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基于Web的危險品運輸監(jiān)控系統(tǒng)設計探究
[摘 要] 目前危險品監(jiān)控還是停留在對車輛行駛位置的監(jiān)控上，即使有針對危險品狀態(tài)的監(jiān)控，也并不全面。因此本文設計了一個基于Web的危險品運輸監(jiān)控系統(tǒng)，對危險品本身的狀態(tài)、泄漏狀態(tài)、罐體狀態(tài)、車輛狀態(tài)進行全方位跟蹤監(jiān)測。該系統(tǒng)已在危險品運輸企業(yè)中得到具體應用。
[關鍵詞] 危險品運輸;監(jiān)控系統(tǒng);WSH框架;Ajax
[Abstract] currently monitoring of dangerous goods or stay in the position for vehicle monitoring, monitoring for dangerous goods even if there is a state, it is not comprehensive. Therefore, this article is designed to monitor the transport of dangerous goods a Web-based system for dangerous goods themselves state, leak state, tank status, vehicle tracking and monitoring the status of all-round. The system has been applied in specific dangerous goods transport companies.
[Keyword] Transport of Dangerous Goods; monitoring system; WSH framework; Ajax
1 引 言
危險品，即化學危險品的簡稱，是指具有易爆、易燃、具有腐蝕性等危險性質的化學物品[1]。伴隨我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，危險品的產(chǎn)量和運量逐年上升，在這些危險品中，又以易燃易爆且有毒的氣體為主體。與此同時，危險品運輸車輛發(fā)生事故的頻率也呈現(xiàn)提升的事態(tài)，事故一旦發(fā)生，除對車輛以及交通本身的危害之外，還會對周邊的居民、車輛、房屋、公共設施造成傷害和破壞，甚至對環(huán)境造成污染，污染河流、空氣、土壤，對居民的生活造成長期不利的影響[2-3]。
針對危險品的危險性及事故的多發(fā)性，本文設計了一個能夠對危險品運輸狀態(tài)進行監(jiān)控的系統(tǒng)，實時監(jiān)測危險品的狀態(tài)信息(包括裝載危險品的油罐溫度、液面傾斜角度等等)，一旦數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生異常，就進行報警，為管理員和司機提供及時的信息，避免事故的發(fā)生。
2 系統(tǒng)開發(fā)技術介紹
2.1 系統(tǒng)開發(fā)采用WSH(Web work + Spring + Hibernate)框架
將應用框架按其邏輯劃分為3層結構：Web表示層、業(yè)務邏輯層、持久層。各個層次之間具有不同的功能，并保持清晰的隔離，以使彼此獨立存在。但各層之間采用接口進行通信，屏蔽了內部的實現(xiàn)細節(jié)。
(1)Web表示層：應用中Web表示層顯示模型數(shù)據(jù)，并負責和提供用戶界面同用戶交互。使用Web work作為表示層框架：管理用戶的請求和響應，根據(jù)處理結果提取需要的模型數(shù)據(jù)，選擇合適的視圖表現(xiàn)，轉移到用戶設定的頁面。
(2)業(yè)務邏輯層：典型的Web應用的中間組件一般是業(yè)務層或服務層。使用Spring作為業(yè)務層框架，通過讀取配置文件，Spring容器自動生成Bean實例，供業(yè)務邏輯使用;管理事務操作;提供了與表現(xiàn)層交互的接口;管理業(yè)務級對象之間的依賴性;隔離了表示層與持久層等。
(3)持久層：持久層是Web應用中直接與數(shù)據(jù)庫打交道的邏輯單元，實現(xiàn)了O/R映射，將面向對象的操作轉化為面向關系的操作。使用Hibernate作為持久層架構能完全屏蔽具體的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)：通過Hibernate提供的API和HQL查詢接口使操作數(shù)據(jù)更有效、便捷;向下屏蔽了不同數(shù)據(jù)庫的差異;向上為業(yè)務邏輯層提供需要的訪問接口。
2.2 Eclipse開發(fā)平臺
Eclipse 是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發(fā)平臺。它是功能豐富的JavaEE 集成開發(fā)環(huán)境，包括完備的編碼、調試、測試和發(fā)布功能， 完整支持HTML、Web work、JSP、CSS、JavaScript、SQL、Hibernate 和Spring 。
2.3 MySQL
MySQL 是關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，被廣泛地應用在Internet上的中小型網(wǎng)站中。由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開放源碼這一特點， 許多中小型網(wǎng)站為了降低網(wǎng)站開發(fā)成本而選擇了MySQL 作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。
2.4 Ajax
通過在后臺與服務器進行少量數(shù)據(jù)交換，Ajax 可以使網(wǎng)頁實現(xiàn)異步更新。這意味著可以在不重新加載整個網(wǎng)頁的情況下，對網(wǎng)頁的某部分進行更新。
3 系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
3.1 業(yè)務功能模塊設計
