（通信与信息系统专业论文）路侧停车管理系统的研究及实现.pdf

摘要摘要路侧停车是路外停车的一种有效的补充，能够起到调节城市停车场布局的作用，可以弥补现有停车设施的不足。路侧停车在发挥城市道路剩余空间作用的同时，又起到了将停车位弹性化的作用。目前在停车场的组成中，路侧停车场仍然占着非常重要的地位，加强对路侧停车场的规划和管理，是城市对停车管理的重要内容，发挥路侧停车的优势将有利于整个城市的停车管理，同时也对城市的智能交通系统( i t s ) 的发展有着极其重要的意义。本文通过对路侧停车管理现状的整体分析研究，提出了一套对整个城市的路侧停车进行统一管理的建设方案。方案主要从车位管理和费用管理两个方面对路侧停车场的建设进行研究和实现，并针对目前城市路侧停车场以人工管理为主的现状，提出一套由人工管理转向半自动化管理并最终过渡到全自动化管理的建设方案，充分利用现有的条件，对路侧停车场进行科学的改造。本课题主要应用了w e bs e r v i c e 技术实现系统的大部分业务逻辑。w e bs e r v i c e 作为一种新兴的技术有着良好的互操作性、普遍性、完好的封装性，它提供任何启用s o a p 的客户端都可以访问的x m l 接口，这意味着用n e t 开发的w e bs e r v i c e 能够被j a v a 应用程序、w e b 应用及任何启用s o a p 的桌面应用程序访问。基于此，本课题引入了w e bs e r v i c e 技术，将其与c s l a n e t 框架相结合，实现大部分业务逻辑，从而方便系统的扩展以及与其他资源的共享。本文详细阐述了在课题中使用到的w e bs e r v i c e ，对各个服务功能以及服务接口进行了详尽的说明。系统中还应用了g i s 技术实现车位、设备等元素的图形化管理，使系统具有更加直观、易用等特点。关键词：路侧停车；s o a p ；w e bs e r v i c e ；g i s ；c s 乙a n e ta b s t r a c ta bs t r a c tr o a d s i d ep a r k i l l gi s 姐e 饪：e c t i v es u p p l 啪e n t a d ro fr o a d 一0 u t s i d ep a d i n g ，i tc a l la d j u s t 廿l e1 a y o u to fc i 妙- p a r k i n g1 0 t ，a n df i l lt h es h o n a g eo fe x i s t i n gp a n 【i n gf a c i l i t i e s r 0 a d s i d ep 矾【i i l gl e t sm ec i 妙r e m a i n i n gr o a ds p a c ep l a yi t sr o l e ，a tt l l es 锄et i m e ，i tm a k 嚣p a r k i n gs p a c 锶m o r ef l e x i b l e a tp r e s e n tc o m p o s i t i o no fm ep a f 虹n gl o t ，r o d e s i d ep a r k i i l gl o ti ss t i l lv e 哕i m p o r t a n t s ow es h o u l ds 仃e n g t l l e nt h ep l 砒m i l l g 觚dm a n a g 锄e n to fr o a d - s i d ep a r k i n g ，a n dt h i si st l l e豳p 0 砌n tp a i to fc 埘sp a r k i n gm 强a g 锄e n t w bs h o u l d 试【e 也ea d v a n t a g e so fr o a d - s i d ep 砌d n &孤dt l l i si sb 吼e f i tt 0l 王i ew h o l ec i 锣sp a r k i i l gm a n a g 锄n t ，a l m i sh 鹊g r 龃ts i 鲥f i c 狮c et on l ed e v c 蛔n 髓to fc i 哆si n 湖l i g e n tt r 勰s p o r t a t i o ns y s t e m ( i t s ) 曲t h eov e r a _ l l 觚a l y s i so ft l l es i d e p 矾【i n gm 趾a g 咖t ss t a t ：i l sq u o ，t h es l l _ b j c c tp r o p 0 s e sas e to fb u i l d i n gp r o 蓼醐1 m ef o ru i l i f i e dm 姐a g e ! l 媳n to f 也ew h o l ec i t y sf o d e s i d ep a f k i i l g t h ep r o 舒铷m 1 1 er e s e a r c h e sa n di m p l 锄e n t st l l er o a d s i d ep a d 【i n gl o t sb u i l d i i l gm 抽l yf r o mt w os i d e s ，p 越k 遗gs p a c e sm a n a 黜e n ta n dc o s lm a n a 擎嫩l e n t 。