（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的油库管理信息系统集成与设计.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第l i 页 a b s t r a c t i no i lw a f e h o u s et 0u t i l i z em o d e r nt e c h n o l o g ym e a n so fc o m p u t c r ， n e t w o r kc o m m u n i c a t i o ne t c ，a r eu t i l i z e dt os u p e r v i s et h ei m p o r t a n td e v i c e s d a t u ma u t o m a t i c a i ly ，t om a n a g et h eu s u a lw o r k0 fo i lw 缸e h o u s ed e p a r t m e n t s s y n t l i e t i c a l l y ，og a t h e r ，s t o r e ，d e a lt h ed a t aw h i c hi sp r o d u c e di nt h ep r o c e s s0 f t h ew a r e h o u s ew o r k ，t h u st or e a l i z ec o m p r e h e n s i v ea n da u t o m a t i cm a n a g e m e n t o fg l o b a lo p e r a t i o no ft h ew a r e h o u s e w i t 王li n c r e a s eo fp r o g r a m sa n da p p l i e ds y s t e m sa r ea d d c di n ，o i l w h r e h o u s ee n t e r p r i s ed a t aa n di n f b r m a t i o na r es t o r e di nt h e s ei n t e r r e l a t e do r i r r c s p e c t i v el e g a c ys y s t e m s i t e g r a t i o no ft h e s ed a t ai si m p o r t a n tr e q u i r e m e n t o fe n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n j 2 e es p e c i f i c a t i o p u b l i s h e db ys u n c o r p o r a t i o ni sa w i d e l ys u p p o r t e dp l a t f o 珊， w h i c hm a k e si t e f t i c i e n t l yt oi n t e g r a t el e g a c y s y s t c m s “s t r u t s ”i sa ne n t e r p r i s ea p p l i c a i i o nf r a m e w o r kb a s e do nj 2 e e i t r e a l i z e st h em v cm o d e lo fd e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s ea p p l i c a t i o nb a s e do nw e b ， w h i c hs u p p l yt h eb a s a ls e r v i c e nm a k e st h ed e v e l o p m e n tc a s i e ra n du p g r a d e s t h ep e f f o 皿a n c e f i r s t ly ，c h es t r u c t u i e0 fe n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n ，m v cm o d e l ，a r c h i t e c t u r e a n dt e c h n o l o g yf a m e w o r ko fj 2 e e ，a r c h i t e c t u r eo fa p p l i c a t i o nb a s e do nj 2 e e a r ed e s c f i b e da c c o r d j n gt ot h ed e v c l o p m e n tp r o c e s s a n a l y s i so fa r c h i t e c t u r e ， m e c h a n i c so fh o wt or e a l i z em v cm o d e l ，w o r kp r o c e s sa n dd e v e l o p m e n t p r o c e s so fs t r i i t sf r a m e w o r ki sc