基于net的高速公路路面管理系统设计与实现

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1、T 象J 属审凰离鏖公路僖息缎管理縻技求硬蔼霪 。 t h e8 t hS e m i n aro fC h i n aE x p r e s s w a yE ，i n f o r m a t i o nM a n a g e m e n ta n dT e o h n o l o g i e s 基于N E T 的高速公路路面管理系统设计与实现 江苏省交通科学研究院梁新政程亮丁武洋 探讨了高速公路路面管理系统的主要功能需求，介绍了基于M i c r o s o f t N E T 技术的高速公 路路面管理系统的总体设计和部分关键实现技术。系统界面友好、功能丰富、运行稳定、管理 高效，并在江

2、苏省苏嘉杭高速公路、宁靖盐高速公路等多条高速公路上得到成功应用。一作者 引言 随着高速公路里程的快速增长，高速公路养护管理工作的重要性日显突出，其中高速公路 路面养护管理更是受到了越来越多的高速公路管理单位的高度重视。与此同时，高速公路的特 殊性对管理水平提出了更高的要求，传统的管理模式越来越不适应高速公路的管理需求。因此， 交通部近年来在积极提倡高速公路管理的信息化，而是否采用了路面管理系统已成为信息化管 理水平的标志。 作为M i c r o s o f t 公司多年潜心研究的结果，M i c r o s o f t N E T 是M i c r o s o f t 公司推出的新一代 I

3、n t e r n e t 计算模型，它由X M L 、W e bS e r v i c e 、N E TF r a m e w o r k 等三大核心组件组成。其中X M L 是可扩展标识语言，已成为数据交换的标准。N E TF r a m e w o r k 是新一代的开发平台，它提供了 一套统一的类库B a s eC l a s sL i b r a r y 和通用语言运行库( C L R ) ，创建了一套跨编程语言的通用 A P I ，使开发人员无论使用何种语言( J A V A 是个例外) 都可以开发N E T 应用服务。 近几年来，国内路面管理系统方面的研究方兴未艾，一些高等院校及

4、科研单位也积极的开 展路面管理系统的研究。但众多的路面管理系统中很多系统由于开发时间较早，技术上已较为 落后。引入M i c r o s o f t N E T 技术开发高速公路路面管理系统，必将大大提升高速公路路面管理 系统的技术层次。X M L 技术、G D I + 技术、A D O N E T 技术作为N E T 技术的重要组成部分在本 系统的开发中得到了广泛应用，将在下文中进一步阐述。 本文结合江苏省高速公路路面管理系统的开发实践，着重探讨基于M i c r o s o f t N E T 技术的 高速公路路面管理系统的主要功能需求、系统总体设计以及部分系统关键实现技术。 系统主要功能

5、需求 1 、系统安全性 系统安全性主要体现在系统访问的控制和系统数据的安全。系统只能允许合法的系统用户 访问，且不同的系统用户应有不同的权限，不同的权限对系统数据库的允许操作各不相同。同 时，应对用户的重要操作进行跟踪并记录在案，以便系统发生故障时审计并分析故障原因。 系统数据的安全性体现在一般用户不能对数据进行增加、修改、删除等操作，数据应具有备份 与恢复功能，以防由于系统崩溃或其他原因造成数据的遗失。 2 、路面数据输入方法的多样性 高速公路路面管理系统涉及到种类多、数量大的各类数据。有系统的编码数据、系统的静 态数据、系统的动态数据等等。由于数据的种类各不相同，对于数据输入的方式也应随之

6、不尽 2 7 3 相I 司。 对于系统编码数据和系统静态数据，系统应提供键盘直接输入的方式。 对于高速公路路面管理系统的动态数据，主要是路面定期检测的各类指标，这些数据现阶 段大多是采用自动化设备进行采集的，因而完全可以通过定制的数据访问接口直接将这些数据 自动转入系统中。 3 、路面使用性能评价 高速公路路面使用性能评价是高速公路服务质量评价、高速公路路面养护维修决策的基础。 高速公路路面管理系统应能够根据定期的路面健康检测的各类数据，分析、评价高速公路当前 的使用状况，判断目前的路面状况是否能够满足交通的需要，并进一步为路面养护维修方案的 提出提供服务。 高速公路路面管理系统辅助决策的好坏

7、，很大程度上取决于管理系统对路面使用性能的评 价。 4 、路面养护维修方案 养护维修决策以路面使用性能评价和预测为依据，在路面性能达到某一标准时，同时结合 资金的具体情况，考虑采用相应的路面维修措施，使路面的使用性能好转，以满足交通的需要。 系统总体设计 高速公路路面管理系统面向局域网用户，采用客户机J R 务器模式。相关硬件设施由网络服 务器、微机、路由器和打印机等设备组成。服务器操作系统采用M i c r o s o f tW i n d o w sA d v a n c e d S e r v e r 2 0 0 0 ；客户机操作系统采用W i n d o w s9 X 2 0 0 0

8、；数据库管理采用中央数据库的方式，采用 M SS Q LS e r v e r 2 0 0 0 。运用M S N E T 技术作为开发平台，采用C 样语言进行系统开发，同时应用 了多种新型企业级控件作为系统界面、系统分析和报表输出的实现技术。 系统的主要包括系统管理、数据维护、查询统计、图表分析、路面评价、养护对策、系统 输出、系统帮助等八大模块。具体模块功能如下。系统总体功能结构如图1 所示。 系统管理主要包括系统用户管理、权限设置、系统日志管理等。 数据维护主要包括数据手工输入、数据自动转入、数据编辑、数据备份与恢复等。 查询统计主要包括组合查询、S Q L 查询、模糊查询、统计汇总等。

