【毕业学位论文】（Word原稿）交警部门工程车IC卡管理系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 交警部门工程车 管理系统 的设计与实现 二一年十月 姓 名：丁宁 学 号： 1021170037 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师：冯巾松 副 指 导教师： 黄锋 二一三年九月 A in 2013 1021170037 C 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用 学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着 中 国社会经济的高速发展和城市化进程的不断加快 ， 工程车辆肇事造成财产损失、导致人员伤亡的情况不断增多。与传统的 交警部门路面查处模式相比，交警部门工程车 管理系统能实现 一车一卡，绑定车辆、驾驶人基本信息和交通违法、事故记录等交通管理信息。交警部门可以通过 ，实现对工程车从备案登记、通行证审批、路面管理到协会自律的信息化、一体化管理，达到对工程车第一时间管理、第一时间执法、第一时间服务的目的，从而实现对工程车的全程管控，构成工程车的管理闭环，减少和预防工程车道路交通事故的发生。本文以基于 管理系统的建设为背景，从交警部门实际情况出发，设计并实现了交警部门工程车 管理系统。 本文 首先从 管理信息系统的基本情况 、开发 管理 信息 系统所使用的 术和 数据库技术 二个方面针对 工程车 管理 管理系统开发所涉及的相关技术进行分析。接着根据 交警部门工程车 管理的实际情况，分析所 设计 的系统需要达到的 功能要求，以及系统面向的可能用户。在系统 分析的过程中，采用了面向对象的分析方法，应用建模语言 立系统模型。然后根据系统的需求分析，对工程车 管理系统进行 相关设计。结合 交警部门 的基本情况、管理现状、特点，确定 工程车 管理系统的具体实施方案。在 发模式的基础上，实现了 交警部门工程车 管理系统，在本地搭建系统进行本系统的设计、实现、调试及修改。 本系统采用 B/S 体系结构设计 ，使用三层架构。 系统的研究与实现为 交警部门的工程车 管理提供了解决方案。使用情况表明，系统运行稳定，操作 较为简单，适合各个年龄层面的民警操作 。为改善 路面工程车运输 管理现状，提高信息管理水平提供了一套切实可行的方法，并且对部分业务流程的规范做了一定的研究。 关键词 ： 管理 信息 系统 ， 管理， 据库 I of of by to of a to C of s as as to of s of in to of by C EB as of in C of of 2EE is in by of on of C of ML to of to of C of of 2C , a 3of of of II is to is to to of of IC 硕士学位论文 目录 录 第 1 章 引言 . 1 题研究背景 . 1 内外研究现状 . 1 课题的目的和意义 . 2 课题主要研究内容 . 3 文的结构 . 3 第 2 章 相关技术研究 . 4 2构 . 4 架 . 6 架 . 7 架 . 8 据库 . 9 据库的主要特点 . 9 据库的体系结构 . 10 第 3 章 系统需求分析 . 12 程车 理系统的需求分析 . 12 能需求分析 . 12 功能需求分析 . 14 统用例分析 . 14 统总用例 . 15 统管理模块的用例分析 . 16 础信息维护模块的用例分析 . 17 C 卡发放管理模块的用例分析 . 18 C 卡线路申请模块的用例分析 . 19 警管理模块的用例分析 . 19 合查询模块的用例分析 . 20 第 4 章 系统的设计 . 21 统架构设计 . 21 能模块划分及功能设计 . 22 同济大学 硕士学位论文 目录 V 据库的设计 . 25 分系统 . 26 据库表结构 . 27 的设计说明 . 33 第 5 章 系统的实现 . 36 层体系构架的实现 . 36 久层和域层的实现 . 37 务层的实现 . 39 现层的实现 . 40 统登录页面的实现 . 45 统管理功能的实现 . 47 门管理功能的实现 . 47 户管理功能的实现 . 49 色管理功能的实现 . 51 志管理功能的实现 . 53 础信息维护功能的实现 . 54 C 卡发放管理功能的实现 . 57 C 卡申请受理功能的实现 . 57 C 卡申请审核功能的实现 . 58 C 卡写卡功能的实现 . 60 C 卡信息审验功能的实现 . 68 C 卡作废功能的实现 . 69 C 卡信息回退功能的实现 . 70 C 卡线路申请功能的实现 . 71 警管理功能的实现 . 74 C 卡审验预警功能的实现 . 