交通運輸?shù)呐d旺程度是衡量一個國家社會經(jīng)濟開展所處階段和現(xiàn)代化程度的一個重要指標。高速公路作為現(xiàn)代化的交通運輸根底設施，以其交通流量大、行車速度快、設備完善、運行舒適等特點和優(yōu)勢，己成為適合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結構開展需求的重要運輸方式。從1988年10月第一條短程高速公路(滬嘉高速)建成通車17年來，在“國道主干線系統(tǒng)規(guī)劃〞的指導下，我國高速公路總體上實現(xiàn)了持續(xù)、快速和有序的開展，建設速度和開展水平取得了令人瞻目的成就，已到達世界先進水平，特別是1998年以來，國家實施積極的財政政策，高速公路得到快速開展，年均通車里程超過了4000公里。京沈、京滬、西南出海通道、京珠等國道高速公路相繼建成通車。短短的十多年時間走過了興旺國家三、四十年的開展歷程。到2004年底，我國高速公路目前通車總里程己超過.34方公里，躍居世界第二位。盡管如此我國高速公路的總量仍明顯偏少，據(jù)有關專家分析，從綜合因素推算，我國高速公路的合理里程應為7萬公里。由此可見，我國的路網(wǎng)建設及高速公路的開展具有廣闊的前景。高速公路的開展，極大提高了中國公路網(wǎng)的整體技術水平，優(yōu)化了交通運輸結構，對緩解交通運輸對國民經(jīng)濟的“瓶頸〞制約發(fā)揮了重要作用，有力地促進了中國經(jīng)濟開展和社會進步。隨著我國高等級公路建設的飛速開展，隨著交通量的不斷增加，交通聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，新技術的不斷開展以及社會對收費效勞水平要求的提高，傳統(tǒng)人工收費模式所暴露出來的各種弊端，己經(jīng)嚴重地制約了我國高速公路和社會經(jīng)濟的開展，實現(xiàn)電腦收費是加快車輛流通能力、加強運營管理、防止車輛通行費的少收、漏收和貪污的必要手段，也是高速公路管理科學化、現(xiàn)代化的重要標志。高速公路收費方式及開展方向高速公路以其車速高、通行能力大、行車平安、運輸本錢低等優(yōu)勢，成為與航空、鐵路并重的國民經(jīng)濟大動脈。它對于促進社會經(jīng)濟開展，推動社會進步，具有舉足輕重的作用。為確保高速公路高效運作，除了高標準、高質(zhì)量建設道路設施外，一個高效有序的收費與路政信息管理系統(tǒng)是必不可少的。高速公路的收費按收費方式可分為均一式收費、開放式收費、封閉式收費與混合式收費。1.均一式收費系統(tǒng)均一式收費系統(tǒng)的收費站建在高速公路所有入口車道上，運行車輛只需經(jīng)過一個收費站停車交費，各個入口收費站均用同一收費標準，與里程無關。2.開放式收費系統(tǒng)開放式收費系統(tǒng)的收費站建在主線上，視道路距離長短決定收費站的數(shù)據(jù)，車輛可自由出入，其出入口不受控制，入口一次交費，長輛車輛可能經(jīng)過多個收費站屢次交費。這種收費方式應用于道路距離較短或互通立交較少的場合。3.封閉式收費系統(tǒng)封閉式收費系統(tǒng)的收費站建在各互通立交出入車道上，也可以建在主線上，車輛進入高速公路均要受到控制。封閉式收費系統(tǒng)通常是入口發(fā)票(卡)，出口交費。但目前亦有采有入口收費，出口驗票的方式。這種收費方式適用于高速公路收費系統(tǒng)。4.混合式收費系統(tǒng)混合式收費系統(tǒng)是上述三種收費系統(tǒng)的組合，諸如開放式系統(tǒng)與封閉式系統(tǒng)的混合，或者均一式與封閉式系統(tǒng)的混合等。高速公路的建設往往是分段進行，因此通常在主線上先建一個收費站，形成開放式收費系統(tǒng)。隨著公路的繼續(xù)修建延長，再增建主線收費站，形成了開放式與封閉式相混合的收費系統(tǒng)形式。如果按照在收費系統(tǒng)中人工參與的收費程度，系統(tǒng)又可分為以下幾種形式:(1)人工收費;(2)半自動收費;(3)全自動收費。人工收費人工收費即人工判別車型、人工計費，這是一種最原始也是最簡單的收費方式，延續(xù)時間也最長。這種方式的優(yōu)點是手續(xù)簡單、基建投資少，但也隨之帶來很大問題。由于人為因素很大，又沒有任何監(jiān)控及有效的檢查手段，因此漏洞很大，通行費流失嚴重。另外，人工收費收費人員的工作強度大，同時也不利于交通量及收費情況的統(tǒng)計分析。所以這種根本上不用設備，完全由手工完成收費工作的方式已經(jīng)很少采用。半自動收費方式由于人工收費存在很多漏洞，所以一種更先進的半自動收費形式應運面生。這種方式采用人工收費，計算機管理，閉路電視監(jiān)控方式，即人工判別車型、收費，車道設備、收費站計算機對通行券進行處理、數(shù)據(jù)匯總，最終輸出每個班次的工作報告及各種報表。閉路電視系統(tǒng)對收費員的操作及數(shù)據(jù)實時監(jiān)視，從而到達對收費業(yè)務全過程的監(jiān)督管理。采用半自動收費的目的主要是為了減少費款流失，便于管理。隨著自動化程度的提高，盡量減少人為因素的影響，直至完全自動收費，使收費人員不直接與現(xiàn)金接觸，最大限度地降低各種舞弊現(xiàn)象的發(fā)生。同時，對車輛的跟蹤與監(jiān)控，也減少了通行費的流失。自動化系統(tǒng)的應用，還加大了管理力度，提高了管理水平。半自動收費還存在著很多缺陷。首先是人為因素的影響，而且在很大程度上，還要靠人為干預來處理很多問題，如電子器械判車型，仍離不開人工監(jiān)督，車型識別出現(xiàn)誤判時，仍要人工解決。另外，還存在停車領卡(票)、停車交費的問題，沒有真正實現(xiàn)暢通無阻。在管理上，增加了機構設置和人員配置，加大了運營費用?；霸O備投資加大，維護費用增加。在某種意義上來說，舞弊現(xiàn)象和通行費流失并沒有得到有效制止，每一種新的系統(tǒng)出臺不久，便有新的作弊手段出現(xiàn)。所有這些問題的存在，都是不容無視的。半自動收費系統(tǒng)簡單靈活，易于實現(xiàn)，在國內(nèi)外多數(shù)高速公路上得到廣泛應用。但這種方式效率較低，人工和土地需求等本錢較高，在頂峰期易引起排隊和延誤。全自動收費方式全自動收費方式，又稱電子收費方式(TEC)，大致可分為兩種，一種是自動收發(fā)“卡〞式收費系統(tǒng)，一種是不停車收費系統(tǒng)。全自動收費系統(tǒng)是隨著電子技術的開展而開展起來的。電子不停車收費系統(tǒng)是指車輛在進入高速公路，以及駛出路網(wǎng)時，由無線電及計算機系統(tǒng)自動完成收費全過程，車輛無需停車，甚至車速在150mk小時仍能準確地進行收費。ETC是現(xiàn)代計算機技術、計算機網(wǎng)絡技術、通訊技術、自動化控制等高新技術在交通運輸系統(tǒng)中的綜合應用。裝在車輛上的電子標識卡(或稱應答器)中存儲了與車輛有關的大量信息，如預交金額、車型、車主、車牌號等。當車輛經(jīng)過收費站時，標識卡與安裝在收費車道旁(上方)的讀寫收發(fā)器，通過微波檢測系統(tǒng)進行快速的數(shù)據(jù)交換(不超過500毫秒)，并將信息直傳收費中心，在其賬戶中進行通行費的結算在此過程中，車輛照常行駛，無需停車，更沒有人員干預，真正實現(xiàn)全自動收費。