a r r i e do u t ，w h i c hs u p p l yt h et e c h n i c a lb a s i st 0 t h e p a p e r s e c o n d l y ， s y s t e mr e q u i r e m e n ti s p r o p o s e d ， u s ec a s em o d e li s e s t a b l i s h e d t h e n ，t h ej n t e r f a c e s0 ff e l a t i v el e g a c ys y s t e m sa f ea n a l y z e da n da r e s o l u t i o nj sp r o p o s e d t h e n ，a n a l y s i sa n dd e s i g no ft y p i c a lf e q u i r e m e n t so f s y s t e ma r ed o n ej no b j e c t o r i e n t e dm e t h o do fs o f t w a r ed e v e l o p m e n ta n da n a l y s i s m o d c la n dd e s i g nm o d e la r ee s t a b l j s h e di nu m ld i a g r 锄s a r c h i t e c t u r eo f s y s t e mi n t e g r a l i o na n dd e t a j 王r e s o l u t i o nb a s e do n3 t i e ra p p l i c a t i o ns t r u c t u r ei s d e s i g n e da n ds e c u d t yd e s i g na n da n a l y s i sj sm a d e l a s t l y ，a se x a m p l e ，t h e3 t i e r so fm o d e l c o n l r o l l e ra n dv i e wo f f i l l0 i lb i l lm o d u l e ”i si n f p l e m e n t e d b a s e do ns t r u t sf r a m e w o r k ，w i t hc o n f 追u r a t i o ni sw o r k e do u l k e yw o r d sj 2 e e ；s t r u t sf r a m e w o r k ；i n t e g f a t i o n ；0 i lw a r e h o u s em l s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 随着信息技术的发展，越来越多的企业进行了信息化的基础建设，业务 与管理的自动化水平越来越商。目前的储备油库，工作流程大多采用人工操 作方式进行，自动化管理水平很差或根本就没有。现在的大型储备油库普遍 存在着设备老化，技术落后，自动化水平低，大大落后于业务发展的速度， 也就会产生员工劳动强度大，计量精确度不高，各个油罐的油情状况不易掌 握等不利因素，限制了工作效率，同时也存在著大量的安全隐患，并且对安 全状态无法及时掌握。近几年也出现了若干油库管理的信息系统，但总的来 说，该领域的信息化工作处于刚刚起步阶段。本课题所研究的油库管理信息 化系统就是针对大型储备油库的技术升级改造，实现管理信息化的目标丽设 计的。 某油库根据其管理信息化系统工程的设计目标，分为三个分系统，本论 文涉及的任务包括“油库自控分系统”和“网络信息管理分系统”，后者包 含“罐区监控”、“火车装卸”、“汽车发油”、“管线泄露”、“油气浓度报警”、 “服务器及数据库”、“客户端工作站”和“i n t e f n e t 远程浏览”等予系统， 其中前五部分的功能分别用购买的独立或单独开发的软件实现，包括北京长 城公司的油库监控软件、单独开发的铁路及泵房p l c 软件、南京东富公司 的汽车发油软件。铁路槽车的进油和计量信息通过“铁路罐车计量软件”实 现。本文的设计目标油库管理信息系统一方面集成以上各个独立软件的数据 和应用接口，同时新开发针对油库业务的新功能。 本文课题来源于某油库管理信息化系统项目，针对该系统信息集成与开 发的要求，用j 2 e e 技术体系结构和s l r u t s 框架分析和设计系统的结构和解 决方案。 1 2 研究意义 在企业信息化实践中，最紧迫的一点在应用开发这一层次。用于| 丌发的 物力和时间f 在减少，而对其复杂性的要求却增多了。迅速变化的技术和经 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 济形式带来的改变，促使企业级应用开发必须应对以下挑战： ( 1 ) 、程序设计的生产率。尽可能快速有效地开发和部署应用程序很重 要。随着技术和标准的发展变化，做到这一点并不容易，需要较高的开发技 巧和经验，而获得这些技巧和经验本身就是个问题。 ( 2 ) 、可靠性和可用性。应用软件的运转必须保证商业事务的可靠性， 使商业事务能被完全地正确地处理。 ( 3 ) 、安全性。在技术更先进、应用更复杂、企业更复杂的情况下，实 现一个有效的安全模型越来越困难。 ( 4 ) 、可扩展性。应用程序的用户是增加的，还要考虑到潜在用户，基 于i n t e r n e t 的用户更是成千上万，系统有效地增加规模要考虑大量的客户和 有效地利用系统资源。 ( 5 ) 、集成化。多数企业的信息存储于企业的遗留系统中，为了最大限 度地利用这些信息，新应用必须与遗留系统互相集成，这通常不容易办到。 s u n 公司发布的j 2 e e ( j a v a2p i a t f o 咖，e n t e f p r i s ee d i t i o n ) 技术体系结 构对按照基于组件的应用模型设计的分布式应用提供了一个简单而统一的 标准。j 2 e e 实现了一个应用程序的基础框架平台来处理诸如线程、数据库 连接、安全性、事务等基本服务，使开发者不必关心这些费时而困难的基础 服务，从而把精力集中于商业应用的开发。同时j 2 e e 并没有就上述框架的 结构和本质作具体规定，而是引入了容器( c o n t a i n e r ) 的概念容器只需提供 通过j 2 e ea p r 标准方式来访问每个已经实现的服务的途径，而不管这些服 务是怎么实现的。j 2 e e 是s u n 公司领导、多家公司共同制定的一个规范 和标准，任何公司都可以依据这些规范和标准来开发自己的产品，具有以下 特点： ( 1 ) 、保留并集成企业已有的i t 资产。因为j 2 e e 有广泛的业界支持， 和一些重要企业计算领域供应商的参与，所以很多公司的产品可以方便地集 成到j 2 e e 应用程序中。 ( 2 ) 、高效地开发。j 2 e e 允许丌发人员与一些通用的繁琐的服务器端 任务交给中间件供应商完成，从而把精力集中在商业逻辑上，缩短了开发时 间，只需要配嚣现成组件就可完成开发，这就是“软件复用”。 ( 3 ) 、支持异构环境。j 2 e e 具有j a v a 固有的跨平台特性，用j 2 e e 开 发的程序能方便地部署在不同的硬件和操作系统上。因为不同的应用服务器 开发商都遵循楣同的j 2 e e 规范丌发他们的产品，所以同一个程序可以灵活 地部署在不同的应用服务器上。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 ( 4 ) 、可扩展性。j 2 e e 程序通过组件开发，可以方便地扩展开发和部 署应用的各个层。另外j 2 e e 应用服务器提供商提供了更为广泛的负载平衡 策略，消除系统瓶颈，允许多台服务器集成部署。 ( 5 ) 、稳定性和持续性。j 2 e e 应用程序可以部署到可靠的操作环境中， 支持长期可用性”1 。 综上所述，采用j 2 e e 架构开发油库管理信息系统可以方便地进行油库 现有遗留系统的集成，快速开发油库的应用商业逻辑，为将来遗留系统的升 级，本系统的升级、扩展和更新留下了方便的接口，并提供方便的部署、极 高的灵活性和扩展性，可方便地把应用范围扩展到国储局系统的广域网和 i n t e r n e t ，或者将来通过w e b 服务的模式实现国储局系统范围的信息集成。 1 3 研究内容 本文首先描述了j 2 e e 的体系结构，并对设计中用到的j 2 e e 体系中的技 术和服务进行了说明。然后描述了建立在j 2 e e 基础上的m v c 设计模式的实 现框架一一s t r u t s 框架的体系结构和工作原理。应用以上技术对油库管理 信息系统的结构、解决方案进行了分析选择、设计、典型模块的实现以及说 明。 本文侧重于论述基于j 2 e e 平台和s l r u t s 框架的系统的解决方案分析， 和面向对象的分析和部分设计，并描述了典型业务模块的实现。本文的系统 分析和设计等内容涉及到的图表，采用u m l 规范。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 3 1 概述 第3 章油库管理信息系统需求 3 1 1 系统背景 本套油库管理信息系统软件是为某油库提高其日常业务工作管理、减轻 员工工作强度、实现办公自动化、实时准确地采集相关设备信息，实现管理 信息化为目标的，是该油库管理信息化系统工程的一部分。 该油库所在地属于半潜山丘。海拔标高约2 1 0 0 至2 2 0 0 米之间，分为： 库区、作业区、行政区三个部份。库区分为老区和新区，老区又分为老一区 和老二区，新区分为新一区和新二区。库区占地1 0 万平方米，库区与行政 区的距离为2 j ( l ，库区储油罐数量为4 0 个，结构为覆土( 拱顶罐) ，单罐储 油2 0 0 0 立方，储油品种为汽油和柴油。该油库正在进行技术升级改造，该 油库管理信息化系统包括油库自控、油库安防和网络信息管理三个分系统。 如图3 一l 所示： 罐 区 监 控 子 系 统 国家成品油库管理信息化系统 油库自控分系统 火 生 装 卸 信 号 联 络 子 汽 车 发 油 子 系 统 管 线 泄 漏 监 测 子 系 统 油 气 浓 度 报 警 子 系 统 视 频 监 控 子 系 统 油库安防分系统 入 侵 报 警 子 系 统 出 入 口 控 制 子 系 统 巡 更 子 系 统 保 安 通 讯 子 系 统 网络信息管理分系 服 务 器 及 数 据 库 客 户 端 t 作 站 占 寄 譬 2 远 程 浏 览 图3 1 油库管理信息化系统总体功能结构图 本文所研究的“油库管理信息系统”软件的集成工作与上述工程中的“罐 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 区监控予系统”、“火车装卸信号联络子系统”、“汽车发油子系统”、“油气浓 度报警子系统”有关，每个子系统都是独立的系统，液位和温度等检测设备 通过现场总线与上位机相联，上位机上安装配套的监控或者数据处理软件， 数据库主要存放在上位机上，通过权限管理，用户可以对相应的数据库表进 行规定权限内的操作，进行查询，分类统计，修改数据，数据上传等用户行 为。