基于B/S结构的公路路况数据采集系统的设计与实现

2012-07-03冯志慧朱彦杰

制造业自动化 2012年1期

冯志慧，朱彦杰，翁梅

（1.河南农业大学信息与管理科学学院，郑州 450002；2.许昌学院经管学院，许昌 461000）

0 引言

公路是国家经济发展和现代化建设的重要基础设施，是为汽车运输服务的线形工程结构物。截至2009年底，我国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里。公路建成通车后，因承受车轮的磨损和冲击，受到暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冰融等自然力的侵蚀和风化，以及人为的破坏和修建时遗留的某些缺陷，公路使用质量会逐渐降低。公路养护管理工作是交通行业面向社会的窗口，以提高公路管理水平和公路设施的服务水平为目的[1]。因此，必须采取正确的技术措施加强公路保养、维修改善，保障行车安全、舒适、畅通，提高养护工作质量，以延长公路的使用年限。

河南地处中原，是古往今来的交通枢纽，公路总里程2.3万Km，其中干线公路里程1.8万Km。日前，干线公路路面量验数据的采集还停留在人工方法，需道班工人定期上路测量数据后进行纸质记录，后由专门人员录入计算机汇总存档，道班汇总后的数据再经由县、市多级上报，其过程工作量大、耗时长且易出现错误或漏报数据。因此，本文旨在通过研制出能在手机上运行的、易于操作、可靠的公路路况数据采集系统，并借助GPRS无线网络通信技术及时采集和传输各类数据，为公路养护工作人员提供便捷的数据采集方案。

1 系统开发模式

B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构，它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构[2]。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer等，服务器安装Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等数据库。浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互。B/S结构方案体现了“瘦”客户端的思想，可最大限度的减少客户端软件对客户机资源的占有量，且浏览器的形式也被广大用户所熟悉。

B/S结构的优点：

1）具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。

2）业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。

3）维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。

4）开发简单，共享性强。

其中最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，只要有1台能上网的PC或手机就能使用，客户端零维护，系统的扩展非常容易。 3层B/S结构图如图1所示。本系统采用3层B/S结构实现开发。

图1 三层B/S结构

2 系统设计

2.1 系统设计原则

1）实用性：系统开发前应了解各级工作人员的需求，及时采纳省级管理部门的意见。

2）稳定性：系统运行可靠稳定，各道班工作人员仅可对各自所辖区域内道路基础数据进行操作。

3）完备性：在系统分析的基础上，确保数据完备性和系统功能的完整性。

4）易用性：系统应具有友好的用户界面、操作简单方便。

2.2 系统结构

本系统作为河南省道路信息管理系统的一个子系统，提供整个系统所需的部分动态数据。道路信息管理系统如图2所示。本系统后台数据库包括道班所辖路段、登录用户名密码、各路段巡查数据等表。系统总体结构图如图3所示。

图2 道路信息管理系统界面

图3 系统总体结构图

系统的工作流程为：用户在手机浏览器地址栏中输入网址，经身份认证后选择所管辖路段对应的桩号里程，然后分类将所测量的数据分类输入至系统网页中，通过手机的GPRS网络连入互联网即可将所输入数据上传至数据库服务器，服务器接收到的数据后分类存储、分析，再由道路信息管理系统对之进行校验、汇总、计算及综合评价。

2.3 系统功能模块

基于B/S的公路路况数据采集系统主要包括用户登录、巡查对象选择、数据录入、数据查询和计算等模块，其功能模块图如图4所示。

图4 系统功能模块图

1）不同道班工人须用所分配到的用户名及对应的密码才能正常登录，登录后只能对所辖路段进行操作。

2）巡查对象的选择主要是根据测量对象选择不同的类型，分为沥青路面、水泥路面、路基、沿线设施、桥隧及其他[3]等。沥青路面的损坏类型分为龟裂、块裂、纵裂、横裂、坑槽、松散、深陷、车辙、波浪拥包、泛油、修补等；水泥路面的损坏类型有破碎板、裂缝、板角断裂、错台、层状剥落、唧泥、边角剥落、接缝料损坏、坑洞、拱起、露骨、修补、修补损坏等；路基的损坏类型有路肩边沟不洁、路肩损坏、边坡坍塌、水毁冲沟、路基构造物损坏、路基沉降、排水系统淤塞、排水系统淤塞、路缘石缺损等；沿线设施的损坏类型有防护设施缺损、隔离栅损坏、标志缺损、标线缺损、绿化管护不善、收费站服务区设施管理不善、紧急电话缺损、绿化空白等；桥隧包括桥梁、隧道和涵洞[4]；其他项是对平整度的调查。

3）数据录入是在选择巡查对象及对应的类型后，按每百米为单位将测量的数据录入。

4）数据查询是查看并检验之前录入的所有数据信息，可进行修改和删除。

5）计算功能是根据所录入数据计算出当前路段的公路技术状况指数MQI、路面使用性能指数PQI、路基技术状况指数SCI、桥隧构造物技术状况指数BCI、沿线设施技术状况指数TCI、路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI[4]。

本系统的应用主要采用手机作为操作终端[5]，因其携带方便，便于在测量现场使用。

3 系统实现

3.1 开发工具

ASP是Active Server Page的缩写，意为“动态服务器页面”。ASP是微软公司开发的代替CGI脚本程序的一种应用，它可以与数据库和其它程序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。ASP是一种服务器端脚本编写环境，可以用来创建和运行动态网页或Web应用程序。ASP网页具有以下特点[6]：1）利用ASP可以实现突破静态网页的一些功能限制，实现动态网页技术；2）ASP文件是包含在HTML代码所组成的文件中的，易于修改和测试； 3）服务器上的ASP解释程序会在服务器端执行ASP程序，并将结果以HTML格式传送到客户端浏览器上，因此使用各种浏览器都可以正常浏览ASP所产生的网页；4）ASP提供了一些内置对象，使用这些对象可以使服务器端脚本功能更强。例如可以从web浏览器中获取用户通过HTML表单提交的信息，并在脚本中对这些信息进行处理，然后向web浏览器发送信息；5）ASP可以使用服务器端ActiveX组件来执行各种各样的任务，例如存取数据库、发送Email或访问文件系统等；6）由于服务器是将ASP程序执行的结果以HTML格式传回客户端浏览器，因此使用者不会看到ASP所编写的原始程序代码，可防止ASP程序代码被窃取；7) 方便连接ACCESS与SQL数据库，还可与XHTML和WML语言结合制作WAP手机网站。

本系统采用ASP为开发工具，后台数据库采用关系数据库管理系统Microsoft SQL Server 2005。

3.2 系统运行

启动手机中的浏览器，在地址栏中输入网址，浏览器向服务器发出请求后服务器引擎开始运行ASP程序，ASP文件按照从上到下的顺序开始处理、执行脚本命令，执行HTML页面内容后页面信息发送到浏览器。

在主页面中输入用户名及密码后点击“登录”；正常登录后“路线”列表中显示当前用户名分配到的路段编号，选择路线并输入路线范围内的整数桩号后点击“录入”；在下一个页面中先按百米选择区间，后选择巡查对象，如沥表路面、水泥路面、路基、沿线设施、桥隧或其他，再选择对应属性，最后输入调查值并点击“保存”。反复此过程，即可将当前路段所巡查对象的所有数据上传保存至后台数据库。

“查询”功能可查看当前所录入的路段对应的属性数据，并可进行修改和删除。

“返回”可返回到上一页面。

“计算”功能可根据所输入的数据计算得出当前路段的MQI、PQI等指标数据。

部分运行页面如图5所示。