基于Web的危险品运输监控系统设计

文静 曹妍 张同婕

[摘 要] 目前危险品监控还是停留在对车辆行驶位置的监控上，即使有针对危险品状态的监控，也并不全面。因此本文设计了一个基于Web的危险品运输监控系统，对危险品本身的状态、泄漏状态、罐体状态、车辆状态进行全方位跟踪监测。该系统已在危险品运输企业中得到具体应用。

[关键词] 危险品运输；监控系统；WSH框架；Ajax

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

[中图分类号] F253.9 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）16- 0035- 02

1 引 言

危险品，即化学危险品的简称，是指具有易爆、易燃、具有腐蚀性等危险性质的化学物品[1]。伴随我国经济的快速发展，危险品的产量和运量逐年上升，在这些危险品中，又以易燃易爆且有毒的气体为主体。与此同时，危险品运输车辆发生事故的频率也呈现提升的事态，事故一旦发生，除对车辆以及交通本身的危害之外，还会对周边的居民、车辆、房屋、公共设施造成伤害和破坏，甚至对环境造成污染，污染河流、空气、土壤，对居民的生活造成长期不利的影响[2-3]。

针对危险品的危险性及事故的多发性，本文设计了一个能够对危险品运输状态进行监控的系统，实时监测危险品的状态信息（包括装载危险品的油罐温度、液面倾斜角度等等），一旦数据状态发生异常，就进行报警，为管理员和司机提供及时的信息，避免事故的发生。

2 系统开发技术介绍

2.1 系统开发采用WSH（Web work + Spring + Hibernate）框架

将应用框架按其逻辑划分为3层结构：Web表示层、业务逻辑层、持久层。各个层次之间具有不同的功能，并保持清晰的隔离，以使彼此独立存在。但各层之间采用接口进行通信，屏蔽了内部的实现细节。

（1）Web表示层：应用中Web表示层显示模型数据，并负责和提供用户界面同用户交互。使用Web work作为表示层框架：管理用户的请求和响应，根据处理结果提取需要的模型数据，选择合适的视图表现，转移到用户设定的页面。

（2）业务逻辑层：典型的Web应用的中间组件一般是业务层或服务层。使用Spring作为业务层框架，通过读取配置文件，Spring容器自动生成Bean实例，供业务逻辑使用；管理事务操作；提供了与表现层交互的接口；管理业务级对象之间的依赖性；隔离了表示层与持久层等。

（3）持久层：持久层是Web应用中直接与数据库打交道的逻辑单元，实现了O/R映射，将面向对象的操作转化为面向关系的操作。使用Hibernate作为持久层架构能完全屏蔽具体的数据库实现：通过Hibernate提供的API和HQL查询接口使操作数据更有效、便捷；向下屏蔽了不同数据库的差异；向上为业务逻辑层提供需要的访问接口。

2.2 Eclipse开发平台

Eclipse 是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。它是功能丰富的JavaEE 集成开发环境，包括完备的编码、调试、测试和发布功能， 完整支持HTML、Web work、JSP、CSS、JavaScript、SQL、Hibernate 和Spring 。

2.3 MySQL

MySQL 是关系型数据库管理系统，被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点， 许多中小型网站为了降低网站开发成本而选择了MySQL 作为网站数据库。

2.4 Ajax

通过在后台与服务器进行少量数据交换，Ajax 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。

3 系统的设计与实现

3.1 业务功能模块设计

危险品运输监控系统包括Web门户管理登录监控车辆位置信息管理，监控危险品报警信息管理，车辆实时调度管理，监控车辆历史轨迹管理。

3.2 系统安全性设计

3.2.1 数据安全性设计

数据安全[4]有对立的两方面的含义：①数据本身的安全，主要是指采用现代密码算法对数据进行主动保护，如数据保密、数据完整性、双向强身份认证等；②数据防护的安全，主要是采用现代信息存储手段对数据进行主动防护，如通过磁盘阵列、数据备份、异地容灾等手段保证数据的安全。

