湖南交通信息職業技術學院畢業設計 畢業設計類別方案設計交通信息學院畢業設計基于UML的貴州省高速公路監控系統分析與設計指導教師學生姓名專業名稱道路安全與智能控制班級名稱2016年5月

摘要高速公路監控系統主要負責數據、視頻、路況的信息采集、處理和存儲，提供交通信息資源。為高速公路快速、安全、舒適、高效提供了保障。高速公路監控系統是調整公路系統實現安全、高效、節能及環保運行的重要手段。高速公路監控系統的作用是對高速公路網實現實時監控和交通控制。論文基于貴州高速公路監控系統的實際需求，根據貴州高速公路開發總公司對高速公路管理的要求，通過大量深入的調研，結合貴州的省情和貴州高速公路開發總公司監控部門的建議，分析了貴州高速公路監控系統目前管理的流程，根據系統總體需求分析，確定了貴州高速公路監控系統的主要功能，包括信息采集、信息發布、信息處理和系統管理四個功能模塊，并用例圖的形式進行描述四個功能模塊；根據系統需求分析，進行了系統設計，包括系統總體設計、系統詳細設計和數據庫設計，系統總體設計給出了系統總體架構圖和系統總體包圖，系統詳細設計給出了部分功能的靜態結構設計和動態結構設計，靜態結構設計給出了類圖和類間關系圖，動態結構設計給出了順序圖和協作圖，數據庫設計主要進行了概念結構設計和邏輯結構設計，數據庫設計給出了系統圖和數據庫表，最后對論文進行總結，主要概述了本人的主要研究工作。關鍵詞：高速公路；監控系統；分析與設計目錄21235第一章引言 頁第一章引言1.1項目背景目前，貴州省建成通車的高速公路里程約，在建高速公路約已初步形成了以貴陽市為中心，連接各市（州、地）地區所在地高速或高等級公路的“一橫一縱四連線”高速、高等級公路主骨加網絡。已建及在建以上均由貴州高速公路開發總公司（以下簡稱高總司）負責建設、運營，且多數路段都實施了不同規模等級的監控系統設施，在各路的交通管理控制、保障道路交通安全中發揮了一定作用。但是，由于受到高速公路投資、建設、管理體制等因素的影響，目前各條高速公路的快速發展，在貴州省高速公路逐漸形成網狀布局的情況下，各路段相對獨立、難以統籌的監控系統將不能發揮其應有的作用。如何進行各路監控系統聯網建設，實現路網內交通的安全、暢通，提升路網服務水平將是貴州省高速公路監控系統所要解決的問題。1.2研究的目的和意義高速公路監控系統是調整公路系統實現安全、高效、節能及環保運行的重要手段。高速公路監控系統的作用是對高速公路網實現實時監控和交通控制。在現有的道路和環境條件下，通過對采集的信息進行實時分析、處理和預測，采取有效的交通控制宇段，預防可能發生的交通事件、事故和阻塞；當出現突發性交通事故或道路環境變化而導致交通阻塞時，通過系統及時發現并采取有效措施進行緩解和排除，以防止對路網交通產生更大的影響，進而提高路網運行的利用效率和安全性。高速公路監控系統按照功能劃分一般分為收費監控系統和道路監控系統兩部分。收費監控系統主要是對收費站的車道、收費廣場、收費亭的收費情況，對收費車道通過的車輛類型、收費的操作過程以及收費過程中的突發事件和特殊事件進行觀察和記錄，實施有效的監督。道路監控系統主要是對高速公路干線、互通立交、險道等高速公路重點路段進行監視，掌握高速公路交通狀況，及吋發現交通阻塞路段、違章車輛，及時給予引導，保證高速公路的安全通暢。第二章相關的技術2.1管理信息系統現在，人們越來越認識到：信息系統是為組織中輔助決策和控制而采集、處理存儲和提供信息的一個相關部件的組合。