全自動收費系統(tǒng)的收費過程由安裝于車道的電子設備和收費站計算機完成，能有效地減少停車交費次數(shù)，減少交通延誤，充分發(fā)揮道路通行能力。電子收費系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，它們主要包括:·極大地提高收費工作的效率，同時有效地杜絕了貪污作弊亂收費等現(xiàn)象;·方便了駕乘人員，減少了無謂的消耗和污染;·減少公路的交通堵塞和擁擠，提高了通行能力;·提高交通效率，增強國家的經(jīng)濟競爭實力，促進社會現(xiàn)代化。全自動收費系統(tǒng)的開展方向是電子不停車收費系統(tǒng)。這種收費系統(tǒng)能有效地減少停車交費次數(shù)，減少交通延誤，充分發(fā)揮道路通行能力。電子收費系統(tǒng)所具有的諸多優(yōu)點，使其成為各國交通部門優(yōu)先開展、應用的技術之一。世界各國都在努力地在收費系統(tǒng)方面不斷探索，美國最早對電子收費系統(tǒng)進行了研究開發(fā)，并取得了一定的成果，至今電子收費系統(tǒng)已擁有一套相對成熟的技術體系。電子不停車收費系統(tǒng)從技術上來說己經(jīng)比擬成熟，但一個系統(tǒng)的實現(xiàn)并不能單從技術上來考慮，還應考慮社會經(jīng)濟因素。就中國目前社會經(jīng)濟情況來看，建立電子不停車收費系統(tǒng)并不是迫切需要，可以考慮現(xiàn)階段在經(jīng)濟興旺地區(qū)并且交通流量特別大的路段建立電子不停車收費系統(tǒng)。綜上所述，從我國的國情、民情以及國外高速公路收費的開展狀況來看，半自動收費方式將在我國的高速公路收費中延續(xù)一個相當長的時期。1.1.高速公路收費系統(tǒng)具有以下幾個特點:分布式:公路收費系統(tǒng)是一個很分散的系統(tǒng)，一特別是對于封閉式收費和路網(wǎng)收費系統(tǒng)，系統(tǒng)往往由分布在不同地方的子系統(tǒng)組成。高速公路收費系統(tǒng)一般包括車道級收費系統(tǒng)，收費站級系統(tǒng)以及收費科/公路處級系統(tǒng)。各級系統(tǒng)通過網(wǎng)絡組成一個很分散的分布式系統(tǒng)，各系統(tǒng)既是相互聯(lián)系的又要求相互獨立，能夠獨立運行。高可靠性:高速公路收費系統(tǒng)的高可靠性包括兩個方面，一方面要求系統(tǒng)能夠24小時不停機運行，系統(tǒng)不能出現(xiàn)死機等故障，因為這會影響公路的通行效率，也影響效勞質(zhì)量。另一方面要求系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸可靠和保存平安，不能出現(xiàn)收費數(shù)據(jù)喪失、錯亂和人為修改的情況。持續(xù)開發(fā)性:高速公路收費系統(tǒng)是一個隨著電子技術、通訊技術和控制技術開展而開展的應用系統(tǒng)。為了增加系統(tǒng)的平安性，收費的準確性和適應交通量不斷增加的需求，公路收費方式和收費手段都將不斷發(fā)生變化，這樣對收費軟件而言意味著系統(tǒng)需求可能隨時發(fā)生變化。所以為了增加軟件系統(tǒng)的適應性，使現(xiàn)在開發(fā)的系統(tǒng)，能夠適應在將來新設備和新的收費手段的要求，系統(tǒng)應該具有開放性和可維護性，能夠在引進新的收費設備或改變收費方式后只需要對系統(tǒng)做適當改變就能運行。1.2本人所做的工作高速公路收費是一個很復雜的系統(tǒng)，涉及到交通工程、通信、網(wǎng)絡、計算機等不同的專業(yè)知識。本人主要做了如下幾局部工作:1.系統(tǒng)需求分析作為主要完成人，參與了系統(tǒng)的需求分析工作，擬寫了系統(tǒng)需求分析報告。2.系統(tǒng)方案設計根據(jù)系統(tǒng)的特點及需求，本人查閱大量文獻資料，充分研究了國內(nèi)目前高速公路收費系統(tǒng)的現(xiàn)狀與特點，提出了本系統(tǒng)的設計方案。在設計過程中，充分利用了軟件工程的設計思想，在系統(tǒng)的標準化、開放性、先進性、可靠性、模塊化等方面進行了大量的研究工作，形成了較為標準的設計文檔。提出了系統(tǒng)的組件設計模型及SAN存儲模型，對系統(tǒng)的結構和性能起到了優(yōu)化作用。3.系統(tǒng)詳細設計與實現(xiàn)作為主要開發(fā)人員，使用VC++作為開發(fā)工具，MicrosoftSQLServer2000作為后臺數(shù)據(jù)庫，結合組件技術、三層結構等對系統(tǒng)進行了設計與實現(xiàn)，對使用SAN進行大容量圖像數(shù)據(jù)存儲做了前期分析及萬案論證。4.系統(tǒng)測試與歸檔參于系統(tǒng)的安裝及測試，并負責完成了系統(tǒng)的資料歸檔工作。1.3論文的組織結構論文的組織安排如下:第一章緒論局部，概述了論文背景和研究的意義，介紹了我國公路建設和開展的情況以及公路收費方式國內(nèi)外開展現(xiàn)狀及未來開展方向，以及公路收費系統(tǒng)的特點。第二章介紹了高速公路收費系統(tǒng)的相關技術。第三章從高速公路收費系統(tǒng)的理論依據(jù)入手，分析了整個系統(tǒng)的結構，并按照軟件工程的方法，進行了系統(tǒng)的需求分析、總體結構設計及軟件體系結構設計。第四章對高速公路收費系統(tǒng)進行了設計與實現(xiàn)，首先完成了數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn)，其次對數(shù)據(jù)庫訪問模塊進行了細致分析，并抽象出數(shù)據(jù)庫訪問功能模塊組件，結合VB開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫訪問模塊組件，最后對其他功能模塊進行了詳細設計與實現(xiàn)。第五章為結束語局部，總結了現(xiàn)有的工作成果并對進一步的改良方案作出探討。第二章相關技術概述2.1COM組件對象模型組件技術的核心在于組件之間的交互或互操作性。基于組件的軟件設計在實現(xiàn)過程中必須遵守一定的標準1151。目前影響較大的軟件組件標準有:微軟公司的COM/DCOM/COM+、對象管理組織(OMG)提出的CORBA和SUN公司的EJB。COM+主要是基于Windows平臺上的組件標準，CORBA那么制定了跨網(wǎng)絡的分布式異構環(huán)境下的組件標準，曰B那么是SUN公司提出的純JAVA語言的組件標準。組件技術是近年開展起來的一種優(yōu)秀的軟件重用技術。對于組件我們可以從如下幾個方面來理解:1.組件是一個分布對象。開發(fā)時必須按照統(tǒng)一的接口標準向外界聲明效勞;2.組件是一塊獨立可重用的二進制代碼。這規(guī)定組件與傳統(tǒng)意義上的可重用(如類庫)之間的本質(zhì)區(qū)別。它是在二進制代碼一級的重用，它既可用不同平臺開發(fā)，也可以分布在網(wǎng)絡上的不同平臺上被不同的平臺所重用。3.組件是完成特定功能的軟件模塊，不是一個完整的應用。