计分练习2.doc

高速公路路网收费系统软件系统总体设计项目开发小组1999年03月01日高速公路路网收费系统1软件系统总体设计1一概述4二硬件环境描述41计算机系统42网络系统63结构图示7三软件运行平台7四软件实现主要技术81三级分布式的数据管理：82网络通讯数据传输：83CS业务服务模式：84数据复制：9五软件模块组成91车道软件：92站级软件：93路段中心软件：94收费站、路段中心共有软件：10六软件各程序功能描述及设计要求101车道收费程序102车道通迅程序113数据轮询程序114参数下发程序125特殊服务程序126设备监控程序13七程序间接口规范131程序间接口协议：132网络接口协议：133数据库访问接口协议：。14八主要数据库141车道数据库142收费站数据143路段中心数据库15九测试规范15十商品化的内容16十一开发工具16十二结束16总体设计一概述本设计旨在根据高速公路路网收费系统软件功能需求分析的报告，建立软件系统的总体结构及软件各系统各模块间的关系。本设计要确定高速公路路网收费系统软件系统的运行硬件环境、软件平台，明确各功能模块之间的接口，设计全局数据库及数据结构，规定开发手段、方法。本设计包括以下主要内容：硬件环境描述、软件运行平台、软件实现技术、软件系统组成、各系统模块定义、主要数据结构、接口规范定义、测试规范、开发工具。二硬件环境描述根据需求分析，整个硬件环境应包括计管机系统与网络系统两大部分组成。按车道、收费站、路段中心三级进行设计。1电脑计算机系统电脑计算机系统包括车道电脑计算机（也称为车道控制器）、收费站电脑计算机、路段中心电脑计算机三部分组成。车道电脑计算机：每一个车道采用一台工业控制标准的PC机。主要配置为：奔腾166 32MB内存2GB硬盘10MB网卡专用数字键14寸显示器。车道电脑计算机通过专用的IO接口板与外部设备联接，控制外设的工作。外部设备包括：IC卡读写器、票据打印机、栏杆、顶棚灯、费额显示器、图像采集设备。车道电脑计算机的作用是完成对收费过程的数据采集，控制各种车道外设的工作状态，上传数据。车道电脑计算机应能24小时不间断开机运行。站级电脑计算机：站级电脑计算机主要包括站级监控电脑计算机、站级营运管理电脑计算机、站级业务管理电脑计算机、站级通讯数据服务器。其中监控电脑计算机、站级营运管理电脑计算机、站级业务管理电脑计算机可根据工作需要配置多台。所有电脑计算机可采用通用标准的PC电脑计算机。主要配置为赛杨PII300A 32MB内存4GB硬盘10MB网卡17寸显示器。通讯数据服务器采用NT兼容的PC服务器，主要配置为PII300 64MB内存SCSI 20GB硬盘100MB网卡14寸显示器报表打印机采用宽行针式或A4幅面（600DPI）激光打印机。监控电脑计算机用于完成对车道工作的监视与控制工作。营运管理电脑计算机用于完成营运中的营运（票证管理）管理工作。业务管理电脑计算机用于完成业务的统计查询、营运参数查询、报表打印、图像审计、特殊事件稽查等工作通讯数据服务器用于完成对车道数据的采集与存储。通讯数据服务器应能24小时不间断开机运行。路段中心电脑计算机：1）中心电脑计算机主要包括数据库服务器、通讯服务工作站、监控工作站、营运管理工作站、业务管理工作站。监控工作站、营运管理工作站、业务管理工作站可依工作需要配置多台。2）数据服务器采用电脑计算机专用服务器，配置为：奔腾PII400256MB内存2050G SCSI容错硬盘。通讯服务工作站采用工控机、其它工作站采用商用PC机，配置为赛杨PII300A 32MB内存4GB硬盘100MB网卡15寸显示器。