a n d m p a 戏- dt o 也es t a 奴l sq u ot 1 1 a tt h ec i 锣r o a d - s i d ep a r k i l l gl o ti sm 豳l ym a n a g e db ym 锄，w ep r o p o s e das e to fb u i l d i i l gp r o g r a m m e 也a tg ot os a 正一a u t o m a d cm a i 璩g e 翔【e n ta i l de v e n 呶l 姚嫩i s s i o n 的a 允l l ya u t o m a t e dm a n a g e m e n ta n dr e t ) u i l d l er o a d s i d ep a r k i n gs c i e 嘶f i c a l l yw i m 向l ll l s eo fe ) 【i s 血gc o n d i t i o n s 7 r h es u b j e c tm a 纽l yl l s e st h ew 曲s e r v i c et e c h 芏l o l o g ) ，t 0i m p l e m e n tm o s tb u s 遗e s sl o g i co f &s y s t e m a sak i n d0 fn e wt e c h n o l o g y w 曲s e f v i c eh a s 锄e x c e l l e 芏l tm u n l a l o p e r a t i o nq u a l 咄u n i v e r s a l 姆a 芏l dp e 疵c te n c a p s u l a t i o nq u a l 够ro 虢玛x m l 纽e f f a c e h a tc a nb ea c c e s s e db ya i l yc l i e n t sw r h i c hu s es o a p ，、他i c hm e a i l s 也ew 曲s e n ，i c e l a td e v e l o p e db y n e tc a i lb ea c c e s s e db yj a v aa p p l i c a t i o n ，w 如p a g ea n da i l yt a b l et o pa p p l i c a 蛀o n su s 迹gs o a p - 8 a s e do nt h 主s ，t h es u b j e c t 妇p o r t sw 曲s e r v i c et e c h n i q u e ，c o m b 试i i l g 诹t ht 1 1 ec s l a n e ta r c h i t e c t u r e ，w 如s e r v i c ei m p l e m e n t sm o s tb u s i 芏l e s sl o 舀co f 也es y s t e m ，w h i c hc o n v e n i e n c e s 出ee x t e n s i o no f &s y 8 t e ma n dm er e s o u r c es h 疵l gw i t l lo m e r s t h en l e s i sp a r t i c u i a 订ye x p l a i l l st l l ew 曲s e r 访c eu s e dh 龟es 讧b j e c t ，a n d 西v e sa l le x p l a n a t i o nt oe a c h 如n c t i o na n di n t e l 矗c eo f 也es e r v i c e b e s i d e s ，t l l es y s t e ma p p l i e sg i st e c 量l 芏l o l o g yt 0i m p l e m e n tt 1 1 e 罂a p h i c a lm 柚a g e m e n to fp 绌i n gs p a c e s 孤de q u i p m e n te t c w h i c hm a k em es y s t 锄m o r ei n m i t i v ea 1 1 de a s yt ol l s ea n ds oo n 1 q y w o r d s ：r o a d - s i d ep a r k h g ；s o a p ；w 西s e r v i c e ；g i s ；c s 队n e ti i独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：夕孓父k日期：。r 夕1v关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。