基于WEB的車輛加油信息系統的設計與實現

林開顏，江儒秀

0 引言

對于國內多數的大型鋼鐵、交通物流、港口碼頭等企業內，有內部加油站為本公司車輛加油，而且油料在生產成本中占據了很大比重。以IC卡為媒介，以數據庫技術為基礎，以網絡通信為橋梁構建IC卡加油機管理系統，可以實現對車輛的用油統計和管理，杜絕用油中的漏洞，加油站信息管理系統是利用信息技術對油品銷售、油料配給等進行實時、高效、智能的監控和管理，從而極大地降低運行和管理成本，減少投入，以較低代價獲取最佳的經濟價值，因此具有明顯的經濟和社會效益。本文以上海巴士一汽公交公司為例，設計并構建了公交公司油站車輛油耗信息管理系統。上海巴士一汽有1000多輛公交車，下設7個子公司，運營數十條公交線路。以往的用油模式是，憑票加油，再手工統計，這樣不僅手工統計工作量巨大，而且存在用油上的漏洞，因此建立便捷、高效的加油站信息管理系統顯得十分必要。

1 需求分析

為了最大程度的發揮車輛用油信息管理系統的優勢，合理配置油料資源，最大限度降低管理成本、杜絕用油漏洞，需要實現對人員、車輛、用油的綜合一體化全程管理。通過與巴士一汽公交公司的多次討論和相關信息的收集整理，所設計的管理系統應滿足以下要求，

（1）統一集中管理

為避免各公交公司在車輛用油信息管理系統上的重復投資，考慮“人－車－油”交易數據的統一集中管理。整個系統中，只需配置一臺核心數據庫服務器（系統構架圖中“數據中心”）對整個系統的上行、下行數據進行管理。各公交分公司應用端在系統的基本框架內，可根據本公司的實際情況進行相應數據處理。這樣既可避免投資浪費，亦保證了各個公交分公司獨立核算、獨立管理的靈活性。

（2）查詢、統計方便快捷

公司內部VPN網內的用戶利用IE瀏覽器，不僅可以查詢公司、單位、加油明細等信息，還可以按各種需求統計加油明細數據，如：按單位－日期，車型等統計。查詢和統計出來的數據可以打印、導入Excel等以方便查看。另外，用戶可以自由設定需要顯示的字段以及顯示時按什么字段進行排序。

（3）用戶權限限制

此系統包括六個功能模塊的設計，而模塊的操作權限是不同的，對于普通員工，系統只給予加油信息明細查詢和加油信息統計兩個模塊的操作權限；而管理員或班長可以操作包括這兩個模塊在內的所有模塊。

（4）系統靈活、擴展性強

整個系統需具有配置靈活、可擴展性強的特點，以便于系統升級和公交公司級擴展（含各公交公司內部擴展）。

2 系統設計

系統采用C#作為開發語言，利用ASP.NET設計界面，數據庫采用 MS SQLSERVER 2000,Web服務程序部署在windows 2003 server上。

2.1 系統構架

如圖1示，在加油站端計算機與液位儀控制器、加油機通訊控制器、IC卡讀卡器等通過RS232連接，卡機聯動控制器安裝于加油機上，與計算機之間采用RS485方式通訊。當車輛停在加油機邊上時，加油員工首先刷卡在卡機聯動控制器上刷卡認證，驗證通過后，允許油槍加油，可進行一次加油。加油結束后，卡機聯動控制器將加油數據發送到計算機，各加油站再將本站加油數據上傳到數據中心進行匯總，各分公司職能部通過本地 IE瀏覽器連接至數據中心 WEB服務器，這樣就可方便地對本單位車輛的油耗情況進行查詢、統計和分析，本文設計的系統就是運行在數據中心的Web服務器上。

圖1 IC卡加油機管理系統網絡拓撲結構

3.2 功能模塊設計

為了實現職能部門通過網絡訪問數據中心上的數據，設計了基于Web的IC卡加油機信息管理系統。通過在服務器上部署該加油機信息管理系統，各用戶通過VPN接入公司內部網絡，以利用瀏覽器訪問該系統，獲取所需要的信息，系統包括以下六個主要功能模塊：

（1）單位信息查詢模塊，主要實現單位油料信息查詢，對公司內部各單位、部門的管理，部門信息的查詢等。

（2）車型信息查詢模塊，實現車型信息查詢，可根據車型編號、車型、車型描述等條件查詢，輸入任意條件即可查詢所有符合該條件的結果。

（3）車卡信息查詢模塊，實現對車卡編號、車牌、油量限額、油種、車卡狀態等信息的查詢及管理。

（4）人卡信息查詢模塊，實現對駕駛員姓名、性別、卡號、是否司機等信息查詢，從而有效管理人卡信息。

（5）加油明細查詢模塊，可根據時間、單位、車號、司機姓名、線路、油品等多種條件，對各單位的車輛用油信息進行明細查詢，同時統計這段時間內加油總油量、油量總金額，顯示在最后一行對應列的位置。

（6）報表統計模塊，實現多種方式的加油信息統計，主要統計字段包括：單位－內部編號，單位－線路－內部編號，單位－日期，日期－單位，單位－車號，加油機槍號，油量檔，車型，綜合報表，加油員工，月－單位。系統詳細流程如圖2所示。

