集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现硕士学位论文.pdf

大连理工大学 硕士学位论文 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 姓名：王云鹏 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：孟军 20070328 大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 随着计算机的普遍应用，管理软件在现代企业管理当中所占的比例越来越重。 通过集装箱码头操作管理软件的开发与引进，实现从生产计划的制订到操作执行的 标准化管理，最终达到科学配置资源，提升作业效率，已被各家集装箱码头管理层所认同。 本文论述的泊位计划管理系统能方便的进行泊位计划的创建，删除等操作，并且提 供可视化、舒适的操作。能有效提高港口在泊位计划时的效率，减少繁琐的人工操作。 该系统的主要功能包括：允许船只泊位计划人员对将要靠泊的船只进行预计划、修 改计划、计划确认和删除计划等操作的系统。用户可以通过泊位计划示意图直观的查看 船只泊位的具体信息以及岸线约束、岸桥约束的具体信息。此外，系统会提供警示、报 表、刷新等功能以辅助用户做好泊位计划。 该泊位计划管理系统基于j 2 e e 架构，采用l v i v c 模式和o b s e r v e r 模式的开发模式这 种体系结构在数据的安全性，数据的一致性，数据的实时性及服务响应及时性有很大优 势，并且使系统有很强的可扩展性，重用性，并且便于维护。 首先介绍了系统的行业背景泊位计划与调度是港口企业生产作业的首要环节。 接着详细论述了m v c 模式的三层结构，以及m v c 的设计思想，并且对o b s e r v e r 模式 作了一番介绍。本文重点论述7 具体的泊位计划管理系统的功能需求，分析设计与实现。 经过实际的开发过程，最终实现了预定功能，具有很高的可操作性和工作效率。本文论 述的系统能够支持的每个码头最多年处理量达到4 ，0 0 0 ，0 0 0 标准箱。在文章最后，对 i 、，c 模式在实际开发当中的优点和缺点作了归纳总结。 关键词：泊位计划；码头管理；系统设计 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 d e s i g na n di m p l i m e n t a t i o no fc o n t a i n e rt e r m i n a lb e r t hp l a n m a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t a st h eu n i v e r s a la p p l i c a t i o n o f c o m p u t e r , m a n a g e m e n ts o f t w a r eb e t i m e sm o r ea n dm o r e i m p o r t a n ti nm o d e me n t e r p r i s ei n a n a g e m e n t n 比d e v e l o p m e n ta n di m p o r to fc o n t a i n e rt e r m i n a lo p e r a t i o nm a n a g e m e n ts o f t w a r e i m p l e m e n t ss c i e n t i f i c a l l yd e p l o y m gr e s e l l r c , ea n di m p r o v i n ge x c c u t i n ge f f i c i e n c yf r o m w o r k i n go u tp r o d u c t i o np l a nt os t a n d a r d i z a t i o nm a n a g e m e n to fo p e r a t i o n , w h i c hh a s e e p t e d b ym a n yc o n t a i n e rt e r m i n a ld i r e c t o r s b e r t hp l a ns y s t e mi n t h i sp a p e rc a nm a k et h ec r e a t i n go rd e l e t i n go fb e r t hp l a nm o r e c o n v e n i e n t , a n dt h eo p e r a t i o nm o n i t o r a b l ea n dc o m f o r t a b l e ，w h i c he f f e c t i v e l yi n c r e a s et h e e f f i c i e n c yo fp o r t sb e r t hp l a n ，a n dd e c r e a s et h et e d i o u s n e s sa n dc o m p l e x i t yo fw o r k e r s o p e r a f i o m 啊1 em a i nf u n c