【文章內(nèi)容簡介】 .............................................................................. 59 本章小結(jié) ........................................................................................................... 61 第 7 章 結(jié) 論 ............................................................................................................ 63 本文工作總結(jié) ................................................................................................... 63 進一步展望 ....................................................................................................... 63 參考文獻 ...................................................................................................................... 65 致 謝 ...................................................................................................................... 67 東北大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 章 引 言 1 第 1章 引 言 課題研究的背景和來源 隨著現(xiàn)代科學技術(shù)迅猛發(fā)展 ， 全球經(jīng)濟一體化的趨勢加強，各國都面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。物流作為一種先進的組織方式和管理技術(shù)，被廣泛認為是企業(yè)在降低物資消耗，提高勞動生產(chǎn)率以外的重要的利潤源泉，在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。 物流業(yè)產(chǎn)生于 20 世紀 60 年代，發(fā)展到 90年代 ， 是以滿足客戶要求為目的，對貨物、服務(wù)和相關(guān) 信息在產(chǎn)出地和銷售之間的實現(xiàn)高效率和低成本的正向和逆向的流動和存儲所進行的計劃執(zhí)行和控制過程。由于現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的生命周期越來越短，在社會生產(chǎn)開始由單一品種的大批量生產(chǎn) 向 小批量、多品種定制化生產(chǎn)的同時，物流業(yè)開始由大批量、長周期的物流向小批量、多頻次的方向發(fā)展，使物流的控制越來越復雜。隨著科學技術(shù)特別是信息技術(shù)的發(fā)展，信息化的物流使企業(yè)能夠在全球范圍內(nèi)進行超時空的交易，又促進了物流業(yè)的進一步發(fā)展與繁榮。在整個物流決策中，運輸成本占到物流總成本的 35%~50%左右 。 所以 ， 物流信息化的重點在于物流運輸 系統(tǒng)信息化 [1]。 物流信息化的技術(shù)主要包括：全球定位系統(tǒng)（ GPS）、地理信息系統(tǒng)（ Geographic Information System , GIS）、射頻（ RF）、條形碼和電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)等。其中 GIS技術(shù)起到一個非常重要的作用。 GIS是一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。在現(xiàn)代信息社會里 ， GIS 作為一種集地理空間特征和各種統(tǒng)計信息為一體的特殊信息系統(tǒng) ， 是信息高速公路上的節(jié)點和基礎(chǔ)設(shè)施 ， 受到全社會的廣泛關(guān)注 ， 成為目前國內(nèi)熱門的研究課題。 GPRS， GPS 技術(shù)的發(fā)展又為 GIS 數(shù)據(jù)的實時獲取和實時傳輸?shù)於藞詫嵉幕A(chǔ)。基于 GIS 的系統(tǒng)已經(jīng)開始在各個領(lǐng)域出現(xiàn)。尤其以交通運輸、物流、森林數(shù)據(jù)分布等與地理數(shù)據(jù)關(guān)系最為緊密的領(lǐng)域為甚。