柳州市路橋車輛通行費(fèi)管理系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)

［摘要］為了科學(xué)、有效地實(shí)行城市路橋年費(fèi)的智能信息化管理，在市政管理的收費(fèi)站范圍內(nèi)，利用路橋車輛通行費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行收費(fèi)和讀寫IC卡，憑IC卡通過路橋收費(fèi)站和高速公路收費(fèi)站結(jié)算，實(shí)現(xiàn)市政所屬收費(fèi)站與高速環(huán)線收費(fèi)站的聯(lián)網(wǎng)。文章結(jié)合路橋車輛通行費(fèi)管理?xiàng)l理與實(shí)際情況，對路橋車輛通行費(fèi)管理系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，介紹系統(tǒng)的需求分析、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的過程。

［關(guān)鍵詞］數(shù)據(jù)庫；程序設(shè)計(jì)；關(guān)鍵字；外關(guān)鍵字

［作者簡介］侯國熙，廣西交通科學(xué)研究院，研究方向：交通機(jī)電工程軟件開發(fā)，廣西南寧 530007；潘承繼，廣西交通科學(xué)研究院，研究方向：交通機(jī)電工程開發(fā)，廣西南寧 530007；岳雷，廣西交通科學(xué)研究院，研究方向：交通機(jī)電工程開發(fā)，廣西南寧，530007

［中圖分類號］ F54［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1007-7723（2008）10-0163-0003

一、系統(tǒng)需求分析

該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)路橋年票征收工作全部業(yè)務(wù)流程，并對各個(gè)環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行自動(dòng)記錄跟蹤，實(shí)現(xiàn)路橋年票征收管理工作的規(guī)范化、制度化、現(xiàn)代化，提高路橋年票征收工作的效率。通行費(fèi)年票制是指按車型類別對照通行費(fèi)年票收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)一次性繳交全年路橋通行費(fèi)或次費(fèi)，并發(fā)放通行IC卡。

系統(tǒng)主要功能：

1.收費(fèi)業(yè)務(wù)：按照一車一票一卡一證來辦理。

2.特殊業(yè)務(wù)：只有通過授權(quán)的用戶才能辦理特殊業(yè)務(wù)，比如：報(bào)停、轉(zhuǎn)籍、報(bào)廢、退票，等等。

3.收費(fèi)統(tǒng)計(jì)：通過授權(quán)可以統(tǒng)計(jì)每個(gè)收費(fèi)點(diǎn)各個(gè)時(shí)段的收費(fèi)數(shù)量及收費(fèi)金額。

4.收費(fèi)查詢：分為組合查詢和明細(xì)查詢等方式查詢。

5.票務(wù)管理：主要是對發(fā)放、使用的發(fā)票進(jìn)行科學(xué)管理，能更有效地了解票務(wù)情況。

6.各類報(bào)表：能夠按照收費(fèi)的使用情況生成各個(gè)部門的報(bào)表。

7.系統(tǒng)設(shè)置：通過授權(quán)可以對基本參數(shù)進(jìn)行添加、修改、刪除數(shù)據(jù)。

二、設(shè)計(jì)模式分析及關(guān)鍵技術(shù)

（一）設(shè)計(jì)模式分析

在目前比較流行的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)中，大多數(shù)采用瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S模式）或客戶機(jī)/服務(wù)器模式(C/S模式)。這兩種模式的比較：B/S模式（Browser/Server）結(jié)構(gòu)，它是隨著Internet技術(shù)的興起，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（Server）實(shí)現(xiàn)，形成所謂三層3-tier結(jié)構(gòu)。這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本（TCO），但是缺點(diǎn)是服務(wù)器的處理任務(wù)比較重；而C/S模式（Client/Server）結(jié)構(gòu)是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通信開銷。但是C/S結(jié)構(gòu)的兼容性差，對客戶端要求比較高，要求客戶機(jī)與服務(wù)器共同承擔(dān)一部分處理任務(wù)，能減輕服務(wù)器的工作負(fù)擔(dān)，而且維護(hù)成本與投資大。

對比兩種模式，鑒于收費(fèi)系統(tǒng)的私密性、分布收費(fèi)點(diǎn)廣、數(shù)據(jù)的安全性以及在通信內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中使用的特點(diǎn)，選擇了客戶端/服務(wù)器的設(shè)計(jì)模式（B/S模式），采取獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)通訊，客戶端（瀏覽器）可以通過HTTP協(xié)議向服務(wù)器（IIS）提交相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作請求，服務(wù)器接到指令后去連接數(shù)據(jù)庫，把響應(yīng)的結(jié)果返回到客戶端，如圖1所示。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