3）数据服务器完成对所有数据的存储，并提供统计查询服务。数据服务器应能24小时不间断开机运行。4）通讯服务工作站用于完成参数下发、特殊服务等工作。通讯服务工作站应能24小时不间断开机运行。5）监控工作站用于完成对指定站指定车道工作的监视与控制工作。6）营运管理工作站用于完成营运中的营运参数设置、营运票证管理等工作。7）业务管理电脑计算机用于完成业务的统计查询、IC卡查询、报表打印等工作8）报表打印机采用宽行针式或A4幅面（600DPI）激光打印机。2网络系统采用以太网的形式，按照车道联到收费站、收费站联到路段中心的二级联结方式将车道、收费站、路段中心的电脑计算机系统联接在一起，组成一个多段网络。各站车道与所属站组成一个以太网段，路传中心组成一个以太网段。各站网通过路由与收费管理中心网联接。各收费站与路段中心采用点对点的联接，收费站与收费站之间不能直接通信；车道到收费站的网络带宽及收费站内的网络带宽10MB，收费站中通讯数据服务器采用100MB带宽与收费站网络联接；收费站到收费管理中心的网络联接为2M以上的带宽；收费管理中心内部采用100MB的网络带宽；整个网络采用TCPIP网络控制协议。车道电脑计算机，中心通讯服务器、WEB服务器、数据库服务器使用静态IP地址，其它电脑计算机使用动态IP地址。在收费站及路段中心的局域网中网络设备尽可能地采用交换式设备，并在网络设备上配备网管功能，便于网络远程管理。3结构图示三软件运行平台14总体设计软件操作平台包括车道控制器的运行平台、收费站电脑计算机的运行平台、收费站通讯数据服务器、路段中心数据服务器、监控工作站、营运管理工作站、业务管理工作站的运行平台1) 车道控制器的运行平台采用Windows3.112) 收费站电脑计算机的运行平台采用中文Windows 9598及IE4.03) 收费站通讯数据服务器采用中文Windows NT Server 4.0/5.0及MS SQL Server6.6/7.04) 路段中心数据库服务器采用Windows NT Server 4.0/5.0及MS SQL Server 6.5/7.05) 站及路段中心监控工作站、营运管理工作站、业务管理工作站采用中文Windows 9598四软件实现主要技术采用客户服务器技术设计整个软件系统，实现需求分析要求的电脑计算机收费管理功能。1三级分布式的数据管理：采用三级分布数据管理模式，分别在车道、收费站、路段中心建立数据库，通过站轮询程序及站与路段中心之间的数据同步机制传递数据，并保证数据的统一性、完整性、正确性。2网络通讯数据传输：采用Windows中的Winsock通讯技术，编制专门的通讯模块实现各电脑计算机之间的数据通讯。用此方式完成车道数据上传、参数表接收、监视控制等功能的基础通讯工作。3CS业务服务模式：采用ClientServer方式，实现整个收费系统的营运业务管理工作。即以站通讯数据服务器和路段中心数据库服务器作为数据Server，通过运行各级电脑计算机上的客户程序完成收费业务工作。4数据复制：利用NT Server及MS SQL Server提供的数据复制同步技术来实现路段中心的数据库（车道流水库、上下班库、交接班记录、设备状态库、收费费率表、人员名单、IC卡挂失表等）与各收费站的对应库之间的数据同步。保证各使用数据的一致性。五软件模块组成整个收费系统软件设计由车道软件、站级软件、路段中心软件三部分组成。1车道软件：指在车道控制器上运行的软件程序。包括：车道收费程序，数据上传及参数接收和控制响应程序、系统快速恢复程序。2站级软件：指在收费站中电脑计算机上运行的软件程序。