基于VPN技術(shù)的貨運(yùn)源頭治超系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

引 言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路運(yùn)輸規(guī)模也進(jìn)入了前所未有的局面，運(yùn)輸市場(chǎng)的發(fā)展壯大帶來(lái)了運(yùn)輸管理模式的改革，一些運(yùn)輸業(yè)主為了片面追求利潤(rùn)最大化，貨運(yùn)車輛出現(xiàn)了普遍的超限超載運(yùn)輸現(xiàn)象。對(duì)此，交通部以及相關(guān)部門出臺(tái)了一系列政策法規(guī)，意圖遏制違法超載現(xiàn)象，像公路治超和高速公路計(jì)重收費(fèi)等辦法在現(xiàn)階段收到了顯著的效果 ，但未能從根本上解決問(wèn)題，從源頭上解決問(wèn)題。近些年來(lái)，源頭治超成了熱點(diǎn)話題，并受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注，2008年5月30日山西省頒布了《山西省道路貨物運(yùn)輸源頭治理超限超載暫行辦法》[1]。目前，源頭治超還僅僅局限在人工階段、做不到連點(diǎn)成線，連線成面的城市貨運(yùn)源頭治超局面。所以治超辦如何對(duì)分散的貨運(yùn)源頭企業(yè)車輛載重情況進(jìn)行7*24 hours實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到安全、高效、科學(xué)超載治理就顯得尤為關(guān)鍵。本文旨在設(shè)計(jì)一種安全性能高、易擴(kuò)展客戶端、成本低的基于VPN專網(wǎng)的超載治理系統(tǒng)[2]。

1 VPN 技術(shù)

VPN的英文全稱是“Virtual Private Network”,即是“虛擬專用網(wǎng)絡(luò)”。是一種采用加密、身份驗(yàn)證、隧道協(xié)議技術(shù)在公共網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建邏輯虛擬鏈路，數(shù)據(jù)在邏輯虛擬鏈路中傳輸[3]。對(duì)于通信雙方來(lái)說(shuō)，它并不需要真正的去鋪設(shè)光纜之類的物理通信線路，而利用某種公用網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源組成[4]，如圖1所示，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將局域網(wǎng)擴(kuò)展到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)互傳，其網(wǎng)際互聯(lián)安全性高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易管理、擴(kuò)展性強(qiáng)、有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共建共享等優(yōu)點(diǎn)，為許多C/S架構(gòu)模式提供了很好的技術(shù)支持平臺(tái)。

VPN在本設(shè)計(jì)中，采用MPLS VPN 技術(shù)協(xié)議，純軟件實(shí)現(xiàn)源頭企業(yè)與監(jiān)控中心的視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通信。既可以兼容多種鏈路層技術(shù)，又能支持多種網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，具有高速的數(shù)據(jù)傳送功能，且連接配置簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，方便管理，在同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻的遠(yuǎn)程傳輸。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般有瀏覽器服務(wù)器（B/S）模式和客戶端/服務(wù)器（C/S）模式。在B/S模式下，程序界面是通過(guò)瀏覽器展現(xiàn)給用戶的，而主要的功能在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成所謂三層3-tier結(jié)構(gòu)。在C/S模式下，系統(tǒng)可以充分利用兩端軟硬件環(huán)境資源，將任務(wù)合理分配到客戶端和服務(wù)器，這樣可以降低服務(wù)器的負(fù)荷，是被廣泛采用的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式。本文采用C/S模式進(jìn)行系統(tǒng)整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2.2 路由器配置——MPLS VPN技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