自控仪表将采集到的的实时数据写入数据库。各子系统概述如下： 1 、罐区监控子系统 在罐区的老区大门和新区大门处各设一个分站。老区大门分站负责老一 区的1 3 个油罐的液位与温度监测；新区大门分站负责老二区、新一区、新 二区的2 7 个油罐的液位( 与温度) 监测；在作业区内的4 个放空罐同样设 黄4 台液位计与温度计，完成对作业区放空罐液位与温度的监测。罐区监控 子系统的两台监控主机分设在两处大门的监控分站。需在罐区和作业区的每 个油罐上安装一套液位计和一套单点温度变送器。现场变送器实时数据通过 总线方式传送到罐区监控分站，在罐区监控分站计算机上的罐区监控软件完 成对数据的采集、处理，罐区监控软件应能完成对罐区油品存储状况及工艺 参数的实时显示、计算、平均值趋势、高低限报警以及数据存储、统计和报 表打印等功能。罐区监控的根本目标在于准确、便捷、安全地反映储罐内油 品的存储状况和各种相关的工艺参数。 2 、火车装卸信号联络子系统 火车装卸信号联络子系统，主要完成泵房与火车栈桥的信号联络，并显 示装卸油的工作状态和对方的工作请求信号，信号要求就地和控制室都显 刁ia 3 、汽车发油子系统 要求在汽车发油区的每个鹤位上安装一台隔爆型定量装车控制仪，一 台数字大屏幕l e d 油量显示仪。本项目共设汽车发油防溢鹤管4 个，2 个桶 装发油鹤管。上述设备通过p r o f i b u s 现场总线传送到s 7 3 0 0 p l c 主机，该 主机与监控分站的上位机连接。 汽车发油监控分站设在发油管理区的微机室内。 4 、管线泄漏监测子系统 从罐区老区和新区到作业区泵房有二根越野管线，对两组管线均设置 泄漏罐检测，山于采用测量管端压力和设置检漏罐的办法，所以越野管线压 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 力检测点共有4 处，并在管线泄漏检漏罐上安装液位计和温度计作泄漏监 测。 5 、油气浓度报警子系统 在罐区和作业区油气易于聚集的地点必须安装可燃气体探测器，并且能 够及时探明罐区和装卸区内油气易于聚集的地点的可燃气体浓度，在气体浓 度达到危险程度前报警。罐区配置6 套便携式油气浓度报警器，在作业区油 泵房和油泵房侧的电控室处共设置3 套全防设计的催化燃烧式传感器，报警 信号就近接入火车装卸p l c 分站，并能将油气实时传送到监控总站。 各个系统通过以太网与设在行政区总控室的自控主机相连接，以便进行 集中管理，通过网络可实现行政区对罐区监控的实时数据共享，系统网络拓 扑结构如下图： 图3 2 系统网络结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 3 1 2 遗留软件系统 根据“国家成品油储备库管理信息化系统工程”的设计，上述子系统的 软件分别采用不同的软件供应商提供的产品，各个产品互相独立，完成不同 的工作，数据处理和存储方法也不同，这就造成了企业内的“信息孤岛”。 本文研究的油库管理信息系统，要完成这些不同系统的集成工作，其中最重 要的是数据集成。部分软件厂商提供了集成接口。 1 、罐区监控软件一一油罐之星。该软件接收油罐检测设备传回的实时 数据，向用户展示不同的视图，并汇总油罐数据，存入数据库，完成报表统 计合打印。数据库采用m i c r o s o f ts q ls e r v e r 9 7 。主要功能简述如下：1 ) 、 罐计量：动态监测单罐数据、罐群数据并通过表格把数据列出，或绘制统计 图形，通过计算，得出油罐储油量信息( 包括体积、质量) ，液位、温度超 标自动报警，报警分级处理及报警记录；2 ) 、数据查询：按照罐名、油品等 查询即时数据或者历史数据，从中可以研究罐的数据走势，查询油罐报警数 据，按照条件查询并生成报表；3 ) 、罐表录入：按照标准罐和非标准罐录入 数据。 对该软件的集成就是把油罐即时状态数据上传到中心数据库，实现油罐 数据的再处理和呈现。因此需要知道该软件取得的油罐即时数据。该软件提 供了一个存放油罐数据的表s h a r e d a t a ( 表3 1 ) 做为集成接口： 表3 1 油罐数据表s h a r e d a i a 耀名h “ z “ 抽品名 h 吖2 0 i 瘦血 n o n 8 水高 1 0 t e， 油温 f 1 。a t 8， 真实密度 f l 。“ 8 ， 标准密度 n 。a t8， 油体积 f l o a t 8 一 水体积 f lo t t8 ， 可用窑积 n 。“ 8 油品净重 r 1 。q t 8 ， 怍业类型h “ 1 0， 罐报害状态lt l n y i n t 1 罐报警状；_ 告2t l n y i n t t， 罐报警状苍3t - 吖i n t l 一 阔位lt l n ”n t l 一 阀位2t i n r i n t i ， 时间 d “n 8 ， 雁叶 f lo a t8 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 2 页 n d e v i c e ：台号，从1 开始。 