隨著組件粒度越來越粗，組件集成度越來越高，組件與較小的應用在規(guī)模上己經(jīng)越來越接近，但它只是組成應用的一個部件，需要在應用環(huán)境中獲取各種參數(shù)，由應用環(huán)境來驅動。組件在應用系統(tǒng)中通常包括三類:(1)通用根本組件是特定計算機系統(tǒng)的構成成份，如根本的數(shù)據(jù)結構、用戶界面元素等，可以存在各種系統(tǒng)中。(2)領域共性組件是應用所屬領域的共性構成成份，存在于該領域的各個應用程序中。(3)應用專用組件是某個應用系統(tǒng)的特有構成成份。組件技術來源于軟件的重用，是目前開展最快的軟件重用方式，所謂軟件重用就是利用已有的軟件成分來構造新的軟件，而組件，其實質(zhì)是一種專為處理某種特殊信息或特殊事務的軟件模塊。組件技術具有以下特點:·物理地點透明性。無論是在相同程序中，還是同一計算機的不同程序中，甚至在不同計算機中，組件都可不經(jīng)過編譯而直接進行調(diào)用?！ふZ言無關性。因為組件技術是一種二進制標準，所以組件與編程語言無關。以某種語言寫成的組件可以在另外一種語言環(huán)境中使用，兩者無縫連接?！そ涌诳筛兄奶匦浴３绦騿T利用工具和其他程序可以十分容易地發(fā)現(xiàn)組件的調(diào)用接口，這樣開發(fā)人員就無需從內(nèi)部了解某個組件的運行機制。組件技術解決了兩個技術問題一是互操作，即不同來源的組件能相互協(xié)調(diào)、通信，共同完成更復雜的功能;二是重用，即組件具有通用的特性，所提供的功能可為多種系統(tǒng)使用。在組件技術的概念模式下，軟件系統(tǒng)可以被視為相互協(xié)同工作的對象集合，其中每個對象都會提供特定的效勞，發(fā)出特定的消息，并且以標準形式公布，以便其他對象了解和調(diào)用。組件技術可以實現(xiàn)軟件的即插即用，即開發(fā)人員可以選擇不同品牌的組件，只要這些組件能提供一致的接口，這使得軟件的組合可像硬件的即插即用一樣簡單方便。早期的類庫，提供的是源代碼級的重用，只適用規(guī)模較小的開發(fā)形式;組件那么封裝得更加徹底，更易于使用，并且不受C++類語言的限制，可以在各種開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境中使用。因此，可以利用組件的語言無關性對系統(tǒng)進行混合語言編程。COM技術COM是從Microsoft的OLE(objecLinkingandEmbedding，對象鏈接和嵌入)演變過來的。OLE技術最初是為了提供Windows應用程序之間的“剪切與粘貼〞〔Cut-and-Paste)功能。在。比1中，組件程序和客戶程序之間通信并沒有使用COM標準，而且是使一種被稱為動態(tài)數(shù)據(jù)交換但DDE，DynamicDataExchange)的機制，DDE建立在Windows操作系統(tǒng)的消息機制根底上，其最大的缺點是效率低，而且穩(wěn)定性不好，使用也不夠方便。DDE的這些缺陷限制了OLE1的開展，于是在OLE2，Microsoft放棄了DDE，采用了COM標準，OLE2成為第一個采用COM架構的軟件系統(tǒng)。它可以將一種文檔(例如Excel電子表格)插入到另一種文檔(例如word文檔)中，為應用程序之間提供了更為廣泛的交互功能;OEL2.0還支持拖放操作，即允許選中一個窗口中的文檔組件并將其放到另外一個窗口中去。另外，OLE2.0中的OELAnnotation還允許以編程的方式對OEL應用進行“批處理〞。OEL.20中的這種通信模型就被命名為COM(ComponentobjectModel，組件對象模型)。之后，Microsoft開發(fā)了DCOM，用于支持COM在分布式環(huán)境下的應用。COM是構造二進制兼容軟件組件的標準，即COM不是編程語言、代碼庫或編譯器，而是個二進制標準，不管是用什么編程語言和工具建立，都可以建立能夠相互通信的組件。COM是一種技術標準，其商業(yè)品牌稱為ActiveX。COM組件COM組件是遵循COM標準編寫，以Win32動態(tài)鏈接庫(DLL)或可執(zhí)行文件〔EXE)的形式發(fā)布的可執(zhí)行二進制代碼。遵循COM標準編寫的組件將能夠滿足對組件構架的所有需求。遵循COM的標準標準，組件與應用程序、組件與組件之間可以互操作，可以極其方便地建立可伸縮的應用系統(tǒng)。COM組件具有以下特點:1.語言無關性COM標準的定義不依賴于特定的語言，它采用的是一種二進制代碼級的標準，而不是源代碼級的標準。在面向對象編程語言中所定義的對象，只能在同樣的語言能被重復使用，這大大限制了對象的重用。而COM可以把面向對象語言中的對象封裝起來，并提供一致的接口，使得它可以被各種不同的語言所使用。COM標準的定義與語言無關，大多數(shù)語言在實現(xiàn)時都提供了對COM的支持，包括如Microsoft公司的Visual/C++，勸sublease，Borland公司的Delphi等都支持COM組件的開發(fā)和使用，而且很多語言還提供了許多可直接利用的COM組件作為產(chǎn)品的可選配件。2.進程透明特性COM提供的效勞組件對象在實現(xiàn)時有兩種進程模型:進程內(nèi)對象和進程外對象。如果是進程內(nèi)對象，那么它在客戶進程空間中運行;如果是進程外對象，那么它運行在同一機器上的另一個進程空間或者在遠程機器的進程空間中。(1)進程內(nèi)效勞程序:效勞程序被加載到客戶的進程空間，在Windows環(huán)境下，通常效勞程序的代碼以動態(tài)連接庫的形式實現(xiàn)。進程內(nèi)模型的優(yōu)點是效率高，但組件不穩(wěn)定會引起客戶進程崩潰，因此組件可能會危及客戶。(2)進程外效勞程序包括:本地效勞程序和遠程效勞程序?！け镜匦诔绦蛑行诔绦蚺c客戶程序運行在同一臺機器上，效勞程序是一個獨立的應用程序，它通常是一個EXE文件?！みh程效勞程序中效勞程序和客戶程序運行在不同的機器上，效勞程序可以是一個DLL模塊(需要代理進程)，或者是一個EXE文件。進程外模型的優(yōu)點是具有較好的穩(wěn)定性，組件進程不會危及客戶程序，一個組件進程可以為多個客戶提供效勞，但進程外組件開銷大，而且調(diào)用效率相對低一些。雖然COM對象有不同的進程模型，但這種區(qū)別對于客戶來說是透明的，因此客戶程序在使用組件對象時可以不管這種區(qū)別的存在，只要遵照COM標準即可，即使組件的進程模型發(fā)生了變化，客戶程序也不需要重新編譯。實現(xiàn)這種進程透明特性的關鍵是COM庫，COM庫負責組件程序的定位、管理組件對象的創(chuàng)立和對象與客戶之間的通信。3.可重用性由于COM標準是建立在二進制代碼級的，因此COM對象的可重用性與一般的面向對象語啟‘如C+十中對象的重用過程不同。對COM對象的客戶程序來說，它只是通過接口使用對象提供的效勞，它并不知道對象內(nèi)部的實現(xiàn)過程，因此，組件對象的重用性建立在組件對象的行為方式上，而不是具體的實現(xiàn)上，這是建立重用的關鍵。COM用兩種機制實現(xiàn)對象的重用:包容方式和聚合方式。、2.1.3COM接口沒有接口，COM組件就毫無用處。在組件對象模型中，對對象的直接訪問是不允許的，與對象的通信是通過定義良好的接口而進行的。