基于Web的危險(xiǎn)品運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文靜 曹妍 張同婕

[摘 要] 目前危險(xiǎn)品監(jiān)控還是停留在對(duì)車輛行駛位置的監(jiān)控上，即使有針對(duì)危險(xiǎn)品狀態(tài)的監(jiān)控，也并不全面。因此本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于Web的危險(xiǎn)品運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)危險(xiǎn)品本身的狀態(tài)、泄漏狀態(tài)、罐體狀態(tài)、車輛狀態(tài)進(jìn)行全方位跟蹤監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)已在危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)中得到具體應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 危險(xiǎn)品運(yùn)輸；監(jiān)控系統(tǒng)；WSH框架；Ajax

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

[中圖分類號(hào)] F253.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）16- 0035- 02

1 引 言

危險(xiǎn)品，即化學(xué)危險(xiǎn)品的簡(jiǎn)稱，是指具有易爆、易燃、具有腐蝕性等危險(xiǎn)性質(zhì)的化學(xué)物品[1]。伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，危險(xiǎn)品的產(chǎn)量和運(yùn)量逐年上升，在這些危險(xiǎn)品中，又以易燃易爆且有毒的氣體為主體。與此同時(shí)，危險(xiǎn)品運(yùn)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(duì)車輛以及交通本身的危害之外，還會(huì)對(duì)周邊的居民、車輛、房屋、公共設(shè)施造成傷害和破壞，甚至對(duì)環(huán)境造成污染，污染河流、空氣、土壤，對(duì)居民的生活造成長(zhǎng)期不利的影響[2-3]。

針對(duì)危險(xiǎn)品的危險(xiǎn)性及事故的多發(fā)性，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠?qū)ξｋU(xiǎn)品運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息（包括裝載危險(xiǎn)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(jìn)行報(bào)警，為管理員和司機(jī)提供及時(shí)的信息，避免事故的發(fā)生。

2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)介紹

2.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用WSH（Web work + Spring + Hibernate）框架

將應(yīng)用框架按其邏輯劃分為3層結(jié)構(gòu)：Web表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久層。各個(gè)層次之間具有不同的功能，并保持清晰的隔離，以使彼此獨(dú)立存在。但各層之間采用接口進(jìn)行通信，屏蔽了內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

（1）Web表示層：應(yīng)用中Web表示層顯示模型數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)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(qǐng)求和響應(yīng)，根據(jù)處理結(jié)果提取需要的模型數(shù)據(jù)，選擇合適的視圖表現(xiàn)，轉(zhuǎn)移到用戶設(shè)定的頁(yè)面。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層：典型的Web應(yīng)用的中間組件一般是業(yè)務(wù)層或服務(wù)層。使用Spring作為業(yè)務(wù)層框架，通過(guò)讀取配置文件，Spring容器自動(dòng)生成Bean實(shí)例，供業(yè)務(wù)邏輯使用；管理事務(wù)操作；提供了與表現(xiàn)層交互的接口；管理業(yè)務(wù)級(jí)對(duì)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(yīng)用中直接與數(shù)據(jù)庫(kù)打交道的邏輯單元，實(shí)現(xiàn)了O/R映射，將面向?qū)ο蟮牟僮鬓D(zhuǎn)化為面向關(guān)系的操作。使用Hibernate作為持久層架構(gòu)能完全屏蔽具體的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)：通過(guò)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(kù)的差異；向上為業(yè)務(wù)邏輯層提供需要的訪問(wèn)接口。

2.2 Eclipse開(kāi)發(fā)平臺(tái)

Eclipse 是一個(gè)開(kāi)放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它是功能豐富的JavaEE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括完備的編碼、調(diào)試、測(cè)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(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，被廣泛地應(yīng)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(kāi)放源碼這一特點(diǎn)， 許多中小型網(wǎng)站為了降低網(wǎng)站開(kāi)發(fā)成本而選擇了MySQL 作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.4 Ajax

通過(guò)在后臺(tái)與服務(wù)器進(jìn)行少量數(shù)據(jù)交換，Ajax 可以使網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)異步更新。這意味著可以在不重新加載整個(gè)網(wǎng)頁(yè)的情況下，對(duì)網(wǎng)頁(yè)的某部分進(jìn)行更新。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 業(yè)務(wù)功能模塊設(shè)計(jì)

危險(xiǎn)品運(yùn)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(xiǎn)品報(bào)警信息管理，車輛實(shí)時(shí)調(diào)度管理，監(jiān)控車輛歷史軌跡管理。

3.2 系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

3.2.1 數(shù)據(jù)安全性設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)安全[4]有對(duì)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)保護(hù)，如數(shù)據(jù)保密、數(shù)據(jù)完整性、雙向強(qiáng)身份認(rèn)證等；②數(shù)據(jù)防護(hù)的安全，主要是采用現(xiàn)代信息存儲(chǔ)手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)防護(hù)，如通過(guò)磁盤陣列、數(shù)據(jù)備份、異地容災(zāi)等手段保證數(shù)據(jù)的安全。

在該平臺(tái)中，對(duì)這兩方面的安全性都有設(shè)計(jì)，下面分別進(jìn)行說(shuō)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(hù)的安全。

