【正文】 ................................................................................................................... 49 附 錄 部分程序代碼 ................................................................................................. 50 參 考 文 獻(xiàn) ...................................................................................................................................... 50 高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 第一章 緒論 交通運(yùn)輸業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門，是一個(gè)國家政治、經(jīng)濟(jì)和文化等一切社會活動賴以順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)達(dá)程度是衡量一個(gè)國家社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所處階段和現(xiàn)代化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。短短的十多年時(shí)間走過了發(fā)達(dá)國家三、四十年的發(fā)展歷程。 高速公路的發(fā)展，極大提高了中國公路網(wǎng)的整體技術(shù)水平，優(yōu)化了交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，對緩解交通運(yùn)輸對國民經(jīng)濟(jì)的“瓶頸”制約發(fā)揮了重要作用，有力地促進(jìn)了中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。為確保高速公路高效運(yùn)作，除了高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量建設(shè)道路設(shè)施外，一個(gè)高效有序的收費(fèi)與路 政信息管理系統(tǒng)是必不可少的。這種收費(fèi)方式應(yīng)用于道路距離較短或互通立交較少的場合。這種收費(fèi)方式適用于高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)。 如 果按照在收費(fèi)系統(tǒng)中人工參與的收費(fèi)程度，系統(tǒng)又可分為以下幾種形式 : (1)人工收費(fèi) 。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是手續(xù)簡單、基建投資少，但也隨之帶來很大問題。 半自動收費(fèi)方 式 由于人工收費(fèi)存在很多漏洞，所以一種更先進(jìn)的半自動收費(fèi)形式應(yīng)運(yùn)面生。隨著自動化程度的提高，盡量減少人為因素的影響，直至完全自動收費(fèi)，使收費(fèi)人員不直高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 接與現(xiàn)金接觸，最大限度地降低各種舞弊現(xiàn)象的發(fā)生。首先是人為因素的影響，而且在很大程度上，還要靠人為干預(yù)來處理很多問題，如電子器械判車型，仍離不開人工監(jiān)督，車型識別出現(xiàn)誤判時(shí)，仍要人工解決。在某種意義上來說，舞弊現(xiàn)象和通行費(fèi)流失并沒有得到有效制止，每一種新的系統(tǒng)出臺不久，便有新的作弊手段出現(xiàn)。 全自動收費(fèi)方式 全自動收費(fèi)方式，又稱電子收費(fèi)方式 (TEC)，大致可分為兩種，一種是自動收發(fā)“卡”式收費(fèi)系統(tǒng)，一種是不停車收費(fèi)系統(tǒng)。裝在車輛上的電子標(biāo)識卡 (或稱應(yīng)答器 )中存儲了與車輛有關(guān)的大量信息，如預(yù)交金額、車型、車主、車牌號等。 極大地提高收費(fèi)工作的效率，同時(shí)有效地杜絕了貪污作弊亂收費(fèi)等現(xiàn)象 。減少公路的交通堵塞和擁擠，提高了通行能力 。這種收費(fèi)系統(tǒng)能有效地減少停車交費(fèi)次數(shù)，減少交通延誤，充分發(fā)揮道路通行能力。就中國目前社會經(jīng)濟(jì)情況來看，建立電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)并不是迫切需要，可以考慮現(xiàn)階段在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)并且交通流量特別大的路段建立電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)。各級系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)很分散的分布式系統(tǒng)，各系統(tǒng)既是相互聯(lián)系的又要求相互獨(dú)立，能夠獨(dú)立運(yùn)行。為了增加系統(tǒng)的安全性，收費(fèi)的準(zhǔn)確性和適應(yīng)交通量不斷增加的需求，公路收費(fèi)方式和收費(fèi)手段都將不斷發(fā)生變化，這樣對收費(fèi)軟件而言意味著系統(tǒng)需求可能隨時(shí)發(fā)生變化。 