接口定義了其它軟件調(diào)用組件的公用功能。通常，規(guī)劃組件時，首先要設計接口。程序的其它組件要訪問這個功能時，只要通過這個接口調(diào)用這個組件即可。作為標準的命名約定，CMO中的所有接口名都以“I〞開頭。一個接口實際上分為兩局部:第一局部是接口定義局部，這局部按一定順序聲明了一些方法。這局部是CMO對象與這個對象的用戶共享的。第二局部是接口實現(xiàn)局部，實際上就是接口定義局部所聲明方法的具體實現(xiàn)。接口定義就好象COM對象與它的客戶之間的約定，它可以保證客戶按照特定的順序來調(diào)用特定的方法。1.COM接口的特點(1)二進制特性·COM接口標準并不建立在任何編程語言的根底上，是二進制一級的標準。·任何語言只要有足夠的數(shù)據(jù)表達能力，就可以對接口進行描述，從而可以用于與組件程序有關的應用開發(fā)。(2)接口不變性·接口不變性保證了客戶程序和組件程序的相對獨立性。·設計接日時，要充分考一慮組件對象所提供功能I均一般性特性。高速公路收費系統(tǒng)設計與實現(xiàn)·參照其它良好的接口設計。(3)繼承性(擴展性)·接口不變性并不意味著接口不再開展?！そ涌诳梢酝ㄟ^繼承來開展，但接口繼承不同于類繼承其中接口繼承僅是說明繼承，而類繼承不僅是說明繼承，同時也是實現(xiàn)繼承。類繼承允許多重繼承，而接口繼承僅支持單重繼承?！じ鶕?jù)CMO標準，所有的繼口都必須從工Unknown派生(直接或間接)·COM對象的重用主要表達在包容/聚合兩種機制上(4)多態(tài)性—運行過程中的多態(tài)性·COM對象的多態(tài)性通過CMO接口表達?！げ煌膶ο髮崿F(xiàn)同樣的接口?？蛻舫绦蚩梢杂媒y(tǒng)一的方法處理不同的對象，甚至是不同類型的對象。·客戶程序統(tǒng)一處理的可能性使得我們可以用CMO標準建立插件系統(tǒng):規(guī)定插件必須實現(xiàn)特定的接口，可以使插件的統(tǒng)一管理/處理成為可能。如OLE、HTML中的ActiveX控件。因為Unknown接口提供了兩個非常重要的特性(功能):生存期控制和接口查詢。這兩個特性是每個接口需要的。所有的CMO接口都從工Unknown接口派生而來，所以每個COM對象都具有了工Unknown接口支持的功能。有了Unknown接口，客戶程序可以用統(tǒng)一的方式來控制不同對象的生存期以及在對象的不同接口之間跳轉。COM指定接口和對象用128位數(shù)字來唯一標識，這個128位數(shù)字叫做全局唯一標識符(GU工D)。GUID可用于標識兩種類型的工程:·用于標識接口的GUID叫做接口標識符(interfaceevidentiffier，即IID)·用于標識某種類型的對象的GU功稱為類標識符(Class功，即CLSID)2.COM組件接口設計組件的接口在整個應用系統(tǒng)中起決定性作用。接口設計不合理，不僅影響組件本身的可重用性，而且將影響整個應用系統(tǒng)的升級，縮短系統(tǒng)的生命周期。所以確定組件的接口要經(jīng)過深思熟慮，以使其能支持各種不同的應用。一般接口應具有較高的通用性，以提高整個應用系統(tǒng)的復用能力，同時還要兼顧簡單和實用性。舉例說，如果我們需要定制一個組件訪問特定的數(shù)據(jù)庫井將結果返回給用戶。假設只是為該系統(tǒng)設計，可以將庫名、表名、訪庫語句全部封裝在組件內(nèi)部，這樣組件的接口十分簡單，但組件本身的重用性很小。假設將庫名、表名等作為組件的接口，組件的重用性大大提高了，但接口復雜了，不利于組件的拆換。建議的做法是:如果希望系統(tǒng)有再次開發(fā)或移植的潛力，可以將庫表名作為接口，訪庫語句應封裝在組件內(nèi)部，否那么將訪庫權限交給用戶，既不利于數(shù)據(jù)庫的平安性，也會給應用程序帶來很大的負擔。組件的內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)不能反映到接口中，接口同內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)的隔離程度越高，組件或應用發(fā)生變化對接口的影響將越小。在設計組件的接口時，還要盡量估計到將來可能出現(xiàn)的各種情況，力爭設計出具有高復用性、適應性和靈活性的口。第三章高速公路收費系統(tǒng)總體分析3.1收費系統(tǒng)需求分析功能需求根據(jù)用戶的需求說明書，該公路收費系統(tǒng)作為一個集收費半自動化和管理一體的綜合系統(tǒng)，功能總體來說分為收費原始數(shù)據(jù)的錄入功能和數(shù)據(jù)管理功能。詳細功能如下:收費:收費人員在收費亭現(xiàn)場對通過的車輛收取一定的通行費，并將第一手的收費原始數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為財政管理的數(shù)據(jù)來源。報警:收費人員在碰到欠費車和闖關車時，系統(tǒng)將會自動啟動收費站亭的報警器，啟動攝像機捕捉車輛圖像并向收費站發(fā)出特殊事件報警，同時將相關的報警信息存入數(shù)據(jù)庫以備案。維護系統(tǒng):主要是維護系統(tǒng)日常正常運行的一些參數(shù)，包括時鐘，各種車型的費率，員工管理，班次管理及車道開通管理。處理報警:根據(jù)報警日志的相關內(nèi)容，確認肇事車輛從而對相關車輛進行相關處理。管理收費數(shù)據(jù):對數(shù)據(jù)庫中收費數(shù)據(jù)根據(jù)員工，車道，車型，日志等進行統(tǒng)計管理，根據(jù)這些統(tǒng)計信息來調(diào)整系統(tǒng)的相關參數(shù)。打印財務報表:對收費數(shù)據(jù)按小時、班次、日、周、月、年打印全線的營運財務報表。非功能性需求整個收費系統(tǒng)應具備以下特點:收費手續(xù)簡單，效率高，對交通的影響小。收費系統(tǒng)是工作在交通繁忙的高速公路的入口和出口處，它的效率問題某種程度上決定了交通的車流量，所以對過往車輛的收費過程必須很快的進行，不能讓收費站成為公路車流量的瓶頸。收費站網(wǎng)間的信息傳輸(收費站到收費科/公路處管理中心的匯總信息)采用平安的TCP/沖通訊協(xié)議，以確保數(shù)據(jù)的平安性。收費數(shù)據(jù)的平安性。收費原始數(shù)據(jù)在打印收據(jù)后，不允許任何人更改。如果在上傳收費信息，網(wǎng)絡不通，系統(tǒng)會提示將數(shù)據(jù)臨時存儲本地。然后在當前班次結束時，由該班次的收費人員把該收費信息通過移動設備移交到收費站管理中心，以將收費數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中、收費數(shù)據(jù)的準確性。在對收費站收費系統(tǒng)進行維修和模擬時，所產(chǎn)生的偽收費信息，存儲在收費站管理中心數(shù)據(jù)庫中的臨時表中，每周系統(tǒng)會自動去除這些臨時信息，以防止過期模擬數(shù)據(jù)浪費磁盤資源。收費科/公路處相關的政策更新信息要能及時的應用到整個公路處各個收費站的各個收費點的營運中。數(shù)據(jù)的備份。