1．?dāng)?shù)據(jù)庫的連接。數(shù)據(jù)庫是網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，對于很多沒有編程基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)一定網(wǎng)頁功能的人來說，ASP或者ASP.NET等的復(fù)雜代碼不啻于一座難以逾越的大山，但是Microsoft Visual Studio .NET 2005 卻為我們省去了很大的心思，利用其自帶的功能就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本操作，并且操作是可視化的，非常直觀。打開數(shù)據(jù)記錄集對話框，我們需要設(shè)置幾個(gè)參數(shù)，一個(gè)是記錄集名稱“Recordset1”，連接數(shù)據(jù)集“cnn”，表格“data”。這樣我們就選擇了一個(gè)基于數(shù)據(jù)表data的數(shù)據(jù)集。另外，.NET還提供了一個(gè)便捷的數(shù)據(jù)庫連接的配置文件webconfig，只要修改配置文件就能改變數(shù)據(jù)庫的連接，極大地方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的移植，配置如下：

＜appSettings＞

＜add key=\"cnn\" value=\"server=ServerIP;uid=;password=;database=mydatabase\"＞＜/add＞

＜/appSettings＞

2．頁面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息。為了方便收費(fèi)員在后臺瀏覽電腦的收費(fèi)情況，需要將數(shù)據(jù)庫中的收費(fèi)信息通過表格的形式展現(xiàn)出來。由于數(shù)據(jù)量大，與服務(wù)器交互頻繁，使速度相應(yīng)變慢，為此在后臺采用數(shù)據(jù)庫中建立存儲過程來分頁顯示數(shù)據(jù)。在程序中調(diào)用存儲過程來處理數(shù)據(jù)，這樣大大提高了訪問的效率和速度。

3．選擇數(shù)據(jù)庫。相比較其他傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫而言，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫采用了二維的數(shù)據(jù)表格，使用表格中的關(guān)鍵字段作為單個(gè)表格索引，使用外關(guān)鍵字段作為表格之間的聯(lián)系，使得數(shù)據(jù)的存取和查詢的速度更高，更具有優(yōu)越性。本系統(tǒng)采用Microsoft SQL Server2000作為數(shù)據(jù)庫，Microsoft SQL Server 2000 能提供超大型系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，同時(shí)為這些環(huán)境提供了全面的保護(hù)，具有防止問題發(fā)生的安全措施，也是目前數(shù)據(jù)庫選擇的主流之一。

4．設(shè)置IIS虛擬目錄。我們設(shè)計(jì)好整個(gè)頁面之后，如果想瀏覽效果必須進(jìn)行發(fā)布，因此需要配置相應(yīng)的服務(wù)器環(huán)境。關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是安裝IIS。利用Win XP安裝盤在添加／刪除程序中安裝Windows組件的Internet 信息服務(wù)，完畢之后會在控制面板的“管理工具”選項(xiàng)中出現(xiàn)“Internet 信息服務(wù)”圖標(biāo)。雙擊該圖標(biāo)就可以設(shè)置IIS虛擬目錄。

5．網(wǎng)站的使用。在默認(rèn)網(wǎng)站上單擊右鍵，選擇新建“虛擬目錄”，在對話框中依次填入網(wǎng)站的別名“myweb”，文件所在目錄“C:\\wwwroot”。這樣設(shè)置虛擬目錄的過程就完成了。然后在IE瀏覽器中輸入http://127.0.0.1/myweb/login.asp就進(jìn)入了系統(tǒng)主頁，輸入收費(fèi)員工號、密碼登陸，就進(jìn)入業(yè)務(wù)辦理頁面。

三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中，特別是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫訪問，因?yàn)榭赡芤L問的數(shù)據(jù)量較大，因此需要比較長的時(shí)間來得到結(jié)果。而一個(gè)良好的程序應(yīng)具有良好的交互性，在訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)應(yīng)允許你的應(yīng)用程序?qū)τ脩舻幕顒?dòng)盡快作出響應(yīng)。在軟件系統(tǒng)開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)遵循必要的數(shù)據(jù)庫范式理論，以減少冗余，保證數(shù)據(jù)的完整性與正確性。因此，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)可以從幾個(gè)方面考慮：

（一）規(guī)范命名

所有的數(shù)據(jù)庫名、表名必須遵循統(tǒng)一的命名規(guī)則，并進(jìn)行必要描述，以方便設(shè)計(jì)、維護(hù)、查詢。

（二）分類拆分?jǐn)?shù)據(jù)量大的表

由于其使用頻率很高，要盡量減少表中的記錄數(shù)量。例如，收費(fèi)記錄表(TollTable)由于數(shù)據(jù)量大，就應(yīng)該與車主信息表(Carinfo)分開，通過關(guān)鍵字(Carid)來對應(yīng)車主的所有信息，這樣可以大大減少數(shù)據(jù)冗余。