根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)及需求，本人查閱大量文獻(xiàn)資料，充分研究了國內(nèi)目前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與特點(diǎn)，提出了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 參于系統(tǒng)的安裝及測試，并負(fù)責(zé)完成了系統(tǒng)的資料歸檔工作。 第四章對高速公路收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，首先完成了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其次對數(shù)據(jù)庫訪問模塊進(jìn)行了細(xì)致分析，并抽象出數(shù)據(jù)庫訪問功能模塊組件，結(jié)合 VB 開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫訪問模塊組件，最后對其他功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。目前影響較大的軟件組件規(guī)范有 :微軟公司的 COM/DCOM/COM+、對象管理組織 (OMG)提出的 CORBA 和 SUN 公司的 EJB。開發(fā)時(shí)必須按照統(tǒng)一的接口規(guī)范向外界聲明服務(wù) 。 ，不是一個(gè)完整的應(yīng)用。 (3)應(yīng)用專用組件是某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的特有構(gòu)成成份。無論 是在相同程序中，還是同一計(jì)算機(jī)的不同程序中，甚至在不同計(jì)算機(jī)中，組件都可不經(jīng)過編譯而直接進(jìn)行調(diào)用。以某種語言寫成的組件可以在另外一種語言環(huán)境中使用，兩者無縫連接。組件技術(shù)解決了兩個(gè)技術(shù)問題一是互操作，即不同來源的組件能相互協(xié)調(diào)、通信，共同完成更復(fù)雜的功能 。早期的類庫，提供的是源代碼級的重用，只適用規(guī)模較小的開發(fā)形式 。 OLE 技術(shù)最初是為了提供 Windows 應(yīng)用程序之間的 “剪切與高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 粘貼 ”（ CutandPaste)功能。它可以將一種文檔 (例如 Excel 電子表格 )插入到另一種文檔 (例如 word 文檔 )中，為應(yīng)用程序之間提供了更為廣泛的交互功能 。之后， Microsoft 開發(fā)了 DCOM，用于支持 COM 在分布式環(huán)境下的應(yīng)用。遵循 COM 規(guī)范編寫的組件將能夠 滿足對 組件構(gòu)架的所有需求。而 COM 可以把面向?qū)ο笳Z言中的對象封裝起來，并提供一致的接口，使得它可以被各種不同的語言所使用。如果是進(jìn)程外對象，則它運(yùn)行在同一機(jī)器上的另一個(gè)進(jìn)程空間或者在遠(yuǎn)程機(jī)器的進(jìn)程空間中。 進(jìn)程外模型的優(yōu)點(diǎn)是具有較好的穩(wěn)定性，組件進(jìn)程不會危及客戶程序，一個(gè)組件進(jìn)程可以為多個(gè)客戶提供服務(wù)，但進(jìn)程外 組件開銷大，而且調(diào)用效率相對低一些。 對 COM 對象的客戶程序來說，它只是通過 接口使用對象提供的服務(wù)，它并不知道對象內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)過程，因此，組件對象的重用性建立在組件對象的行為方式上，而不是具體的實(shí)現(xiàn)上，這是建立重用的關(guān)鍵。接口定義了其它軟件調(diào)用組件的公用功能。 一個(gè)接口實(shí)際上分為兩部分 :第一部分是接口定義部分，這部分按一定順序聲明了一些方法。 接口的特點(diǎn) (1)二進(jìn)制特性 (2)接口不變性 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 根據(jù) CMO 規(guī)范，所有的繼口都必須從工 Unknown 派生 (直接或間接 ) 不同的對象實(shí)現(xiàn)同樣的接口。如OLE、 HTML 中的 ActiveX 控件。有了 Unknown 接口，客戶程序可以用統(tǒng)一的方式來控制不同對象的生存期以高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 及在對象的不同接口之間跳轉(zhuǎn)。用于標(biāo)識某種類型的對象的 GU 功稱為類標(biāo)識符 (Class 功，即 CLSID) 組件接口設(shè)計(jì) 組件 的接口在整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中起決定性作用。舉例說，如果我們需要定制一個(gè)組件訪問特定的數(shù)據(jù)庫井將結(jié)果返回給用戶。 組件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)不能反映到接口中，接口同內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的隔離程度越高，組件或應(yīng)用發(fā)生變化對接口的影響將越小。 