（电力电子与电力传动专业论文）基于组件技术的船舶管理信息系统的开发与研究.pdf

a b s t r a c t t h ep a p e rd i s c u s s e st h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to f s h i p p i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m f o rs h a n g h a it i m es h i p p i n gc o ，l t d i tm a i n l yr e s e a r c h e sd a t ac o m m u n i c a t i o nb e t w e e ns h i pa n d b a n k t h es e c u r i t yo ft h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e ma n dc o m m u n i c a t i o n a r ea l s o e m p h a s i z e d f i r s t l y ，t h ea p p l i c a t i o n a n db e n e f i to fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi ns h i pe n t e r p r i s e a r ed e s c r i b e da n da n a l y z e di nd e t a i l s t h ei n f l u e n c e so fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e md e s i g nb yd e v e l o p m e n tm e t h o db a s e do n c o m p o n e n ta r ed i s c u s s e df o l l o w e d t h ed e v e l o p m e n tm e t h o db a s e do nc o m p o n e n ti m p r o v e s t h ee x p a n s i b i l i t y , m a i n t e n a n c e ，r e l i a b i l i t y , a n dr e u s eo f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h eb a c k g r o u n do ft h ec o r p ，o p e r a t i o n so fe a c hd e p a r t m e n t ，d e m a n d so fc u s t o m e r sa n d f u n c t i o nm o d u l e so fs y s t e ma r ed e s c r i b e da n da n a l y z e di nd e t a i l st h et o t a ls t r u c t u r eo fs h i p p i n g m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mf o rs h a n g h a it i m es h i p p i n gc o ，l t da n ds t i p u l a t i o no fd a t a c o m m u n i c a t i o nb e t w e e ns h i pa n db a n ka r es i m p l yi n t r o d u c e d s u m m i n gu pt h es t e pa n df l o wo f d a t a b a s e sd e s i g ni nt h ed e v e l o p m e n to f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ， t h ep r o j e c to fc o m b i n i n gl n m a r s a t - cs y s t e ma n de m a i la n dt h ep r o j e c tu s i n gi nt h i sd e s i g n a r ep r e s e n t e di nd a t ac o m m u n i c a t i o nb e t w e e ns h i pa n db a n k t h et e c h n i q u eo f c o m m u n i c a t i o nb e t w e e ns h i pa n db a n k ，o l ea u t o m a ti o na n dv b aa r et h e p i v o t a lt e c h n i q u ei nt h i sd e s i g no fs h i p p