( 保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：杏殳乞导师签名莽六作嗍枷，夕第1 章绪论第1 章绪论停车是车辆使用过程中必不可少的一个重要环节，城市停车管理是现代城市交通管理的基本组成部分，它不仅直接影响着人们出行的便利和出行方式的选择，而且还影响着城市发展和城市环境。随着我国社会经济的发展，人们出行频率的增多，出行方式的转变，城市汽车数量急剧增多，城市停车供需矛盾开始突出，停车困难问题日益严重，停车问题的持续恶化对交通、环境、经济和社会的影响也越来越大，于是停车管理开始显得越来越迫切。路侧停车是一种十分便利的停车方式，是路外停车的一种有效的补充，能够起到调节城市停车场布局的作用，可以弥补现有停车设施的不足。路侧停车在发挥城市道路剩余空间的同时，又起到了将停车位弹性化的作用。相对路外停车而言，路侧停车占用空间较少。但路侧停车管理不当，会出现路侧停车过多和违章停车等现象，严重影响道路的畅通和车辆的出入。目前路侧停车是影响城市交通畅通和交通安全的较为严重问题。因此建立科学的路侧停车管理系统，合理分配道路资源，恰当利用路侧空间，是城市对停车管理的重要内容。发挥路侧停车的优势将有利于整个城市的停车管理，同时也对城市的智能交通系统( i t s ) 的发展有着极其重要的意义。1 1 研究背景与意义1 1 1 路侧停车现状车辆的停放与行驶构成交通系统，两者相辅相成，互相支持，互相补充，缺一不可。过去由于汽车数量较少，路侧停车不会影响其它人员对道路的使用。但随着汽车数量的增多，路侧停车需求的持续增多，路侧违章停车行为的不断出现，路侧停车与道路交通之间的矛盾越来越激烈，路侧停车对交通的影响越来越严重，随之而来的是对城市社会经济的影响，停车已成为许多大城市经济发展的“瓶颈 。路侧停车已不是单纯的交通问题，而是一个突出的社会文明、社会行为和社会经济问题。经过对我国城市停车问题的分析和研究发现，我国目前路侧停车及其管理存在的主要问题包括啦! ：路侧停车供需矛盾突出城市停车供需矛盾主要表现在两个方面，即总体供给不足与局部停车供需不平衡并存。据调查，在我国绝大多数城市中停车供给总体不足。除运输单位和部分企事业单位设有专用停车场( 库) 外，大部分车辆出行主要停车在社会停车场、建筑物配建停车场、路侧停车点和对外开放的专用停车场。据统计，截至2 0 0 6北京工业大学工学硕士学位论文年上半年，北京市汽车保有量已经达到了2 4 0 万辆以上，并且市场上还在以平均每天1 2 5 2 辆的速度成交汽车，北京市区现有各类机动车停车位只有约6 0 万个，还分布极不合理。按国际城市建设经验来看，城市车辆与停车位较合理的比例为1 ：1 2 ( 1 0 0 的基本停车位和2 0 的公共停车位) 。可以看出公共停车位和基本停车位远不能满足现有车辆的停车需求。路侧停车数量过多严重影响了动态交通，城市道路上的车辆速度普遍较低，交通拥塞现象严重。不良路侧停车行为在所有停车行为中，对交通流量影响最为严重的是路侧停车行为，目前路侧停车行为中存在着三方面问题，即违章停车行为、停车搜寻行为和“灰色 停车行为。违章停车既方便又不付费，出行者会产生许多侥幸心理而违章停车，违章停车对交通和社会影响主要有三个方面，一是由于违章占路，使道路实际变窄，导致道路通行能力降低，加剧城市道路交通拥塞；二是造成城市道路周围环境和景观恶化；三是对商家和居民出入造成不便等。路侧停车搜寻必须减慢车辆行驶速度，于是在道路车辆运行中产生了阻抗，阻碍道路交通的正常流动，使整个交通流动速度下降，由此造成交通拥塞。“灰色 路侧停车行为是不违章，但却影响交通的停车行为。这是路侧停车管理的“盲点 和“漏洞 。这种现象产生的原因是由于停车规划不科学，疏于管理而造成的。路侧停车管理比较混乱路侧停车管理的混乱是造成这种随意违章停车的根源，就目前状况来看，路侧停车管理存在的问题主要有以下几个方面：令路侧停车管理机构混乱在路侧停车的管理上普遍存在着多方管理，机构混乱的现象，表现为管理部门类型多，通常有公安交通管理、交通运输管理、城市建设、城市规划和物价部门等，有些城市还涉及国土、市政等部门，有的甚至街道、居委会、派出所、物业管理公司等也插手此事。管理机构的分散造成了诸多弊端，各相关部门因业务分工不同，导致各自为政的局面。夺停车收费不合理停车收费是控制停车时间，调节泊位供求关系的一种有效手段，但从国内大城市中心区的路侧停车收费制度和标准来看，并没有起到这样的作用，收费制度和标准没有体现不同区位、不同停车类型和不同时段停车价格的差别，也没有拉开停车时间长短的收费差异，没有利用价格机制来调节需求远大于供给的路段。2第1 章绪论令停车法规不健全，执行乏力目前全国性的停车法规只有1 9 8 8 年颁布的停车场建设和管理暂行规定和停车场规划设计规则，但这两部法规中均没有有关路侧停车的内容。虽然部分城市根据自己的城市特点作出关于路侧停车的地方性规定，但规定的深浅不一，且普遍存在不健全、不完善的问题，法规中普遍没有配套的实施细则，很不利于执行和执法。在路侧停车处罚上，处罚的力度不够，覆盖面不全，没有起到惩戒的作用，导致了路侧违章停车的屡罚不止现象。夺停车管理手段落后虽然近些年来，国内许多大城市都相继使用了先进的路侧停车设备如咪表计时器等，但国内路侧停车的管理手段总体上还比较落后，中心区路侧停车的管理手段还多是以人工管理为主，效率不高，漏洞百出。因此，建设一套科学有效的路侧停车管理系统显得尤为重要。