9、图表分析主要包括里程曲线图分析、时间对比图分析、变化趋势图分析等。 路面评价主要包括路面使用性能评价等。 养护对策主要包括路面使用性能预测、养护方案比选、养护维修方案等。 系统输出主要包括报表输出、图形输出等。 系统帮助主要包括系统实时帮助、关于等。 T 第J t 届毋凰意速公路簏息皑管理及技杰酶讨盆 。下h e8 t hS e m ；n a fo fC h i n aE x p r e s s w a yE 。i n f or m a t i o nM a n a g e m e n ta n dT e e h n O l 0 9 l e s 图1 系统主要功能模块示意图 系统若干关键实现技

10、术 1 、路面评价模型的建立 根据交通部新颁布的高速公路养护质量检评方法( 试行) ，高速公路路面养护质量指数 ( P Q I ) 按下式计算： P Q I = W P c lP C I 七w P s s l P S s I + W R Q I R Q I + W s R l S R I 其中：w P C I 、w P S S I 、W R Q I 、w S R I 为相应的加权系数。 ( 1 ) 路面状况指数( P C I ) 计算方法如下： P C = 1 0 0 1 5 ：l ：D R o 4 1 式中：D R - - 沥青混凝土或水泥混凝土路面坏板率( ) ： ( 2 ) 路面结构强度

11、指数( P S S I ) 计算方法如下： P S S I ： ! Q Q 1 + 1 5 71 术e x p ( 一5 1 9 术s s i ) 式中：S s I 一结构强度系数，为路面允许弯沉与实测代表弯沉之比； ( 3 ) 路面行驶质量指数( R Q I ) 计算方法如下： R Q I ： ! Q Q 1 + 0 0 1 8 5 “ e x p ( 0 4 3 7 * 侬，1 2 7 5 式中：I R I 一国际平整度指数，m K m ； ( 4 ) 路面抗滑性能( S R I ) 计算方法如下： s R l = 1 0 0 一S R I I I l i 。 + 2 5 1 + 2 6

12、6 0 术e x p ( 一O 1 3 9 水肛C 1 式中：S F c 一横向力系数，按实测值计； 2 、引入X M L 技术作为数据交换接口 X M L 应用很广，目前主要应用在设计置标语言、数据交换、W e b 应用等方面。其中，数 据交换无疑是X M L 最激动人心的应用。数据交换的核心问题是信息的标准化，关键是解决信 息的可理解性问题，包括人和机器对信息的理解。而且，更重要的是机器对信息的识别，并能 根据数据进行自动处理。X M L 的出现，为信息的标准化提供了有力的工具。 高速公路路面管理系统的数据输入是个值得研究的问题，路面管理系统迸行路面使用性能 评价和提出路面养护维修方案时都

13、需要定期的路面检测数据支撑，而路面管理系统和路面检测 单位往往不是一家，即使是同一家单位也存在着数据接口的问题。同时路面定期检测的数据往 往数据量很大，手工输入耗时且易出错，可见路面检测数据自动转入管理系统已经成为必备功 能。成熟的路面管理系统大多对数据接口技术做了细致的研究。 本系统引入X M L 技术，利用X M L 定义一种路面管理系统的通用数据交换格式，利用此中 间格式可以沟通管理系统和定期检测数据，即路面检测单位按此中间格式提供定期检测数据， 管理系统按此中间格式读取数据。 利用X M L 技术构造路面结构强度指数( P S S I ) 数据交换格式示例： 2 7 6 第J 届审国高

14、速公路信息缆管理爱技柬硬讨会 T h e8 t hS e m l n D ro fC h i n aE x p r e s s w a yE - i n f o r m a t i o nM a n a g e m e n ta n dT e c h n o l o g i e s 与传统方式数据接口技术相比，X M L 作为独立于厂商的描述结构化数据的文档标准和平 台，以其可延伸性及自我描述特性改进了传统的数据表示方法，非常适合高速公路路面管理系 统的数据交换，它成功实现了了路面管理系统和路面检测单位的无缝连接，是路面管理系统的 重要技术。 3 、N E T 支持下图表分析的实现 G D I

15、 + 是G D I ( W i n d o w s 早期版本提供的图形设备接口) 的后续版本，它已经集成到了N E T F r a m e w o r k 中，成为N E T 开发的重要组成部分。作为图形设备接口的G D I + 使得应用程序开发 人员在输出屏幕和打印机信息的时候无需考虑具体显示设备的细节，只需调用G D I + 库输出的 类的一些方法即可完成图形操作。G D I + 使得图形硬件和应用程序相互隔离，从而使开发人员编 写设备无关的应用程序变得非常容易。 图表分析是高速公路路面管理系统的重要功能。通过囊括了曲线图、柱状图、饼图、散点 图等多种图表形式的分析，用户可以直观、便捷的了

16、解到路面上各种指标的变化情况。譬如， 通过曲线图来描述某高速公路某一时间的代表弯沉值随里程的变化就可以快捷的发现该高速公 路上的各路段的路面结构强度的状况，通过某高速公路不同期间代表弯沉值随时间变化的多条 曲线图比较就可以清晰的看出各路段路面结构强度随时间的变化趋势。本系统中以C # 应用 G D I + 编程，实现了图表分析功能，功能强大、图形美观、效果良好。 部分图表分析截图如下图所示。 图2 图表分析示意图之一 图3图表分析示意图之二 4 、A D O N E T 技术提升了系统网络环境下的总体性能 高速公路路面管理系统的开发要对数据库进行大量的数据操作，而N E T 平台对数据库访问 技术的进步可以大大提高路面管理系统的总体性能，特别是在网路环境下性能。在N E T 平台 下，数据访问的进步集中体现在新一代的A D O N E T 。 和A D O 相比，A D O N E T 的显著变化就是A D O N E T 是完全基于X M L 的