報(bào)警 :收費(fèi)人員在碰到欠費(fèi)車和闖關(guān)車時(shí)，系統(tǒng)將會自動啟動收費(fèi)站亭的報(bào)警器，啟動攝像機(jī)捕捉車輛圖像并向收費(fèi)站發(fā)出特殊事件報(bào)警，同時(shí)將相關(guān)的報(bào)警信息存入數(shù)據(jù)庫以備案。 打印財(cái)務(wù)報(bào)表 :對收費(fèi)數(shù)據(jù)按小時(shí)、班次、日、周、月、年打印全線的營運(yùn)財(cái)務(wù)報(bào)表。 收費(fèi)數(shù)據(jù)的安全性。在對收費(fèi)站收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行維修和模擬時(shí)，所產(chǎn)生的偽收費(fèi)信息，存儲在收費(fèi)站管理中心數(shù)據(jù)庫中的臨時(shí)表 中，每周系統(tǒng)會自動清除這些臨時(shí)信息，以防止過期模擬數(shù)據(jù)浪費(fèi)磁盤資源。但要保證庫中有最近 45 天內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)主要軟件組成 (1)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)采用 Microsoft Windows 2021 (2)數(shù)據(jù)庫采用 Microsoft SQL Server 2021 (1)車道級軟 件 (3)收費(fèi)站管理軟件 (2)收費(fèi)科 /公路處管理軟件 VC++編寫界面及 COM 組件 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu) 體系結(jié)構(gòu)概述 本高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)采用三層客戶 /服務(wù)器模式，三層客戶 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)是將整個(gè)系統(tǒng)分成用戶表示層 (界面層 )、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層三個(gè)部分。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器則通過 DBMS 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫管理。該層主要是用于向業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)出服務(wù)請求 。界面層同時(shí)也提供一定的安全性，確保用戶不會看到機(jī)密的信息。 使用軟件組件技術(shù)，可以開發(fā)出能重復(fù)利用的業(yè)務(wù)邏輯層組件，對客戶端來說，這些組件是透明的，可以在組件服務(wù)的遠(yuǎn)程機(jī)器上配置與訪問這些組件。 DBMS必須能迅速執(zhí)行大量數(shù)據(jù)的更新和檢索。這一層通常由大型的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，如 :oracle、 Sybase、 Microsoft SQL Server 等。下面將比較 NAS和 SAN 的優(yōu)劣來進(jìn)行本系統(tǒng)的系統(tǒng)存儲方案的選擇。它們都可提供冗余結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)備份和遠(yuǎn)程容災(zāi)。一般情況下，備份效率的高低直接取決備份數(shù)據(jù)是否過多占用網(wǎng)絡(luò)資源。 就數(shù)據(jù)管理能力而言， NAS 具有一定的優(yōu)勢，主要在于安裝、配置的方便快捷。 數(shù)據(jù)利用方面，性能是至關(guān)重要的指標(biāo)。而 NAS 結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸途徑是傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議，不是專門針對存儲數(shù)據(jù)的要求而產(chǎn)生的，更多設(shè)計(jì)到如何保證連接和交換過程的建立。而 SAN 解決方案則是企業(yè)規(guī)模的方案，要傳送大量高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 的數(shù)據(jù)，需要非常先進(jìn)的計(jì)劃，而且采用光纖通道 (F)c 技術(shù)和 SAN 管理軟件。 第四章 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)很重要的部分，設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，直接影響到管理系統(tǒng)的成敗。 ，一方面要盡可能地減小冗余度，減小存儲空 間的占用，降低數(shù)據(jù)一致性問題發(fā)生的可能性，另一方面，還要考慮適當(dāng)?shù)娜哂啵蕴岣哌\(yùn)行速度和降低開發(fā)難度。 ，由于數(shù)據(jù)庫的信息、對特定的用戶有特定的保密要求，安全機(jī)制必不可少。公路收費(fèi)系統(tǒng)利用操作系統(tǒng)的 ODBC 數(shù)據(jù)源來訪問數(shù)據(jù)庫，使得訪問數(shù)據(jù)庫更安全可靠，而且提供了程序透明性。 (這里的員工信息是來自于收費(fèi)站的人事資源管理系統(tǒng)的員工信息，這里只是記錄員工在那個(gè)收費(fèi)站工作的信息，如果需要其它信息可以增添所需的員工信息，例如 :性別，民族，出身年月日，等等 ) 收費(fèi)站信息包括收費(fèi)站 站號，收費(fèi)站站名，收費(fèi)站站長員工號，車道數(shù)，收費(fèi)站所處位置。 (班次號是由 9 位數(shù)字組成的，前 4 位表示年，接下來 4 位表示月和日，最后 1 位表示一天當(dāng)中第幾班，例如202110013 表示 2021 年 10 月 1 日第三班 ) 報(bào)警信息包括班次號，車道抓拍的圖像。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在 MIS 中，最重要的工作是基本表的設(shè)計(jì)，基本表可以簡單地說是數(shù)據(jù)庫中所有的數(shù)據(jù)庫對象。軟件組件是一種定義良好的獨(dú)立、可重用的二進(jìn)制代碼，高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 可以單獨(dú)開發(fā)，單獨(dú)編譯，單獨(dú)調(diào)試和測試，當(dāng)所有的組件開發(fā)完成后，把它們組合在一起就得到了完整的應(yīng)用系統(tǒng)。還有一類設(shè)備直接插在 PCI 插 槽上，包括聲卡和圖像抓拍卡等。 車道收費(fèi)系統(tǒng)還有一個(gè)重要的任務(wù)就是通信。在設(shè)計(jì)時(shí)定義了一個(gè)通信組件用于整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。票據(jù)打印機(jī)接口主要提供票據(jù)打印功能，并實(shí)時(shí)檢測打印機(jī)狀態(tài)。 通信組件 :提供基于 UDP 的通信接口和 FTP 的通信接口。 組件的具體實(shí)現(xiàn) : 第一步 :利用 VC++建立工程組。 第三步 :在 VC++中規(guī)劃，編輯工程和 窗體 (用戶界面 )。 組件是整個(gè)系統(tǒng)的心臟。 下面以數(shù)據(jù)庫訪問模塊為例說明組件開發(fā)。各個(gè)模塊之間的聯(lián)系見圖 的模塊劃分。同時(shí)電動欄桿自動抬升放行車輛，語音報(bào)價(jià)器發(fā)出感謝聲音。 闖關(guān)車或者欠費(fèi)車 :閃光報(bào)警器進(jìn)行閃光報(bào)警，同時(shí)攝像機(jī)抓拍車道圖像，并將這些數(shù)據(jù)作為一次收費(fèi)數(shù)據(jù)上傳到收費(fèi)站管理中心的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)收費(fèi)站的執(zhí)勤警員對肇事者按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。 根據(jù)員工號進(jìn)入到維修狀態(tài)，對車道的外圍設(shè)備模擬運(yùn)行和檢測，并記錄相關(guān)的維修信息，將這些日志信息上傳到收費(fèi)站管理中心的數(shù)據(jù)庫中， 而將測試和模擬的收費(fèi)數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)中的測試臨時(shí)表中，由管理人負(fù)責(zé)多長時(shí)間清空臨時(shí)表內(nèi)容。 報(bào)表打印模塊 報(bào)表打印模塊的功能 : 打印 對收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯總，按小時(shí)、班次、日、周、月、年查詢相關(guān)信息或打印營運(yùn)財(cái)務(wù)報(bào)表。 打印機(jī)驅(qū)動 當(dāng)收費(fèi)人員確 認(rèn)車輛正常收費(fèi)過程結(jié)束，自動打印收費(fèi)單據(jù)。當(dāng)自動欄桿抬升時(shí)，語音報(bào)價(jià)器播放敬語。 車檢線圈驅(qū)動 自動監(jiān)測車輛是否在自動欄桿抬升前出站，如果車輛在自動欄 桿抬升前出站就會啟動閃光報(bào)警器進(jìn)行閃光報(bào)警。 負(fù)責(zé)員工信息的錄入，增加、刪除和更改用戶的信息，以及負(fù)責(zé)用戶的身份權(quán)限和密碼管理，這里的員工信息只是公路處人事管理系統(tǒng)員工信息的一部分。 對收費(fèi)科 /公路處所管轄的全線的收費(fèi)站進(jìn)行統(tǒng)一管理，可以添加，刪除和更改收費(fèi)站名。此模塊采用 COM 組現(xiàn)。 語音報(bào)價(jià)器接口 :控制語音報(bào)價(jià)器播放信息的傳輸，包括車型、繳費(fèi)額還有敬語 車檢線圈接口 :檢測車輛是否在抬升欄桿抬升前出站，以決定是否啟動高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng) 1 閃光報(bào)警器裝置 (2)數(shù) 據(jù)庫管理系統(tǒng) 系統(tǒng)需要訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)，會統(tǒng)一利用 ODBC 技術(shù)，通過系統(tǒng)啟動前在本地操作系統(tǒng)上配置的 ODBC 數(shù)據(jù)源接口來訪問數(shù)據(jù)庫。 (2)車道開通管理 :站級管理中心可以強(qiáng)制的控制車道的開通，讓車道開通