為了輔助決策、協調和控制，信息系統也可以幫助管理者和工作人員分析問題、解決復雜的問題、創造新的產品。這部分內容主要有：信息系統基本概念、功能、結構、各種類型；管理信息系統與管理過程、組織形式的相互促進、相互影響的關系；管理信息系統在組織中的戰略作用和地位，信息系統如何幫助組織實現其戰略標；管理信息系統在實施中面臨的機遇和挑戰。按照在企業屮所處的層次，對應管理控制子系統和戰略計劃子系統，共分為四個層次，根據上面的層次劃分，分別介紹每一層子系統：1、業務處理子系統。業務處理子系統主要進行基礎業務的處理，比如說打字、算賬、造表等工作。2、執行控制子系統。中的執行控制子系統與企業屮管理機構的基層管理相對應。該子系統般包括：生產管理、材料管理、設備管理等子系統。執行控制子系統處理的數據量大，但數據是規范的，處理過程和規則是程序化的。該子系統常用的處理有：事務處理、報表嘩理、查詢處理。常用的輸出形式有賬簿、表格、圖形等。這一系統為管理控制子系統和戰略決策子系統提供最為基層、最為詳細的信息，只有完善了這一層的信息處理，才有可能有效地開發上兩層的信息。3、管理控制子系統。子系統提供查詢功能。管理層次信息化，包括根據企業量身定做MIS、通用程度很高的企業全面管理軟件如等。關于的內容在本書的后面章節將詳細介紹。4、戰略計劃子系統。戰略決策和計劃子系統的主要任務是：匯集管理控制層和企業外部信息，輔助企業最高領導人做戰略決策和計劃；下達執行命令并監督執行情況，分析執行中出現的問題及產生問題的原因，并提出解決問題的辦法；管理、協調全系統的運行；提供査詢功能。戰略決策和計劃子系統一般包括輔助決策子系統。它為高層領導做出戰略性的決策提供信息與方案，它的功能依賴下兩層的數據與功能。按照在企業中的功能，管理信息系統大致可以劃分客戶管理以及辦公管理等信息系統。每個子系統都分管著企業運作過程中不同的任務，各自為一個完整的系統，但當面對整個企業時，這些子系統又有機地結合起來，形成一個有機的大系統。按照在企業中所處的層次，對應管理信息的分類特點，管理信息系統一般被看作一個金字塔形的結構，從底層的業務處理子系統到執行控制子系統、管理控制子系統和戰略計劃子系統，共分為四個層次，根據上面的層次劃分，分別介紹每一層子系統、業務處理子系統：1、業務處理子系統：主要進行基礎業務的處理，比如說打字、算賬、造表等工作。2、執行控制子系統：中的執行控制子系統與企業中管理機構的基層管理相對應。該子系統一般包括：生產管理、材料管理、設備管理等子系統。執行控制子系統處理的數據量大，但數據是規范的，處理過程和規則是程序化的。該子系統常用的處理有：事務處理、報表處理、查詢處理。常用的輸出形式有賬簿、表格、圖形等。這一系統為管理控制子系統和戰略決策子系統提供最為基層、最為詳細的信息，只有完善了這一層的信息處理，才有可能有效地開發上兩層的信息。3、管理控制子系統：管理控制子系統一般包括：財務管理、銷售管理、人事勞資管理等子系統。該子系統提供查詢功能。管理層次信息化，包括根據企業量身定做、通用程度很高的企業全面管理軟件如ERP等。關于的內容在本書的后面章節將詳細介紹。4、戰略計劃子系統：戰略決策和計劃子系統的主要任務是：匯集管理控制層和企業外部信息，輔助企業最高領導人做戰略決策和計劃；下達執行命令并監督執行情況，分析執行中出現的問題及產生問題的原因，并提出解決問題的辦法；管理、協調全系統的運行；提供查詢功能。戰略決策和計劃子系統一般包括輔助決策子系統。