i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m i na d d i t i o n ，s o m e s e c u r i t ym e c h a n i s mc o n s t r u c t i n gd a t ac o m m u n i c a t i o ns e c u r i t ys e r v i c ec o n d i t i o ni sd e s c r i b e d ，s u c h a sd a t ae n c r y p t i o na n dd i g i t a ls i g n s u m m i n gu pt h ee x p e r i e n c ea n dl e s s o no ft h i sd e s i g no fs h i p p i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mf o rs h a n g h a it i m es h i p p i n gc o ，l t di nt h ee n d k e yw o r d s ：s h i p p i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，d a t ac o m m u n i c a t i o nb e t w e e ns h i pa n d b a n k ，d e v e l o p m e n to f s o f t w a r eb a s e do nc o m p o n e n t ，d a t ae n c r y p t i o n 学位论文独创性声明 y 6 4 5 0 87 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 期：2 鲤益! 参 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 签名：角缝剐导师签名： 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 本章通过介绍管理信息系统的概念、结构、功能和发展过程，以及管理信息系统对航运 企业的信息化管理的意义，得出本论文的主要任务以及对系统的要求。 1 1 管理信息系统概述 1 1 1 管理信息系统的定义 管理信息系统( m a n a g e m e n t i r f f o r m a t i o n s y s t e m s 简称m i s ) 一词自1 9 7 0 年由瓦尔特肯 尼万( w a l t e rt k e n n e v a n ) 提出以来，历经3 0 几年的发展，人们对它的理解和认识也在 不断的变化和提高。总的来讲，管理信息系统是一个以人为主导，利用计算机硬f l 、软件、 网络通信设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加l 存储、更新和维护，以企 业战略竟优、提高效益和效率为目的，支持企业高层决荒、中层控制、基层运作的集成化人 机系统。它是一门综合了管理科学、系统理论、信息科学的系统性的边缘学科。“ 管理信息系统一般是具有一定结构的系统。这种结构反映各个部分之间的关系、各个部 分的特点、面临的主要问题以及人们的认识水平和技术水平。 一般说来，由信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者组成管理信息系统的总体结 构，如幽1 1 所示。信息源是信息的产生地。信息处理器负责信息的传输、加h 存储。信 息川户是系统的州户。信息管理者负责系统的设计、实现、运行和维护。 图i 1m i s 的总体结构 管理信息系统的结构包括逻辑结构和物理结构。详细描述请参见文献。p 面是一个比 较普遍的的m i s 具体结构，如图1 之。 图1 2 管理信息系统具体结构图 东南大学硕士学位论文 1 1 2 管理信息系统的基本功能 管理信息系统是企业的子系统，它收集数据，并向管理人员提供信息，与管理人员一道 在整个企业中起着反馈控制的作用，它主要具有下面几个功能： ( 1 ) 数据的采集和输入。 ( 2 ) 数据的传输。数据传输包括计算机系统内和系统外的传输。实质是数据通信。 ( 3 ) 信息的存储。信息存储的概念比数据存储的概念广，主要问题是确定存储哪些信 息，存多睦时间，以什么方式存储，经济上是否合算。这些问题需要根据系统的目标及要求 米确定。 ( 4 ) 信息的加工。信息加工的范围很大，从简单查询、排序、归并到复杂的模型调试 及预测。现代信息系统在这方面的能力越来越强，在加工中使用了许多数学及运筹学的j ：具， 涉及许多专门领域的知识，如数学、运筹学、经济学、管理科学等。 ( 5 ) 信息的维护。保持信息处于合用状态叫信息维护。狭义上包括经常更新存储器中 的数据，使数据保持台用状态。广义上包括系统建成后的全部数据管理丁作。其主要目的在 丁= 保证信息的正确、及时、宜全和保密。 ( 6 ) 信息的使用。信息的使用主要是高速度和高质量地为用户提供信息，进一步米讲 是实现信息价值的转化，提高工作效率，利用信息进行管理控制，辅助管理决策等。 