基于VPN技術的貨運源頭治超系統(tǒng)軟件的設計

引 言

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，公路運輸規(guī)模也進入了前所未有的局面，運輸市場的發(fā)展壯大帶來了運輸管理模式的改革，一些運輸業(yè)主為了片面追求利潤最大化，貨運車輛出現(xiàn)了普遍的超限超載運輸現(xiàn)象。對此，交通部以及相關部門出臺了一系列政策法規(guī)，意圖遏制違法超載現(xiàn)象，像公路治超和高速公路計重收費等辦法在現(xiàn)階段收到了顯著的效果 ，但未能從根本上解決問題，從源頭上解決問題。近些年來，源頭治超成了熱點話題，并受到了社會的廣泛關注，2008年5月30日山西省頒布了《山西省道路貨物運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、做不到連點成線，連線成面的城市貨運源頭治超局面。所以治超辦如何對分散的貨運源頭企業(yè)車輛載重情況進行7*24 hours實時監(jiān)控，達到安全、高效、科學超載治理就顯得尤為關鍵。本文旨在設計一種安全性能高、易擴展客戶端、成本低的基于VPN專網(wǎng)的超載治理系統(tǒng)[2]。

1 VPN 技術

VPN的英文全稱是“Virtual Private Network”,即是“虛擬專用網(wǎng)絡”。是一種采用加密、身份驗證、隧道協(xié)議技術在公共網(wǎng)絡上構(gòu)建邏輯虛擬鏈路，數(shù)據(jù)在邏輯虛擬鏈路中傳輸[3]。對于通信雙方來說，它并不需要真正的去鋪設光纜之類的物理通信線路，而利用某種公用網(wǎng)絡的動態(tài)資源組成[4]，如圖1所示，通過互聯(lián)網(wǎng)將局域網(wǎng)擴展到遠程網(wǎng)絡或遠程計算機，實現(xiàn)不同平臺之間的數(shù)據(jù)互傳，其網(wǎng)際互聯(lián)安全性高、經(jīng)濟實用、易管理、擴展性強、有效實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共建共享等優(yōu)點，為許多C/S架構(gòu)模式提供了很好的技術支持平臺。

VPN在本設計中，采用MPLS VPN 技術協(xié)議，純軟件實現(xiàn)源頭企業(yè)與監(jiān)控中心的視頻、語音、數(shù)據(jù)的遠程實時通信。既可以兼容多種鏈路層技術，又能支持多種網(wǎng)絡層的協(xié)議，具有高速的數(shù)據(jù)傳送功能，且連接配置簡單，具有很強的可擴展性，方便管理，在同一網(wǎng)絡平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻的遠程傳輸。

2 系統(tǒng)設計

2.1 整體網(wǎng)絡架構(gòu)

網(wǎng)絡架構(gòu)一般有瀏覽器服務器（B/S）模式和客戶端/服務器（C/S）模式。在B/S模式下，程序界面是通過瀏覽器展現(xiàn)給用戶的，而主要的功能在服務器端實現(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，將任務合理分配到客戶端和服務器，這樣可以降低服務器的負荷，是被廣泛采用的一種網(wǎng)絡架構(gòu)模式。本文采用C/S模式進行系統(tǒng)整體架構(gòu)的設計。

2.2 路由器配置——MPLS VPN技術的實現(xiàn)

VPN平臺可以用純軟件平臺、專用硬件平臺和輔助硬件平臺3種方法來是實現(xiàn)[3]，本文采用自主開發(fā)純軟件平臺來實現(xiàn)，前臺是基于VB6.0開發(fā)的上位機界面，后臺采用SQL2000數(shù)據(jù)庫。以一個服務器端和一個客戶端為例來說明路由器的配置方法。源頭企業(yè)須向當?shù)豬nternet網(wǎng)絡服務公司辦理VPN業(yè)務，即申請加入治超辦VPN網(wǎng)，該網(wǎng)絡負責將客戶端的數(shù)據(jù)封裝打包，進行信息傳遞。辦理成功后會得到相應的IP地址，例如10.10.7.2、10.10.32.2分別設為服務器和客戶端路由器的WAN口地址；在客戶端和服務器端統(tǒng)一規(guī)定端口號為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 客戶端軟件設計流程

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別模塊、實時視頻采集監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)圖像遠程傳輸模塊、系統(tǒng)異常報警模塊、與服務器后臺通訊調(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，同時將檢測時間、司機姓名、車牌號、貨運單位、營運證、資格證、軸數(shù)重量、超載標志、過車抓到的車頭圖像保存到本地數(shù)據(jù)庫，在VB6.0開發(fā)環(huán)境中，利用winsock控件來實現(xiàn)客戶端和服務器的連接，數(shù)據(jù)和視頻通過VPN專網(wǎng)上傳到服務器[6]。多媒體汽車衡示意圖如圖3所示，客戶端軟件設計流程如圖4，圖5所示。

客戶端軟件主要有兩大功能，其一是實現(xiàn)多媒體汽車衡，其二是負責將數(shù)據(jù)庫中未上傳的數(shù)據(jù)實時上傳到監(jiān)控中心的服務器，軟件設計流程如圖4、圖5所示：

2.4 服務器端軟件設計

服務器端由VPN網(wǎng)絡接口、基于VB6.0開發(fā)的服務器軟件、和網(wǎng)絡硬盤錄像機自帶的PSS軟件組成。服務器軟件具有客戶端管理、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印、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)控中心的實時錄像、歷史錄像回放，軟件設計流程如圖6所示。

2.5 實際應用

該系統(tǒng)成功應用于山西省太原市某區(qū)交通局，通過網(wǎng)絡硬盤錄像機自帶的PSS軟件，監(jiān)控中心的工作人員可以實時監(jiān)視源頭企業(yè)磅房內(nèi)外場景，一旦有超載行為發(fā)生，系統(tǒng)將啟動

報警系統(tǒng)，并將該車的詳實信息上傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心端的服務器軟件不僅可以查看源頭企業(yè)過車的實時記錄，還可以查詢歷史記錄，形成了源頭企業(yè)日報表、月報表、年報表以供備案，圖7是監(jiān)控中心上位機界面圖。

4 結(jié)束語

本文給出了系統(tǒng)軟件設計流程，結(jié)合服務器和客戶端的軟硬件資源，提供了一套傳輸速率快、易維護、人性化、自動化的源頭企業(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)的詳實數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些信息完成遠程決策、指揮，有效地提高了管理的效率，為城市公路安全運輸提供了一道綠色的屏障，從而保證了貨運市場的健康、有序發(fā)展。

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