它為高層領導做出戰略性的決策提供信息與方案，它的功能依賴下兩層的數據與功能。按照在企業中的功能，管理信息系統大致可以分為市場營銷、生產管理、物料供應、人力資源、財務會計、信息管理、客戶管理以及辦公管理等信息系統。每個子系統都分管著企業運作過程中不同的任務，各自為一個完整的系統，但當面對整個企業時，這些子系統又有機地結合起來，形成一個有機的大系統。2.2UMLUML是建立軟件模型，作為建模語言，它提供交流的詞匯和規則，它是可視化的，通過標準圖符構成圖形來描述模型，是建模語言而非編程語言，它是通用標準，成為軟件建模的標準語言，并且在其他領域也得到應用。軟件過程規定軟件開發的階段、步驟和工作，而UML是語言，用來描述軟件模型。Java、C++等程序設計語言用來編碼實現一個軟件系統，UML是對一個軟件系統建立模型。作為建模語言，UML由以下幾部分構成：基本語言組成，語言的構成成分包括，要素，關系，圖；語義規則，語言的語法和語義規則；公共機制，規范說明，語言擴展等。UML語言的基本構成要素，包括四類：結構，語言的靜態構成要素，有7種；行為，語言的動態構成要素，表示事物的變化和狀態；分組，對模型中事物分組組織的要素；注釋，對模型中事物標注和解釋。用例是外部可見的一個系統功能單元。用例圖主要用于需求建模。類圖是描述一組類之間的關系。UML有一套規則，這些規則描述了一個結構良好的模型看起來應該象什么。一個結構良好的模型應該在語義上是前后一致的，并且與所有的相關模型協調一致。UML支持工具功能強大，市場占有率高，純Java開發，開放源代碼，易用，與Rose生成的模型可相互轉換，基于體系結構的UML建模工具。 第三章系統需求分析3.1系統調研本系統主要用于貴州高速公路段范圍內的交通流數據信息和隧道等主控點視頻圖像等，經系統處理或人工事件輸入決策控制信息和誘導信息由外場的可變情報板和隧道內車道控制標志反饋給司乘人員以確保貴州高速的安全暢通主要建設標如下：一、檢測、收集貴州高速公路路段內的交通流信息和道路信息；二、在出現交通異常和事故的情況下，值班員在監控分中心就可通過指令電話、業務電話、調度電話、路側緊急電話等進行指揮和調度，以便迅速處理事故、搶救傷員和疏導交通，同時由可變限速標志等通報事故、發布限制行車時速等；三、實時收集和監視道路與隧道等主要路段視頻圖像信息；四、接收和處理來自路側緊急電話系統傳來的交通事件信息；五、接收和處理來自收費系統的站級交通流信息；六、通過安裝在路段主控點上的可變限速標志和隧道內車道控制標志向過往車輛發布交通信息和控制信息，誘導和控制本路段交通流；七、通過監控分中心的大屏幕投影系統實現交通流狀況的模擬動態顯示。3.2功能需求高速公路監控系統總體功能如下：1、信息采集監控分中心計算機系統通過通信計算機及多串口卡從外場設備收集檢測信息，監控分中心接收如下信息：A、車輛檢測器數據：每車道交通量、車速、占有率以及收費系統收費分中心提供的每車道交通流數據和車道開、閉信號；B、緊急電話呼叫信息：呼叫時間、地點、次數；C、外場攝像機畫面；D、可變限速標志顯示的反饋信息；E、車道控制標志工作的反饋信息；F、各種設備的工作狀態反饋信息；G、巡邏車提供的信息；H、主要路段的氣象信息。其中：A-F由系統自動采集，G、H為人工輸入。2、數據處理監控分中心計算機對收集到的各種信息進行如下處理：交通異常情況自動判別：交通異常自動判別是指通過沿線設置的車輛監測器進行實時檢測。