VPN平臺(tái)可以用純軟件平臺(tái)、專用硬件平臺(tái)和輔助硬件平臺(tái)3種方法來(lái)是實(shí)現(xiàn)[3]，本文采用自主開發(fā)純軟件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，前臺(tái)是基于VB6.0開發(fā)的上位機(jī)界面，后臺(tái)采用SQL2000數(shù)據(jù)庫(kù)。以一個(gè)服務(wù)器端和一個(gè)客戶端為例來(lái)說(shuō)明路由器的配置方法。源頭企業(yè)須向當(dāng)?shù)豬nternet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司辦理VPN業(yè)務(wù)，即申請(qǐng)加入治超辦VPN網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將客戶端的數(shù)據(jù)封裝打包，進(jìn)行信息傳遞。辦理成功后會(huì)得到相應(yīng)的IP地址，例如10.10.7.2、10.10.32.2分別設(shè)為服務(wù)器和客戶端路由器的WAN口地址；在客戶端和服務(wù)器端統(tǒng)一規(guī)定端口號(hào)為8000的偵聽數(shù)據(jù)，8001的偵聽視頻，配置示意如圖3所示：

2.3 客戶端軟件設(shè)計(jì)流程

結(jié)合客戶端現(xiàn)有的汽車衡等硬件資源，增加車輛信息采集識(shí)別模塊、實(shí)時(shí)視頻采集監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)圖像遠(yuǎn)程傳輸模塊、系統(tǒng)異常報(bào)警模塊、與服務(wù)器后臺(tái)通訊調(diào)度模塊構(gòu)成多媒體汽車衡[5]。每輛車只有經(jīng)過(guò)多媒體汽車衡判斷載重正常才允許打印磅單，磅單作為出廠的有效憑證，同時(shí)將檢測(cè)時(shí)間、司機(jī)姓名、車牌號(hào)、貨運(yùn)單位、營(yíng)運(yùn)證、資格證、軸數(shù)重量、超載標(biāo)志、過(guò)車抓到的車頭圖像保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，在VB6.0開發(fā)環(huán)境中，利用winsock控件來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器的連接，數(shù)據(jù)和視頻通過(guò)VPN專網(wǎng)上傳到服務(wù)器[6]。多媒體汽車衡示意圖如圖3所示，客戶端軟件設(shè)計(jì)流程如圖4，圖5所示。

客戶端軟件主要有兩大功能，其一是實(shí)現(xiàn)多媒體汽車衡，其二是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)庫(kù)中未上傳的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)控中心的服務(wù)器，軟件設(shè)計(jì)流程如圖4、圖5所示：

2.4 服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)

服務(wù)器端由VPN網(wǎng)絡(luò)接口、基于VB6.0開發(fā)的服務(wù)器軟件、和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)自帶的PSS軟件組成。服務(wù)器軟件具有客戶端管理、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印、超載警告信息提示等功能； PSS軟件可以查看各源頭企業(yè)和監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)錄像、歷史錄像回放，軟件設(shè)計(jì)流程如圖6所示。

2.5 實(shí)際應(yīng)用

該系統(tǒng)成功應(yīng)用于山西省太原市某區(qū)交通局，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)自帶的PSS軟件，監(jiān)控中心的工作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)視源頭企業(yè)磅房?jī)?nèi)外場(chǎng)景，一旦有超載行為發(fā)生，系統(tǒng)將啟動(dòng)

報(bào)警系統(tǒng)，并將該車的詳實(shí)信息上傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心端的服務(wù)器軟件不僅可以查看源頭企業(yè)過(guò)車的實(shí)時(shí)記錄，還可以查詢歷史記錄，形成了源頭企業(yè)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表以供備案，圖7是監(jiān)控中心上位機(jī)界面圖。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文給出了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程，結(jié)合服務(wù)器和客戶端的軟硬件資源，提供了一套傳輸速率快、易維護(hù)、人性化、自動(dòng)化的源頭企業(yè)車輛超載治理系統(tǒng)。治超人員在監(jiān)控中心可以看到各企業(yè)的詳實(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些信息完成遠(yuǎn)程決策、指揮，有效地提高了管理的效率，為城市公路安全運(yùn)輸提供了一道綠色的屏障，從而保證了貨運(yùn)市場(chǎng)的健康、有序發(fā)展。

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