t i o n so f t h es y s t e ma sf o l l o w ： t h eb e r t hp l a no fv e s s e lt h a ti s g o i n gt ob e r t h i n gc a l l b ep r ea r r a n g e d , m e n d e d , c o n f i r m e da n dd e l e t e d u s e r sc a l li n t u i t i v e l ye x a m i n et h ed e t a i li n f o r m a t i o no f v e s s e lb e r t kw h a r f r e s l r i c t i o na n d q cr e s t r i c t i o nb yb e r t hp l a ns k e t c hm a p t h e s y s t e mp r o v i d e so t h e ra s s i s t a n tf u n c t i o n so f a l e r t , r e p o r ta n dr e f r e s he t c b a s e d0 1 1j 2 e ea r c h i t e c t u r e ，t h eb e r t hp l a ns y s t e mu s e dt h ed e v e l o p m e n tp a ：t t e mo ft h e c o m b n a t i o no f m v c ( m o d e l - v i e w - c o n t r o l l e r ) p a t t e r na n do b s e r v e rp a t t e r n u n d e rt h i sk i n d o fs y s t e mf r a m e w o r k , t h ed a t ai sm o r es a f e ，c o n s i s t e n ta n dr e a l - t i m e ；a n dr e s p o n s eo fs y s t e m s e r v i c ei sp r o m p t ；a n dt h es y s t e mh a sg r a t e e x t e n d i b i l i t y , r e u s a b i l i t ya n dm a i n t a i n a b i l i t y i nt h i sp a p e r ，t h ep r o f e s s i o nb a c k g r o u n do ft h es y s t e mi si n t r o d u c e d ；d e s i g nt h o u g h to f m v ca n do b s e r v e rp a t t e r ni sd e t a i l e dd i s c u s s e a ；t h ef u n c t i o nr e q u i r e m e n t , a n a l y s i sa n d d e s i g n , a n dr e a l i z a t i o no f b e r t hp l a ns y s t e mi sd e t a i l e dp r e s e n t e d k e yw o r d s ：b e r t hp l a n ；t e r m i n a lm a n a g e m e n t ；s y s t e md e s i g n i i 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名 导师签名： 丑年月上日 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 绪论 随着计算机的普遍应用，管理软件在现代企业管理当中所占的比例越来越重。 集装箱码头管理系统是针对港口各方面的业务流程和细节而设计和开发的。使用该 系统，不仅可以对港口的各种资源做到心中有数，合理调配，而且可以加快车船和机械 的周转，提高码头的吞吐量，从而提高码头公司及其他相关公司的经济效益。并且利用 该系统的统计功能，还可以为码头公司领导的战略决策提供有价值的参考。通过集装箱 码头操作管理软件的开发与引进，实现从生产计划的制订到操作执行的标准化管理，最 终达到科学配置资源，提升作业效率，已被各家集装箱码头管理层所认同。 泊位计划与调度是港口企业生产作业的首要环节，泊位安排的合理与否直接关系到 船舶靠港后一系列的生产组织。如何合理安排泊位、同时让相关部门及时掌握船舶在港 动态【l 】成为目前港口企业最为关注的问题之一。 运用先进的计算机技术、数据库技术、无线网络通信技术和r d t 设备，在计算机上 实时地监控码头的各种作业进度，清晰快捷地显示船舶装卸情况、泊位使用情况、库场 货物堆放详情、机械工作状态、闸口收发箱明细【2 】，从而便于中控人员和现场指挥人员 调整作业计划、下达作业指令，加快集装箱和货物的流动，提高码头的经济效益 无论对于业务规模与增长速度同t c 码头相当类似的南方大港c w 码头，还是设计规 模设计规模超过年吞吐量3 0 0 万标箱的北方大港q m 码头，都选择引进国外大型集装箱 码头的先进管理经验与系统。