在物流系統(tǒng)中，GIS 技術(shù)可以在模型參考數(shù)據(jù)、車輛監(jiān)控和實時調(diào)度、監(jiān)控車輛位置與狀態(tài)、車輛導航以及選擇最佳路徑等大量涉及空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的世紀應(yīng)用中，提供有效的管理和科學決策依據(jù) [2]。 對于基于 C/S 架構(gòu)的 GIS 系統(tǒng)來說，服務(wù)器負責收集實時的地理數(shù)據(jù)，客戶端負責訪問。這種架構(gòu)雖然能夠充分利用客戶端計算機的計算能力，降低服務(wù)器所承受 到的壓力。但是弊端也是很明顯的， 客戶端過分臃腫 ， 數(shù)據(jù)完整性不可控 ， 不能適應(yīng)復雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 ， 安全性得不到保障 ， 功能可擴展性低 ，代碼維護困難重重和服務(wù)器 資源浪費等。無法勝任分布式應(yīng)用系統(tǒng)的復雜性，客戶端軟件系統(tǒng)只能運行在單一操作系統(tǒng)平臺上 ， 采用相同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議等局限都大大影響了軟件系統(tǒng)的可部署環(huán)境 ， 這樣就增加了企業(yè)在硬件及網(wǎng)絡(luò)資源重復性投入的成本?？蓴U展性受到限制，軟件系統(tǒng)被安裝在客戶端 ， 一旦軟件發(fā)現(xiàn) Bug， 軟件需要升級 ， 對軟件的修改將是企業(yè)的一筆不小的開支。對于 GIS 系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)源可能分布在多個不同地點，客 戶端也分布在不同的地點，那么整個系統(tǒng)在物理架構(gòu)上來說就是一個分布式的系統(tǒng)。對于這種系統(tǒng)來說，要提高系統(tǒng)的運行效率、適應(yīng)復雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、降低維護費用，那么 B/S 架構(gòu)相對于 C/S 架構(gòu)有更大的潛力。 隨著 Web技術(shù)的發(fā)展， Web 技術(shù)與 GIS 相結(jié)合產(chǎn)生的 WebGIS 成為 GIS 技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。相對于傳統(tǒng)的 C/S 架構(gòu)的 GIS系統(tǒng)。 WebGIS 系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)。部署和升級時只需要對服務(wù) 器進行操作， 節(jié)省了企業(yè)的資源。目前 Web 軟件架構(gòu)的發(fā)展，使得 B/S 架構(gòu)已經(jīng)向多層 架構(gòu) 的方向發(fā)展，一般由客戶端、 Web 服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù) 層、數(shù)據(jù)層等組成。客戶端即瀏覽器 ， 負責用戶的輸入和結(jié)果的顯示； Web服務(wù)層提供 JSP 或者 Servlet 等的開發(fā)、部署和運行，為客戶端準備前端顯示頁面代碼；應(yīng)用服務(wù)層實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)實體，并提供開發(fā)、部署和運行環(huán)境，同時該層也提供對分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的支持，使得 Web 軟件架構(gòu)具備跨操作系統(tǒng)平臺和跨網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議等 優(yōu)勢 ；數(shù)據(jù)層封裝了數(shù)據(jù)庫的底層操作，包括添加、查詢、修改和刪除等。 B/S可分布式的架構(gòu)能夠明顯減輕各個服務(wù)器的負載，提高系統(tǒng)的整體運行速度。通過 B/S 架構(gòu)提供的 WebService 服務(wù)，客戶端能夠利用 JavaScript 代碼控制對各個 WebService 的訪問順序，從而 輕松地 修改業(yè)務(wù)操作的實現(xiàn)流程，這對于業(yè)務(wù)流東北大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 章 引 言 2 程比較相似的物流 企業(yè) 來說，意味著開發(fā)出來的系統(tǒng)經(jīng)過簡單配置能夠方便地 運用到其他企業(yè)的運營管理中 ，大大提高了可 系統(tǒng)的 擴展性和復用性。 綜上所述，需要一套基于 WebGIS 的物流信息系統(tǒng)來優(yōu)化物流系統(tǒng)的流程，提高企業(yè)的運行效率，降低運營成本。 課題研究成果應(yīng)用的實際意義 本文研究的主要目的是實現(xiàn)一個 Web客戶端到 GIS數(shù)據(jù)源之間進行消息 傳輸 的通用框架，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)物流系統(tǒng)需求的功能。 