74 驶员备案预警功能的实现 . 75 合查询功能的实现 . 77 C 卡信息查询功能的实现 . 77 路查询功能的实现 . 79 第 6 章 总结与展望 . 82 致谢 . 84 参考文献 . 85 同济大学 硕士学位论文 目录 人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果 . 86 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 题研究背景 随着 中 国社会经济的高速发展和城市化进程的不断加快，城市道路范围内的工程车辆肇事造成财产损失、导致人员伤亡的情况不断增多。一些工程车驾驶人出于经济利益的驱动，在辖区超载、超速、逆行、闯红灯、不按规定车道行驶、肆意鸣笛、滴漏飘洒运载物等交通违法行为日益突出，道路交通事故频繁发生，存在严重交通安全隐患，危及群众生命财产安全，市民群众反响尤为强烈。 为实现工程车从无序管理到有序管理，交警部门实行工程车 管理具有十分重要的现实意义。工程车实行 管理，是指对工程车实行一车一卡，绑定车辆、驾驶人基本信息和交通违法、事故记录等交通管理信息；驾驶人需持按公安交警部门核定的通行时间、线路上路行驶。交警部门可以通过 ，实现对工程车从备案登记、通行证审批、路面管理到协会自律的信息化、一体化管理，达到对工程车第一时间 管理、第一时间执法、第一时间服务的目的，从而实现对工程车的全程管控，构成工程车的管理闭环，减少和预防工程车道路交通事故的发生。 利用基于 工程车管理系统可以加强工程车运输单位、驾驶员、行驶线路和工地信息的管理，提高工程车运输日常监督的工作效率，减少工程车行驶线路审批过程的流转时间等。路面查处民警通过移动警务终端的 读卡功能，可以监督工程车行驶的时间、路线等问题，从而更有针对性地加强源头管理，强化监督检查，提高管理水平，遏制工程车的违法违规行为。 因此，开发一套符合 交警部门 需要的 工程车 管理系统 非常有必要，以期通过该系统提供 规范 、 便捷 、快速、 精确 、全面、的现代化管理手段。 内外 研究现状 具有存储容量大、数据保密性好、抗干扰能力强、存储可靠、读写设备简单、操作速度快、脱机工作能力强、应用范围广等优点 1。 管理系统是典型的信息管理系统 (其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库。而对于后者则要求应用程序功能完备 ,易使用等特点。 明尼苏达大学卡尔森管理学院的著名教授 章 引言 2 给出 个较完整的定义：“它是一个利用计算机硬件和软件，手工作业，分析、计划、控制和决策模型，以及数据库的用户 机器系统。它能提供信息支持企业或组织的运行、管理和决策功能 2。”这个定义全面地说明了 目标、功能和组成，反映了 达到的水平，说明了 高、中、低三个层次上支持管理活动。中 国 定义 是“一个由人、计算机等组成的能进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。管理信息系统能实测企业的各种运行情况 ;利用过去的数据预测未来 ;从企业全局出发辅助企业 进行决策 ;利用信息控制企业的行为 ;帮助企业实现其规划目标”。这个定义强调了 功能和性质，强调了计算机只是 一种工具， 仅仅是一个技术系统，而且也是一个把人包括在内的人机系统，是一个社会系统 3。 统 建设的方法论在国外是一项非常活跃的研究领域， 国内 统 建设难以达到预期效果。目前 国内 使用和 发展 的 统 平台模式大体上分为两种：客户机 /服务器 模式（ 称 C/S） 和 览器 /服务器 模式（ 简称 B/S） 。 C/S 模式 主要由客户 应用程序（ 、 服务器管理程序 （ 和中间件（ 三个 部件组成 4。客户应用 程序 是系统中用户与数据进行交互的部件。服务器 程序 负责有效地管理系统资源，如管理一个信息数据库，其主要工作是当多个客户并发地请求服务器上的相同资源时，对这些资源进行最优化管理。中间件 负责 联接客户应用程序与服务器管理程序，协同完成一个作业以满足用户查询管理数据的要求。 B/S 模式 是一种以 础 的 新型的 统 平台模式 5。把 传统 C/S 模式 中的服务器部分分解为一个数据服务器与一个或多个应 用服务器 （ 务器 ） ， 从而构 成 一个三层结构的客户服务器体系。首先 它 简化了客户端。它无需像 C/S 模式 那样在不同的客户机上安装不同的客户 应用 程序，而只需安装通用的浏览器软件。 B/S 模式 的突出优势使得开发 B/S 模式 的管理系统已成为企业信息化的首选计算模式 6。 课题的目的和意义 本课题的研究目的是对工程车 管理系统进行研究，使用 术，设计和开发一个基于用 B/S 模式的交警部门工程车 管理系统。通过该系统，用户可以根据不同权限查询工程车单位、通行线路、施工阶段、通行时段等信息。