1 2 管理信息系统在航运企业中的应用 伴随全球经济一体化的进程，在信息化浪潮的席卷之f ，世界性的竞争日趋激烈。计算 机应州技术迅速发展，正在改变着传统的经济模式和企业运营方式。特别是管理信息系统技 术和理论的研究与应用，为企业的生存和发展提供了有力的支撑。 在过去的二、三十年中，越来越多的航运机构认识到在本企业中构建白己的管理信息系 统的重要性并进行了大量的投资，许多航运公司开发了自己的信息系统，以处理范同_ r 泛的 行政、商业和技术业务等方面的工作，并实现对复杂的货物运输方式的最大控制，这些系统 的廊川可以提高航运效率和可靠性减少船员人数，加快通信联系，减少信息的重复处理及 错误处理的次数。而i n t e m e t 的日益普及，又使跨地域、跨领域的各种信息资源集成一体， 使世界各地的用户可以共享计算机资源，交流各种数据信息和资料“。 在许多信息系统技术起步较早的发达国家，其航运业运用管理信息系统已具有相当的经 验并取得了很好的效果。如”： ( 1 ) 世界著名的航运组织波罗的海航运公会( b i m c o ) 开发的不定期船经营管理决策支 持( d s ) 软件己相当成熟，并且商品化。其软件包括人量港航信息，有强大的数据库支持 操作灵活方便，并附有港口图形和文字资料、航线资料以及标准合同范本等。 ( 2 ) 丹麦马士基轮船公司，美国总统和海陆公司，其信息处理系统规模相当巨人，均 有全球性的计算机网络支持，不但能动态跟踪船舶和集装箱，进行如运费舱单、单箱单、提 单和报表等数据的全球传输，而且有很好的统计分析和支持决策功能。许多航运企业还联合 组建运输货物信息系统，这些系统已有银行、海关、保险公司等相关单位参加，通过国际互 联网，可以迅速地交换信息。 ( 3 ) s h i p n e t s 是日本航运货物信息网络系统的简称。它是日本东京、横滨、大阪、神 户、名古屋五大港口与航运界组建的一个联机网络，通过通信线路在各港口和各航运公司之 间交换航运货物信息。使用此网络的主要成员为海运代理公司、船舶公司及其代理、理货公 司。使用此系统可加快信息交换速度，实现数据和程序标准化，减少运输单证，使无纸联营 成为可能。 2 东南大学项十学位论文 目前，通过国际互联网，已经把全球航运界和货主联系在一起。货主只要把自己的货运 需求输入自己公司的计算机中，通过互联网，传输给指定船东，或某航运交易所，从而完成 租船或订舱的任务。然后船东把有关单位、合同通过互联网，传输给货主。而船东揽货，也 可以同样处理。同时货物信息系统与贸易信息系统联网的发展趋势己逐巍使整个贸易环节中 使刚的书面单证逐步被电子单证所取代，从而产生了无纸贸易，即通过网络，在贸易伙伴的 计算机系统之间进行自动交换和处理标准经济信息，又称电子数据交换( e d i ) 。这一技术 提高了整体效率，减少了信息的重复处理，降低了文件出错的风险。利用e d i ，可将整个贸 易经济活动诸环：仃有机联系起来。 8 0 年代，计算机在我国逐渐普及，同时航运界也加快了计算机的应削，很多航运公司 都相继开发出各种各样的应用系统。国际互联网应用的发展加速了我国航运业和世界航运业 的融合，同时许多航运公司和货运公司都建立了自己的网站，用于信息发布和i 反馈，以及业 务的在线处理，使用户通过i n t e m e t 就可以进行如电子订舱、实时查询等工作。 1 3 课题的研究背景和意义 航运企业是我国交通运输业的重要组成部分，在我国的国民经济和对外贸易发展中io i 有 举足轻重的地位。随着我国加入w t o 后国际竞争的加剧，航运企业必须实现管理的现代化 军决策的科学化，提高企业整体素质和市场竞争能力。因此，必须要大力加强信息化建设， 把信息化建瑟作为企业总体发展战略的一个重要组成部分，在信息化发展中找到企业在市场 上的立足点。 近些年来，随着计算机软硬件技术、网络技术、数据库技术以及开放性的t c p 1 p 协议 等的发展促进了航运企业的信息化建设。通过对传统船舶管理业务模块的分析，探讨如何应 f 【 = | 现代信息化管理手段开辟一个系统的信息传递渠道，最火限度保证船舶的安全、高效的运 营与管理。为了解决现行船舶管理中由于信息传递不通畅而造成的一系列的问题，促进了船 舶管理信息系统的研究与开发步伐的加快，并且依靠管理信息系统这一信息平台，开辟多种 信息交流方式，建立知识经验库，从而形成知识管理系统，为各种管理活动提供知识经验的 高度共享。 但是目前国内自己设计开发的航运企业管理信息系统还很少，一些大型航运企业使用 的都是国外知名企业的产品，例如中海集团使用的由i b n 设计开发的管理系统。我们在参考 一些成熟产品的基础上，根据中小型航运企业的自身特点，乖用现有的技术条件开发出的这 套实现航运管理信息化的船舶管理信息系统，具有很高的实用价值”。 通过管理信息系统的实施建设高效的信息处理平台，依靠完整的数据采集子系统，流程 管理子系统、通信子系统等实现管理全过程的高度自动化，尽可能多地为管理人员提供详尽 的信息、数据，不但可以为管理人员提供好的工作帮助，而且促进了管理人员之间的交流。 应用现代信息技术手段，可以做到船和船舶管理公司之间的低成本信息交流，这样，船和船 舶管理公司之间加强了交流，使船的监督面大幅度扩大，安全保障更高，可以为提高航运企 业的运营效率，降低运营成本提供帮助。 