n r o u i e n o ：路号，取值范围1 、2 ；每台有2 路，每路对应一个发油鹤管。 u d a t a ：指向结构w o r k d a i a 的指针，w o r 皿a 1 r a 结构定义如下； t y p e d e f s t r u “一w o r k 。d a t a _ b y t en m o d e ：发油方式：1 本地，2 远地 b y t en s t a t u s ：，发油状态：1 空闲，2 发油，3 暂停 w o r dn m a l f u n c t i o n s t a t u s ；故障状态 b y r eu n i t ：，单位：1 一公斤。2 公升 b y t e n c a f f y b i l l n o 【8 】；，提单号( 8 个ascii 字符) b y t en o i l c o d e 【1 8 】；，油品编码( 18 个ascii 字符) b y t e t e m d e r a t u | e m o d e ；温度采集方式： f l o a tn a m o u n t ：脏发量 f l o a tn b a r r e l ：，每桶桶量 i n t n f a c i b y b r e j ；，实发桶数 f l o a t f a c t b v l i t e r ；，实发量( 升) n o a i n f a c t b y 磁l o g r a m ； 实发量( 公斤) n o a tr e s e r v e ：，油密度： n o a t n 1 色m p e r a t u ； 油温 。 f l o a tr c s e r v e ：侨；留 i n tr e s e f v e ：，保留 w o r 皿a 1 r a ； 3 、泵房p l c 软件。该软件根据油库泵房的管线和阀的具体情况定制， 用m c g s 组态软件开发，用底层设各监测管线、泵、阀、灯等的开关状态， 判断管线正在进行的工艺流程，为现场的监测和控制工作提供数据。数据库 采用m i c r o s o f ta c c e s s 9 7 。该软件的设计者已经实现了把数据直接通过网 络写入中心数据库的功能，所以不需要额外的集成工作。该软件提供的数据 表为“管道系统数据1 ”、“管道系统数据2 ”和“油气浓度报警数据”，见表 3 3 、表3 4 和表3 5 ： 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 4 页 表35油气浓度报警数据表 4、槽车计量软件。该软件安装于铁路栈桥工作站上，用于火车进油后 的槽车计量工作。根据现场采集的测量数据，该软件通过行业规范规定的参 数，计算出槽车的计量结果，并储存数据，还提供了计量数据的查询、统计 和汇总。数据存储方式为用microsoft a c c e s s 9 7 文件存储，存储于本机硬 盘上。软件提供了a c c e s s 文件的内容，表模式如表3 6 、表3 7 所示。为 便于分析与设计，以下数据表字段作了适当简化。 表3 6 列车计量表 燮! 塑造： 。墼量娄墼i 竖蜜l l 堑塑至计量批号h 一2 0 到站日期d n e t 8 计量起日期d“8一 计量止日期d m t 8一列车编号h 一 3 0 +情油单位h u 5 0艘自自char 2 0到站 r h h r2 0， 槽车数量= m d lx n 2 油品总量n 。a t8 汽油总量f lo n8 柴油总矗n 。t 8 i ；筚油总量n 。n8 计量曼h 缸 4 0 复核h 口4 0 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 5 页 3 2 需求分析 表3 7 槽车计量表 型生垒鳖i 盟_ | 型墼堑粪垒_ j ：量星i 塾釜e 圣墼 计量批号h i r 2 0 计量单号h 一 2 口 计量日期d m t l m e8 车号 c h 盯 2 n 油品种类c h u2 0 _ 由品型号 c h 2 0 气温 n 。t8 油温 n o t8 ”量规范 c h 一 视密度n 8 修正密度 f l o a t8 水高f 1 0 提出质量 n o t8 ， 按出体积 n o t t8 计量质量 n o “8 一 计量体积n 8， 汁量质量差n 。“ 8 计量体积差 c h 一 1 u ， 误差是否趋标c h 一 4， 3 2 1 总体集成需求 通过以上各个软件系统的介绍可知，要实现油库管理信息系统的要求， 必须把各个软件系统的数据或者业务集成在一起，具有统一访问和管理的能 力。 ( 1 ) 、当罐区监控分站上采集到最新的油罐数据的时候，把存放油罐数 据( s h a r d a t a 表) 上传到系统的中心数据库对应的实时数据表( s h a r e d a t a 表) 和历史数据库( h i s o f y 表) ，并分析这些数据是否超过了报警限，如果超过， 要把相对应的数据写入报警数据表中。 ( 2 ) 、泵房p l c 软件运行时，当泵房管线处于某个工艺流程运行中的 时候，把工艺流程状态、阀泵状态、栈桥鹤位等的状态数据上传到系统的中 心数据库。油气浓度监测设备检测油气浓度状态，当产生报警时，应把报警 状态及时送达系统中心数据库。 ( 3 ) 、汽车发油分站的东富发油软件负责管理日常发油工作，并把数据 存入数据库( s q ls e r v e r 9 7 ) ，当“油库管理信息系统”需要查询发油信息 时，应该能够读取东富发油软件的数据库并呈现给用户。利用东富发油软件 所带的串口通信程序，要把发油机鹤位的丌关状态以及当前发油单据数据通 过网络送到每一个“油库管理信息系统”工作站，以便监控实时发油状态和 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 6 页 查询发油数据。 ( 4 ) 、槽车计量软件负责管理槽车计量的日常工作，并把数据存入数据 库( a c c e s s 9 7 ) ，由于a c c e s s 9 7 数据库容量较小，在企业应用环境下， 历史数据必须定期清空，所以需要定期把槽车计量数据上传到系统的中心数 据库。 通过以上分析，可以得出系统顶层数据流图，见图3 3 ： 图中使用的符号如下： l _ j 数据的源点终点 o 数据处理 数据存储 一 数据流 图3 - 3 系统顶层数据流图 图3 4 是一个中间层次的数据流图，它包括许多处理细节，还需要进一 步划分，直至每个加工和数据流足够简单，不需要再划分，这就是底层数据 流图。详细内容本文从略。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 7 页 图3 4 罐群监控分站数据上传数据流图 3 2 2 油库管理信息系统需求 1 、功能需求 ( 1 ) 、罐区监控： 油罐油品存储状况的直观图形显示 快速及时反映油库工艺参数实时值，准确反映某阶段内工艺参数 的平均值以及变化趋势。 报警分级处理 及时记录温度及液位报警记录，满足报警记录的组合查询、生成报 表或数据导出。 ( 2 ) 、汽车发油： 丌具发油单，客户可以凭有关证明文件到油库提油。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 8 页 监控界面显示各个油孝烈筻錾翼幽掣剥矧；载囊簸杀蠹弱甚鞭蝇嚣 蓟翻争烈毋豳簖习i i 舞澎| 】咄燮j 分煞釜纛翱掣拓鹈型套蟹型副曩参量i 鼙莳榜输 衙以晰菊罐j i ；。 翟蹦翁j 嚣嚣瓦勰帮j 禹烈鞲掣豁耍遴蠢呈兴时尊答壶爵稿米劐嗜潍罐强硐蔼 落攫脾一穗塞鍪掣划摧崭逊坦懑嘴捌懋淄；螺燃臻潴灞捌瓒淄粪b 酒秘鹃 翮酢为据，写入中心数掘库的方法。这种方法简单易行，并且在分站上不用部署程 序组件。但这种办法有如下缺点：( a ) 同步通信：负责读数据的客户程序发 出调用后，必须等待服务对象完成处理并返回结果后才能继续执行 x 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 9 页 登录日志查询 管理油罐报警记录参数 2 、性能需求 ( 1 ) 、时间特性 用户操作响应时间：用户无特殊要求，一般情况下能及时响应； 运行时间：服务器要求每天2 4 小时不间断运行；客户机要求每天连续运行 1 0 小时。 ( 2 ) 、适应性灵活性 可适应e x c e l ，p d f 等多种格式的数据导出；可适应在髓n d o w s 系列操作系 统及多种局域网中应用。 ( 3 ) 、系统可靠性要求 检查用户输入数据范围，检查数据合法性，防止用户因偶然的操作造成 的错误后果。可以根据不同情况进行部分或全部恢复。 ( 4 ) 、系统安全性要求 利用数据库进行权限管理和口令的设置与修改。 通过对数据库记录加密处理，保证重要数据的安全，并防止非授权用户 恶意操纵数据； 还可通过管理规定进行定期进行光盘刻录、数据备份与恢复，保证系统 的数据完整性； 采取日志管理，有效的对系统使用者进行有效监控： 本系统内部应用系统在局域网上运行应与外网物理隔开，在i n t e r n e t 网上的运行安全应另设安全系统。 ( 5 ) 、系统的可操作性 使用该系统的人员应经过基本培训，对系统数据库有重要影响的操作都 有警告提示和确认操作。 一 ( 6 ) 、系统的可维护性 用户可以对系统权限、参数进行维护，对数据库和系统的维护指定专门 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 0 页 的维护人员负责，数据备份是系统管理员的主要职责之一，应定期进行光盘 刻录。 ( 7 ) 、系统的可扩充性 开发工具、数据库系统和网络均采用开放式的系统结构，在系统设计和 开发过程中应充分考虑外挂模块扩充系统功能和数据库系统的扩充。 ( 8 ) 、系统的可移植性 应用软件可以在殍i n d o w s 系列、l i n u x 等主流平台环境下运行，数据库 系统符合s q l 标准，可以移植到满足s q l 9 2 国际标准的数据库系统中。 3 2 3 用例分析 1 、找出用例 在需求阶段用例( u s ec a s e ) 分析的主要任务是获取系统的用例，建立 系统的用例模型。虽然在开发初期找到系统的全部用例比较困难，但一般大 部分的用例在项目的需求分析阶段产生，并随着分析和设计的深入会发现更 多的用例，然后把它们及时添加到已有的用例集中，用例集中的每个用例都 是一个潜在的需求。 在整个“国家成品油储备库管理信息化系统工程”的各个分系统和子系 统中，系统参与者将承担比以上需求更多更具体的工作，但就本文研究的“油 库管理信息系统”来说，那些工作都在系统边界之外，所以不是本文研究对 象。