在该平台中，对这两方面的安全性都有设计，下面分别进行说明。

（1）使用数据加密确保数据本身的安全；

（2）使用数据备份确保数据防护的安全。

在平台中，设计了对于数据库中的数据的定期备份，对于数据量不大的表，采用1个月1次的备份方案，对于存储gps海量数据的表，采用1星期备份1次的备份方案。将备份的表格数据存储到固定的硬盘，便于查看和转储；其次，还提供了明确的备份文件，用户可以根据需求随时运行备份文件，进行备份，满足备份的及时性需求。

3.2.2 代码安全性设计

在平台中，加密的方式有两种。

3.2.2.1 将代码文件进行压缩封装

对于需要代码安全性保护的文件进行压缩封装，如将普通的Java文件压缩成为jar包，经过压缩后的文件不影响功能的使用，只是不能被直观地读，这种加密方法很简单。

3.2.2.2 代码本身的加密

对于代码本身进行加密，使得代码阅读起来呈现乱码的形式，只有通过解析，才能表现出正确的含义，这样的加密不影响功能的运行，只影响代码的可读性。

3.2.3 程序安全性设计

程序安全性是从程序的角度进行安全性考虑，要保证程序运行的稳定性，具有一定能力的容错性，不能通过URL地址直接访问。

程序安全性主要从以下两个方面设计：

（1）采用异常抛出机制；

（2）对直接使用URL地址访问的约束。

3.2.4 应用安全性设计

应用安全性从软件安全性角度和软件操作安全性角度进行设计。

3.2.4.1 软件安全性设计

平台应用的安全性我们从以下几个方面进行设计实现：用户身份认证；权限管理和角色管理；日志监控和管理等。对用户操作以及数据进行监控并形成日志文件，一旦发现异常操作或者异常数据，就会产生报警数据，提醒相关人员进行及时的处理，完善平台使用时的安全性。

3.2.4.2 软件操作安全性设计

软件操作安全性设计是指从用户的操作的角度进行的安全性设计，系统设计出后文的功能和说明来确保软件操作的安全性。

3.3 系统实时性设计

为了满足平台实时性需求，我们采用Ajax技术，充分利用Ajax的局部动态刷新技术来提高实时性。在第二节技术介绍中，已经对Ajax技术进行说明，运用Ajax能够实现对界面的局部刷新，提高数据在页面上的显示速度，减少整个界面加载所耗费的时间，满足平台的实时性需求。

3.4 系统对海量数据处理能力设计

在平台中，平台需要接收和操作的数据是海量的车辆状态数据（这些数据包含的属性有：设备号、车牌号、状态接收时间、状态发送时间、经度、纬度、报警状态、速度、方位角、加速度等），这些数据存在名为GPS信息表的表中，当面对海量数据时，对表中的数据进行快速的访问和操作显得十分重要，为了提高数据访问性能，我们采用了如下手段：①建立附表。用对表中个别属性的操作来代替对表中所有属性的操作。②建立索引。对于频繁使用的字段建立按照时间检索的功能，提高数据访问效率。③创建视图。视图能简化用户对于数据的理解，提高数据的安全性，而且，对于视图的操作不影响本身数据库中的表的内容。④执行备份。当GPS报警信息表存储的数据量很大时，即使已经采用上述3个方案，还是会严重影响访问性能，为了解决这一问题，会对两个表中的数据进行定时备份，控制表中的数据量。当需要使用已经存入备份文件的数据时，再从备份文件中将这些数据读取到数据库中，采用“随用随取”的策略，提高读取数据的性能。

4 结 论

实践证明，本文中采用的DWSH框架体系，在保持软件低耦合度的同时将Ajax技术融入了软件系统中，而Ajax的引入并不影响原来搭设程序逻辑结构。层层分离的体系，使软件具有很高的灵活性和可重用性。

主要参考文献

[1]胡艳菊，胡艳玲，张伟.危险化学品突发泄漏事故应急决策系统研究[J].吉林化工学院学报，2010，27（1）：69-72.

[2]程志端.基于多传感器的危险品运输监控系统研究与实现[D].武汉：武汉理工大学，2011.

[3]曹满金.基于uC/OS-Ⅱ的车载危险品运输监控终端的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2011.

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