通過計算機結合專家分析系統進行分析，對發生的交通異常自動報警和顯示。主要路段的交通狀況分析與判別：主要路段的交通狀況分析與判別是指通過主要路段的交通信息，自動生成各路段交通狀況，并在圖形計算機上與大屏幕投影系統上進行自動顯示。3、實時監控A、正常情況下，監控分中心計算機綜合分析交通和環境指標狀況后，根據系統內以配備的控制方案，對交通進行實時自動控制。B、在交通異常或事故緊急情況下，分中心計算機根據數據處理結果，一方面向操作員報警，一方面迅速向操作員顯示相應的控制方案，待操作人員根據巡邏車、緊急電話、攝像機等提供的信息綜合判斷后進行確認或修改后，向外場控制設備可變限速標志及車道控制標志）發布指令。4、顯示在監控分中心彩色圖形計算機顯示器及大屏幕投影系統的大屏幕上，動態顯示全線或某一路段交通運行狀態、設備工作狀態和報警位置及各種圖表報告等。在監控分中心與湖口大橋管理所內的監視器上分別顯示各主要路段的圖像情況，以提供相關路段的詳細情況。5、事故、事件輸入對公路上發生的每一事件的詳細情況，如時間、地點、傷亡人員狀況、持續時間、傷亡車輛相關信息、對事件采集的措施及處理方法等均可通過鍵盤輸入計算機記錄在案，以提供查詢與相關處理。6、統計查詢 A、統計、查詢及圖表系統提供對于各種監控數據與記錄統計與査詢，顯示和打印各種圖表，系統可按業主要求提供各種形式的圖表。詳細圖表清單見軟件部分描述。同時監控分中心計算機系統可任意查詢一年內的詳細數據，包括任一時刻的交通、設備狀況、事件事故輸入、命令發布紀錄。并提供相應的報表打印形式。數據檔案存儲監控分中心計算機軟件能完成每一日檢測原始數據的備份及重要文件的存檔，所有數據自動備份。監控分中心計算機系統的所有數據可存儲3年以上的時間，同時系統提供數據的手動導出，使用光盤作永久保存。具體方案由業主要求決定。7、自檢與報警系統具有對本系統的軟硬件及外場設備的自動監測和故障報警功能，系統軟件同時提供典型故障自動分析功能。根據監控系統的功能，監控系統可以理解為有信息收集子系統、信息處理子系統、信息發布子系統三大部分組成。3.2.1信息采集一、需求描述信息采集系統是高速公路上設置的用來釆集信息的設備和配備，采集的信息主要包括以下幾個方面。1）交通流信息，如交通量、車輛速度、車輛密度、車輛占有率、車重等等。交通流信息的采集設備主要是各種類型的車輛檢測器。2）氣象信息，如風力、風向、降雨、降雪、冰凍、霧區等等。這些信息的檢測主要靠氣象檢測器。3）道路環境信息，如路面狀況，隧道內的噪聲，能見有害氣體濃度等等。這些情況要靠環境檢測器檢測。4）異常事件信息，如交通事故、車輛拋錨、物品散落、道路實施損壞、道路施工現場等等。這些信息組要靠緊急電話、閉路電視、巡邏車燈設備和裝備進行搜集提供也可以通過交通流信息進行輔助分析判斷。監控系統中所應包含的信息采集設備的類型、數量、位置都會不同，但這些設備的功能都是相同的，即對原始信息進行預處理，以便得到符合系統應用要求的信息。從技術上來說，數據的采集周期可以非常小（如1S或更小），且采集周期越小則信息精度越高，但通信成本和和數據處理量會明顯增加因此需要在滿足數據精度要求的前提下，選擇一個最大的釆集周期目前數據采集周期通常依靠主觀經驗來確定由于相關人員的經驗和看法不同，所選擇的采集周期也有很大差別（如1S，10S，30S，60S等）。二、角色采集信息的設備和配備、收費系統等。三、需要的數據項交通流信息、氣象信息、道路環境信息、異常事件信息等。