基于VPN技術(shù)的貨運源頭治超系統軟件的設計

引 言

隨著(zhù)國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，公路運輸規模也進(jìn)入了前所未有的局面，運輸市場(chǎng)的發(fā)展壯大帶來(lái)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(chē)輛出現了普遍的超限超載運輸現象。對此，交通部以及相關(guān)部門(mén)出臺了一系列政策法規，意圖遏制違法超載現象，像公路治超和高速公路計重收費等辦法在現階段收到了顯著(zhù)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(huà)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(xiàn)，連線(xiàn)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(chē)輛載重情況進(jìn)行7*24 hours實(shí)時(shí)監控，達到安全、高效、科學(xué)超載治理就顯得尤為關(guān)鍵。本文旨在設計一種安全性能高、易擴展客戶(hù)端、成本低的基于VPN專(zhuān)網(wǎng)的超載治理系統[2]。

1 VPN 技術(shù)

VPN的英文全稱(chēng)是“Virtual Private Network”,即是“虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )”。是一種采用加密、身份驗證、隧道協(xié)議技術(shù)在公共網(wǎng)絡(luò )上構建邏輯虛擬鏈路，數據在邏輯虛擬鏈路中傳輸[3]。對于通信雙方來(lái)說(shuō)，它并不需要真正的去鋪設光纜之類(lèi)的物理通信線(xiàn)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)擴展到遠程網(wǎng)絡(luò )或遠程計算機，實(shí)現不同平臺之間的數據互傳，其網(wǎng)際互聯(lián)安全性高、經(jīng)濟實(shí)用、易管理、擴展性強、有效實(shí)現網(wǎng)絡(luò )資源共建共享等優(yōu)點(diǎn)，為許多C/S架構模式提供了很好的技術(shù)支持平臺。

VPN在本設計中，采用MPLS VPN 技術(shù)協(xié)議，純軟件實(shí)現源頭企業(yè)與監控中心的視頻、語(yǔ)音、數據的遠程實(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，具有高速的數據傳送功能，且連接配置簡(jiǎn)單，具有很強的可擴展性，方便管理，在同一網(wǎng)絡(luò )平臺上實(shí)現數據、視頻的遠程傳輸。

2 系統設計

2.1 整體網(wǎng)絡(luò )架構

網(wǎng)絡(luò )架構一般有瀏覽器服務(wù)器（B/S）模式和客戶(hù)端/服務(wù)器（C/S）模式。在B/S模式下，程序界面是通過(guò)瀏覽器展現給用戶(hù)的，而主要的功能在服務(wù)器端實(shí)現，形成所謂三層3-tier結構。在C/S模式下，系統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(hù)端和服務(wù)器，這樣可以降低服務(wù)器的負荷，是被廣泛采用的一種網(wǎng)絡(luò )架構模式。本文采用C/S模式進(jìn)行系統整體架構的設計。

2.2 路由器配置——MPLS VPN技術(shù)的實(shí)現

VPN平臺可以用純軟件平臺、專(zhuān)用硬件平臺和輔助硬件平臺3種方法來(lái)是實(shí)現[3]，本文采用自主開(kāi)發(fā)純軟件平臺來(lái)實(shí)現，前臺是基于VB6.0開(kāi)發(fā)的上位機界面，后臺采用SQL2000數據庫。以一個(gè)服務(wù)器端和一個(gè)客戶(hù)端為例來(lái)說(shuō)明路由器的配置方法。源頭企業(yè)須向當地internet網(wǎng)絡(luò )服務(wù)公司辦理VPN業(yè)務(wù)，即申請加入治超辦VPN網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò )負責將客戶(hù)端的數據封裝打包，進(jìn)行信息傳遞。辦理成功后會(huì )得到相應的IP地址，例如10.10.7.2、10.10.32.2分別設為服務(wù)器和客戶(hù)端路由器的WAN口地址；在客戶(hù)端和服務(wù)器端統一規定端口號為8000的偵聽(tīng)數據，8001的偵聽(tīng)視頻，配置示意如圖3所示：

2.3 客戶(hù)端軟件設計流程

結合客戶(hù)端現有的汽車(chē)衡等硬件資源，增加車(chē)輛信息采集識別模塊、實(shí)時(shí)視頻采集監控模塊、數據圖像遠程傳輸模塊、系統異常報警模塊、與服務(wù)器后臺通訊調度模塊構成多媒體汽車(chē)衡[5]。每輛車(chē)只有經(jīng)過(guò)多媒體汽車(chē)衡判斷載重正常才允許打印磅單，磅單作為出廠(chǎng)的有效憑證，同時(shí)將檢測時(shí)間、司機姓名、車(chē)牌號、貨運單位、營(yíng)運證、資格證、軸數重量、超載標志、過(guò)車(chē)抓到的車(chē)頭圖像保存到本地數據庫，在VB6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境中，利用winsock控件來(lái)實(shí)現客戶(hù)端和服務(wù)器的連接，數據和視頻通過(guò)VPN專(zhuān)網(wǎng)上傳到服務(wù)器[6]。多媒體汽車(chē)衡示意圖如圖3所示，客戶(hù)端軟件設計流程如圖4，圖5所示。

客戶(hù)端軟件主要有兩大功能，其一是實(shí)現多媒體汽車(chē)衡，其二是負責將數據庫中未上傳的數據實(shí)時(shí)上傳到監控中心的服務(wù)器，軟件設計流程如圖4、圖5所示：

2.4 服務(wù)器端軟件設計

服務(wù)器端由VPN網(wǎng)絡(luò )接口、基于VB6.0開(kāi)發(fā)的服務(wù)器軟件、和網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機自帶的PSS軟件組成。服務(wù)器軟件具有客戶(hù)端管理、歷史數據查詢(xún)、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)和監控中心的實(shí)時(shí)錄像、歷史錄像回放，軟件設計流程如圖6所示。

2.5 實(shí)際應用

該系統成功應用于山西省太原市某區交通局，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機自帶的PSS軟件，監控中心的工作人員可以實(shí)時(shí)監視源頭企業(yè)磅房?jì)韧鈭?chǎng)景，一旦有超載行為發(fā)生，系統將啟動(dòng)

報警系統，并將該車(chē)的詳實(shí)信息上傳到監控中心，監控中心端的服務(wù)器軟件不僅可以查看源頭企業(yè)過(guò)車(chē)的實(shí)時(shí)記錄，還可以查詢(xún)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是監控中心上位機界面圖。

4 結束語(yǔ)

本文給出了系統軟件設計流程，結合服務(wù)器和客戶(hù)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(dòng)化的源頭企業(yè)車(chē)輛超載治理系統。治超人員在監控中心可以看到各企業(yè)的詳實(shí)數據，并根據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(chǎng)的健康、有序發(fā)展。

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