从安特卫普港多年来输出先进码头管理技术到全球5 0 多 个国际集装箱码头的实践，特别凭借来自新加坡港从七十年代1 5 万标箱到1 4 0 0 万标箱 成长全过程的亲历者的专业经验，运用最先进的i t 科技，实现操作标准化和自动化， 对数据的采集、存储、加工和运用有效的管理是世界先进集装箱码头管理模式的内涵。 现在国内大部分港口的应用中的码头操作系统的泊位计划方式不尽相同，有以下三种类 型： 第一种是系统中有泊位计划模块，但是不能直观、清晰地反映出当前泊位的作业情 况和预计到港的船舶信息； 第二种是系统只是以文字或列表的方式体现上述信息； 第三种是系统中目前没有泊位计划模块。 鉴于此，一套简单易用并能直观、清晰地反映出目前泊位作业情况以及预计到港船 舶信息的系统，实现信息实时共享成为必需。 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 2 技术背景介绍 2 1 j 2 e e 框架 j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r m ，e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是s u n 公司定义的一个开发分布式 企业级应用的规范。它提供了一个多层次的分布式应用模型和一系列开发技术规范。多 层次分布式应用模型是指根据功能把应用逻辑分成多个层次，每个层次支持相应的服务 器和组件，组件在分布式服务器的组件容器中运行( 如s e r v l e t 组件在s e r v l e t 容器上 运行，e j b 组件在e j b 容器上运行) ，容器间通过相关的协议进行通讯，实现组件间的 相互调用。遵从这个规范的开发者将得到行业的广泛支持，使企业级应用的开发变得简 单、快速。 2 1 1j 2 e e 组件层次 j 2 e e 规范定义了客户端组件、w e b 组件、e j l 3 组件等【3 】。 j 2 e e 规范定义了以下四个层次。 ( 1 ) 客户端层 客户端层用来实现企业级应用系统的操作界面和显示层。另外，某些客户端程序也 可实现业务逻辑。可分为基于w e b 的和非基于w e b 的客户端两种情况。基于w e b 的情况 下主要作为企业w e b 服务器的浏览器。非基于w e b 的客户层则是独立的应用程序，可以 完成瘦客户机无法完成的任务。 ( 2 ) w e b 层 为企业提供w e b 服务。包括企业信息发布等。w e b 层由w e b 组件组成。j 2 e ew e b 组 件包括j s p 页面和s e r v l e t s 。w e b 层也可以包括一些j a v a b e a n s 。w e b 层主要用来处理 客户请求，调用相应的逻辑块，并把结果以动态网页的形式返回到客户端。 ( 3 ) 业务层 业务层也叫e j b 层或应用层，它由e j b 服务器和e j b 组件组成。一般情况下许多开 发商把w e b 服务器和e j b 服务器产品结合在一起发布，称为应用服务器。e j b 层用来实 现企业级信息系统的业务逻辑。这是企业级应用的核心，由运行在业务层中的e j b 来处 理。一个b e a n 【4 】从客户端接收数据、处理，然后把数据送到企业信息系统层存储起来。 同样，一个b e a n 也可以从企业信息系统取出数据，发送到客户端程序。业务层中的e j b 要运行在容器中，容器解决了底层的问题，如事务处理、生命周期、状态管理、多线程 安全管理、资源池等。 ( 4 ) 企业信息系统层 大连理工大学专业学位硕士学位论文 处理企业系统软件，包括企业基础系统、数据库系统及其他遗留的系统。j 2 e e 将 来的版本支持连接架构( c o n n e c t o ra r c h i t e c t u r e ) 。它是连接j 2 e e 平台和企业信息系 统层的标准a p i 。 业务层和w e b 层共同组成了三层j 2 e e 应用的中间层，其他两层是客户端层和存储 层或企业信息系统层。 2 1 2j 2 e e 的分布应用技术 为实现企业级分布式应用，j 2 e e 定义了丰富的技术标准，符合这些标准的开发工具 和a p i 为开发企业级应用提供支持。这些技术涵盖数据库访问、分布式通信、安全等。 为分布式应用提供支持的多方面1 5 】。 ( 1 ) 组件技术 j 2 e e 的核心思想是基于组件容器的应用【6 】。每个组件提供了方法、属性、事件的 接口。组件可以由多种语言开发。组件是可以重用的、共享的、分布的。 ( 2 ) s e r v l e t s 和j s p s e r v l e t s 用来生成动态页面或接收用户请求产生相应操作( 调用e j b ) 【刁。j s p 基于 文本。通过容器产生相应的s e r v l e t s ，使内容和显示分开。j 2 e e 中提供了s e r v l e ta p i 1 8 1 ， 用于创建s e r v l e t s 。 ( 3 ) e j b 技术 e j b 规范提供了一种开发和部署服务器端组件的方法【9 1 每个e j b 是按功能逻辑划 分的，开发时不必关注系统底层细节问题，只关注具体的事务分析。n j b 开发完毕后， 按规范部署在e j b 容器，完成相应的事务功能。e j b 支持分布式计算。真正体现了企业 级的应用。 ( 4 ) 数据库访问 无论是传统的企业信息系统还是将来的企业信息系统，数据库都占有重要的地位。 开发分布式系统要求数据库访问具有良好的灵活性和扩展性。j d b c ( j a v a d a t a b a s e c o n n e c t i v i t y ) 是一个独立于特定的数据库管理系统的开发接口。它提供一个通用的访 问s q l 数据库和存储结构的机制，支持基本s q l 功能的一个通用底层的应用程序编程接 口。它在不同的数据库界面上提供了一个统一的用户界面。提供了多种多样的数据库连 接方式。j 2 e e 中提供了j d b ca p i 使多种数据库操作简单、可行。 ( 5 ) 分布式通信技术 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 分布式通信技术是分布式企业系统的核心技术。j 2 e e 框架为w e b 应用和e j b 应用提 供多种通信模式i lo 】。为了使运行于某一机器上的对象调用另一台机器的对象，j 2 e e 实 现了如下通信方式： j a v ar b l i ( r e m o t em e t h o di n v o k e ) ：远程方法调用【l ”。j a v a 刚i 实现j a v a 对象问 的远程通信。服务器用注册器把一个名字和远程对象绑在一起，客户机通过名字从服务 器注册器上查找远程对象，找到后下载远程对象的本地代理，调用远程对象的方法。 j a v a i d l ( j a v ai n t e r f a c ed e f i l a t i o nl a n g u a g e ) ：接口定义语言。可以实现j a v a 对 象的符合c o r b a 规范的远程对象通信1 1 2 1 。 j n d i ( j a v an a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) ：j a v a 命名和目录接口。j n d i 为分 布式系统访问远程对象提供了一个标准的命名接口。e j b 主接口对象、数据源、消息服 务器等都可以用j d n i 树的形式注册到名称服务器中，调用它们的对象通过符合j d n i 的 程序接口在j n d l 名称服务器中查找指定名称的远程对象。 j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) ：j a v a 消息服务。为开发消息中间件应用程序定义了 一套规范。j a v a 客户端和j a v a 中间层访问消息系统只要实现j m s 定义的简单的接口， 就可以实现复杂的应用，而不必去关注低级的技术细节。 2 2w c 模式 s u n 公司在j 2 e e 蓝图中建议在设计应用时使用m v c ( m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ， 模型一视图一控制器) 设计模型。使用m v c 的关键在于将逻辑分离为3 个不同的单 元：m o d e l ，v i e wa n dc o n t r o l l e r ，之所以分为这3 个部分，主要是因为应用数据结构 和逻辑( 模型) 往往是应用的最稳定的部分，而数据的表示( 视图) 的变化则可能相当频 繁。如许多网站为跟上w e b 设计的最新形势经常改头换面，但所使用的数据( 视图) 却没 有变化。或者开发者可能希望用不同的语言来表示数据，以及向内部和外部用户分别提 供不同的数据子集等等。这些开发的具体需要决定了m v c 模型的结构。 2 2 1w c 设计模式 m v c 模式是”m o d e l v i e w - c o n t r o l l e r ”的缩写，中文翻译为”模式一视图一控制器町1 3 】。 m v c 应用程序总是由这三个部分组成。e v e n t ( 事件) 导致c o n t r o l l e r 改变m o d e l 或v i e w ， 或者同时改变两者。只要c o n t r o l l e r 改变了m o d e l s 的数据或者属性，所有依赖的v i e w 都会自动更新。类似的，只要c o n t r o l l e r 改变了v i e w ，v i e w 会从潜在的m o d e l 中获取 数据来刷新自己。m v c 模式最早是s m a l l t a l k 语言研究团提出的，应用于用户交互应用 程序中。s m a l l t a l k 语言和j a v a 语言有很多相似性，都是面向对象语言，很自然的s u n 在p e t s t o r e ( 宠物店) 事例应用程序中就推荐m v c 模式作为开发w e b 应用的架构模式。m v c 大连理工大学专业学位硕士学位论文 模式是一种架构模式，其实需要其他模式协作完成。在j 2 e e 模式目录中，通常采用 s e r v i c et ow o r k e r 模式实现，而鲫r v i c ct ow o r k e r 模式可由集中控制器模式，派遣器模 式和p a g eh e l p e r 模式组成。而s t r u t s 只实现了m v c 的v i e w 和c o n t r o l l e r 两个部分， m o d e l 部分需要开发者自己来实现，s t r u t s 提供了抽象类a c t i o n 使开发者能将m o d e l 应用于s t r u t s 框架中。 