基于Web的危險品運輸監控系統設計

文靜 曹妍 張同婕

[摘 要] 目前危險品監控還是停留在對車輛行駛位置的監控上，即使有針對危險品狀態的監控，也并不全面。因此本文設計了一個基于Web的危險品運輸監控系統，對危險品本身的狀態、泄漏狀態、罐體狀態、車輛狀態進行全方位跟蹤監測。該系統已在危險品運輸企業中得到具體應用。

[關鍵詞] 危險品運輸；監控系統；WSH框架；Ajax

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 16. 022

[中圖分類號] F253.9 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）16- 0035- 02

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]。伴隨我國經濟的快速發展，危險品的產量和運量逐年上升，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，危險品運輸車輛發生事故的頻率也呈現提升的事態，事故一旦發生，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性，本文設計了一個能夠對危險品運輸狀態進行監控的系統，實時監測危險品的狀態信息（包括裝載危險品的油罐溫度、液面傾斜角度等等），一旦數據狀態發生異常，就進行報警，為管理員和司機提供及時的信息，避免事故的發生。

2 系統開發技術介紹

2.1 系統開發采用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，屏蔽了內部的實現細節。

（1）Web表示層：應用中Web表示層顯示模型數據，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，根據處理結果提取需要的模型數據，選擇合適的視圖表現，轉移到用戶設定的頁面。

（2）業務邏輯層：典型的Web應用的中間組件一般是業務層或服務層。使用Spring作為業務層框架，通過讀取配置文件，Spring容器自動生成Bean實例，供業務邏輯使用；管理事務操作；提供了與表現層交互的接口；管理業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應用中直接與數據庫打交道的邏輯單元，實現了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據庫實現：通過Hibernate提供的API和HQL查詢接口使操作數據更有效、便捷；向下屏蔽了不同數據庫的差異；向上為業務邏輯層提供需要的訪問接口。

2.2 Eclipse開發平臺

Eclipse 是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發平臺。它是功能豐富的JavaEE 集成開發環境，包括完備的編碼、調試、測試和發布功能， 完整支持HTML、Web work、JSP、CSS、JavaScript、SQL、Hibernate 和Spring 。

2.3 MySQL

MySQL 是關系型數據庫管理系統，被廣泛地應用在Internet上的中小型網站中。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， 許多中小型網站為了降低網站開發成本而選擇了MySQL 作為網站數據庫。

2.4 Ajax

通過在后臺與服務器進行少量數據交換，Ajax 可以使網頁實現異步更新。這意味著可以在不重新加載整個網頁的情況下，對網頁的某部分進行更新。

3 系統的設計與實現

3.1 業務功能模塊設計

危險品運輸監控系統包括Web門戶管理登錄監控車輛位置信息管理，監控危險品報警信息管理，車輛實時調度管理，監控車輛歷史軌跡管理。

3.2 系統安全性設計

3.2.1 數據安全性設計

數據安全[4]有對立的兩方面的含義：①數據本身的安全，主要是指采用現代密碼算法對數據進行主動保護，如數據保密、數據完整性、雙向強身份認證等；②數據防護的安全，主要是采用現代信息存儲手段對數據進行主動防護，如通過磁盤陣列、數據備份、異地容災等手段保證數據的安全。

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）使用數據加密確保數據本身的安全；

（2）使用數據備份確保數據防護的安全。

在平臺中，設計了對于數據庫中的數據的定期備份，對于數據量不大的表，采用1個月1次的備份方案，對于存儲gps海量數據的表，采用1星期備份1次的備份方案。將備份的表格數據存儲到固定的硬盤，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亂碼的形式，只有通過解析，才能表現出正確的含義，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：用戶身份認證；權限管理和角色管理；日志監控和管理等。對用戶操作以及數據進行監控并形成日志文件，一旦發現異常操作或者異常數據，就會產生報警數據，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的局部動態刷新技術來提高實時性。在第二節技術介紹中，已經對Ajax技術進行說明，運用Ajax能夠實現對界面的局部刷新，提高數據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 系統對海量數據處理能力設計

在平臺中，平臺需要接收和操作的數據是海量的車輛狀態數據（這些數據包含的屬性有：設備號、車牌號、狀態接收時間、狀態發送時間、經度、緯度、報警狀態、速度、方位角、加速度等），這些數據存在名為GPS信息表的表中，當面對海量數據時，對表中的數據進行快速的訪問和操作顯得十分重要，為了提高數據訪問性能，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，提高數據訪問效率。③創建視圖。視圖能簡化用戶對于數據的理解，提高數據的安全性，而且，對于視圖的操作不影響本身數據庫中的表的內容。④執行備份。當GPS報警信息表存儲的數據量很大時，即使已經采用上述3個方案，還是會嚴重影響訪問性能，為了解決這一問題，會對兩個表中的數據進行定時備份，控制表中的數據量。當需要使用已經存入備份文件的數據時，再從備份文件中將這些數據讀取到數據庫中，采用“隨用隨取”的策略，提高讀取數據的性能。

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.危險化學品突發泄漏事故應急決策系統研究[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控系統研究與實現[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控終端的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2011.

[4]百度百科.數據安全[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/2308446.htm#ref_[1]_2308446.