3.2.2信息發布一、需求描述信息發布是高速公路上設置的用來向道路使用者提供道路交通信息和誘導控制指令的設備，以及向管理救助部門和社會提供求助指令或道路交通信息的設施該系統主要包括以下幾個方面：1）向道路使用者提供信息。2）向道路使用者提供建議或控制指令。3）向管理部門和救助部門提供信息。二、角色監控員、情報板、可變限速標志板、管理部門三、需要的數據項路段交通信息、限速車道控制信息、電話信息。3.2.3信息處理一、需求描述信息處理主要在監控中心完成，監控中心是介于信息采集子系統和信息發布子系統之間的中間環節，是監控系統的核心部分。對于高速公路網而言，監控系統的規模和監控系統的分散程度會更大一些。盡管規模和形式不同，但其基本功能是一致的，及信息的收集、分析、處理、交逋控制和管理的輔助決策。二、角色監控班班長、領導、室內大屏幕顯示系統。三、需要的數據項監測信息。3.2.4系統管理一、需求描述開發本系統，主要由系統管理員進行維護和管理，具體功能如下。1、口令權限管理：對用戶的口令和權限進行管理2、數據備份：備份數據庫中的數據3、數據恢復：恢復已備好的數據4、用戶管理：對系統使用者的管理，包括用戶登錄、添加用戶、修改用戶和查詢用戶等。二、角色系統管理員三、需要的數據項用戶信息、口令權限信息。3.3數據需求3.3.1信息采集下面以交通流信息釆集為例給出信息采集的數據需求分析。交通流信息采集類圖縮略如圖3-1所示。交通流信息采集管理交通流信息統計界面交通流信息交通流檢測設備交通流信息采集管理交通流信息統計界面交通流信息交通流檢測設備 圖3-1交通流信息采集類圖縮略表示3.3.2信息發布限速車道控制信息發布界面 下面以限速車道控制信息發布為例給出信息發布的數據需求分析，限速車道控制信息發布類圖縮略如圖3-2所示。 限速車道控制信息發布界面限速車道控制信息管理限速車道控制信息發布界面 限速車道控制信息管理限速車道控制信息發布界面交通流信息監控員交通流信息監控員 圖3-2限速車道控制信息發布類圖縮略表示3.3.3信息處理檢測信息檢測信息管理類檢測信息分析界面領導下面以監測信息分析為例給出信息處理的數據需求分析，監測信息分析類圖縮略如圖3-7所示。檢測信息檢測信息管理類檢測信息分析界面領導 圖3-3監測信息分析類圖縮略表示3.3.4系統管理下面以用戶登錄為例給出系統管理的數據需求分析，用戶登錄類圖縮略如圖3-4所示。用戶管理類用戶管理類用戶信息登錄界面用戶用戶信息登錄界面用戶 圖3-4用戶登錄類圖縮略表示3.4非功能需求非功能性需求，指的是信息系統中保證系統安全可靠性、界面需求、可維護性等方面相應的需求要素。1、安全可靠性。軟件必須具有高可靠性、高穩定性，除硬上考慮系統的容錯性、冗余性等方面之外，軟件還要充分考慮到數據的容錯性，并在關鍵環節設立應急措施，以避免數據丟失。另外，系統安全性除本身系統設計方面，還包括防止內部、外界對整個系統的攻擊性，病毒等破壞外：，以及客戶數據保密性等各方面的內容。2、通俗易懂的圖形界面。由于高速公路監控系統的使用是高速公路工作人員，應用軟件的界面流暢易懂是十分重要的，軟件應具有通俗易懂的圖形界面，靈敏方便的鼠標右鍵功能，為用戶提供較強的直觀性與交互性。3、可維護性。這要求系統必須有強大的生命力，即在系統可維護性方面給予充分的考慮。4、性能。這要求系統必須考慮具體的網絡、硬件環境，考慮到相關系統現狀，保證系統能夠很順暢的運行。5、可擴展性。