1 1 2 路侧停车研究进展针对以上对路侧停车发展的现状，国内越来越多的管理者、设计者、学者等对此进行了深入研究，提出了各自的建设意见，并设计出多种科学的解决方案，对路侧停车的健康发展起到了积极的作用。现将各种合理化建议归纳总结如下：调整停车管理机构，组建统一的停车主管部门我国现行路侧停车管理部门主要存在部门混乱、多头管理、职能不清等问题，针对不足应进行调整，调整应在现有管理机制的基础上保持一定的连续性和稳定性，调整后的部门应结构简洁，职能明晰，主要管理职能应统一于一个管理机构，并有一定的约束机制口1 。科学合理规划路侧停车，充分利用现有道路的闲散资源规划和设置的科学性主要应从路侧停车的优点给城市交通系统带来的有利方面和路侧停车对动态交通的影响带来的不利方面进行综合考虑，做到既合理利用城市道路资源，满足市民出行方便，体现城市交通“以人为本”的原则，又把对动态交通的影响程度控制在最小程度。科学规划和设置的前提必须全面掌握城市中心区长期的交通状况，对可能发生的交通流变化趋势有科学的预测，以之来确定一些设置路侧停车的标准，包括：合理路侧停车的规模；不同停放位置、不同交通组织方式下的最小道路宽度；基于通行能力和服务水平的设置临界交通量依据等纠。制定合理的收费标准，改善路侧停车特性从我国许多城市的路侧停车收费看，路侧停车收费非常低或者不收费，而路外停车场的收费却是相当高；如果这一现象继续维持，将会强化路侧停车的需求。首先应纠正对路侧停车收费结构的不正确认识：从表面上看，路侧停车所需北京工业大学工学硕士学位论文的可见成本是很低的，但是从另外一个角度来看，路侧停车却占有了道路资源，对动态交通的影响却是很难评价的，尤其是对居民的生活及出行的影响无法看见，这是一种间接影响成本，其代价是很高的。因此，应在路侧停车收费的结构中尤其是长期性的路侧停车收费结构中加入间接成本或者交通拥挤成本1 。加强执法管理，提高驾驶员意识国外的经验表明：严管与重罚相结合的措施是制止违章停车的有效手段。应该加强人员配置，如巡逻交通警察和交通协管员等，加强设备配置，如拖车、车轮锁等，提高科技含量，建立高科技监控手段，实施全方位的监控措施，做到一有违章必被发现；对于违章车辆，需采用多种处罚手段相结合的方法，主要以罚款为主，罚款的额度应起到使违章者再也不敢重犯的目的，除经济处罚外，还可采用吊扣驾驶执照，强迫参加交通法规学习等其他行政处罚手段；并严密罚款的程序，落实到位，杜绝遗透漏处罚。在具体的实施上，可以借鉴国外成功的管理办法踟。改进管理手段，提高科技含量路侧停车的管理比较复杂、且模糊性强，利用新技术、新设备和新方法，不仅可以提高管理的高效性和明确性，而且有助于提高市民合法停车观念的形成。在计算机技术迅猛发展的今天，通过先进的科技手段对路侧停车进行有效的管理已经成为必然。1 1 3 研究目的与意义本课题的主要目的是针对目前的路侧停车场管理及其发展的现状，通过分析国内外在相关领域的研究进展，结合目前比较流行的多种计算机技术，提出更加合理的、科学的建设和管理方案，并在核心功能上给予具体实现。本课题的最终研究成果将对我国城市路侧停车管理不仅具有重要的理论和实践意义，而且具有很强的实用性，并且提供了对城市停车诱导系统的无缝衔接，对城市的整体智能交通也有着很重要的促进作用。对停车场的管理主要分为人工管理、半自动化管理及全自动化管理。目前我国各城市对路侧停车场的管理方式主要是以人工管理为主，缺乏有效的监督，存在许多的管理漏洞，费用流失比较严重。部分大城市对某些路侧停车场借鉴发达国家的形式，采用咪表等技术设备进行管理，具有一定的先进性，但由于其价格昂贵、安装复杂、维护成本高、收效慢并且容易形成新的路障等缺点，在我国目前还很难普及，目前国内还没有成功的例子。为此本课题将研究如何将人性化的管理思想与科学精确的管理手段相结合，充分利用现有的的网络基础环境，对现有的路侧停车场进行改造，提升智能化管理档次，防止人为因素给停车场管理带来的破坏和干扰，有效控制费用流失。4第1 章绪论在此基础上逐步实现路侧停车场由人工管理向半自动化管理过渡，并伴随着i t s的逐步完善丽最终达到全自动化管理。1 2 国内外研究成果简述现将目前国内外对路侧停车场进行智能化管理所采用的主要技术及其各自的优缺点分别介绍如下：1 2 1 停车咪表在路侧停车管理中采用咪表作为技术设备，其与缴费方式一体，具有方便、操作准确、效率高、免找赎、无人值守的特点，可以为政府带来稳定的收入，在很多国家获得广泛的使用并具有一定的成功经验。咪表主要分为投币式咪表和i c 卡咪表n 引。投币式咪表目前在北美和欧洲地区广泛使用。投币式咪表采用一次打卡模式，司机很难准确投币：或者多付费，或者付费不足而被罚款或检控，往往给司机造成很多的麻烦和不便。投币式咪表技术含量低，故障率高，不能找赎和防伪，钱缸容量有限，现金流量大，管理难、强度高，存在管理员贪污的风险，逐渐被i c 卡咪表代替。i c 卡咪表又分为接触式i c 卡咪表和非接触式i c 卡昧表。接触式i c 卡咪表有较高的故障率，无法抵御恶意的破坏，使用不太方便。非接触式i c 卡咪表以较高的可靠性、较为方便、无故障时间长而成为咪表的主流，但也不能完全抵御恶意的破坏。使用咪表停车收费表管理模式存在以下问题：价格昂贵、制造成本高；安装复杂，影响城市景观；管理复杂，要求专人定期抄表；维护成本高，故障率高；功能单一，维护困难，安全保密性差；眯表占用道路，成为新的路障；咪表成为攻击和贴非法广告的对象。