1 4 论文的主要任务 现代化的船舶运输管理控制系统包括船舶信息管理与控制、船舶信息采集与传输( 即船 岸信息通信) 、船队运行综合调度等三大模块。其中船舶信息采集与传输( 即船岸信息通信) 是整个船舶运输管理控制系统的关键部分。 本论文针对于该公司管理的船建立船上管理信息子系统，管理船上航行、设备管理、 检修、备件和物料的申请、库存以及领耗等数据信息处理流程，对于采集到的信息一方面可 以通过船上管理信息子系统程序进行分析显示，并且自动生成报表，给船上机务人员提供对 东南大学硕士学位论文 船上相关设备管理的详细信息，以便船上人员及时做出设备管理决策。另一方面程序可以自 动将采集到的数据及时发送到公司，通过船上管理软件自动将数据生成文本文件，然后压缩， 通过o l ea u t o m a t i o n 使用o u t l o o k 引擎自动发送。公司管理软件同样可以自动接收邮件、 解压然后导入公司数据库，从而实现船岸数据一致与共享。 解决船岸间数据传送：船上管理信息子系统程序将它采集的航行以及船舶机务数据存储 在船上数据库内，需要使用安全、快速、节省的无线传输方式传送到公司数据服务器，这样 才可以实现船岸数据共享和数据一致。 公司内部的数据共享：管理信息系统程序采用多层应用软件体系结构，多层应用软件体 系结构是一种将b s 结构与c s 结构无缝结合的新型结构：以c s 的结构样式解决b s 结构 难以解决的复杂事务处理，支持地理位置分散的业务模式。不同的客户端应用程序使用同一 个数据服务器，使得船岸数据在公司内部实现共享。 公司外部的数据共享：建立一个网站，网站上的数据库和主服务器上的数据库连接。采 用b s 模式访问结构，这些数据可以供远程用户查看。这样，船舶管理公司内不同部门的员 i 可以随时奇看各臼关心的数据，做到对船舶信息实时监控，提高管理效率。 1 5 论文的主要内容 本文绪论通过介纠管理信息系统的概念、结构、功能和发展过程，得出本论文的主要任 务以及对系统的要求； 第二章通过阐述组件化软件开发方法，从软件工程的角度说明了本系统的设计原则以及 设计过程： 第三章详细介绍了上海时代航运公司管理信息系统的总体设计过程，重点阐述了船上管 理子系统的分析、设计和实现过程。 第四章通过介绍日前国际国内的海事通信方式，给出了本系统使用的船岸数据通信方 式并对本系统的数据通信流程进行了详细分析； 第五章列出了在本系统设计中的一些关键技术和技巧，比如o l ea u t o m a t i o n 、v b a 技 术、c o m 组件设计开发以及数据加密解密技术，以及这些技术在本论文中的应用； 虽后通过作者在开发过程中的体会，总结了m i s 开发的几个关键因素。 4 东南大学硕士学位论文 第二章基于组件的软件开发方法担1 。矧 本章通过介绍组件技术的发展、基于组件技术的软件设计方法。从软件工程的角度阐 述了本论文进行船舶管理信息系统设计与开发的原则和过程。 2 1 组件技术的发展 计算机硬件技术的飞速发展使硬件实现了“即插即用”的功能，只要将硬件的各个部分 通过接插口有机地连在一起，便可方便地组装出具有所需功能的硬件设备。目前，在软件开 发领域由日趋成熟的组件技术引起的一场革命正在悄悄兴起。基于组件的开发 ( c o m p o n e n t b a s e dd e v e l o p m e n t ，简称c b d ) 是从第一代( 二层) 和第二代( 三层) 的客户机朋务器 发展起米的，它能改变软件开发过程中的被动局面，使得开发者所希望的能够剑组件市场购 买所需组件，便可组装成应用程序的梦想成为现实，这将使软件产业发生革命性变化。 c b d 与面向对象和客户n 务器等有着本质的区别，它不只是一种分布计算的新方法， 而是一种j 泛的体系结构。c b d 可以提高软件的可重州性，使软作开发摆脱小作坊的t 作 方式，按照大规模的工业化方式运行。 绵件脱胎丁对象又不同于对象，但彼此之间有着密切的关系。对象是对状态和行为的 封装，具有多态性和继承性，不包含独立性和可构造的概念，它主要偏重于技术方面：而组 件的概念除了技术方面的因素外，还有工程方面。现在对组件的具体定义还是很模糊。一个 比较公认的定义是这样的：组件是可用来构成软件系统的即插即则( p l u ga n dp l a y ) 的软干1 ： 成分，是可以独立地制造、分发、销售、装配的二进制软件单元“】。组件是有一定的功能， 能够独立工作，也能同其他组件装配起来协同工作的程序体，组件的使i | = j 和它的开发、生产 无关。具体说来组件在应用开发方面应该具有以下特点： 1 组件与开发工具语言无关：开发人员可以根据特定情况选择特定语言工具实现组件的开 发，编泽之后的组件以二迸制的形式发布，源程序代码不会外泄，有效地保证了组件开 发者的版权。 2 即插即用：组件可以方便的集中于框架中，代码也不用重新编译。 3 以接e l 为核心：组件的接口和组件的实现是分离的。组件通过接口实现与其他组件和框 架的连接，组件的具体实现被封装在内部，组装者只关心接口，不必知道其实现细节。 