（三）索引設(shè)計(jì)

對于大的數(shù)據(jù)庫表，合理的索引能夠提高整個(gè)數(shù)據(jù)庫的操作效率，尤其是在查詢大量的數(shù)據(jù)時(shí)，建立索引十分重要。例如，在一個(gè)50萬多條記錄的記錄表以車主名稱、車牌號碼、車類型查詢，所用的時(shí)間接近20秒；而如果以車主名稱、車牌號碼、車類型為索引字段建立索引進(jìn)行相同的查詢，所用時(shí)間不到10秒。因此，在大型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，只有建立合理的索引字段，才能有效提高整個(gè)數(shù)據(jù)庫的操作效率。

（四）多線程機(jī)制

在微軟.NET框架中，許多服務(wù)器端應(yīng)用程序都駐留在ASP.NET體系結(jié)構(gòu)中。因?yàn)镮IS和ASP.NET在ASP.NET Web Form或Web服務(wù)程序中執(zhí)行了許多或所有的多線程。這就是為什么在.NET框架中，多線程更傾向于在客戶端使用的一個(gè)原因。比如，在保證同用戶交互的同時(shí)而執(zhí)行一個(gè)很長的操作，可以讓需要大量時(shí)間的操作在后臺運(yùn)行以快速響應(yīng)用戶的活動(dòng)。.NET Framework提供線程隔離，最好的辦法也是將線程要訪問的對象包裝在類中調(diào)用線程的start方法，并不能確保其中的方法馬上執(zhí)行完，而要得到數(shù)據(jù)訪問的結(jié)果又必須等其中的方法執(zhí)行完畢。所以，如果在運(yùn)行線程后采用循環(huán)查詢的方法顯然影響了交互性，事件是從線程方法返回?cái)?shù)據(jù)的好方法。只要在線程方法所在的類中定義一個(gè)事件，在線程方法中發(fā)出事件，而在窗體類中生成代理。

四、程序設(shè)計(jì)

（一）Asp.net的介紹

根據(jù)路橋車輛通行年費(fèi)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及上面技術(shù)的分析，選擇了Windows系統(tǒng)環(huán)境下使用Microsoft Visual Studio .NET 2005的asp.net + C#來開發(fā)web程序。ASP.NET是微軟流行的動(dòng)態(tài)WEB編程技術(shù)活動(dòng)服務(wù)器網(wǎng)頁（ASP）的最新版本，但它遠(yuǎn)不是傳統(tǒng)ASP的簡單升級。ASP.NET和ASP的最大區(qū)別在于編程思維的轉(zhuǎn)換，ASP.NET是真正在ASP.NET中，Web 窗體頁由兩部分組成：視覺元素（HTML、服務(wù)器控件和靜態(tài)文本）和該頁的編程邏輯。其中每一部分都存儲在一個(gè)單獨(dú)的文件中?？梢曉卦谝粋€(gè)擴(kuò)展名為 .aspx 文件中創(chuàng)建，而代碼位于一個(gè)單獨(dú)的類文件中，該文件稱作代碼隱藏類文件，擴(kuò)展名為aspx.cs。這樣，.aspx文件中存放所有要顯示的元素， aspx.cs文件中存放邏輯。

（二）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Object-Oriented Programming）

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的代表語言是C++語言，引入了“類”與“對象”的概念。在程序?qū)崿F(xiàn)的過程中，有很多類或者函數(shù)可以重復(fù)使用。因此，我們可以先建立一個(gè)公共類，在類下面寫功能函數(shù)，在需要某個(gè)功能的時(shí)候，就通過調(diào)用類下的相應(yīng)功能，這樣極大地提高了代碼的可重用性、軟件的可擴(kuò)展性等。

（三）繪制出程序路橋車輛通行年費(fèi)管理系統(tǒng)流程圖（圖2）

五、結(jié)語

柳州市路橋車輛通行費(fèi)管理系統(tǒng)通過一年多的運(yùn)行，一切正常，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)過渡。柳州市路橋車輛通行費(fèi)管理系統(tǒng)首次采用新的模式（B/S）和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不但提高管理效率和信息共享水平，而且進(jìn)一步鞏固了路橋收費(fèi)改革成果。

［參考文獻(xiàn)］

［1］Chris Payne.ASP.NET從入門到精通［M］.北京:人民郵電出版社，2002.

［2］張志學(xué).NET框架開發(fā)人員參考手冊［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002.

［3］Mike Gunderloy.ADO與ADO.Net編程指南［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2000.