m v c 模式是一个复杂的架构模式，其实现也显得非常复杂。但是，我们已经终结出 了很多可靠的设计模式，多种设计模式结合在一起，使m v c 模式的实现变得相对简单易 行。v i e w s 可以看作一棵树，显然可以用c o m p o s i t ep a t t e r n 来实现。v i e w s 和m o d e l s 之间的关系可以用o b s e r v e rp a t t e r n 体现。c o n t r o l l e r 控制v i e w s 的显示，可以用 s t r a t e g yp a t t e r n 实现。m o d e l 通常是一个调停者，可采用m e d i a t o rp a t t e r n 来实现。 2 2 2w c 设计思想 m v c 把一个应用的输入、处理、输出流程按照m o d e l 、v i e w 、c o n t r o l l e r 的方式进 行分离，这样一个应用被分成三个层模型层、视图层、控制层。 视图( v i e w ) 代表用户交互界面，对于w e b 应用来说，可以概括为h t m l 界面，但有 可能为x h t m l 、x m l 和a p p l e t 。随着应用的复杂性和规模性，界面的处理也变得具有挑 战性。一个应用可能有很多不同的视图，m v c 设计模式对于视图的处理仅限于视图上数 据的采集和处理，以及用户的请求，而不包括在视图上的业务流程的处理。业务流程的 处理交予模型( m o d e l ) 处理。比如一个订单的视图只接受来自模型的数据并显示给用户， 以及将用户界面的输入数据和请求传递给控制和模型。 模型( m o d e l ) ：就是业务流程状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过 程对其它层来说是黑箱操作，模型接受视图请求的数据，并返回最终的处理结果。业务 模型的设计可以说是瓶v c 最主要的核心。目前流行的e j b 模型就是一个典型的应用例子， 它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分，以便充分利用现有的组件，但它不 能作为应用设计模型的框架。它仅仅告诉你按这种模型设计就可以利用某些技术组件， 从而减少了技术上的困难。对一个开发者来说，就可以专注于业务模型的设计。m v c 设 计模式告诉我们，把应用的模型按一定的规则抽取出来，抽取的层次很重要，这也是判 断开发人员是否优秀的设计依据。抽象与具体不能隔得太远，也不能太近。m v c 并没有 提供模型的设计方法，而只告诉你应该组织管理这些模型，以便于模型的重构和提高重 用性。我们可以用对象编程来做比喻，m v c 定义了一个顶级类，告诉它的子类你只能做 这些，但没法限制你能做这些。这点对编程的开发人员非常重要。 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 业务模型还有一个很重要的模型那就是数据模型。数据模型主要指实体对象的数据 保存( 持续化) 。比如将一张订单保存到数据库，从数据库获取订单。我们可以将这个 模型单独列出，所有有关数据库的操作只限制在该模型中。 控制( c o n t r o l l e r ) 可以理解为从用户接收请求，将模型与视图匹配在一起，共同完 成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉你，它就是一个分发器，选 择什么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任何 的数据处理。例如，用户点击一个连接，控制层接受请求后，并不处理业务信息，它只 把用户的信息传递给模型，告诉模型做什么，选择符合要求的视图返回给用户。因此， 一个模型可能对应多个视图，一个视图可能对应多个模型。如图2 1 所示。 图2 1m v c 各层关系、功能示意图 f i g 2 1t h er e l a t i o n sb 耽w nt h r e ep a r t 模型、视图与控制器的分离，使得一个模型可以具有多个显示视图。如果用户通过 某个视图的控制器改变了模型的数据，所有其它依赖于这些数据的视图都应反映到这些 变化。因此，无论何时发生了何种数据变化，控制器都会将变化通知所有的视图，导致 显示的更新。这实际上是一种模型的变化一传播机制。模型、视图、控制器三者之间的 关系和各自的主要功能。 2 2 3w c 设计模式的扩展 g v c 模式具有极其良好的可扩展性。它可以轻松实现以下功能： ( 1 ) 实现一个模型的多个视图； ( 2 ) 采用多个控制器； 一6 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 ( 3 ) 当模型改变时，所有视图将自动刷新； ( 4 ) 所有的控制器将相互独立工作。 这就是埘c 模式的好处，只需在以前的程序上稍作修改或增加新的类，即可轻松增 加许多程序功能。以前开发的许多类可以重用，而程序结构根本不再需要改变，各类之 间相互独立，便于团体开发，提高开发效率。下面讨论如何实现一个模型、两个视图和 一个控制器的程序。其中模型类及视图类根本不需要改变，与前面的完全一样，这就是 面向对象编程的好处。对于控制器中的类，只需要增加另一个视图，并与模型发生关联 即可。