通过分析需求，可以初步得到这样一些用例参与者和用例： ( 1 ) 、管线管理员：检测管线是否泄漏、查询管线泄漏报警记录 ( 2 ) 、本系统检漏模块：自动检测管线压力差并在压力差大于报警限时 报警 ( 3 ) 、本系统检漏模块：自动检测检漏罐滚位下降速度，并在下降速度 大于报警限时报警 ( 4 ) 、物资管理员：录入和查询油罐基本数据 c 5 ) 、油池计量员：录入和查询油池计量表 ( 6 ) 、稽车计量员：录入和查询槽车计量数据( 汇总数据) ( 7 ) 、油料管理员：管理( 建立、增、减、删、改) 和查询代管油帐户， 查询代管油收发汜录 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 1 页 ( 8 ) 、财务科：查询代管油帐户信息、开具发油单、查询发油单 ( 9 ) 、本系统开埔滔璎嚯瘟s 霪四蛹饿茫要烈型裂匮岳盘喇 | i 薹l 。用庄圳a 彰当用户确认后濉磁等滔蓬博 i 蠕。萝要奠。咎舀嚣鸯鼎t 鞋，- 掐挥攀至；萋西工设计的工作 ! 墓i 。萋囊蘩嚣霹j 藿篓嚣篓；瑟萋主萌。鬟囊雾陵i 囊l | | i ，终雾萋耋薹奏薹翼囊瑟 莛冀囊 袁j 、 4 ：返回“报瞢” i 客户端 il s：确认，改状态为o 7 i 图4 1 0 报警状态表工作过程协作图 服务器上检测实时数据变化的组件，接收到分站的消息后，读取中心数 据库中的实时状态表，与先前状态比较是否有变化。每一次比较，都要读取 全部数据，比较全部数据。中心数据苦数据表很多，并且数据量很大，产生 额外的网络流量，加重了服务器组件和网络的负担。类似于哆报警状态表”， 本系统设计了“数据更新状态表”，针对每一个实时数据表，设计一个字段 表征其是否有更新，并在实时数据衷上开发了触发器。当有新的实时数据写 入实时数据表时，在数据更新状态表的相应字段修改其值( o 代表没有新数 据，1 代表有新数据) 。这样服务器上检测实时数据变化的组件检测的目标 就是一个集中而数据量小的数据更新状态表：组件检测到某个字段变为1 时，就重新读取该字段对应的状态表，然后刷新界面，呈现给用户。图4 一u 表示了以上设计的工作过程。 (2 ) 、业务逻辑层一一e j b 组件 根据总体设计，本文系统的业务逻辑层设计为e j b ( e n t e t p “s ej a v a b e a n ) 组件，包括c 爆和b s 部分，业务逻辑均采用部署在中心服务器上的e j b 组件实现。根据业务逻辑需要，脚b 的设计包含三种：消息驱动b e a n 、会 话b e a n 和实体b e a n ，分别如下： 消息驱动b e a n ；接收分站消息b e a n ( a c c e p t s u b m s g ) 会a c c e s s d b ) x 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 2 页 后续条件：用户持发油单到发油台领油 主要参与者：财务科，开发油单模块 事件流： 财务科查询代管油帐户信息 若用户请求数量大于该用户余额，用例停止 若用户请求数量小于于该用户余额，开发油单，启动“开发油单模块 数量检查”用例 若发油单数量小于该用户余额，用例停止 若发油单数量大于该用户余额，“开发油单模块”提示出错信息 3 、用例图 根据以上描述，可以得到对应的用例图，见图3 5 和图3 6 ： o 入 管线管理员 o 1 。一 财务科 图3 5 管线检漏用例 幽3 6 开发油单_ 【 ：j 例 术系统开发油单模块 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 6 页 同函碉 图4 3 控制类图 4 1 2 用例实现 图4 4 三种类关系图 类图只是从静态角度来描述系统，系统的动态特征和行为可以通过用例 实现来描述，用例实现用一组类组成，这些类实现了用例中所说明的行为。 顺序图是虽常用的动态模型。图4 5 是管线泄漏监测用例顺序图，图4 6 是 开发油单用例顺序图。本文以此两个用例实现为例。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 7 页 管线管理员匡囤囤囤 财务科 图4 5 管线泄漏监测用铡顺序图 1 ：打开 2 ：查询用户余额 3 ：【用户有足够余额l 可以开发油单 3 ：【用户无足够余额】不能开发油单 4 ：打j l ： 5 ：填写发油单 8 ： ”出汕量订效j 打印发油单 8 ：i 歼m 油最无效1 提示油罱有误 剀4 6 开发油单用例顺序幽 6 ：检查开u i 油量 7 ：返回检壹结果 天 天 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 8 页 4 2 系统设计 面向对象的设计阶段是对分析结构的进一步精化。分析侧重于理解问题 域，设计则偶重于解决方案。 4 2 1 系统总体设计 系统的总体设计包括定义体系结构、确定具体的解决方案。 1 、系统的体系结构 ( 1 ) 、c s 结构与8 s 结构的比较 对于分布式多层应用体系，目前存在着两种程序结构：c s 结构和b s 结构。这两种结构各有特点，可以从以下方面来比较。 c s 结构用户端必须安装客户端程序，每次要运行客户端程序；b s 则 不需要客户端，只要工作站上有谢览器可以测览两页就可以。c ，s 客户端程 序部署、更新麻烦，必须在各个工作站分别部署，当程序更新或升级的时候 还要分别重新部署，这在接入工作站较多的系统内是个很大的负担；b s 系 统的更新只需要更新服务器端，重新部署就可以，对所有用户来说就即时更 新了，方便快捷。