咪表目前在我国大部分地区未能广泛推广使用，国内尝试使用的咪表城市仅二十多个，社会效益和经济效益都非常不理想。1 2 2 超声波检测器超声波检测器就是通过放置在车位上方的检测器发射与接收脉冲超声波，并作时间对比，从而感知车位上是否有车辆存在。优点是造价低、无埋设、无附加反射装置、免维护、抗静电干扰，缺点是容易受环境影响。超声波感应器是一种主动感应装置，与其他被动方式感应器如光电感应器相比，不会被车辆灯光干扰，从而提高准确率，并且价格相对较低。1 2 3 地感线圈电磁感应线圈检测器是基于电磁感应原理而设计的实时交通流检测器，是北京工业大学工学硕士学位论文一种目前使用较为广泛的成熟产品。在每个车位下埋设一个驻留型电磁感应线圈，优点是线圈电子放大器已经标准化、技术成熟、易于掌握、技术精确、抗干扰性能强，可以全天候、全天时工作，设置简单，管理方便、成本低廉；缺点是安装时要破坏路面，安装质量对其可靠性和寿命影响很大，修理或安装时需中断工作，影响路面使用寿命。1 2 4 视频检测器交通视频技术是指使用计算机视频检测技术检测交通信息，通过视频摄像机和计算机模仿人眼的功能。它的原理是：在视频范围内划定虚拟线圈，车辆进入检测区域使背景灰度发生变化，从而感知车辆的存在，优点是施工安装简单、系统安装对市政设施无破坏，不干扰交通、维护费用低、可靠性高、系统兼容性能好，可预留通用通信接口，扩展、升级非常方便；缺点是成本较高，容易受环境干扰。以上几种主要技术中除咪表技术外，其他都技术都是对车位的占用情况进行检测，而不涉及到对车辆的收费管理。另外目前有人专门对手机支付停车费技术和方法进行研究，具有一定的先进性。其管理过程主要包括有如下步骤：( 1 ) 客户在停车时用电话拨号、手机短信等方式将停车请求信息发送至停车管理公司；( 2 ) 停车管理公司以短信、语音回发确认或拒绝的停车信息；( 3 ) 客户在取车时用电话拨号、短信等方式将取车信息传送至停车管理公司；( 4 ) 停车管理公司在结算后以短信、语音回发结算计费信息；停车与金融机构联网，收取停车费；或委托电信服务公司在电话费帐单、电子钱包中收取；或从预付款帐户中扣费。( 5 ) 管理人员用g p r s 手机查询停车者是否已交费。采用手机支付方式具有运作成本低，实施方便、容易、灵活，适用性好等的优点，比较适合用于路侧停车或停车场停车。但是该方法过分依赖于移动通信网络，交互过程比较复杂，操作起来比较麻烦，并且对人的自觉性要求比较高，实现条件比较理想化，就目前的情况来说，实施起来比较困难。该方法对车位的管理比较弱，不利于城市停车诱导的发展。从城市交通发展趋势及城市智能交通系统的发展状况来看，选用视频检测器比较有发展前途，因为随着i t s 的发展，停车场信息肯定会和i t s 中的车牌识别及各种黑名单模块相连接，而且采用视频检测的管理系统便于扩展与升级。1 3 主要研究内容本文通过对目前路侧停车管理现状进行分析研究，提出合理的系统建设方案；并通过对当前流行的系统开发技术进行分析和研究选择比较合理的技术方案对系统进行构建。6第1 章绪论1 3 1 系统建设方案本文旨在对整个城市的所有路侧停车场进行统一规划、集中管理，并主要从车位管理和费用管理两个方面对路侧停车场的建设进行研究和实现。针对目前城市路侧停车场以人工管理为主的现状，本文提出一套由人工管理转向半自动化管理并最终过渡到全自动化管理的建设方案，充分利用现有的条件，对路侧停车场进行科学的改造。统一规划，集中管理本文提出的建设方案，旨在对整个城市的所有路侧停车场进行统一规划、集中管理。我们设置专门的信息管理中心对整个城市的路侧停车场进行集中管理，然后按照合理的物理位置将城市划分成不同的区域，每一区域都会有属于自己的区域控制器进行基础的数据采集，采集的数据经过处理后实时上传到信息管理中心，再由中心的系统进行集中处理。车位管理的建设系统采用视频图像检测的方式，通过网络摄像头定时对所控制的车位进行扫描抓拍，并对所抓拍的图像进行分析处理，由此得到车位占用状况。系统将分析所得的数据送入数据采集中心，由数据中心相应的功能模块进行处理，最后将形成车位占用情况统计分析报表，提交给管理人员。系统还为停车诱导系统提供了数据接口，可以实时的将场内的车位占用状况发布到停车诱导信息网站上。费用管理的建设首先，在以人工收费为主的情况下，管理员可以通过系统定期提交的车位信息统计分析报表对收费人员的收费情况进行比对监督，督促收费人员认真负责，尽量避免费用的流失；其次，对于具备电子牌照的车辆，系统可以通过远距离读卡器或者手持读卡器对车辆进行智能刷卡收费。另外，系统还提供设备管理、银行代收费、值班人员管理等辅助功能。1 3 2 系统构建技术特点通过对目前流行系统构建技术的学习和研究，并结合路侧停车管理系统的实际运行环境的需要，系统主要有以下技术特点：系统采用基于w e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构进行系统构建。基于三层多层分布式结构已毋庸置疑地成为当今企业应用的主流模式，其具有位置独立性、平台独立性及开发语言独立性等特点，因此，其可以使系统具有清晰的硬件配置结构，应用系统各部分可以并行独立进行开发，能提高程序的可维护性，有利于系统的变更与维护，而且其可以封装业务逻辑，使系统更为安全。