该模式下视图、控制器、模型三者之间的示意图如图2 2 所示。 图2 21 1 1 ，c 扩展 f i g 2 2e x p a n s i o no f m v c 同样也可以实现其它形式的m v c 例如：一个模型、两个视图和两个控制器。从上面 可以看出，通过m v c 模式实现的应用程序具有极其良好的可扩展性。 2 3 观察者模式 2 3 1 观察者模式概述 观察者模式又叫做发布一订阅( p u b l i s h s u b s c r i b e ) 模式、模型一视图( m o d e l v j e w ) 模式、源一监听器( s o u r c e l i s t e n e r ) 模式或从属者( d e p e n d e n t s ) 模式。 观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题 对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更 新自己。 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 一个软件系统常常要求在某一个对象的状态发生变化的时候，某些其它的对象做出 相应的改变。做到这一点的设计方案有很多，但是为了使系统能够易于复用，应该选择 低耦合度的设计方案。减少对象之间的耦合有利于系统的复用，但是同时设计师需要使 这些低耦合度的对象之间能够维持行动的协调一致，保证高度的协作( c 0 1 l a b o r a t i o n ) 。 观察者模式是满足这一要求的各种设计方案中最重要的种。 2 3 2 观察者模式的结构 观察者模式的实现里有下面这些角色： 抽象主题( s u b j e c t ) 角色：主题角色把所有对观察考对象的引用保存在一个聚集 里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观 察者对象，主题角色又叫做抽象被观察者( o b s e r v a b l e ) 角色，一般用一个抽象类或者 一个接口实现。 抽象观察者( o b s e r v e r ) 角色：为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的 通知时更新自己。这个接口叫做更新接口。抽象观察者角色一般用一个抽象类或者一个 接口实现。在这个示意性的实现中，更新接口只包含一个方法( 即u p d a t e ( ) 方法) ，这 个方法叫做更新方法。 具体主题( c o n c r e t e s u b j e c t ) 角色：将有关状态存入具体现察者对象；在具体主 题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观 察者角色( c o n c r e t eo b s e r v a b l e ) 。具体主题角色通常用一个具体子类实现。 具体观察者( c o n c r e t e o b s e r v e r ) 角色：存储与主题的状态自恰的状态。具体现察 者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协 调。如果需要，具体现察者角色可以保存一个指向具体主题对象的引用。具体观察者角 色通常用一个具体子类实现。 从具体主题角色指向抽象观察者角色的合成关系，代表具体主题对象可以有任意多 个对抽象观察者对象的引用。之所以使用抽象观察者而不是具体观察者，意味着主题对 象不需要知道引用了哪些c o n c r e t e o b s e r v e r 类型，而只知道抽象o b s e r v e r 类型。这就 使得具体主题对象可以动态地维护一系列的对观察者对象的引用，并在需要的时候调用 每一个观察者共有的u p d a t e ( ) 方法。这种做法叫做”针对抽象编程”。 2 4e j b 的结构 2 0 世纪9 0 年代初，w e b 技术的出现促进了互联网应用的迅速发展。w e b 诞生之初的 一段时间，一直是静态的。在克服静态网页技术 1 4 1 的过程中。出现了众多开发动态网页 的技术，解决了应用中的许多实际问题。但是，由于受到自身的局限及h t t p 协议属于 大连理工大学专业学位硕士学位论文 无状态协议等因素的制约，w e b 技术并不能完全满足人们对分布式应用的需求。与此同 时，集中计算模式向分布式c s 结构转移。建立分布式的应用系统，需要解决异构环 境下的应用互操作问题、系统管理问题、系统的安全问题等等。于是提出了分布式对象 技术，经过几年的发展，分布式的对象技术逐渐走向成熟。目前有三种提供分布式对象 服务的组件模型：c o r b a 、d c o m 和j a v ar m i 。 在e j b 规科坫l 中，组件由两个接口、一个类以及一个描述组成。两个接口分别是 h o m e 接口和r e m o t e 接口，类就是所要实现的商务逻辑，对于e n t i t yb e a n 还要实现 一个主键类。e j b 的简化模型【l q 如图2 3 所示。 日= 图2 3e j b 简化模型 f i g 2 3s i m p l em o d e lo f e j b 由于e j b 服务器自动管理了所有的基本服务，将应用程序开发人员从掌握这些复 杂服务的任务中解放出来，从而开发者可以着眼于系统的商务逻辑，极大的减轻了开 发者的任务：而且只要编写的商务逻辑组件遵循e j b 规范，这些组件就可以移植到任何 e j b 服务器上【i 刀。