4 通过接口有效保证了组件的重用性：一个组件具有若干个接口，每个接口中的元素代表 了组件的某个属性或方法，其他组件或应用程序可以通过设置，获取这些属性或调用这 些方法来进行特定的逻辑处理。组件和应用程序的连接是通过其接口实现的。负责集成 的开发人员无需了解组件功能是如何实现的，只需简单地创建组件对象并与其接口建立 连接。在保证接口一致性的前提之下可以调换组件、更新版本，也可以把组件安插在 不同的应用系统中。 5 标准化：组件接口必须严格地标准化，这是组件技术成熟的标志之一。目前主要的组件 标准有：m i c r o s o r 的c o m d c o m ，j a v a 的j a v a b e a n 和o m g 组织的c o r b a 。正是 由于出现了这些较为成熟的组件标准，人们用组件装配成应用软件的设想才能真正付诸 实现。 6 组件可通过市场销售和分发：大量成熟的组件可以通过市场购得，市场得竞争机制也可 以促进组件质量得提高禾i 组件种类得丰富。 虽然，组件的定义尚不统一不是非常的明确，但是组件技术对软件设计方法。软件 开发过程( 软件工程) 产生了深远的意义。可以肯定组件技术在未来的几年将获得更深的发 东南大学硕：e 学位论文 展，更广泛的应用。 2 2 基于组件技术的软件开发过程 系统功能是由模块组成的，这些模块在设计时可以与类相对应，如果在分析问题和进 行初步设计时把各种功能划分为不同的属性、方法和响应事件，再以一种特殊的形式体现出 来，那么一个企业的开发过程就可以直接通过更粗粒度的组件实现。 基于组件技术的多层结构的每一层都有多种组件模型。因此，一般情况下，开发人员 所要做的就是为应用项目选择适当的组件模型组合，灵活地开发和装配组件，这样不仅有助 于提高应用系统的可扩展性，还能有效地提高开发速度，缩短开发周期。此外，基于组件技 术的应用还具有结构良好、模块化、灵活和高度可重用性等优点。概括地讲，基于组件的软 件开发过程可以分为以下几个阶段完成，如图2 1 所示： 项舀宗旨 。l桕建蝈$ k 挫删。 蛹$ p 铷试 上土 需求分析组件功能评估 土j r 模块测试 建立模型组件设计及调整 土土 1r 接口定制组件规范化系统测试 图2 1 基于组件的软件开发过程流程图 1 需求分析阶段 夺项目宗旨 任何一个项目，都有一个项目宗旨，以确定所要达到的总体目标，例如本论文的目标就 是要建立完善的船上管理信息系统，并且实现船岸数据一体化。 夺需求分析 根据实际需求，对要完成的功能、人员的配合、资源需求、计划进度、难点估计等进行 分析。 夺建立模型 根据项目的需求内容，选择现有的组件设计模型或根据实际情况建立自己的组件模型。 夺接口定制 建立组件模型后，应该明确指定提供的标准组件接口以及和外部系统组件的特定接口。 2 设计实现阶段 审构造组件模型 根据建立的模型和提供的接口，选择合适的技术和开发： 具，并用代码实现一些基本组 件模型。 6 东南大学硕士学位论文 夺绍件功能评估 各种开发和设计人员坐在一起，按所支持的功能、质量、所支持的技术及定制程度进行 质量评价。 夺 组件设计及调整 在详细设计确定的组件时，可能还要根据具体情况对组件的属性、方法、接口、事件进 行相庶的调整，以便尽可能符合用户的使用习惯。 夺组件规范化 在实现阶段，组件可能还需要在代码中作进一步修改，以便使子类顺利扩展组件代码。 3 测试阶段 夺组件测试 在组件选择、调整及规范之后，就应该进行单元测试。显然，组件测试要比从零开始的 代码的单元测试要快得多。 夺模块测试 在线程测试期间，蠲作装配组件的单个模块的行为也应该进行测试。 夺系统测试 把组件装配进模块，系统测试涉及每个特定组件配置的应用。 可以看出，基于组件的开发过程申，更多的时间用于对组件的分析、设计、规划平集成， 而花在代码殴计上的时间则相对少得多。本文下面章节将详细介绍在此次项日开发过程中使 用基_ j i _ 组件的软件设计方法进行管理信息系统设计与开发。 7 东甫大学硕士学位论文 第三章船舶管理信息系统总体设计 3 ，1 系统需求分析 需求分析是信息系统开发过程中最重要的环节之一，实事求是地全面调查是分析与设 计的基础，也就是说这一步工作的质量对于整个开发过程的成败来说都是决定性的。同时 需求分析【：作量很大，所涉及的业务和人、数据、信息都非常多。所以如何科学地组织和 适当着手展开这项： ：作是非常重要的。通过对上海时代航运有限公司的公司概况、业务需 求、经营范围、管理现状等分析，做出详尽的需求分析报告。 3 1 1 公司概况 上海时代航运有限公司( 以下简称时代航运) 是由中国海运( 集团) 总公司和中国华能 集团公司各出资5 0 合资组建的二级子公司，于2 0 0 1 年6 月开始营运，它是一个从事国内 沿海及挺江中下游各港间货物( 以煤为主) 运输、国际海上货物运输、船舶租赁、货运代理 和船舶修理等业务的综合性海洋运输企业。公司目前拥有十几艘大型货船，其中3 5 万n 屯级 的“天龙星”和“海王星”轮是目前国内最大、最先进的煤炭自卸船。公司白组建以来，一 直保持着良好的业务增长势头不断拓展潜在的电煤市场空间，逐步向煤炭运输和供应为一 体的综台物流业方向发展，去年公司的营业收入近4 个亿，公司希望以最短的时间使自己发 展成为国际一流的航运公司，现正积极准备在国内上市。 