本文在跟踪国外先进技术的基础上，初步研究n e t 开发平台带来的新的系北京工业大学工学硕士学位论文统平台基础构建技术、三层多层分布式体系结构和分布式程序设计。提出了基于w e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的路侧停车管理系统解决方案。系统参考并引用了c s l a n e t 框架c s l a n e t( c o m p o n e n t b a s e d ，s c a l a b l e ，l o g i c a la r c h i t e c t u r e )是r o c k f o r dl h o t k a 设计的一套基于n e t 的n 层分布式框架。c s l a n e t 应用了n e t中的很多特性，包括远程访问、序列化、反射、企业服务、s y s t e m t r a n s a c t i o n 、强命名程序集、动态装载程序集和应用程序配置文件等，在业务级别上实现了构建绝大部分业务程序所需要的框架，可以很容易被应用在包括w i n d o w sf o r m s 、w e bf o r m s 和w e bs e r v i c e 在内的各种应用程序中，同时保持了相对来说非常高的性能。设计者创建c s l a n e t 的主要目的是为了简化n e t 的开发，使开发人员可以不去关心底层的技术，如远程访问、序列化或反射这些技术细节，因为所有的这些细节都被内建在该框架之中，使得使用该框架的开发人员可以集中精力去关注业务逻辑和应用程序设计上。本文认真分析研究了c s l a n e t 框架并成功引用该框架实现了系统中基于w e bs e r v i c e 的大部分业务逻辑。系统结合g i s 技术，对停车场进行图形化管理美国m a p i n f o 公司致力于为用户提供先进的数据可视化、信息地图化技术，并将这些技术与主流业务系统集成，提供完整的解决方案。m a p i n f o 吸取了传统g i s 系统的精华，并借助于计算机技术的发展，及时将g i s 概念从中大型计算机的专用工作站上介绍至普通桌面p c 上，开创了崭新桌面地图信息系统。m a p x 是m a p i n f o 公司推出的一个基于a c t i v e x 技术的地图控件产品，提供了强大的地图操作和控制接口，利用该组件可以很容易控制矢量化的地图。本文在对m a p i n f o 公司的产品进行了深入研究分析，并利用其m a p x 组件对车位、设备等进行图形化管理，使系统具有更加直观、易用等特点。1 4 结构安排本论文共分为五章，主要内容概括如下：第一章：绪论。本章主要是对路侧停车现状及其发展进行分析，对国内外的研究成果作简单介绍，并给出了本论文所要研究与实现的主要内容。第二章：相关开发技术概述与分析。重点分析w e bs e r v i c e 体系结构及其相关技术；介绍了c s l a n e t 架构相关特点；还简单介绍了g i s 相关技术的技术特点及技术原理。第三章：系统结构及功能设计。介绍系统的设计原则，阐述系统的整体设计方案，包括网络的总体构架设计、业务逻辑设计、数据库结构的设计及系统功第1 章绪论能模块的设计等。第四章：系统的具体实现。详细介绍系统的开发环境、基于w e bs e r v i c e 的开发、系统功能的具体实现等。第五章：结论与展望。总结本课题对所研究方向的贡献，并对课题的深入研究提出了个人的观点。第2 章相关开发技术概述与分析第2 章相关开发技术概述与分析2 1w e bs e r v cie 技术2 1 1w e bs e r vic e 概述w e bs e r 、，i c e 定义从表面上看，w e bs e r v i c e 就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过w e b ，进行调用的a p i ；更深入一点看，w e bs e r v i c e 就是建立可互操作的分布式应用程序的新平台。为了实现跨平台的互操作性，w e bs e r v i e 完全基于x m l独立于平台、独立于软件供应商的标准，是创建可互操作的、分布式应用程序的新平台。从外部的使用者的角度而言，w e bs e r v i c e 是一种部署在w e b 上的对象组件，它具备一下几个特征：( 1 ) 完好的封装性。也就是说，对于使用者而言，他仅能看到该服务的描述。( 2 ) 松散耦合性。对于调用者来说，w e bs e r v i c e 实现的任何变更都是透明的，是不会感觉到的。( 3 ) 使用协约的规范性。首先，作为w e bs e r v i c e ，对象界面所提供的功能应该使用标准的描述语言来描述( 比如w s d l ) 。其次，安全机制对于松散祸合的对象环境是很重要的，因此，对诸如授权认证、数据完整性( 比如签名机制) 、消息源认证以及事务的不可否认性等都需要运用规范的方法来描述、传输和交换。( 4 ) 使用标准协议规范。作为w e bs e r v i c e ，其所有公共的协约完全需要使用开放的标准协议进行描述、传输和交换，这些标准协议具有完全免费的规范，以便由任意方进行实现。( 5 ) 高度可集成能力。