正因为e j b 具有这么多的优点，自s u n 公司提出e j b 规范以来，e j b 得到广泛的支持和响应，如i b m 的w e b s p h e r e 、b e a 公司的w e b l o g i c 等。从目前的发 展状况来看，e j b 必将是非常有前途的一项技术i x s 。 2 5 泊位计划管理系统的业务背景 通过集装箱码头操作管理软件的开发与引进，实现从生产计划的制订到操作执行的 标准化管理，最终达到科学配置资源，提升作业效率，已被各家集装箱码头管理层所认 同。集装箱码头操作管理由若干个部分组成，如图2 4 所示。其中： 泊位计划是以图形化的工具对泊位信息、船期信息、b e r t h w i n d o w 、泊位计划等进 行管理，并对泊位使用情况进行统计分析。 配载计划是功能强大的图形化、自动化船舶配载系统。用于制作集装箱船舶的积载 计划，通过直观的图形化处理和计算，可方便地产生合理优化的生产作业计划，自动产 生各种b a y 图、字母图和作业单、t d r t p r 报告。 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 堆场计划是图形化的三维立体堆场浏览、查询，保障信息表达的丰富和直观：优化 的算法和丰富完善的堆场使用规则设置，自动产生进场集装箱的场位，保障最大程度地 利用堆场的空间和设备，最低程度地减少倒箱次数，协调设备的利用。 e p c 系统是通过传输平台、i n t e r n e t 与船公司等业务伙伴之间进行远程的电子数据 交换。 本文论述的泊位计划管理系统是一个允许船只泊位计划人员对将要靠泊的船只进 行预计划、修改计划、计划确认和删除计划等操作的系统。泊位计划管理系统可以辅助 计划人员为将要靠泊的船只做泊位计划( 主要包括计划停靠米位、时间，作业岸桥的分 配) ，同时可以监控整个码头所有船只的靠泊情况，可以避免船只之间在靠泊米位或者 靠泊时间上的相互冲突。 用户可以通过泊位计划示意图直观的查看船只泊位的具体信息以及岸线约束、岸桥 约束的具体信息。此外，系统会提供警示、报表、刷新等功能以辅助用户做好泊位计划。 图2 4 码头管理系统的结构示意图 f i g 2 4t e r m i n a lm a n a g e m e n ts y s t e m 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 需求分析 3 1 泊位计划管理系统总体功能概述 泊位计划管理系统提供单码头查看、操作功能，用户在登陆进入系统时选择特定码 头、区域和时间范围。示意图上显示了船只泊位计划、岸线约束、岸桥约束的逻辑图形， 用户可以操作本码头的泊位计划、岸桥约束和岸线约束，允许用户通过船名快速查找船 只，刷新及保存泊位计划。系统还允许用户对信息进行维护，包括码头的静态数据以及 校验泊位计划所需的警示约束信息。用例图如图3 1 所示。 尸，萋一 ，n 3 芬q 爿：二雨 图3 1 系统用例图 f i g ，3 1u s ec o f _ i h es y s t e m 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 3 2 泊位计划管理系统具体功能描述 3 2 1 登录 泊位计划管理系统要求用户在登录的时候进行身份验证、选择特定码头的区域和时 间范围。拥有足够权限的用户提供单码头查看、操作功能。成功登录后，系统显示泊位 计划主界面。 3 2 2 泊位计划管理系统主界面 示意图上显示了船只泊位计划、岸线约束、岸桥约束的逻辑图形，允许用户可以对 这些逻辑图形进行操作，系统还允许用户通过船名快速查找船只，刷新及保存泊位计划， 并且提供进入各功能模块的入口。 3 2 3 泊位计划 对泊位计划的操作是泊位计划管理系统的主图功能，是重中之重。系统提供包括创 建、修改、查看、拖动、拖拽、确认、取消确认、删除、复位在内的诸多功能点。 ( 1 ) 创建泊位计划 用户可以对指定的未计划船只创建泊位计划，仓i 建后用户可以直接对计划进行确 认。 ( 2 ) 修改泊位计划 也可以通过手工修改的方式对泊位示意图中显示的泊位计划进行修改。如果此前计 划已被确认，则修改过后计划将恢复为未确认状态。 ( 3 ) 查看泊位计划 用户还可以查看泊位计划的详细信息、但是不可以对泊位计划进行修改。 ( 4 ) 确认泊位计划和取消确认泊位计划 用户可以通过泊位示意图对船只进行计划确认，或者对计划已确认的泊位计划取消 计划确认。在取消计划确认过程中，系统会对相关约束条件进行校验，如果校验成功， 泊位计划将恢复至未确认状态。否则取消计划确认将失败。 ( 5 ) 拖动、拖拽泊位计划 用户可以通过泊位示意图，在不改变停靠时间长度的前提下以手工拖动的形式改变 船只逻辑图在示意图上的位置，从而修改泊位计划。用户可以在示意图上选中船只，然 后对船只进行拖动。可以选择只在米位方向上拖动，或只在时间方向上拖动，或米位时 间方向上都可拖动。如果对已完成计划确认的船只进行拖动，那么拖动成功后，计划将 恢复至未确认状态。用户需重新对计划进行确认。如果拖动后的预计停靠泊位发生变化， 大连理工大学专业学位硕士学位论文 则拖动前的岸桥分配将被取消。