交警部门 可以利用该系统在网上实现 发放管理、 线路申请的功能。管理层可利用该系统的综合查询功能分析工程车运输管理情况，可为管理工作的研判提供量化参考。 第 1 章 引言 3 课题 主要研究内容 借鉴当前的电子 政务 平台，参 考 一些 的 信息管理系统的设计与实现 方法，并结合本人在 交警部门工程车信息管理中遇到的问题和相关经验 ，采取以 工程车 实际应用为 内容 的 设计 目标 进行本课题的研究。 本课题设计是 基于 架，以 开发平台，使用 开发语言，整合当前流行的 大框架，采用 i 数据库软件， 服务器， 实现 交警部门工程车 管理的 系统。 本课题是设计和实现一个基于 适用于 交警部门 的 网上 工程车 管理 系统，主要研究内容包括： （ 1） 进行 项目需求分析。 本课题 的目标是实现工程车 信息的上网审核和审验流程。交警部门在日常管理中可以利用移动警务通或 端实时查询工程车 信息查询，以便于路面执法。 在非功能需求中主要是 考虑 简化操作步骤，优化操作界面 。 （ 2） 进行 管理 系统 的 总体设计 。 根据需求分析， 确定系统 模块 架构，进行功能划分 ， 并 对功能 实现 进行细化分解 。 （ 3） 进行 管理系统 的详细设计和数据库设计。 对系统进行用例分析，绘制 ，并依据 进行数据库设计，并对其进行完善。 （ 4） 进行 管理 系统功能的实现和界面的美化。 进行了编程和调试，实现了系统的各功能。 文 的 结构 本文分为六个部分：第一部分介绍了 交警部门工程车 管理系统的研究背景和国内外研究现状，研究背景和意义强调在当前系统信息化建设的环境下，本课题研究的重要性 。第二部分介绍了 网上 工程车 管理系统所涉及的相关技术 和系统体系结构，相关技术主要介绍了 构 、 据库等技术 。第三部分对 网上 工程车 管理 系统进行需求分析， 对管理系统的设计原则、功能性需求和非功能性需求做了相应的介绍 。第四部分 详细 论述了 工程车 管理 系统的 总体分析与设计 ， 主要 包括 体系结构设计， 功能模块及功能设计，数据库设计 等 。第五部分 主要对各功能模块的实现进 行了详细的阐述 。第六部分对本文工作 进行了 全面 总结 。 第 2 章 相关技术研究 4 第 2 章 相关技术 研究 2构 全称是 业版（ 它是由 司提出并协同 厂商共同制定的一套全然不同于传统应用开发的技术架构， 是一种利用 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构 7。 术的基础就是核心 台或 平台的标准版 8， 仅巩固了标准版中的许多优点，例如 编写一次、随处运行 的特性、方便存取数据库的 时还提供了对 及 术的全面支持。 是通过以上大量的组件来构件一个企业级的应用 9。 其最终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。 术构架如图 示。 安 全J M Ae b X M A 组 件J 2 E E F r a m e w o r kJ a v a 虚 拟 机任 何 平 台中 间 件 技 术组 件 组 件组 件图 2术架构图 传统的 户 /服务器）结构已经逐渐不能适应新的要求，正是基于这个背景， 司推出了 图通过构建一个新的构架来满足互联网 对性能、安全性、易用性、可用性、可扩充性、分布式的需求 10。 过提供如下的技术来满足上述需求： 供了对网络请求进行处理的能力。 供了事务服务和分布式事务管理功能。 供了交互支持，不同系统之间第 2 章 相关技术研究 5 可以通过多种方式交互。 证与授权服务，提供了对 件的安全保护功能。 供了 O/R 象 /关系映射）。相对于其他 O/R 供了最小的特性 11。 供了集群、负载平衡支持功能 12。 系结构提供中间层集成框架用来满足无需太多费 用而又需要高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过提供统一的开发平台， 时提供对现有应用程序集 成强有力支持，完全支持 良好的向导支持打包和部署应用，添加目录支持，增强了安全机制，提高了性能。 高效的开发 ： 许公司把一些通用的、很繁 琐的服务端任务交给中间件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。高级中间件供应商提供以下这些复杂的中间件服务 。 1、 状态管理服务 ： 让开发人员写更少的代码，不用关心如何管理状态，这样能够更快地完成程序开发。 2、 持续性服务 ： 让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程序，能生成更轻巧，与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与维护。 