危險品運輸監(jiān)控系統(tǒng)包括Web門戶管理登錄監(jiān)控車輛位置信息管理，監(jiān)控危險品報警信息管理，車輛實時調度管理，監(jiān)控車輛歷史軌跡管理。
3.2 系統(tǒng)安全性設計
3.2.1 數(shù)據(jù)安全性設計
數(shù)據(jù)安全[4]有對立的兩方面的含義：①數(shù)據(jù)本身的安全，主要是指采用現(xiàn)代密碼算法對數(shù)據(jù)進行主動保護，如數(shù)據(jù)保密、數(shù)據(jù)完整性、雙向強身份認證等;②數(shù)據(jù)防護的安全，主要是采用現(xiàn)代信息存儲手段對數(shù)據(jù)進行主動防護，如通過磁盤陣列、數(shù)據(jù)備份、異地容災等手段保證數(shù)據(jù)的安全。
在該平臺中，對這兩方面的安全性都有設計，下面分別進行說明。
(1)使用數(shù)據(jù)加密確保數(shù)據(jù)本身的安全;
(2)使用數(shù)據(jù)備份確保數(shù)據(jù)防護的安全。
在平臺中，設計了對于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的定期備份，對于數(shù)據(jù)量不大的表，采用1個月1次的備份方案，對于存儲gps海量數(shù)據(jù)的表，采用1星期備份1次的備份方案。將備份的表格數(shù)據(jù)存儲到固定的硬盤，便于查看和轉儲;其次，還提供了明確的備份文件，用戶可以根據(jù)需求隨時運行備份文件，進行備份，滿足備份的及時性需求。
3.2.2 代碼安全性設計
在平臺中，加密的方式有兩種。
3.2.2.1 將代碼文件進行壓縮封裝
對于需要代碼安全性保護的文件進行壓縮封裝，如將普通的Java文件壓縮成為jar包，經(jīng)過壓縮后的文件不影響功能的使用，只是不能被直觀地讀，這種加密方法很簡單。
3.2.2.2 代碼本身的加密
對于代碼本身進行加密，使得代碼閱讀起來呈現(xiàn)亂碼的形式，只有通過解析，才能表現(xiàn)出正確的含義，這樣的加密不影響功能的運行，只影響代碼的可讀性。
3.2.3 程序安全性設計
程序安全性是從程序的角度進行安全性考慮，要保證程序運行的穩(wěn)定性，具有一定能力的容錯性，不能通過URL地址直接訪問。 程序安全性主要從以下兩個方面設計：
(1)采用異常拋出機制;
(2)對直接使用URL地址訪問的約束。
3.2.4 應用安全性設計
應用安全性從軟件安全性角度和軟件操作安全性角度進行設計。
3.2.4.1 軟件安全性設計
平臺應用的安全性我們從以下幾個方面進行設計實現(xiàn)：用戶身份認證;權限管理和角色管理;日志監(jiān)控和管理等。對用戶操作以及數(shù)據(jù)進行監(jiān)控并形成日志文件，一旦發(fā)現(xiàn)異常操作或者異常數(shù)據(jù)，就會產(chǎn)生報警數(shù)據(jù)，提醒相關人員進行及時的處理，完善平臺使用時的安全性。
3.2.4.2 軟件操作安全性設計
軟件操作安全性設計是指從用戶的操作的角度進行的安全性設計，系統(tǒng)設計出后文的功能和說明來確保軟件操作的安全性。
3.3 系統(tǒng)實時性設計
為了滿足平臺實時性需求，我們采用Ajax技術，充分利用Ajax的局部動態(tài)刷新技術來提高實時性。在第二節(jié)技術介紹中，已經(jīng)對Ajax技術進行說明，運用Ajax能夠實現(xiàn)對界面的局部刷新，提高數(shù)據(jù)在頁面上的顯示速度，減少整個界面加載所耗費的時間，滿足平臺的實時性需求。
3.4 系統(tǒng)對海量數(shù)據(jù)處理能力設計
在平臺中，平臺需要接收和操作的數(shù)據(jù)是海量的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)包含的屬性有：設備號、車牌號、狀態(tài)接收時間、狀態(tài)發(fā)送時間、經(jīng)度、緯度、報警狀態(tài)、速度、方位角、加速度等)，這些數(shù)據(jù)存在名為GPS信息表的表中，當面對海量數(shù)據(jù)時，對表中的數(shù)據(jù)進行快速的訪問和操作顯得十分重要，為了提高數(shù)據(jù)訪問性能，我們采用了如下手段：①建立附表。用對表中個別屬性的操作來代替對表中所有屬性的操作。②建立索引。對于頻繁使用的字段建立按照時間檢索的功能，提高數(shù)據(jù)訪問效率。③創(chuàng)建視圖。視圖能簡化用戶對于數(shù)據(jù)的理解，提高數(shù)據(jù)的安全性，而且，對于視圖的操作不影響本身數(shù)據(jù)庫中的表的內容。④執(zhí)行備份。當GPS報警信息表存儲的數(shù)據(jù)量很大時，即使已經(jīng)采用上述3個方案，還是會嚴重影響訪問性能，為了解決這一問題，會對兩個表中的數(shù)據(jù)進行定時備份，控制表中的數(shù)據(jù)量。當需要使用已經(jīng)存入備份文件的數(shù)據(jù)時，再從備份文件中將這些數(shù)據(jù)讀取到數(shù)據(jù)庫中，采用“隨用隨取”的策略，提高讀取數(shù)據(jù)的性能。
4 結 論
實踐證明，本文中采用的DWSH框架體系，在保持軟件低耦合度的同時將Ajax技術融入了軟件系統(tǒng)中，而Ajax的引入并不影響原來搭設程序邏輯結構。層層分離的體系，使軟件具有很高的靈活性和可重用性。
主要參考文獻
[1]胡艷菊，胡艷玲，張偉.危險化學品突發(fā)泄漏事故應急決策系統(tǒng)研究[J].吉林化工學院學報，2010，27(1)：69-72.
[2]程志端.基于多傳感器的危險品運輸監(jiān)控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學，2011.
[3]曹滿金.基于uC/OS-Ⅱ的車載危險品運輸監(jiān)控終端的設計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學，2011.
[4]百度百科.數(shù)據(jù)安全[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/2308446.htm#ref_[1]_2308446.
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