用户可以通过泊位示意图，以手工拖拽的形式改变船只 停靠时间长度，从而修改预计靠泊时间或者预计离泊时间。 用户可以在泊位示意图上选中船只，然后对船只进行时间方向上的拖拽。如果对已 完成计划确认的船只进行拖拽，那么拖拽成功后，计划将恢复至未确认状态。用户需重 新对计划进行确认。 ( 6 ) 删除泊位计划 用户可以取消船只的泊位计划。删除后的泊位计划变为未计划船只。 ( 7 ) 复位泊位计划 系统还提供复位功能使被用户修改过的泊位计划恢复至最后一次被保存的状态，或 恢复至最后一次计划被确认( 未保存) 的状态。 3 2 4 岸桥约束，岸线约束 对岸桥约束和岸线约束的操作对于泊位计划来说是比较重要的业务逻辑，对泊位计 划的创建、修改、拖动等有很大的影响。系统提供包括创建、修改、查看、拖动、确认、 取消确认、删除、复位在内的诸多功能点。 ( 1 ) 创建岸桥约束和岸线约束 用户可以创建岸桥约束计划、岸线约束计划并可以直接对计划进行确认。 ( 2 ) 修改岸桥约束和岸线约束 可以通过手工修改的形式对泊位示意图中显示的岸桥约束计划、岸线约束计划进行 修改。 ( 3 ) 确认和取消确认岸桥约束和岸线约束 用户可以对未确认的岸桥约束、岸线约束进行计划确认。用户在创建岸桥约束、岸 线约束时也可直接进行计划确认。用户可以通过泊位示意图取消岸桥约束、岸线约束确 认，使计划恢复至未确认状态。 ( 4 ) 拖动岸桥约束和岸线约束 用户同样可以通过泊位示意图，以手工拖动的形式改变岸桥约束、岸线约束的位置， 从而修改约束信息。计划员可以在泊位示意图上选中岸桥约束、岸线约束进行拖动。用 户可选择只在米位方向上拖动，或只在时间方向上拖动，或米位时间方向上都可拖动。 ( 5 ) 删除岸桥约束和岸线约束 用户可以通过泊位示意图取消己计划岸桥约束、岸线约束。取消的岸桥约束、岸线 约束将从泊位示意图上删除。 ( 6 ) 复位岸桥约束和岸线约束 集装箱码头泊位计划管理系统的设计与实现 系统提供复位功能使被用户修改过的岸桥约束、岸线约束恢复至最后一次被保存的 状态。用户可以对修改过的岸桥约束、岸线约束进行复位：岸桥约束、岸线约束经过用 户修改没有保存，如果进行复位，则计划恢复至原始状态。岸桥约束、岸线约束经过用 户修改并且保存，之后用户又修改岸桥约束、岸线约束，如果进行复位，则计划恢复至 保存后的状态。 3 2 5 信息维护 信息维护是对数据库中的某些数据醒进行维护，这些数据为泊位计划的正确性以及 合理性等提供依据。它包括两类操作： 一是对静态数据的维护。静态数据是码头的一些物理数据，不会因为泊位计划的不 同而改变，是真实存在事物的反映，包括码头信息、区域信息、岸线信息、泊位信息、 桩位信息等。用户同过泊位计划管理系统查看、创建、修改和删除码头、区域、岸线、 泊位等静态信息。 二是对警示约束信息数据的维护。警示约束信息数据是判断泊位计划是否合理是否 存在潜在问题或危险的一些约束条件及数据。例如两个泊位计划的距离校验所用到的数 据等。在用户或其它系统修改泊位计划的同时，可能会引起一些潜在问题或危险的出现。 系统根据一定约束条件校验泊位计划否存在问题或危险，如果存在，提示用户。潜在问 题或危险包括：靠泊方向、时间校验、距离校验、泊位校验、岸桥校验吃水、靠泊时间 点、离泊时间点的校验。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 4 集装箱码头泊位计划管理系统的设计 4 1 系统的总体设计 4 1 1 泊位计划管理系统的设计原则 为确保系统具有易维护、可扩展、松耦合、稳定性好、易部署等特性，系统设计力 求层次清晰，并实现模块化。系统设计的主导思想是力求标准化、层次化、模块化。系 统的设计原则如下： ( 1 ) 系统的开放性和可伸缩性。系统必须采用开放的、伸缩性强的结构，以便于容 易地、高效地对系统进行改动和扩充，便于功能扩充。 ( 2 ) 数据发布的高效性、实时性。泊位计划管理系统是一个业务繁多、动态性、实 时性较强的一个系统，所以系统必须保证数据准确地、快速地发布出去。 ( 3 ) 系统的可视化操作。具有良好的图形用户界面。系统提供友好的界面，以时间 为纵轴、以岸线为横轴的二维平面图中显示所有在靠船舶以及计划靠泊船舶的信息。 ( 4 ) 系统的可维护性。方便用户的使用和相关人员的维护。 4 1 2 泊位计划管理系统的整体架构 泊位计划管理系统整体架构采用c l i e n t s e r v e r d a t a b a s e 三层架构。 三层架构是基于模块化程序设计的思想，为实现分解应用程序的需求，而逐渐形成 的一种标准模式的模块划分方法。主要包括下列3 层：表现层、业务逻辑层( 业务服务 层) 、资源访问层，如图4 1 所示。 ( 1 ) 表现层：负责处理用户的输入和向用户输出，但并不负责解释其含义。有时候 出于对效率的考虑，这一层可能会在向上传输用户输入之前进行合法性验证。采用前端 工具( 3 a v a ) 开发。 ( 2 ) 业务逻辑层：这一层是上下两层的纽带，它建立实际的数据库连接，根据用户 的请求生成检索语句或更新数据库，并把结果返回给前端界面显示。这一层通常以动态 链接库的形式存在，并注册到服务器的注册表中，它与前端界面通讯的接口符合某一特 定的组件标准( 如c o m 组件) 。可以用任何支持这种标准的工具开发。 ( 3 ) 资源访问层：负责实际的数据存储和检索。 三层架构的优点是：不必为了业务逻辑上的微小变化而迂至整个程序的修改，只需 要修改业务逻辑层中的