定期將數(shù)據(jù)庫中的車輛根本數(shù)據(jù)、班次根本數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)導出到磁帶等超大容量的存儲設備以長期保存。但要保證庫中有最近45天內(nèi)的相關數(shù)據(jù)。3.2高速公路收費系統(tǒng)總體結構設計系統(tǒng)網(wǎng)絡結構該高速公路收費系統(tǒng)是由收費科/公路處級管理軟件、站級管理軟件和車道級收費軟件三局部組成，分別安裝在車道收費處、收費站管理中心和收費科/公路處管理中心。整個系統(tǒng)形成如下列圖所示的結構:圖3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構系統(tǒng)主要硬件組成1.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng):包括工控機、網(wǎng)絡效勞器、網(wǎng)絡交換機等。2.各種外場設備:包括費額顯示器、打印機、手動欄桿機、自動欄桿機、通行燈、頂棚燈、霧燈、車檢線圈、抓拍線圈、閃光報警器、聲卡、攝像機和圖像抓拍卡等。系統(tǒng)主要軟件組成1.系統(tǒng)軟件(1)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)采用MicrosoftWindows2000(2)數(shù)據(jù)庫采用MicrosoftSQLServer20002.應用軟件(1)車道級軟件(3)收費站管理軟件(2)收費科/公路處管理軟件3.應用軟件開發(fā)平臺VC++編寫界面及COM組件3.3高速公路收費系統(tǒng)軟件體系結構體系結構概述本高速公路收費系統(tǒng)的軟件體系結構采用三層客戶/效勞器模式，三層客戶/效勞器結構是將整個系統(tǒng)分成用戶表示層(界面層)、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)效勞層三個局部。用戶表示層是數(shù)據(jù)的用戶界面，提供與用戶友好的交互，業(yè)務邏輯層封裝事務處理邏輯和業(yè)務控制邏輯，數(shù)據(jù)效勞層提供客戶端程序所需的數(shù)據(jù)訪問。三層應用程序結構的思想是依據(jù)數(shù)據(jù)庫應用程序三種相對獨立的邏輯功能將其分成抽象程度不同而又相對獨立的三個局部:客戶應用程序，應用效勞器和數(shù)據(jù)庫效勞器，這三個局部運行在不同的機器上，客戶應用程序運行在客戶機上，提供用戶界面;應用效勞器運行在一臺獨立的計算機上，為不同的客戶提供共享的事務規(guī)那么處理。數(shù)據(jù)庫效勞器那么通過DBMS負責數(shù)據(jù)庫管理。界面層界面層提供應用戶一個視覺上的界面，是用戶接口局部，擔負著用戶與應用間的對話功能。用戶通過界面層輸人數(shù)據(jù)，獲取應用輸出的數(shù)據(jù)。為使用戶能直觀地進行操作，一般使用圖形用戶接口(GUI)。該層主要是用于向業(yè)務邏輯層發(fā)出效勞請求。用戶只有通過表示層才能訪問封裝于業(yè)務邏輯層組件里的業(yè)務邏輯。表示層確保業(yè)務邏輯層能夠提供所需的業(yè)務處理能力，并且使用戶與應用程序緊密結合起來，以處理某項業(yè)務。在變更用戶接口時，只需改寫顯示控制和數(shù)據(jù)檢查程序，而不影響其他兩層。界面層同時也提供一定的平安性，確保用戶不會看到機密的信息。本系統(tǒng)中界面層包括登錄界面、車道級收費軟件界面、站級管理軟件界面等。業(yè)務邏輯層業(yè)務邏輯層是表示層和數(shù)據(jù)層的橋梁，這一層次包含所有與應用有關的交易規(guī)那么與邏輯，它響應表示層的用戶請求，執(zhí)行任務并從數(shù)據(jù)層抓取數(shù)據(jù)，并將必要的數(shù)據(jù)傳送給表示層。通常，在業(yè)務邏輯層中包含有:確認用戶對應用和數(shù)據(jù)庫存取權限的功能以及記錄系統(tǒng)處理日志的功能。使用軟件組件技術，可以開發(fā)出能重復利用的業(yè)務邏輯層組件，對客戶端來說，這些組件是透明的，可以在組件效勞的遠程機器上配置與訪問這些組件。事務規(guī)那么層是整個應用的核心局部。本系統(tǒng)中的所有軟硬件接口及數(shù)據(jù)庫訪問模塊等均位于業(yè)務邏輯層中。3.3.4數(shù)據(jù)庫效勞層數(shù)據(jù)效勞層就是DBMS，負責管理對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存儲與管理。DBMS必須能迅速執(zhí)行大量數(shù)據(jù)的更新和檢索。數(shù)據(jù)效勞層定義、維護數(shù)據(jù)的完整性、平安性，它響應業(yè)務邏輯層的請求，訪問數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在的主流是關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)R(DBM)。因此，從業(yè)務邏輯層傳送到數(shù)據(jù)效勞層的要求大都使用SQL語言。這一層通常由大型的數(shù)據(jù)庫效勞器實現(xiàn)，如:oracle、Sybase、MicrosoftSQLServer等。本系統(tǒng)中采用的是MicrosoftSQLServer2000。3.4系統(tǒng)存儲方案由于高速公路收費系統(tǒng)中每個車道都裝有攝像機，當有免費車或特殊車通過車道時，車道計算時機抓拍圖像并保存為JPG圖片，同時將抓拍的車道號、收費號、時間、抓拍原因、費額存入數(shù)據(jù)庫中以便于圖片檢索。這些圖片的保存以及收費數(shù)據(jù)的存儲管理都需要有一個可靠的存儲方案。下面將比擬NAS和SAN的優(yōu)劣來進行本系統(tǒng)的系統(tǒng)存儲方案的選擇。網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)SAN和NAS是新型數(shù)據(jù)存儲模式中的兩個主要開展方向。從用戶應用的需求來看，建立存儲系統(tǒng)的目的就是數(shù)據(jù)保護、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)利用三個方面。就數(shù)據(jù)保護能力來說，SAN和NAS結構都具有非常好的數(shù)據(jù)保護能力。它們都可提供冗余結構，實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)備份和遠程容災。SAN結構可以通過配置雙光纖交換機，主機端雙光纖和陣列設備雙控制器，可以實現(xiàn)高可用性的冗余結構。NAS結構中實現(xiàn)高可用性的方式是將兩臺NAS效勞器做集群配置。兩種方式都可以到達滿意的效果。一般情況下，備份效率的上下直接取決備份數(shù)據(jù)是否過多占用網(wǎng)絡資源。在SAN結構中，可以實現(xiàn)備份數(shù)據(jù)通過光纖連接傳輸，明顯地降低了網(wǎng)絡資源。