由于w e bs 9 r v i c e 采取简单的、易理解的标准w e b 协议作为组件界面描述和协同描述规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异，无论是c o r b a ，d c o m 还是e j b 都可以通过这一标准的协议进行互操作，实现了在当前环境下最高的可集成性。( 6 ) 开放性。w e bs e r v i c e 可以与其他w e bs e r v i c e 进行交互。它具有语言和平台无关性，支持c o r b a ，e j b ，d c o m 等多种组件标准，支持各种通信媒体，如h t t p ，s m t p ，m q ，f t p ，r m io v e rh o p 等n 羽。w e bs e r v i c e 的优势软件业最终会接受这样的事实：跨多个操作系统、编程语言和硬件平台集成软件应用程序不可能由任何一种专门的环境来解决。传统上，这个问题一直是北京工业大学工学硕士学位论文一个紧耦合问题，调用远程网络的应用程序通过自己发出的函数调用和请求的参数与远程网络紧密地联系在一起。在w e bs e r v i c e 出现之前，大多数系统采用的是固定的接口，对于环境或需要的改变，这缺乏灵活性或适用性。w e bs e r v i c e 所使用的) 【m l 可以用真正与平台无关的方式来描述任何( 所有) 数据，以跨系统交换数据，因此转向了松耦合应用程序。而且，w e bs e r v i c e可以在较抽象的层面上工作，较抽象层面可以按照需要动态地重新评估、修改或处理数据类型。从技术层面上讲，w e bs e r v i c e 可以更方便地处理数据，并且允许软件更自由地进行通信。从更高的概念层谣上讲，我们可以将w e bs e r v i c e 视为一些工作单元，每个单元处理特定的功能任务。再往上一步，可以将这些任务组合成面向业务的任务，以处理特定的业务操作任务，从而使非技术人员去考虑可以在w e bs e r v i c e应用程序工作流中一起处理业务问题。因此，一旦由技术人员设计并构建好w e bs e r v i c e 之后，业务流程架构设计师就可以聚集这些焉e bs e r v i c e 来解决业务层面上的问题。最后一个方面是，w e bs e r v i c e 可以有助于在组织内的业务人员和技术人员之间架起一座桥梁。w e bs e r v i c e 使业务人员能更容易理解一些技术上的操作。业务人员可以描述出一些事件和活动，然后技术人员可以将这些事件和活动与相应的服务相关联。有了通用定义的接口和设计良好的任务，重用这些任务就变得更容易了，因而重用这些任务所代表的应用程序也就变得容易了。应用程序软件的可重用性意味着在软件上的投资有了更好的回报，因为可以从同一资源产生更多收益。可重用性使业务人员可以考虑以一种新的方式来使用现有的应用程序，或者以一种新的方式将应用程序提供给合作伙伴，因此可能增加合作伙伴间的业务交易。所以，w e bs e r v i c e 试图解决的主要问题是数据和应用程序集成的问题，是将技术性的功能转换成面向业务的问题。这两个方面使业务人员可以就流程或应用程序层面与他们的合作伙伴进行交流，同时为适应新形势或按照需要与不同合作伙伴进行合作留有动态的余地。w e bs e r v i c e 可以通过基于) ( m l 的接口进行应用程序之间的通信，只要将w e bs e r v i c e 设计成符合相应的接口，最终可以将任何一种应用程序与另一种应用程序组合在一起，并可以随时间的流逝自由地更改和发展应用程序。x m l 的通用性使得w e bs e r v i c e 不同于前一代组件技术。它允许语法结构( 句法) 与语法意义( 语义) 的分离，每个服务处理和理解它的方式与它所存在的环境的分离。可以将对象定义为服务，它可以与其他采用x m l 定义的语法的服务进行通信，从而每个服务又可以根据其本地实现和环境来转换和分析消息。因此，网络应用程序实际上可以由各种构造和设计的实体组成，只要这些实体符合它们面向服务的体系结构就可以了。1 2第2 章相关开发技术概述与分析2 1 2w e bs e r vic e 相关技术w e bs e r v i c e 的体系结构w e bs e r v i c e 是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任务、遵守具体的技术规范，这些规范使得w e bs e r v i c e 能与其他兼容的组件进行互操作。w e bs e r v i c e 架构最重要的优点之一就是允许在不同平台上使用不同的编程语言以一种标准的技术开发程序来与其它的应用程序通讯。提出w e bs e r v i c e 的主要目的就是为了实现在i n t e r n e t i n t r a n e t 环境下各种系统间的交互，从这点上来说有点类似于组件的功能，但相比之下，w e bs e r v i c e 具有更广泛的适用性，它支持跨平台，且在不同程序间提供了一种标准的通讯方法，w e bs e r v i c e 是通过s o a p 协议进行通信，所有的数据交换是使用x m l 形式进行封装，使用的底层协议为h t t p 协议，也可为s m t p 或其他协议。