c s 结构可以自己对通信过程进行编码，而b s 结构就只 有s s l 一个选择。c ，s 结构由于在工作站有客户端程序，可以在客户端承担 一部分计算任务，所以减轻了服务器的负担，并且因此能提供丰富的界面和 复杂的计算功能，同时也减轻了网络流量；b s 结构程序通过浏览器只能完 成浏览、查询、输入等简单功能，大部分工作留给服务器完成，加重了服务 器的负担，同时由于客户端使用浏览器，使得网上发布的信息必须是以 h t m l 格式为主，其它格式文件多半是以附件的形式存放。而h t m l 格式 文件( 也就是w e b 页面) 不便于编辑修改，给文件管理带来了许多不便。 c s 的支持的用户数量较少，因为客户端的部署和维护的关系，不易扩展： b s 则扩展用户数量相对容易。c s 与i n e r n e t 的集成比较难而b s 可以平 滑过渡到i n t e m e i 。c s 中的c 实际就是数据库，客户端直接操作数据库是 不安全的，并且并发处理效率不高，同时开发者自己要处理并发、事务、数 据复制与同步、通信安全等基础服务，不能把精力放在实际的商业逻辑实现； b s 应用则是采取w e b s e r v e r 、应用服务器、数据库三者的集成，提供了 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 l 页 户和服务对象的生命周期紧密耦合：客户进程和服务对象进程都必须正常运 行；如果由于服务对象崩溃或者网络故障导致客户的请求不可达，客户会接 收到异常。 所以本系统采用j 2 e e 的j m s ( j a v am e s s a g es e i c e ) 异步同信技术。 分站程序按照用户设定的时间间隔，周期的读取分站数据库表s h a r e d a t a ，与 前一个周期的表内容比较，若相同则说明油罐底层设备还没有传来新数据； 若不同，则说明油罐数据已经更新，此时分站程序用j m s 给部署在中心服 务器上的负责读取分站数据的组件发送点对点类型异步消息，对方收到消息 后开始一次通过网络读取分站数据并分析、写入中心数据库的过程，完成后 再等待分站程序发送另一次数据更新通知。图4 8 反映了其工作过程。 囤阜囤囤囤 ；读取： 一t 一 坠一币 圈4 8监控分站程序工作顺序圈 用以上异步通信方式可以避免同步通信的缺点，提高了通信的可靠性， 并且把实时检测数据表的任务放在分站上完成，避免了中心服务器实时远程 周期性读取分站数据所带来的繁重网络流量。 槽车计量分站： 山于油库的铁路栈桥的槽车装卸工作并不经常，并且周期较长，所以槽 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 4 页 图4 - 1 1 数据更新状态表工作过程协作图 检测报警b e a n ( d e t e c t a l a m l ) 检测数据更叛b e a n ( d e l e c t u 酣a t e ) 发送消息给c s 客户端b e a n ( s e n d m s g ) 实体b e a n ： 罐群实时数据b e a n ( t a n j ( r e a l t i m e ) 温度报警记录表b e a n ( t c m d 剐a 瑚) 液位报警记录b e a n ( h e j 西t a l a 彻) ( 略) e j b 组件与系统其他软件组件的交互关系见图4 1 2 、图4 1 3 。 图4 - 1 2 分站、e j b 、数据库、c s 客户端协作图 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 5 页 图4 - 1 3b ，s 客户端、e j b 、数据库协作图 ( 3 ) 、视图层 e s 客户端： c s 客户端的功能主要是读取中心数据库中的实时数据，通过处理( 画 面、曲线、比较报警限等) 展示给用户，用户监控油库各个相关方面的实时 状态。基于前文同步通信的缺点分析。c s 客户端与服务器的通信也采用j m s 来实现异步通信。当服务器中的相关e j b 组件收到监控分站读取分站实时 数据的消息并读取后，向c s 客户端发送数据已更新的发布订阅类型j m s 消息，然后c s 客户端调用相应e j b 组件，读取数据库中的相关表( 辅助 表) 和字段判断哪些数据已经更新，重新读取数据库中相关表；经过计算， 然后刷新展示给客户的界面，完成实时状态的更新。这样，为了保证数据同 步所作的计算工作限于服务器上，并且一次更新只计算一次，不必产生过多 的网络流量。其交互过程类似于监控分站与服务器组件的交互过程，在此不 再详述。 b s 部分 本文采用s f r u t s 框架来进行b s 部分的开发。s t r u f s 框架是基于j 2 e e 规 范，在j s p m o d e l 2 的基础上实现的一个m v c 框架。它是一个大致完成的程 序，可以通过对其定制来生成一个客户需要的程序。它给开发者提供了一系 列的骨干模块和a p i 。 下面是s t r u t s 的主要组件和工作流程： 在s t r u i s 框架中，a c i i o n s e r v l e t 负责控制流程。另外一个s t r u t s 类：a c t i o n ， 负