系統需要具備良好的可擴展性，可以通過類的封裝來提供良好的接口。高速公路監控的數據需要遵循一定的命名和書寫規則，并且需要系統能夠自動識別數據格式。第四章系統設計4.1總體設計4.1.1系統設計的原則在充分考慮到本系統的總體規劃目標,以及系統的應用環境前提下,本系統的設計將嚴格遵循以下的設計原則:1)實用性原則。系統的好壞直接影響到企業的經營效益。所以在進行該系統的設計時,我將系統的實用性要求放在了首位。本系統力求能夠緊密切合企業和用戶的實際業務需求,以求徹底解決傳統購物方式的效率低的通病。2)先進性原則。在強調實用性的同時,我們還要考慮系統的先進性。今時今日,信息化的發展速度令世人驚嘆,每一次技術上的更新與進步都會推動信息化建設的跳躍式發展。所以,為了與時俱進,有一個較高的起點,在本系統的設計過程中我采用目前較為先進和成熟的技術和理念,使系統在性價比上擁有一定的優勢。3)規范性原則。系統中的所有設計都遵循現有的國家標準、行業標準,符合軟件工程中的設計原則與規范。所有文檔的書寫都遵照國標《軟件需求說明書(GB856T—88)》要求。4)安全性原則。系統提供安全機制以防止非法授權操作,為各子系統提供嚴格靈活的用戶和權限劃分,對于數據庫管理,建立起完備的數據備份恢復機制。對關鍵的信息的操作提供日志記錄。5)易于集成的原則。出于對高總司單位信息化建設的全盤考慮和整體規劃,本系統要能夠與其他業務系統進行集成。本系統為其他系統預留有應用接口和數據傳輸規范,方便其他系統與我系統間的信息交互。本系統在數據庫設計上同樣遵循此原則,在數據訪問層以WebServices的方式提供數據訪問服務。6)可擴展性原則。出于對后續升級工作的考慮,系統的所有功能模塊的設計都預留了擴展接口。因為人們對系統的需求和應用目標會隨著技術進步和商業模式的變換而發生轉變,在設計初期就考慮到可能發生的變化,是十分必要的。4.1.2系統體系結構設計瀏覽器-服務器(Browser/Server,B/S)體系結構如下圖所示。B/S體系結構主要是利用Web技術,結合瀏覽器的腳本解釋能力,用通用瀏覽器就實現了原來需要復雜的專用軟件才能實現的強大功能,并節約了開發成本和維護成本。在B/S體系結構中,除了數據庫服務器外,應用程序以靜態或動態網頁的形式存放于Web服務器上,用戶運行某個應用程序時只需在客戶端上的瀏覽器中輸入相應的網址。調用Web服務器上的應用程序并對數據庫進行操作完成相應的數據處理工作,最后將結果通過瀏覽器顯示給用戶。可以說,在B/S體系結構的應用系統中,應用程序在一定程度上具有集中特征。基于B/S體系結構的軟件系統,安裝、修改和維護全在服務器端解決。用戶在使用系統時,僅僅需要一個瀏覽器就可以運行全部的模塊,真正達到了“零客戶端”的功能,很容易在運行時自動升級。B/S體系結構還提供了異種機、異種網、異種應用服務的聯機、聯網、統一服務的最現實的開放性基礎。B/S體系結構出現之前,管理信息系統的功能主要是組織內部。B/S風格的“零客戶端”方式,使組織的供應商和客戶(這些供應商和客戶有可能是潛在的,也就是說可能是事先未知的)的計算機方便地成為管理信息系統的客戶端,進而在限定的功能范圍內查詢組織相關信息,完成與組織的各種業務往來的數據交換和處理工作,擴大了組織計算機應用系統的功能覆蓋范圍,可以更加充分地利用網絡上的各種資源,同應用程序的工作量也大大減少。另外,B/S體系結構的應用系統與Internet的結合也使一些新的企業計算機應用(如電子商務、云計算)的實現成為可能。