由于各個企業(yè)有 各自的業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)表示方法，平時開發(fā)的過程中需要對不同的企業(yè)實現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程。而在系統(tǒng)開發(fā)的時候往往針對一個企業(yè)進行數(shù)據(jù)定義和建模開發(fā)。這種開發(fā)方式偏重于應(yīng)用，沒有過多的考慮系統(tǒng)的復用。如果需求有了變化，往往要大面積地修改代碼，甚至是重新開發(fā)。這樣就浪費了大量的人力物力 。要達到降低開發(fā)成本的目的，最直接的方法就是復用以前的系統(tǒng)。但是 企業(yè) 之間 業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)表達方式的差異提高了系統(tǒng)復用的門檻，降低了不同企業(yè)之間軟件復用的可能性。但是對于物流系統(tǒng)來說，它們處理貨物的業(yè)務(wù)流程 過程中 數(shù)據(jù)流向和處理處理方 式是相同的，只是存在不多的差異。而在基于 WebGIS的系統(tǒng)中，由于 GIS數(shù)據(jù)源和 Web客戶端的抽象化，使得它們與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)流動更加清晰。最終 能夠整理出一份關(guān)于 Web客戶端 和服務(wù)器進行交互的通用需求和一份物流系統(tǒng)貨物處理流程的通用需求。在軟件復用中，如果一系列的系統(tǒng)共享特定的領(lǐng)域中的明確需求，那么這一系列的系統(tǒng)構(gòu)成軟件的產(chǎn)品線。它們之間能夠共享架構(gòu)，從而縮短類似系統(tǒng)的開發(fā)時間 ， 提高開發(fā)的效率 [3]。 所以 本系統(tǒng)可以側(cè)重架構(gòu)設(shè)計，從而產(chǎn)生一個能夠復用的，支持 GIS數(shù)據(jù)源、服務(wù)器、 Web客戶端之間進行數(shù)據(jù)流動 和數(shù)據(jù)處理的架構(gòu)。 架構(gòu) 確定了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、層次劃分、不同部分之間的協(xié)作關(guān)系以后，所形成的具體實現(xiàn)組成了可復用的框架?？蚣艿淖饔?，在于確定企業(yè)各種業(yè)務(wù)的具體技術(shù)實現(xiàn)，并規(guī)定它們在系統(tǒng)中的組織方式和協(xié)作方式，從而組成完整的企業(yè)應(yīng)用解決方案，快速的完成系統(tǒng)開發(fā) [4]。在框架的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)物流系統(tǒng)處理貨物流程的通用需求，提供盡可能小的 WebService接口。這樣， Web客戶端 可以利用 Ajax技術(shù)和服務(wù)器交互，將 WebService提供的服務(wù) 連接起來 ， 組成具體 的 業(yè)務(wù)流程。 本課題研究的系統(tǒng)，就是要通過 Web 服務(wù)器在 企業(yè)的不同 GIS數(shù)據(jù)源和 Web 客戶單的管理人員 之間搭建一個實時的數(shù)據(jù)傳輸和處理架構(gòu)，產(chǎn)生適用于 WebGIS系統(tǒng)的通用模板。并在此基礎(chǔ)上添加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)處理流程，實現(xiàn)物流企業(yè)中貨物輸入、線路定義、車輛監(jiān)控、實時消息傳輸?shù)裙δ??？紤]到物流企業(yè)需求之間的相似性，本系統(tǒng)的構(gòu)建的框架可以經(jīng)過簡單的配置并添加適當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，直接應(yīng)用到其他的企業(yè)中。 本文的內(nèi)容及主要工作 本文在分析介紹了 WebGIS技術(shù)， WMS/WMF 協(xié)議、 WebGIS相關(guān)的組件的基礎(chǔ)上，基于物流系統(tǒng)的需求特點，介紹了 GIS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸和處理架構(gòu)，并 且實現(xiàn)了物流系統(tǒng)的基本功能。 