3、 分布式共享数据对象 务 ： 让开发人员编制高性能的系统，极大提高整体部署的伸缩性。 支持异构环境 ： 够开 发部署在异构环境中的可移植程序。基于应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件 、 硬件。因此设计合理的基于 程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构企业计算环境中是十分关键的。 准也允许客户订购与 他们部署到异构环境中，节省了由自己制订整个方案所需的费用。 可伸缩性 ： 企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能提供极佳的可伸缩性去满足那些在他们系统上进行商业运作的大批新客户。基于台的应用程序可被部署到各种操作系统上。例如可被部署到高端大型机系统，这种系统单机可支持 64 至 256 个处理器。 消除系统中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。这种部署可达数千个处理器，实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。 第 2 章 相关技术研究 6 架 在 基础上实现的一个 架 13。它只有一个中心控制器，采用 制转向的 用 处理逻辑。 它采用 式，能够很好地帮助 发者利用 发 用。和其他的 构一样，是面向对象设计，将 式“分离显示逻辑和业务逻辑”的能力发挥得淋漓尽致。 架的核心是一个弹性的控制层，基于如 标准技术，以及 一些类库。 一组相互协作的类（组件）、 及 成。基于 用程序基本上符合 设计标准，可以说是一个传统 计模式的一种变化类型 14。 称是 模型 (视图 (控制器(缩写，用业务逻辑和数据显示分离的方法组织代码，将业务逻辑被聚集到一个部件里面，在界面和用户围绕数据的交互能被改进和个性化定制的同时而不需要重新编写业务逻辑 15。 独特的发展起来用于映射传统的输入、处理和输出功能在一个逻辑的图形化用户界面的结构中 16。 是 下一代产品，是在 和 技术基础上进行了合并的全新的 框架 17。其全新的 的体系结构与 的体系结构差别巨大。 以 核心，采用拦截器的机制来处理用户的请求，这样的设计也使得业务逻辑控制器能够与 全脱离开，所以 可以理解为 更新产品。虽然从 到 有着太大的变化，但是相对于 的变化很小。 框架图如图 示。 第 2 章 相关技术研究 7 图 框架 图 架 于 2003 年兴起的一个轻量级的 发框架，由 其著作 2阐述的部分理念和原型衍生而来 18。它是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。 用基本的 完成以前只可能由 成的事情。然而， 用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言，任何 用都可以从 受益。 核心基础是依赖反转控制器，它鼓励好的编程习惯 ，比如针对借口而不是类编程；它还提供了一个独特的数据访问抽象，可以很方便地和 进行整合；使用 以选择使用编程式事务或者声明式事务处理，而且 提供了一个强大的 架。 在 ，核心部分封装包是框架的最基础部分，提供了反转控制功能。它使用工厂模式，从而消除了单例模式的弊端；上下文封装包增加了对国际化的支持、资源装载等功能； 供了 抽象层，很方便开发人员使用；装包提供了常用的“对象 /关系”映射集成，利用 装包，可以容易地进 行声明性事务管理。 装包提供了符合 范第 2 章 相关技术研究 8 的面向方面的编程实现 ， 这和 供的拦截器的思想是一致的，从而降低了代码的耦合，使得责任清晰。 架图如图 示。 图 架图 架 一个开放源代码的对象关系映射框架，它对 行了非常轻量级的对象封装，使得 序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库 19。 以应用在任何使用 场合，既可以在 客户端程序使用，也可以在 用中使用，最具革命意义的是，以在应用 构中取代 成数据持久化的重任。 整体设计思想其实非常简单，就是在应用程序和数据库之间建立一种映射关系，一个简单的架构图如图 示。 图 架图 第 2 章 相关技术研究 9 这种映射关系，舍得开发人员完全用 思想去设计业务逻辑，而数据的存储仍然使用关系型数据。 据库 数据库是一个用于存储、组织、 管理数据的处理系统 20。 通过数据库可以在所有用户中对数据进行集中控制和共享，保证数据的逻辑独立性、一致性和物理独立性 21。 数据库管理系统是位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件。数据库系统是指数据库、数据库管理系统与计算机系统的结合 22。