包括：轮询程序、图像审计程序、营运参数管理（浏览）程序、站统计查询程序、站业务报表打印程序、站营运管理（票证管理）程序、图像监视程序、特殊事件稽查程序、设备监测控制程序、营运参数下发程序、系统快速恢复程序。3路段中心软件：指在收费中心电脑计算机上运行的软件程序。包括：IC卡制作管理程序、IC卡动态监视程序、营运参数下发程序、特殊服务请求（卡号查询）程序、图像审计程序、营运参数管理程序、路段统计查询程序、路段业务报表打印程序、图像监视程序、特殊事件稽查程序、设备监测控制程序、系统快速恢复程序、数据库维护程序。4收费站、路段中心共有软件：以上程序中有些程序可以同时在收费站或路段中心电脑计算机上运行，它们是营运参数下发程序、图像审计程序、营运参数管理程序、图像监视程序、特殊事件稽查程序、设备监测控制程序、数据库维护程序。六软件各程序功能描述及设计要求1车道收费程序本程序运行于车道控制器电脑计算机上，作为前台程序通过用户界面完成与收费员的交互操作，实现收费处理。主要设计要求如下：1) 完成需求分析中提出的对应功能要求。2) 有操作方便的用户界面。3) 对采集到的数据按“入口出口流水记录”、“车道异常情况登记表”、“车道上下班登记表”分类，并分别以磁盘文件的形式存储在车道电脑计算机上。4) 在采集数据的同时，对入口应发卡数、出口应收卡数、出口应收费、出口打印发票数、出口废发票数进行简单的按收费员进行汇总求和统计，统计结果以记录的形式存储在车道电脑计算机“车道上下班登记表”中，必要时可以通过结账卡读取。5) 应能自动定期删除磁盘上的各类记录。删除应采用先进先出的方法。6) 应有工作状态配置文件，通过配置可改变程序的工作状态（用于入口或用于出口）。配置文件应以ASCII文本的方式存储。7) 通过与后台收费程序共享内存的方式协调前后台程序的工作。8) 应能动态挂接对IC卡数据加密解密模块，为扩展提供方便。2车道通迅程序本程序运行于车道控制器电脑计算机上，作为后台程序完成采集数据的上传、由站或路段中心下发的营运参数的接收、站、路段中心对车道的监测和设备控制的命令响应工作。本程序通过本地电脑计算机磁盘与前台车道收费程序交换信息，通过网络通讯与路段中心、收费站电脑计算机联络。主要设计要求如下：1) 完成需求分析中提出的对应功能要求。根据站轮询程序的要求，将车道入口出口流水库、车道上下班登记表、车道异常情况登记表数据传送到站数据库中。接收下发的营运参数，在车道中建立收费费率表、班次表、路段站名编码表、车道操作人员名单、IC卡黑名单等数据记录库，供前台收费程序使用。2) 尽量减小本程序运行时对前台收费程序的影响。3) 通过与前台收费程序共享内存的方式协调前后台程序的工作。4) 能进行通讯保护，能识别通讯的主机，自动禁止与非法（未定义）的主机进行通讯5) 通讯采用被动方式进行，即通过对网络的侦听，接收命令并根据命令要求传送数据。6) 应有工作状态配置文件，通过配置可对数据传送文件名、通讯主机地址、通讯通道、参数接收存储文件名等进行定义。配置文件应以ASCII文本的方式存储。7) 通讯应符合网络接口协议的定义。3数据轮询程序本程序运行于收费站通讯数据服务器上，用于循环对本站车道收费数据的采集。主要设计要求如下：1) 完成需求分析中提出的对应功能要求。自动循环不间断地采集各车道的“车道入口出口流水记录”、“车道异常情况登记表”、“车道上下班登记表”数据，并将各车道数据汇总到站入口出口流水记录表、站上下班记录表、站异常情况记录表中。2) 在采集的同时对车道入口出口流水库进行分析统计，从流水库中自动生成站入口出口统计中间记录表、站入口出口特殊事件记录表。3) 所有的数据库表存储在数据服务器上。