3 1 2 公司经营范围及对管理信息系统的要求 时代航运的经营范围是国内沿海及长江中f 游备港间货物运输，国内水路货物运输服 务，水路货运代理，船舶代理，国内贸易等。它是以近海及内河散货运输为主业的航运企业， 船舶的运行范围北到辽东半岛，南到广东汕头。当前主要依托中海和华能这两大投资方开展 电煤业务，同时兼营其他散货运输。公司力争开业后的3 年内散货货运量达到2 千万吨，向 国内最人的沿海散货运输航运企业之一的目标迈进。 时代航运自2 0 0 1 年以来，在经营上已取得不错的业绩，现在的企业运作开始步入正轨。 但由于组建时间不长，管理体制还不健全。公司员工主要来自中海和华能两大集团，人员间 的分工合作仍有待于完善。同时，业务量的快速增长以及对公司迅速发展的迫切要求使公司 原有的人力越来越不能满足当前需要。为此公司上下一致决定开发自己的管理信息系统，并 且希望在开发和实施过程中能满足以下要求： ( 1 ) 提高安全生产水平 在船舶运输过程中，安全是头等大事。通过建立管理信息系统，可以使工作人员更好的 掌握船舶情况，做好船舶的维护和检修、备品备件管理、运行操作管理、安全监督以及船员 的管理，从而减少设备的突发故障和人员误操作的概率，提高船舶营运的安全性和可靠性。 ( 2 ) 业务流程的规范化 公司现有的某些业务处理流程存在不合理的地方。希望在项目运作过程中通过调查分析 能对这些部分进行改造，以利于提高效益和效率。 ( 3 ) 提高人力资源的利川率 东南大学硕士学位论文 公司业务处理过程中有许多工作被各部门重复操作，各部门信息共享上存在一定困难， 比如大量信息的重复输入，繁琐而毫无价值。通过m i s 的实旋可以使大量人力从繁重的低级 劳动中解放出来。同时管理信息系统能监测企业的各种运行情况，可利用过去和现在的数据 在一定程度上预测未来，有效辅助企业各级管理人员进行决策。 ( 4 ) 促进公司现代化管理水平的提高 通过管理信息系统的建立，可以促进公司各项管理方式及管理制度的进一步完善，使公 习的人力、物力、财力等各种宝贵资源得到更合理的利蹦。 ( 5 ) 使企业能稳定健康的发展 通过开发企业的管理信息系统这一过程，些人员经验性的业务处理能力可以被移植到 管理信息系统中作为公司的一种永久性资源，以减少对部分企业骨干的依赖，最大限度的降 低由于人员变动给企业带来的负面影响，保证企业的稳定健康发展。 时代航运公司现在管理十几条大型货船，如果没有对船舶的各种业务和信息的完善、自 动化管理，其管理效率是非常低的，并且对船舶的管理是地域上分离的，很多因素决定了公 司对船舶的信息雨1 业务的了解和管理是非常困难的。 例如，目前公司是通过电报得到船上数据的，限于电报的格式和中间船管公司的中转， 使得时代公司得到的数据都是零散的，甚至会出现差错。所以建立完善的船舶管理信息系统， 及时得到船上正确、完整的数据，对于计算效益，减少差错，弥补电报传送数据的不足有很 大意义。并且集中化管理船舶的机务、航运、人员等等信息对公司的信息化管理和公司的统 一效益结算以及提高整个企业的效益是非常有帮助的。 本论文根据在对上晦时代航运公司的业务以及需求进行了详细分析基础上，得山本系统 需要实现的功能及任务主要有以下两大部分： 第一，建立完善的船上管理信息子系统，由数据采集计算机、数据服务器、数据浏览计 算机等组成。实现快速传递和处理信息的功能，随时得到船舶实时动态数据；管理船上的备 件和物料的申请、审核、库存、领耗等一系列业务流程。 第二实现船岸间数据一体化，船上管理信息子系统程序将它采集的航行以及船舶机务 数据存储在船上数据库内，需要使用安全、快速、节省的无线传输方式传送到公司数据服务 器，可以实现船岸数据共享和数据一致，让公司船舶管理人员及时得到船上完整的数据资料， 更好对船的各方面进行完善管理，同时这些数据也为整个公司的效益测算提供丰富的资料， 增加了效益测算的准确度。 3 2 系统总体结构 在前面详细的需求分析基础上，我们确定了上海时代航运公司整个管理信息系统的总体 结构方案，通过对公司现状以及b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构彝lc i i e n t s e r v e r ( 客户端h e 务器) 结构的特点进行分析，决定采用总体结构包括公司管理系统和船上管理 系统两个独立的c 1 i e n t s e r v e r ( 客户端服务器) 系统，通过无线传输方式进行数据通信， 实现船上和公司系统数据一体化的方案。整个时代航运公司管理系统划分为公司e r p 主系 统和船上管理信息子系统，以及处于两个系统之间的为两个系统数据进行数据共享的数据通 信子系统。具体结构图如下图3 1 所示： 9 东南大学硕士学位论文 图3 1 系统整体结构图 管理信息系统的体系结构主要有两种，一种是c l i e n t s e r v e r ( 客户端月务器) 结构， 一种是b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器朋r 务器) 结构。 1 b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构工作原理 b r o w s e s e r v e r 结构实际是二层c 1 i e n t s e r v e r ( 客户端朋务器) 结构，也称二层i n t e r n e t 结构。