图2 1w e bs e r v i c e 体系结构w e bs e r v i c e 是独立的、模块化的应用，能够通过i n t e r n e t 来描述、发布、定位及调用。在w e bs e r v i c e 的体系架构中包括三个角色n 伽( 如图2 一l 所示) ：服务提供者、服务请求者、服务注册器。w e bs e r v i c e 中涉及两个部分：服务本身和对服务的描述。典型的应用过程是：服务提供者也是最终w e bs e r v i c e 提供商，他开发提供一系列特定的通过网络可以被访问的软件资源的服务接口，然后将服务的描述注册到服务注册器或者发送给服务请求者。服务请求者可看作是一个网络节点，他通过查找动作在本地或服务注册器中检索服务描述，找到后，通过绑定就可以使用该项服务。服务注册器是帮助查找w e bs e r v i c e 的地方，也可以是一个w e bs e r v i c e 的注册地，汇集了大量的在线的w e bs e r v i c e 。一般由服务提供者来将他的各种服务发布到注册中心，目前服务注册中心就是u d d i 商业注册中心。这三个角色是根据逻辑关系划分的，在实际应用中，角色之间很可能有交叉，一个w e bs e r v i c e 既可以是w e bs e r v i c e 提供者，也可以是w e bs e r v i c e 请求者，或者二者兼有。这三个s o a 角色通过三个基本操作：发布、查找、绑定来相互作用。服务提供者向服务注册中心发布服务，服务请求者通过服务注册中心查北京工业大学工学硕七学位论文找所申请的服务，并绑定到这些服务上。s o a 的实现就是w e bs e r v i c e ，w e bs e r v i c e 提供了一个新的分布式的计算技术。w e bs e r v i c e 之所以成为一个可行的分布式应用解决方案，是因为其技术建立在开放的i n t e r n e t 标准之上的，其中主要的支撑技术有：( 1 ) x m l 。) ( m l 是由w 3 c 规范的基于文本的标记语言，是w e bs e r v i c e 平台中表示数据的基本格式。除了易于建立和易于分析外，) ( m l 主要的优点在于它既是平台无关的，又是厂商无关的。无关性是比技术优越性更重要的一软件厂商是不会选择一个由竞争对手所发明的技术的。捌l 严格地定义了可移植的结构化数据，它能作为定义数据描述语言的语言，例如标记语法或词汇、交换格式和通讯协议。( 2 ) s o a p 。s o a p 规范是由m i c r o s o f t ，i b m ，l o t u s ，u s e r l a n d 和d e v e l o p m e n t o r 联合订立的。s o a p 为在一个松散的、分布的环境中使用x m l 对等地交换结构化的和类型化的信息提供了一个简单的轻量级机制。s o a p 本身并不定义任何应用语义，它只是定义了一种简单的机制，通过了一个模块化的包装模型和对模块中特定格式编码的数据重编机制来表示语义。s o a p 的优点在于它是完全和厂商无关，可以相对于平台、操作系统、目标模型和编程语言独立实现。a x i s是s o a p 项目的第三代产品，它在运行速度、灵活性和稳定性方面都超过了s o a p 。( 3 ) w s d l 。w s d l 是由i b m 和m i c r o s o f t 共同制定的，是w e bs e r v i c e 的描述语言。w s d l 是采用x m l 语言来描述w e bs e r v i c e 的属性的文档，其中包含w e bs e r v i c e 做什么，位于哪里和怎样调用等信息。如果把w e bs e r v i c e 作为一个w e b对象来看，w s d l 就是这个w e bs e r v i c e 的接口描述语言。因为是基于x m l 的，所以w s d l 既是机器可阅读的，又是人可阅读的，这是一个很大的优点。w s d l 定义了一套基于) ( m l 的语法，将w e bs e r v i c e 描述为能够进行消息交换的服务访问点的集厶口o( 4 ) u d d i 。u d d i 规范由i b m ，m ic r o s o f t 和a r i b a 制定，促进基于w e bs e r v i c e的创建、描述、发现和集成。u d d i 提供了一种基于分布式的商业注册中心的方法，该商业注册中心维护了一个企业和企业提供的w e bs e r v i c e 的全球目录，而且其中的信息描述格式是基于通用的x m l 格式的。w e bs e r v i c e 的技术体系w e bs e r v i c e 是建立可互操作的分布式应用系统的新平台。w e bs e r v i c e 包含由一整套的技术标准来规范程序之间如何实现互操作性。其中最为关键的由s o a p ，w s d l 和u d d i 等。当然，w e bs e r v i c e 的具体实现并不局限在这几种协议和技术上，任何支持w e b 标准的系统都能支持w e bs e r v i c e 。这些协议和技术的基本层次结构如图2 2 所示。1 4第2 章相关开发技术概述与分析