4) 通讯应符合网络接口协议的定义。5) 用户界面应能显示采集工作状态。6) 应有工作状态配置文件，通过配置可对通讯主机地址等进行定义。配置文件应以ASCII文本的方式存储。7) 轮询状态应由轮询程序自动保存，并能实现多个轮询程序同时运行。4参数下发程序本程序运行于收费站通讯数据服务器或路段中心通讯服务器工作站上，用于将所有的营运参数表传送到车道电脑计算机中。需要下发的参数表包括：收费费率表、班次表、路段站名编码表、车道操作人员名单、IC卡挂失黑名单表。主要设计要求如下：1) 完成需求分析中提出的对应功能要求。2) 自动完成参数下发工作，并报告下发参数的结果。即根据路段中心的参数下传标识登记表判定是否要进行车道营运参数表的更新，下发参数后将下发的结果写入路段中心的参数下传结果登记表中。5特殊服务程序本程序运行于路段中心通讯服务工作站上，用于应答并服务由车道、站发出的查询请求。本程序是自动无人值守24小时连续运行。目前的服务主要是车道的卡号查询。主要设计要求如下：1) 能对规定的服务（如卡号查询）响应并完成返回结果。2) 服务的内容可以随时方便的增加。3) 通讯应符合网络接口协议的定义。4) 应有工作状态配置文件，通过配置工作完成参数等进行定义。配置文件应以ASCII文本的方式存储。5) 对查询请求要有识证控制。6设备监控程序本程序运行于收费站监控电脑计算机或路段中心的监控工作站上。用于完成对车道设备及站设备的监测与控制工作。主要设计要求如下：1) 完成需求分析中提出的对应功能要求。2) 有操作方便的用户界面。3) 监测的设备应能灵活增减。4) 应有工作状态配置文件，通过配置工作完成参数等进行定义。配置文件应以ASCII文本的方式存储。七程序间接口规范整个软件系统的各程序之间的接口主包括：程序之间的接口协议、网络通讯接口协议、数据库访问接口协议等。1程序间接口协议：用于协调程序的运行，交换数据。当程序处于同一台电脑计算机上运行时，应采用共享内存或磁盘的方式实现通讯接口协议。当当程序处于不同电脑计算机上运行时，采用下面定义的网络通讯接口协议完成数据交换及进度协调。2网络接口协议：用于本软件中各程序间的网络通讯。协议采用自约定格式。3数据库访问接口协议：。用于对中心SQL Server 数据库访问时的通讯。采用标准SQL语言完成。八主要数据库本软件系统使用的主要数据库包括：1车道数据库l 车道入口流水库l 车道出口流水库l 车道上下班登记库l 车道异常情况登记库l 操作人员名单库l IC卡黑名单库l 收费费率库l 班次库l 路段站名编码库2收费站数据l 站入口流水记录表l 站入口特殊事件记录表l 站入口统计中间记录表l 站出口流水记录表l 站出口特殊事件记录表l 站出口统计中间记录表l 站上下班登记表l 站异常情况登记表l 操作人员名单表l IC卡黑名单表l 收费费率表l 班次表l 路段站名编码表l 站IC卡领用登记表l 站发票领用登记表l 站收费交款登记3路段中心数据库入口流水记录库入口特殊事件记录库入口统计中间记录库出口流水记录库出口特殊事件记录库出口统计中间记录库上下班记录库异常情况记录库收费费率表IC卡黑名单表操作人员名单表班次表路段站名编码表数据操作权限控制码表参数下传标识登记表参数下传结果登记表IC卡动态登记表IC卡领用登记表九测试规范所有的软件包括：系统、程序、模块、函数、过程均应经过测试后才能投入使用。应按照以下规定编写各级软件的测试大纲，进行软件的测试。1) 确定测试内容；2) 确定测试的合格标准3) 确定测试的正常输入值及极限输入值4) 确定各种可能出现的异常情况5) 确定测试人员（必须是非此软件开发者）6