通常，在不引起混淆的情况下将数据库系统简称为数据库。 数据库管理系统的主要功能包括：数据定义、数据操纵、数据库运行与控制、数据库建立与维护、数据字典定义以及数据通信等 23。数据库管理系统的内部分多个层次，由应用层、语言定义及其翻译处理层、数据存取层、数据存 储层、操作系统以及数据库组成。 目前市场上常见的关系数据库管理系统包括 。 当今最大的数据库厂商 司的数据库产品。它是世界上第一个商品化的关系型数据库管理系统，也是第一个推出与数据库结合的第四代语言开发工具的数据库产品 24。 以高级结构化查询语言 (基础的大型关系数据库，通俗地 讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合，是目前最流行的客 户 /服务器 (系结构的数据 库之一。 为 司一代软件平台的舰旗产品，被业界称为 史以来“最重大的软件工程”，对以前版本的数据库性能进行改进的同时，增加了很多新的功能：系统管理、数据库可靠性、数据库可扩展性、数据库性能和数据库安全性等。此外， 还引入了很多新的特性，如实现连续的数据可用性、自助错误更正、端到端的安全体系结构、可管理性等 25。 据库 的 主要特点 支持 多用户、大事务量的 事务处理 持最大数据库，其大小可到几百千兆，可充分利用硬件 设备 26。支持大量用户同时在同一数据上执行各种数据应用，并使数据争用最小，保持数据一致性。系统维护具有高的性能， 天可连续 24 小时工作，正常的系统操作（后备或个别计算机系统故障）不会中断数据库的使用。 数据安全性和完整性控制 第 2 章 相关技术研究 10 用户鉴别、特权 (甚至到列级 )、角色、触发器、日志、后备等功能，有效地保证了数据存取的安全性与完整性。对数据安全性要求较高的系统 (如银行系统 )大都选 支持分布式 数据 处理 分布式结构可将数据和应用驻留在多台计算机上， 允 许将处理分为数据库服务器和客户应用程序处理，所有共享的数据管理由具有数据库管理系统的计算机处理，而运行数据应用的工作站 则 侧重于解释和显示数据。通过网络 (甚至远程广域网 )连接的计算环境， 存放在多台计算机上的数据组合成一个逻辑数据库，可由 所有的 网络用户 进行 存取。分布式系统像集中式数据库一样具有用户透明性和数据一致性。 具有可移植性、可兼容性和可连接性 可在 100 多种硬件平台上运行（包括微机、工作站、小型机、中型机和大型机），支持很多种操作系统。用户的 用可方便地从一种计算机配置移至另一 种计算机配置上，只需很少修改或不需修改。可连接性是指 许不同类型的计算机和操作系统通过网络共享信息。 遵守数据存取语言、操作系统、用户接口和网络通信协议的工业标准。 据库的体系结构 据库系统是一个复杂的软件系统。所谓 体系架构，是指据库系统的组成部分和这些 组成部分之间的相互关系，包括内存结构、后台进程、物理与逻辑结构等。 包括实例（ 文件（ 进程（ 部分 27。 图 系构架图 第 2 章 相关技术研究 11 数据库存储结构 据库有物理结构和逻辑结构。数据库的物理结构是数据库中的操作系统文件的集合。数据库的物理结构由数据文件、控制文件和重做日志文件组成。 数据文件：数据文件是数据的存储仓库。 联机重做日志文件：联机重做日志文件包含对数据库所做的更改记录，在发生故障时能够恢复数据。 控制文件：控制文件包含维护和验证数据库完整性的必要的信息。 图 据库存储结构 图 实例构架 实例由内存和后台进程组成，它暂时存在于 。当关闭运行的实例时，实例将随即消失。 数据库由磁盘上的物理文件组成，不管在运行状态还是停止状态，这些文件就一直存在。因此，实例的生命周期就是其在内存中存在的时间，可以启动和停止。一旦创建数据库，数据库将永久存在。通俗的讲数据库就相当于平时安装某个程序所生成的安装目录，而实例就是运行某个程序时所需要的进程及消耗的内存。 内存架构包含两部分系统全局区（ 程序全局区（ 图 例整体结构 图 第 3 章 系统需求分析 12 第 3 章 系统需求分析 程车 理 系统的 需求分析 能需求分析 本系统是一个 适用于 交警中队、大队和支 队 的 工程车 管理 系统， 目标是实现 工程车 信息的 管理功能， 用户可以利用本系统查询 工程车运输 的详细信息 。 在 本 系统中实现 了 申请审批 业务 流转 的 网络化 ， 代替了传统的各级窗口办理、纸质通行证发放的流程。基层交警中队 可以利用本系统提交 运输企业工程车运输 申请，中队干部和大队干部可以通过该系统 按 审核 流程 对 单位 提交的申请进行审批， 发放可以省去运输企业在审批过程中的往返奔波，提高申请审批和 审核 的效率，同时加强交警部门对工程车运输时段、路线、驾驶员的管理 。本系统 对 工程车运输审批的交警环境进行了信息化 管理，增加了 综合查 询 等功能 ， 以减少业务办理过程中可能出现的风