在NAS結構中，備份用磁帶設備可以連接到文件效勞器后端，備份軟件通過標準的NDMP協(xié)議，指揮文件效勞器將數(shù)據(jù)直接備份到磁帶設備上，同樣可以防止備份數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡資源的占用。兩種方式在效果上略有不同，一般來說，用戶的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中較為分散時，適合采用SAN的方式實現(xiàn)高效的備份。就數(shù)據(jù)管理能力而言，NAS具有一定的優(yōu)勢，主要在于安裝、配置的方便快捷。另外，SAN結構中存儲設備是被當作本地設備訪問的，文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)維護在主機端完成。一般情況下，SAN需要基于主機的數(shù)據(jù)隔離，這種技術主要保證多種操作系統(tǒng)平臺不會互相破壞文件系統(tǒng)。如果要使用好SAN，必須選擇一個適宜的管理軟件，SAN的管理者如果擁有一個好的管理軟件，通過一個簡單的界面，就可以輕易操控整個網(wǎng)絡。數(shù)據(jù)利用方面，性能是至關重要的指標。SAN結構中專門面向高性能存儲要求而開發(fā)的光纖通道協(xié)議非常優(yōu)秀。與傳統(tǒng)存儲協(xié)議SCSI相比，光纖通道技術在帶寬、連接能力、性能、連接距離、擴展能力等方面都有明顯優(yōu)勢。而且，光纖通道技術支持交換式連接，可以構建類似傳統(tǒng)以太網(wǎng)結構的系統(tǒng)，提供了很強的擴展能力。而NAS結構的數(shù)據(jù)傳輸途徑是傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議，不是專門針對存儲數(shù)據(jù)的要求而產(chǎn)生的，更多設計到如何保證連接和交換過程的建立。一般來說，SAN的速度占有優(yōu)勢，NAS處理數(shù)據(jù)的速度略遜一籌。然而，由于以太網(wǎng)技術的成熟和普及，NAS在性能方面略遜于SAN外，也具有技術成熟、本錢低廉的優(yōu)勢。一般來說，NAS解決方案是低本錢、易安裝的點式方案，適用于工作組級和部門級的存儲，或者是用于如Web效勞那樣需要高效存取文件的環(huán)境。而SAN解決方案那么是企業(yè)規(guī)模的方案，要傳送大量的數(shù)據(jù)，需要非常先進的方案，而且采用光纖通道(F)c技術和SAN管理軟件。由于高速公路收費系統(tǒng)中圖像具有大數(shù)據(jù)量的特點及要求實時存儲，其最正確的選擇是基于光纖通道的SAN存儲網(wǎng)絡。就投資本錢而言，設備的單價目前略高;但整體工作本錢卻是下降的，而且光纖通道和存儲網(wǎng)絡在未來十年的存儲系統(tǒng)中將扮演主要的角色，產(chǎn)品生命周期長，拓展性強，能保障長遠的投資。第四章高速公路收費系統(tǒng)設計與實現(xiàn)4.1數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設計是計算機管理信息系統(tǒng)設計很重要的局部，設計質(zhì)量的好壞，數(shù)據(jù)結構的優(yōu)劣，直接影響到管理系統(tǒng)的成敗。數(shù)據(jù)庫設計的根本原那么是在MIS總體信息方案的指導下，各個庫應當為它所支持的管理目標效勞，在設計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，應當重點考慮以下幾個因素:1.數(shù)據(jù)庫必須層次清楚，布局合理。2.數(shù)據(jù)庫必須高度結構化，保證數(shù)據(jù)的結構化，標準化和標準化，這是建立數(shù)據(jù)庫和進行信息交換的根底。數(shù)據(jù)結構的設計應該遵循國家標準和行業(yè)標準，尤其要重視編碼的應用。3.在設計數(shù)據(jù)庫的時候，一方面要盡可能地減小冗余度，減小存儲空間的占用，降低數(shù)據(jù)一致性問題發(fā)生的可能性，另一方面，還要考慮適當?shù)娜哂?，以提高運行速度和降低開發(fā)難度。4.必須維護數(shù)據(jù)的正確性和一致性。在MIS中，多個用戶共享數(shù)據(jù)庫，由于并發(fā)操作，可能影響數(shù)據(jù)的一致性。因此必須用“鎖〞等方法保證數(shù)據(jù)的一致性。5.設定相應的平安機制，由于數(shù)據(jù)庫的信息、對特定的用戶有特定的保密要求，平安機制必不可少。公路收費系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)為中心的管理系統(tǒng)，公路收費系統(tǒng)中所有模塊所用到的數(shù)據(jù)都是存儲在數(shù)據(jù)庫中來共享使用的。設計一個高效、合理、平安、可靠的數(shù)據(jù)庫在該軟件的開發(fā)中具有重要的意義。綜合考慮軟件工程所處理的數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)訪問的頻率及其并發(fā)程度等因素，確定在本軟件中使用能夠適用多用戶并發(fā)，高數(shù)據(jù)量傳輸，高穩(wěn)定性和平安性且能發(fā)揮Microsoftwindows平的系統(tǒng)特性的MicrosoftSQLSevre:2000作為系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫。公路收費系統(tǒng)利用操作系統(tǒng)的ODBC數(shù)據(jù)源來訪問數(shù)據(jù)庫，使得訪問數(shù)據(jù)庫更平安可靠，而且提供了程序透明性。外部設計數(shù)據(jù)庫名:TOLLDB該數(shù)據(jù)庫一共有12張表，標示如下:各個表的具體內(nèi)容見后面的邏輯設計。這里分別用C(CREATE)，U(UPDATE)，I(NISERT)，D(DELETE),S(SELECT)代表對表的五種根本操作。結構設計整個收費系統(tǒng)是以車道級軟件輸入的原始數(shù)據(jù)為中心，這些原始收費數(shù)據(jù)作為所有模塊的管理的數(shù)據(jù)來源，整個系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)如下:1.收費站員工信息員工信息包括員工號，站號。(這里的員工信息是來自于收費站的人事資源管理系統(tǒng)的員工信息，這里只是記錄員工在那個收費站工作的信息，如果需要其它信息可以增添所需的員工信息，例如:性別，民族，出身年月日，等等)2.收費站信息收費站信息包括收費站站號，收費站站名，收費站站長員工號，車道數(shù)，收費站所處位置。3.車輛類型費率表車輛類型費率表包括車型號，車型名稱，費率，備注(車型的判斷依據(jù))4.免費車的信息免費車信息包括車號，備注(有些臨時免費車的免費有效期等)。5.車輛收費信息車輛收費信息包括收費站號，收費員員工號，車道號，車型號，日期，繳費金額，對于特殊車輛還有抓拍的車道圖像。6.班次信息班次信息包括班次號，員工號，車道號。(班次號是由9位數(shù)字組成的，前4位表示年，接下來4位表示月和日，最后1位表示一天當中第幾班，例如200410013表示2004年10月1日第三班)7.