4.1.3系統總體架構設計監控系統共有3層結構,5類用戶。各層的業務服務器主要包括數據采集和視頻監控功能。整體系統的總體架構如圖4-2所示。4.2系統功能架構設計系統功能主要包括四大模塊:信息采集、信息發布、信息處理和系統管理。可以通過UML的包圖來表示,系統功能一般對應需求分析中的用例如圖4-3所示。4.2.1功能結構設計使用UML包圖給出子功能結構。信息采集包圖如圖4-4所示。圖4-5交通流信息實體類圖圖4-6交通流信息采集類間關系圖交通流信息采集的活動圖如圖4-7所示圖4-7交通流信息采集活動圖圖4-8限速車道控制信息發布類間關系圖4.2.2動態結構設計使用順序圖或協作圖描述該功能（用例）所參與的對象，以及這些對象相互之間的動態消息聯系，示例如下。圖4-9限速車道控制信息發布順序圖圖4-10信息發布包圖圖4-11限速車道控制信息發布協作圖4.2.3處理流程設計限速車道控制信息發布的活動圖如圖4-12所示4-12限速車道控制信息發布活動圖4.3信息處理4.3.1功能結構設計使用UML包圖給出子功能結構。信息處理包圖如圖4-13所示。圖4-13信息處理包圖4.3.2靜態結構設計圖4-14監測信息分析界面類圖圖4-15監測信息管理控制類圖圖4-16監測實體類圖圖4-17監測信息分析類間關系圖4.3.3動態結構設計使用順序圖或協作圖描述該功能(用例)所參與的對象,以及這些對象相互之間的動態消息聯系,示例如下。圖4-18監測信息分析錄順序圖圖4-19監測信息分析協作圖4.3.4處理流程設計監測信息分析的活動圖如圖4-20所示。圖4-20監測信息分析活動圖4.4系統管理4.4.1功能結構設計使用UML包圖給出子功能結構。系統管理包圖如圖4-21所示。圖4-21系統管理包圖4.4.2靜態結構設計1)界面類在界面類的設計中主要關注用戶界面的屬性和消息(方法)。圖4-22登陸界面類圖2)控制類在控制類的設計中主要關注類的方法,可以包含子控制類的設計。圖4-23用戶管理控制類圖3)實體類在實體類的設計中主要關注類的屬性;圖4-24用戶實體類圖圖4-25用戶登陸類間關系圖4.4.3動態結構設計使用順序圖或協作圖描述該功能(用例)所參與的對象,以及這些對象相互之間的動態消息聯系,示例如下。圖4-26用戶登陸順序圖圖4-27用戶登陸協作圖4.4.4處理流程設計用戶登錄的活動圖如圖4-28所示圖4-28用戶登陸活動圖4.5數據庫設計4.5.1實體關系設計根據數據庫需求分析,本系統的實體屬性圖和系統ER圖如下圖所示。圖4-29路段實體屬性圖圖4-29中路段實體有屬性路段編號、路段名稱、起點地名、終點地名、總公里數、車流數量和日流量。圖4-30站點實體屬性圖圖4-30中站點實體有屬性站點編號、站點名稱和站點位置。圖4-31設備實體屬性圖圖4-31中實體設備有屬性設備編號、設備類型、狀態、站點編號、安裝方向、設備描述和備注。圖4-32統計信息實體屬性圖圖4-32中實體統計信息有屬性設備編號、采集時間、統計時間、總車流量、占有率和平均速度等屬性。圖4-33監測信息實體屬性圖圖4-33中實體監測信息有屬性設備編號、監測名稱、監測類型、監測等級、監測時間、監測地點和監測日期。圖4-34用戶實體屬性圖圖4-34中實體用戶屬性有工號、姓名、性別、權限編號和站點編號。圖4-35權限實體屬性圖圖4-35中實體權限屬性有權限編號、權限名稱、權限類型和權限等級。