各章的內(nèi)容組織如下： 第 2 章介紹了 GIS 技術(shù)、 WebGIS 技術(shù)的協(xié)議和開源平臺、 Ajax 技術(shù)以及 Spring 框架技術(shù)； 第 3 章分析了系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，利用用例建模分析系統(tǒng)的功能需求， 并且根據(jù)實際情況補充了部分需求，提出了非功能性需求，并描述了系統(tǒng)術(shù)語表 ； 第 4 章 對系統(tǒng)進行 總體設(shè)計， 并對 服務(wù)層、 Web 服務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層、消息處理部分、socket 控制層 等進行詳細設(shè)計， 對系統(tǒng)中貨物運輸、線路編輯、權(quán)限控制、發(fā)送貨物等功能進行了詳細設(shè)計， 對 介紹了 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫表； 第 5章主要 介紹了 JavaScript語言的面向?qū)ο蠛褪录?qū)動的實現(xiàn)，展示了 Web客戶端根據(jù)相關(guān)協(xié)議與服務(wù)器交互的流程，并介紹了客戶端框架的實現(xiàn)以及定時更新機制的實現(xiàn)。最后是服務(wù)器端的具體實現(xiàn)，展示了安全控制機制下用戶訪問服務(wù)器的流程、貨物從發(fā)貨到最后提貨的整個處理流程，重點介紹了消息在管理人員、服務(wù)器端、車輛終端之間進行交互的傳東北大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 章 引 言 3 輸和處理流程 ； 第 6 章介紹了利用工具進行測試的情況，并對出現(xiàn)的錯誤進行了分析解決 ； 第 7 章結(jié)論部分是對整個論文工作的總結(jié)以及下一步工作的展望，指出我們工作中有待改進的地方，同時指明了下一步的研究方向。 東北大 學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡介 4 第 2章 相關(guān)技術(shù)簡介 GIS 技術(shù) GIS 是以采集、存儲、管理、分析、描述和應(yīng)用整個或部分地球表面 （ 包括大氣層在內(nèi) ）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶有機結(jié)合而構(gòu)成。GIS 要實現(xiàn)的五個基本功能為 ： 數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲與管理、空間查詢與空間分析以及圖形輸出與交互操作。 GIS 始于 60年代的加拿大與美國 ， 爾后各國相繼投入了大量的研究工作 ， 自 80年代末以來 ， 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息的處理、分析手段日趨先進， GIS技術(shù)日臻成熟，已廣泛地應(yīng)用于環(huán)境、資源、石油、電力、土地、 交通、公安、急救、航空、市政治理、城市規(guī)劃、經(jīng)濟咨詢、災(zāi)難損失猜測、投資評價、政府治理和軍事等與地理坐標相關(guān)的幾乎所有領(lǐng)域。 GIS 技術(shù)依托的主要工具和平臺是計算機及其相關(guān)設(shè)備。進入 90 年代以來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展 ， 計算機微處理器的處理速度愈來愈快 ， 性能價格比更高 ； 其存儲器能實現(xiàn)將大型文件映射至內(nèi)存的能力，并且能存儲海量數(shù)據(jù)。此外，隨著多媒體技術(shù)、空間技術(shù)、虛擬實景、數(shù)字測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、計算機圖形技術(shù) 、 三維圖形芯片、大容量光盤技術(shù)及寬頻光纖通訊技術(shù)的突破性進展，消除數(shù)據(jù)通訊瓶頸的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建立， 以及能夠提供接近實時對地觀測圖像的高分辨、高光譜、短周期遙感衛(wèi)星的大量發(fā)射，這些為 GIS 技術(shù)的廣泛、深入應(yīng)用展示了更加光明的前景。同時 ， 也使當前的 GIS 已不能滿足信息時代、數(shù)字時代的要求，目前 GIS 總體上呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、開放性、虛擬現(xiàn)實、集成化、空間多維性等發(fā)展趨勢。 WebGIS 技術(shù) WebGIS 介紹 WebGIS 是 GIS 技術(shù)與 WWW 技術(shù)的結(jié)合，是在 Inter 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一種傳輸、存儲、處理、分析和顯示與應(yīng)用地理信息的計算機系統(tǒng)。稱之為 WebGIS的原因是大多數(shù)客戶端應(yīng)用采用了 WWW協(xié)議。在 Inter的支持下，根據(jù) TCP/IP和 HTTP 協(xié)議， WebGIS 把支持標準的 HTML的瀏覽器