報警信息報警信息包括班次號，車道抓拍的圖像。8.維修信息維修信息分為兩局部:一個是關于這次維修的日志，包括維修員工號，車道號，班次號，備注(維修的設備和相關情況);另一個是維修時的一些模擬測試數(shù)據(jù)包括正常的車輛收費信息，只是這些信息存在一張臨時表里。9.車道開通信息車道開通信息包括車站號，車道號，狀態(tài)。4.1.3邏輯結構設計在MIS中，最重要的工作是根本表的設計，根本表可以簡單地說是數(shù)據(jù)庫中所有的數(shù)據(jù)庫對象。在根本表中，數(shù)據(jù)按照類似于電子表格的形式組織，每一行成為一條記錄，每一列成為一個字段，這就是關系數(shù)據(jù)庫的根本邏輯存儲方式。在設計數(shù)據(jù)庫時，系統(tǒng)設計者的責任是決定需要什么樣的根本表，每張根本表的具體字段的名稱，類型，長度，表的主鍵(Primarykey)，外鍵(Foreignkey)索引等，下面列出了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲的主要根本表。MELPYOEE收費站員工信息表2.STATION收費站信息表3.TARRFI費率表4.FREECAR免費車信息表5.TOLLSHEET收費原始記錄表6.TOLLSHEETS特殊車收費原始記錄表7.SHIFT班次信息8.ALERT報警信息9.MAINTAIN維修信息10.M_TOLLSHEET維護時的收費原始記錄表11.M_TOLLSHEET_S維護時特殊車收費原始記錄表12.Trakc車道信息4.2組件設計與實現(xiàn)組件技術是為了解決軟件系統(tǒng)的可操作性、可擴展性、語言獨立性和位置透明性而提出來的。軟件組件是一種定義良好的獨立、可重用的二進制代碼，可以單獨開發(fā)，單獨編譯，單獨調(diào)試和測試，當所有的組件開發(fā)完成后，把它們組合在一起就得到了完整的應用系統(tǒng)。當系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境發(fā)生變化或者用戶的需求有所更改時，并不需要對所有的組件進行修改，而只需對受影響的組件進行修改，然后重新組合就可得到升級的應用系統(tǒng)。組件技術的應用及設計圖4.1基于傳統(tǒng)生命周期的COM組件軟件方法車道收費系統(tǒng)一個重要的任務就是對各種外場設備進行控制，這些設備按連接類型可分為三大類:一類是與PC機的串口相連的設備，如費額顯示器、票據(jù)打印機;一類是與UO控制板相連的設備，如手動欄桿機、自動欄桿機、通行燈、頂棚燈、霧燈、過車線圈、抓拍線圈和報警器等;還有一類設備直接插在PCI插槽上，包括聲卡和圖像抓拍卡等。隨著科技的開展和收費需求的不斷變化，這些設備往往需要更換、升級。由于同一類設備的不同生產(chǎn)商提供的開發(fā)接口函數(shù)往往不同，在傳統(tǒng)的車道收費系統(tǒng)開發(fā)模式中，設備一旦更換，就需要對整個系統(tǒng)進行修改并重新編譯，很不方便?，F(xiàn)在運用組件技術對這些設備制定相應的接口，在接口中為設備定義通用的方法，設備一旦需要更換，只須對相應組件進行修改，一旦設備進行了升級，那么只需要針對新功能增加新的接口，原有的車道收費系統(tǒng)在不知不覺中就完成了升級。車道收費系統(tǒng)還有一個重要的任務就是通信。高速公路收費系統(tǒng)可以分成三個局部:車道級收費系統(tǒng)、站級管理系統(tǒng)和收費科/公路處管理系統(tǒng)。作為一個整體，這三個系統(tǒng)需要相互通信。車道收費系統(tǒng)需要將業(yè)務數(shù)據(jù)、抓拍的圖像數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)上傳給收費站系統(tǒng)，收費站系統(tǒng)除了對車道收費系統(tǒng)的申靖做出應答外還需要向車道收費系統(tǒng)下發(fā)預置費率表、配置參數(shù)表等數(shù)據(jù)。在設計時定義了一個通信組件用于整個收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。本收費系統(tǒng)定義了以下組件:數(shù)據(jù)庫訪問模塊:此組件是用來為其他組件提供數(shù)據(jù)查詢和修改效勞的，并將修改后的數(shù)據(jù)傳回數(shù)據(jù)庫。串口控制組件:包含費額顯示器和票據(jù)打印機接口。費額顯示器接口提供費額的顯示和去除等功能;票據(jù)打印機接口主要提供票據(jù)打印功能，并實時檢測打印機狀態(tài)。1/0板控制組件:提供對自動欄桿機、通行燈、頂棚燈、霧燈、過車線圈、抓拍線圈和警報器等的通用化操作。語音唱付組件:提供語音報價、語音問候功能。圖像抓拍組件:提供圖像抓伯、圖像保存功能。通信組件:提供基于UDP的通信接口和FTP的通信接口。基于UDP的通信接口主要用于傳輸小量、頻繁、實時性要求高的數(shù)據(jù)，如監(jiān)控和業(yè)務數(shù)據(jù);基于TFP的通信接口主要用于傳輸大量、實時性要求較低的數(shù)據(jù)，如抓拍圖像數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。采用基于組件方法開發(fā)通用化車道收費系統(tǒng)，其意義在于可以以組件為重用部件來實現(xiàn)車道收費系統(tǒng)的工業(yè)化生產(chǎn)，有效地縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)本錢，提高了可靠性與可維護性。組件的具體實現(xiàn)1.組件開發(fā):第一步:利用VC++建立工程組。第二步:在MicrosoftSQLServer2ooo建立系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)庫;并在控制面扳中ODBC源，為系統(tǒng)開發(fā)建立DSN(datasourcename)。另一種方法是在系ini文件中配置數(shù)據(jù)源對象變量，其中存放相關數(shù)據(jù)源信息。第三步:在VC++中規(guī)劃，編輯工程和窗體(用戶界面)。第四步:在VC++中進行組件開發(fā)與測試。第五步:將測試通過的組件在MTS中注冊。第六步:系統(tǒng)進行測試，著重測試組件與應用系統(tǒng)的接口是否將它們良好地“對接〞在一起。組件是整個系統(tǒng)的心臟。通常由兩到三局部組成，窗體或功能模塊;全局變量或組件內(nèi)部函數(shù);類模塊(接口模塊)，對其他組件提供調(diào)用接口。下面以數(shù)據(jù)庫訪問模塊為例說明組件開發(fā)。數(shù)據(jù)庫訪問模塊是用來為其他組件提供數(shù)據(jù)查詢和修改效勞的，并將修改后的數(shù)據(jù)傳回數(shù)據(jù)庫。這是做為一個事務進行的，為保證事務的正確運行，我們將其功能用COM組件實現(xiàn)，組件名稱:DataserviceCenter，其屬性有一個:dbconn，方法有兩個:openDB，Exesql。