圖4-36交通流信息實體屬性圖圖4-36交通流信息實體屬性圖中有實體交通流信息,實體交通流信息屬性有交通流信息編號、交通量、車輛速度、車輛密度、車輛占用率、車重。圖4-37氣象信息實體屬性圖圖4-37氣象信息實體屬性圖中有實體氣象信息,實體氣象信息有屬性氣象信息編號、風力、風向、降雨、降雪、冰凍。圖4-38異常事件實體屬性圖圖4-38異常事件實體屬性圖中有實體異常事件,實體異常事件有屬性異常事件編號、事件名稱、事件嚴重性、事件等級。圖4-39道路環境實體屬性圖圖4-39道路環境實體屬性圖中有實體道路環境,實體道路環境有屬性道路環境編號、路面狀況、道路編號、能見度。圖4-40事故實體屬性圖圖4-40事故實體屬性圖中有實體事故,實體事故有屬性事故編號、事故名稱、發生地段、發生時間、事故大小、備注。圖4-45系統ER圖系統ER圖描述的是實體路段、站點、設備、統計信息、監測信息、用戶和權限七個實體間的聯系,監測信息和路段之間的關系是多對一;路段和站點之間的關系是多對一;路段和設備之間的關系是一對多;設備和用戶之間的關系是多對多;權限和用戶之間的關系是多對多;用戶和統計信息之間的關系是一對多。圖4-42監測信息ER圖圖4-42監測信息ER圖中有實體監測信息、道路環境、異常事件、氣象信息、交通流信息、事故,道路環境與監測信息的實體間關系是多對一的關系,監測信息與交通流信息的實體間關系是一對多的關系,監測信息與異常事件的實體間關系是一對多的關系,監測信息與事故的實體間關系是一對多的關系,監測信息與氣象信息的實體間關系是一對多的關系。4.5.2數據庫表設計根據數據庫概念設計,七個實體可轉換為七個數據表,如下表4-1至表4-7所示。路段數據表有字段路段編號、路段名稱、起點地名、終點地名、總公里數、車流數量和日流量,路段編號是主鍵。站點數據表有字段站點編號、站點名稱和站點位置,站點編號是主鍵。設備數據表有字段設備編號、設備類型、狀態、站點編號、安裝方向、設備描述和備注,設備編號是主鍵,站點編號是外鍵。統計信息數據表有字段設備編號、采集時間、統計時間、總車流量、占有率、平均速度和工號;設備編號是主鍵,工號是外鍵。監測信息數據表有字段設備編號、監測名稱、監測類型、監測等級、監測時間、監測地點和監測日期,設備編號是主鍵。用戶數據表有字段工號、姓名、性別、權限編號和站點編號,丁號是主鍵,權限編號和站點編號是外鍵。權限數據表有字段權限編號、權限名稱、權限類型、權限等級,權限編號是主鍵。異常事件數據表有字段異常事件編號、事件名稱、事件嚴重性、事件等級,異常事件編號是主鍵。道路環境數據表有字段道路環境編號、路面狀況、道路編號、能見度,道路環境編號是主鍵。交通流信息數據表有字段交通流信息編號、交通量、車輛速度、車輛密度、車輛占用率、車重,交通流信息編號是主鍵。氣象信息數據表有字段氣象信息編號、風力、風向、降雨、降雪、冰凍,氣象，信息編號是主鍵。事故信息數據表有字段事故編號、事故名稱、發生地段、發生時間、事故大小、備注,事件編號是主鍵。第五章總結與展望高速公路監控系統是高速公路控制系統的重要組成部分之一,為高速公路提供了有效的交通管理、控制、監視、誘導交通運行的良好手段。此系統實質上是一個閉環系統。系統的輸入是反映公路上車輛運行情況的交通參數和交通狀況,這些信息經監控系統分析、處理、判斷后,可發生指令,控制道路情報板,變更其顯示內容,實施對交通流的調節和控制。本文的主要研宄成果如下:1、分析了貴州高速公路監控系統目前管理的流程,根據系統總體需求