所谓三层结构主要包括表示层、功能层和数据层。表示层是戍_ l f = | 与用户的接口部分， 是用户与系统闻交互信息的窗口。它的主要功能是检索用户输入的数据，显示系统输出的数 据。功能层是应用的主体，它包括了应用中全部的业务处理程序。即除了输入输出功能在表 示层，数据库在数据层以外，全部的统计、汇总、分析等功能全部存放在功能层。数据层就 是d b m s ( 数据库管理系统) ，负责管理对数据库数据的读写。b r o w s e s e r v e r 结构示意图如 剧3 2 所示。 幽3 2b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器朋务器) 结构示意图 b r o w s e r s e r v e r 结构中，将客户的w e b 浏览器和w e b 服务器相结合作为表示层，业务 处理程序放在应用服务器上作为功能层，而将数据库放在数据库服务器上作为数据层。 8 r o w s e r s e r v e r 结构下，w w w 工作过程是：用户首先在客户端浏览器根据某个u r l ( 统一 资源定位器) 地址向w e b 服务器提出请求，w e b 服务器的h t l 、pd a e m o n ( 守护进程) 将此请求 的参数通过标准输入和环境变量传递给指定的c o l ( 公共网关接口) 程序，并启动此应用程序 进行处理，处理结果通过标准输出返回给h t t pd a e m o n 进程，再由h 订pd a e m o n 进程返 回给客户端，由浏览器负责解释执行，将最终结果显示在用户面前。 b s 结构的优点是： 界面统一，操作简单。 由于b s 结构采用了瘦客户机，使系统具有彻底的开放性。 由于系统相对集中= f 儿台服务器上，用户只需要浏览器，完全免维护，并且对系统的 扩展变得比较容易。 保障系统的安全性。b s 结构在客户机与数据库服务器之间增加了一层w e b 服务器， 债两者不再直接相连，客户机无法直接对数据库操纵，从而有效地防止用户的非法入侵。 东南大学硕士学位论文 2 c i i e n t s e r v e r ( 客户端h e 务器) 结构工作原理 c l i e n t s e r v e r 体系结构示意图见图3 - 3 。 工作站工作站工作站工作站 图3 3c 1ie n t s e r v e r 体系结构 这种体系结构将应川系统分为两大部分：一部分是可被多个用户共享的信息与功能，这 部分称为服务器部分：另一部分是为每个用户所专有，称为客户端应用程序部分。客户端部 分负责执行前台功能，如管理用户接口、数据处理和报告请求等。而服务器部分执行后台服 务，如管理共享外殴、控制对共享数据库的操纵、接受并应答客户机的请求等。 任何一个应用系统，从简单的单机系统到复杂的网络计算，它都由三部分组成：显示逻 辑部分( 表示层) ，事务处理逻辑部分( 功能层) 和数据处理逻辑部分( 数据层) 。表示层的 功能是实现与用户的交互，功能层的功能是进行具体的运算和数据的处理，数据层的功能是 实现对数据库中的数据进行责洵、修改、更新等任务。由于c 1 i e n t s e r v e r 结构被设计成两 层模式，显示逻辑和事务处理逻辑部分均被放在客户端，数据处理逻辑和数据库放在服务器 端，从而使客户端变得很“胖”，成为胖客户机，相对地服务器端的任务较轻，成为瘦服务 器。 采用c 1 i e n t s e r v e r 结构具有以下的优点： 系统的安全性增强 由丁采用c 1 i e n t s e r v e r 结构的m i s 中，数据的各种操作平维护都在s e r v e r 端进行， 而用户在c l i e n t 端根据授权来使用s e r v e r 端的数据。这样为数据提供了强有力的安全保证。 同时，对数据的可靠性管理以及维护也带来了方便。 系统的联机事务能力大大提高 采用c 1 i e n t 结构，使m i s 系统合理的划分数据和功能，均衡分配c l i e n t 和s e r v e r 上 的负载，减少网络传输，能为联机事务处理提供高的事务吞吐量，短的响应时间，计且能增 加刖户数量。 系统的开放性和可扩充性能增强 基于c 1 i e n t s e r v e r 结构的d b m s 采用开放的s e r v e r 接口软件，使不同协议的两个 c 1 l e n t 应用软件可以通过接口与s e r v e r 联结，使m i s 系统的开放性和易扩充性得到增强。 3 系统网络结构方案选择 b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器i r e 务器) 凭借上述诸多优点已经成为当前信息系统的流行 结构方案。在本论文中，如果以b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构作为整个系统的网 络结构方案，则可以解决当前的实现船岸数据一体化的许多难题，并且可以将整个系统，包 括公司e r p 主系统和船上管理信息子系统在地域上完全分布的两部分做成一个整体信息系 统，使用同一个数据服务器，完全做到船岸数据一体化。 