其開發(fā)步驟如下:〔代碼略〕4.3各模塊功能的詳細設計與實現(xiàn)整個公路收費系統(tǒng)軟件架構是以數(shù)據(jù)庫為中心的，包括數(shù)據(jù)的錄入、查詢、更新、維護和管理，這些都是通過數(shù)據(jù)庫的共享來實現(xiàn)的。各個模塊之間的聯(lián)系見圖4.2的模塊劃分。圖4.2公路收費系統(tǒng)軟件架構4.3.1數(shù)據(jù)錄入模塊公路收費系統(tǒng)的車道級軟件是收費系統(tǒng)的核心軟件，它負責整個系統(tǒng)的收費數(shù)據(jù)的輸入功能，站級軟件和收費科/公路處管理級軟件是對車道軟件所輸入的數(shù)據(jù)的進一步處理的MSI軟件。數(shù)據(jù)錄入模塊的功能:1.收費數(shù)據(jù)錄入當車輛進入收費車道時，收費員判斷其車型，選擇相應車型·正常車:此時費額顯示器顯示車的類型和應繳納的費額值，語音報價器向司機提示車型和應繳納金額，收錢后打印收費收據(jù)，將該收費數(shù)據(jù)上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中。同時電動欄桿自動抬升放行車輛，語音報價器發(fā)出感謝聲音。·月票車或者免費車:此時費額顯示器顯示車的類型和應繳納的費額值，語音報價器向司機提示車型和應繳納金額，電動欄桿自動抬升放行車輛，同時攝像機抓拍車道圖像，并將這些數(shù)據(jù)作為一次收費數(shù)據(jù)上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中。此過程中票據(jù)打印機、費額顯示器、語音報價器均不動作?！ぼ娷?電動欄桿自動抬升放行車輛，同時攝像機抓拍車道圖像，并將這些數(shù)據(jù)作為一次收費數(shù)據(jù)上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中。此過程中票據(jù)打印機、費額顯示器、語音報價器均不動作?！りJ關車或者欠費車:閃光報警器進行閃光報警，同時攝像機抓拍車道圖像，并將這些數(shù)據(jù)作為一次收費數(shù)據(jù)上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中，同時收費站的執(zhí)勤警員對肇事者按相關規(guī)定進行處理。(注:當欄桿未抬起，行駛車輛超過車檢線圈的前沿，車道系統(tǒng)就判斷該車為闖關車;司機拒絕繳費時，認為是欠費車)。收費數(shù)據(jù)錄入模塊的根本處理流程見圖4.3。2.設備維護信息錄入根據(jù)員工號進入到維修狀態(tài)，對車道的外圍設備模擬運行和檢測，并記錄相關的維修信息，將這些日志信息上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中，而將測試和模擬的收費數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)中的測試臨時表中，由管理人負責多長時間清空臨時表內(nèi)容。圖4.3收費數(shù)據(jù)錄入模塊處理流程圖臨時收費數(shù)據(jù)本地存儲：在收費站局域網(wǎng)由于種種原因在工作狀態(tài)臨時不能工作的情況下，收費站的各個車道繼續(xù)保持工作，在上傳數(shù)據(jù)時系統(tǒng)會提示將數(shù)據(jù)存儲了在本地，即車道級軟件系統(tǒng)所在的主機上，在網(wǎng)絡恢復后，工作人員會把這些信息通過其他方式，共享或是移動存儲設備的方式來把收費信息上傳到數(shù)據(jù)庫中。臨時收費數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫錄入：當網(wǎng)絡中斷時，負責錄入車道收費軟件存儲在車道電腦上，通過移動設備轉交到收費站管理中心的收費數(shù)據(jù)。報警信息錄入：當收費人員碰到了搶劫或緊急情況，收費人員通過啟動站內(nèi)報警開關，同時攝像機開始抓拍車道圖像，并將這些信息作為報警信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，其它外圍設備均不工作。4.3.2報表打印模塊報表打印模塊的功能:1.統(tǒng)計報表打印對收費系統(tǒng)的收費數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一匯總，按小時、班次、日、周、月、年查詢相關信息或打印營運財務報表。2.收費單據(jù)打印對正常車的收費信息的打印，打印格式如下:設備驅動模塊自動欄桿機驅動當收費人員確認車輛正常收費過程結束，自動欄桿自動抬升，放行車輛。要保證與收費人員的操作完全同步。攝像機驅動當收費人員確認是特殊類型車輛包括月票車、免費車、軍車、欠費車和闖關車時，及時地啟動攝像機抓拍車道內(nèi)車輛圖像，當車輛出車道后及時地將圖像信息和相關的信息一起存入到數(shù)據(jù)庫中。打印機驅動當收費人員確認車輛正常收費過程結束，自動打印收費單據(jù)。其他情況時不打印任何信息。語音報價器驅動當收費人員確認車輛類型后，如果是正常車，語音報價器會向司機播放車型和應繳費額;如果是特殊車輛，語音報價器不工作。當自動欄桿抬升時，語音報價器播放敬語。費額顯示器驅動當收費人員確認車輛類型后，如果是正常車，費額顯示器會向司機顯示車型和應繳費額;如果是特殊車輛，費額顯示器不工作。閃光報警器驅動當收費人員確認是闖關車或欠費車時，閃光報警器進行閃光報警。車檢線圈驅動自動監(jiān)測車輛是否在自動欄桿抬升前出站，如果車輛在自動欄桿抬升前出站就會啟動閃光報警器進行閃光報警。系統(tǒng)管理模塊站級管理軟件和收費科/公路處管理級軟件的根本處理流程見圖4.4:圖4.4管理級軟件的處理流程圖注:這個軟件流程圖只是示意性的給出了站級軟件和收費科/公路處管理級軟件的根本流程，由于各個管理流程的相似性，這里沒有給出所有的管理項，只是籠統(tǒng)的用“選擇管理項〞活動代替所有的選項，具體的管理模塊的各個管理項會在后面的模塊里面具體說明。系統(tǒng)管理模塊的功能:1.系統(tǒng)時鐘校驗統(tǒng)一管理整個系統(tǒng)的時間，以利于收費數(shù)據(jù)的一致性和準確性管理。2.收費費率調(diào)整統(tǒng)一管理各種車型的收費的費率，可以增加、刪除車型和相應費率，修改現(xiàn)有車型的費率，并能將費率的更改及時的在各個收費站點實施。3.員工管理負責員工信息的錄入，增加、刪除和更改用戶的信息，以及負責用戶的身份權限和密碼管理，這里的員工信息只是公路處人事管理系統(tǒng)員工信息的一局部。4.班次管理負責平常收費工作的日程安排，可以增加、刪除和更改班次安排。5.車道開通管理管理對各個車道的開通，當前車道的開關狀態(tài)，要與車道的車輛通行燈一致:紅燈表示車道關閉，綠燈表示車道正在工作狀態(tài)。6.報警處理處理來自車道收費系統(tǒng)的報警，并對處理報警的事件做好記錄，存入收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中。7.收費站管理對收費科/公路處所管轄的全線的收費站進行統(tǒng)一管理，可以添加，刪除和更改收費站名。