在平臺(tái)中，設(shè)計(jì)了對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的定期備份，對(duì)于數(shù)據(jù)量不大的表，采用1個(gè)月1次的備份方案，對(duì)于存儲(chǔ)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(chǔ)到固定的硬盤，便于查看和轉(zhuǎn)儲(chǔ)；其次，還提供了明確的備份文件，用戶可以根據(jù)需求隨時(shí)運(yùn)行備份文件，進(jìn)行備份，滿足備份的及時(shí)性需求。

3.2.2 代碼安全性設(shè)計(jì)

在平臺(tái)中，加密的方式有兩種。

3.2.2.1 將代碼文件進(jìn)行壓縮封裝

對(duì)于需要代碼安全性保護(hù)的文件進(jìn)行壓縮封裝，如將普通的Java文件壓縮成為jar包，經(jīng)過(guò)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(jiǎn)單。

3.2.2.2 代碼本身的加密

對(duì)于代碼本身進(jìn)行加密，使得代碼閱讀起來(lái)呈現(xiàn)亂碼的形式，只有通過(guò)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(yùn)行，只影響代碼的可讀性。

3.2.3 程序安全性設(shè)計(jì)

程序安全性是從程序的角度進(jìn)行安全性考慮，要保證程序運(yùn)行的穩(wěn)定性，具有一定能力的容錯(cuò)性，不能通過(guò)URL地址直接訪問(wèn)。

程序安全性主要從以下兩個(gè)方面設(shè)計(jì)：

（1）采用異常拋出機(jī)制；

（2）對(duì)直接使用URL地址訪問(wèn)的約束。

3.2.4 應(yīng)用安全性設(shè)計(jì)

應(yīng)用安全性從軟件安全性角度和軟件操作安全性角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2.4.1 軟件安全性設(shè)計(jì)

平臺(tái)應(yīng)用的安全性我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)：用戶身份認(rèn)證；權(quán)限管理和角色管理；日志監(jiān)控和管理等。對(duì)用戶操作以及數(shù)據(jù)進(jìn)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(huì)產(chǎn)生報(bào)警數(shù)據(jù)，提醒相關(guān)人員進(jìn)行及時(shí)的處理，完善平臺(tái)使用時(shí)的安全性。

3.2.4.2 軟件操作安全性設(shè)計(jì)

軟件操作安全性設(shè)計(jì)是指從用戶的操作的角度進(jìn)行的安全性設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)出后文的功能和說(shuō)明來(lái)確保軟件操作的安全性。

3.3 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性設(shè)計(jì)

為了滿足平臺(tái)實(shí)時(shí)性需求，我們采用Ajax技術(shù)，充分利用Ajax的局部動(dòng)態(tài)刷新技術(shù)來(lái)提高實(shí)時(shí)性。在第二節(jié)技術(shù)介紹中，已經(jīng)對(duì)Ajax技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明，運(yùn)用Ajax能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)界面的局部刷新，提高數(shù)據(jù)在頁(yè)面上的顯示速度，減少整個(gè)界面加載所耗費(fèi)的時(shí)間，滿足平臺(tái)的實(shí)時(shí)性需求。

3.4 系統(tǒng)對(duì)海量數(shù)據(jù)處理能力設(shè)計(jì)

在平臺(tái)中，平臺(tái)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(shè)備號(hào)、車牌號(hào)、狀態(tài)接收時(shí)間、狀態(tài)發(fā)送時(shí)間、經(jīng)度、緯度、報(bào)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(dāng)面對(duì)海量數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的訪問(wèn)和操作顯得十分重要，為了提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能，我們采用了如下手段：①建立附表。用對(duì)表中個(gè)別屬性的操作來(lái)代替對(duì)表中所有屬性的操作。②建立索引。對(duì)于頻繁使用的字段建立按照時(shí)間檢索的功能，提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率。③創(chuàng)建視圖。視圖能簡(jiǎn)化用戶對(duì)于數(shù)據(jù)的理解，提高數(shù)據(jù)的安全性，而且，對(duì)于視圖的操作不影響本身數(shù)據(jù)庫(kù)中的表的內(nèi)容。④執(zhí)行備份。當(dāng)GPS報(bào)警信息表存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，即使已經(jīng)采用上述3個(gè)方案，還是會(huì)嚴(yán)重影響訪問(wèn)性能，為了解決這一問(wèn)題，會(huì)對(duì)兩個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)備份，控制表中的數(shù)據(jù)量。當(dāng)需要使用已經(jīng)存入備份文件的數(shù)據(jù)時(shí)，再?gòu)膫浞菸募袑⑦@些數(shù)據(jù)讀取到數(shù)據(jù)庫(kù)中，采用“隨用隨取”的策略，提高讀取數(shù)據(jù)的性能。

4 結(jié) 論

實(shí)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(shí)將Ajax技術(shù)融入了軟件系統(tǒng)中，而Ajax的引入并不影響原來(lái)搭設(shè)程序邏輯結(jié)構(gòu)。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(xiàn)

[1]胡艷菊，胡艷玲，張偉.危險(xiǎn)化學(xué)品突發(fā)泄漏事故應(yīng)急決策系統(tǒng)研究[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，27（1）：69-72.

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[4]百度百科.數(shù)據(jù)安全[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/2308446.htm#ref_[1]_2308446.