由于b r o w s e r s e r v e r 体系结构是新兴技术标准，其各个方面的要求比较高，使得基于 东南大学硕士学位论文 b r o w s e r s e r v e r 结构的管理信息系统的开发工作量很大，而c 1l e n t s e r v e r 结构是成熟的 结构模型开发c l i e n t s e r v e r 结构的各种技术也是非常成熟，开发速度要快很多。由于现 阶段公司管理系统出于初始阶段，要求在短时间内完成信息系统的基本原型，所以还是使用 基于c i l e n t s e r v e r 结构的方式比较合适。 另外使用b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 需要可靠的i n t e r n e t 服务以及w e b 服务 器，对于本系统采用的无线m o d e m 接入i n t e r n e t 方式，很难给系统提供可靠的i n t e r n e t 连接，也就无法提供稳定、安全的w e b 服务器，这样对于客户端( 表示层) 的数据录入、显 示，w e b 服务器端( 功能层) 的数据处理处理以及d b m s ( 数据层) 的数据读写都是一个考验。 并且使用b r o w s e r s e r v e r 结构还需要公司的网络提供外部路由服务，船上客户终端才能通 过i n t e r n e t 访问公司数据服务器，提供外部路由需要路由器、专线网络等硬件设备，以及 昂贵的路由服务费用和技术支持费用，公司目前各方面的条件还无法满足这样的要求，所以 现阶段还不适合使用b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 的结构作为本系统的解决方案。 最终还是确定使用c l i e n t s e r v e r ( 客户端朋务器) 结构作为公司e r p 主系统利船上管 理信息子系统的解决方案，两个系统分别使用自己的数据服务器，系统之间的数据共享依靠 应用程序通过e m a i l 发送数据文件来实现。 下面是本论文的工作重点，即船上管理信息子系统的系统结构实现，包括服务器端数据 库设计以及客户端各功能模块的设计、实现。 3 3 船上管理信息子系统网络体系结构 船上部门主要包括甲板部、轮机部、电气部等，各个部门处理船上不同类型的数据，例 如甲板部主要处理航运数据和物料申请数据，轮机部主要负责主机参数数据l 1 备件申请数据 等。船上管理人员也是分管不同部门的数据，轮机眨主要负责轮机部和电气部，人副主要负 责甲板部。这些部门在物理上的系统网络结构如图3 4 所示。各部门工作站通过网 、双绞 线接入集线器再与服务器相连， 婺爨篓 船长办公室 办公室 ”一 大副 办公室 图3 - 4 系统网络结构 3 4 船上管理信息子系统软硬件实现 船上管理信息子系统的系统网络结构如图3 q 所示，本系统由船上服务器，客户机，浏 1 2 东南大学硕士学位论文 览器等组成，通过无线g p r s 来实现通信。客户机通过c l i e n t s e r v e r 模式访问服务器。整 个系统采用了网络操作系统w i n d o w sn t4 0 、i i s 及专用的分布式关系数据库开发环境架 构，后台数据库采用m i c r o s o f ts q ls e r v e r ，0 ，前台编程语言采用m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c6 0 ， 数据访问接口采用a d o 来实现。 软硬件环境： 硬件：d e l lp o w e r e d g e4 6 0 0 服务器，志强2 1 8 0 0 i d h zc p u ，2 3 6 g 硬盘，1 0 2 4 她2 g b e c c p c i 6 0 0d d r 。2 0 余台d e l ld i m e n s i o nl s 0 0 r 客户机，2 5 6 m 内存，2 0 g 硬盘。 软件：m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c6 ，0 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 0 ，w i n d o w sn t4 ，0 。 3 5 船上管理信息子系统数据库分析、设计 数据库设计就是设计一个或多个数据库的逻辑结构和物理结构，以满足用户对于已定义 庶_ l 集合的信息要求。数据库设计的基本任务是根据一个单伉的信息需求、处理需求和数据 库的支撑环境( 包括d b m s 、操作系统和硬件) ，设计出数据模式以及典型的应刚程序。数 据库没计的目标主要有： 满足特定用户和j 应用对信息内容的要求。 提供自然且易丁理解的信息结构。 支持处理需求以及任何性能目标，如响应时间、处理时间和存储空间等。 数据库设计是建立数据库及其应_ e j 系统的核心和基础，它要求对于指定的虑削环境，构 造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足川户的 各种麻j = i i 需求。 这些目标既难以实现又难以测量，因此，必