圖2 系統功能模塊流程圖

系統首先進入登錄界面，要求用戶輸入自己的用戶名和密碼，系統根據用戶的角色規定相應的頁面訪問權限。用戶角色為管理員或者班長時，便具有圖2中六個模塊所具有的訪問權限，其中加油明細查詢除了正常的查詢功能外，還提供用戶設定字段，選擇排序字段的功能。此外，所有模塊均給用戶提供打印、導入Excel等便捷操作。當用戶只具有操作員權限時，只允許訪問2個功能模塊。

3.3 數據庫設計

數據庫是系統的核心，必須在數據庫性能和編程等方面綜合考慮，良好的數據庫設計有以下優點：

（1）節省數據的存儲空間；

（2）保證數據的完整性；

（3）方便進行數據庫應用系統的開發。

本系統是為公交公司設計的加油站管理系統，每輛車配有一張車卡用以記錄車輛信息，每位駕駛員有自己的員工卡，加油時必須同時驗證兩張卡，這樣加油記錄即同時含有車輛和人員信息。

表1 主要實體描述

系統的主要實體如表1所示，實體關系圖如3所示。限于篇幅，只列出主要實體和實體的主要屬性。圖中，PK(Primary Key)表示主鍵，FK(Foreign Key)表示外鍵。數據庫設計中常用以下三個范式來規范數據庫[1]，即

第1范式：每列數據都是不可再分的最小數據單元；

第2范式：如果一個關系滿足第1范式，并且除了主鍵以外的其他列，都依賴于該主鍵，則滿足第二范式，即要求每個表只描述一件事情；

第3范式：如果屬性不依賴于標識符，則將它移到其他實體中，即消除非主鍵依存關系。

為了不讓編程過于復雜以及考慮項目的實際需要，本數據庫滿足第1、2范式，但并不嚴格滿足第三范式。例如，考慮車輛可能會有線路調動，調動前的加油記錄必須在原單位中結算，故加油流水記錄需要記錄車輛的單位信息。數據庫關系中有“一對一”，“一對多”，“多對多”，而“多對多”關系會導致編程復雜，不是一個好的關系，必須轉換為兩個“一對多”關系，本系統都是“一對多”的關系，即一個公司有多個分公司，一個分公司有多條線路，一個分公司有輛車等。

圖3 實體關系圖

3.4 安全策略設計

在 Web網絡應用開發中，安全是一個非常關鍵的問題[2]，本系統利用 ASP.NET的安全機制、數據庫安全控制策略等構建性能安全的系統。采用的方法如下，

（1）Web服務器目錄設置

Web網絡應用程序，就是運行在Web應用服務器上的一個虛擬目錄及其子目錄下的所有文件、網頁、模塊以及可執行代碼的總和。根據系統功能需求，建立了查詢文件夾（Search）和統計文件夾（Report）等，同時還創建了數據文件夾、腳本文件夾、樣式子文件夾、通用圖片子文件夾等。而對數據庫表的操作文件放在特殊的文件夾bin下，因為該目錄是禁止任何瀏覽器訪問的，從而避免了遠程客戶下載代碼的可能性。

（2）數據庫安全性

除了利用關系數據庫系統的視圖和存儲過程（如創建帶參數的視圖）實現不同角色身份的用戶對各自權限范圍內的數據訪問外，還通過特殊字符過濾法、利用參數實現 SQL操作及正則表達式法等來防止SQL注入[3][4]。

（3）口令驗證

由于本系統主要應用于公司內部網，同時要求操作簡單便捷，故采用動態口令與靜態口令結合的身份認證方式解決該系統的安全登錄問題。靜態口令即為用戶登錄時需要輸入的密碼，而動態一次口令是根據客戶端發送給服務器的申請，由服務器一次性產生以執行時的百分之一秒當隨機數種子的、不可預測的字符串，分別在服務器端繪制成PNG圖，傳給客戶端的瀏覽器。這樣即使黑客中途獲取應用程序代碼，那些圖的點陣代碼也很難辨別，而且每次都是不同的口令，即使用Web口令破解工具也很難窮舉，因此防止了“重放”攻擊和口令窮舉攻擊。驗證界面如圖4所示。

圖4 口令驗證界面

（4）HTML表單驗證(Forms Authentication)

HTML表單驗證(Forms Authentication)，是向開發人員提供確認客戶憑證并控制訪問權限的技術。在應用程序的web.config文件中添加如下語句：

授權，就是讓用戶擁有有效憑證，允許或拒絕訪問Web應用程序。在web.config中添加如下語句：

（5）禁止調試模式提高安全策略

默認情況下，錯誤信息保存在棧中，如果開啟調試模式，ASP.NET在運行中發生錯誤時，會顯示錯誤行號，方便調試。但發布程序時，要禁用調試模式，否則出錯時有泄露后臺代碼的隱患。

4 結束語

系統根據圖4界面登陸后，進入圖5所示界面，系統的功能菜單以樹形列表的方式表示，以方便用戶選擇；用戶登錄后，可根據自己的權限進行相應數據查詢和統計，如進行加油數據明細查詢，如圖6所示。

本系統已在上海巴士一汽公交公司運行了兩年多，運行穩定，為各分公司的車輛用油統計、結算提供了極大方便，有效地杜絕了資源浪費和流失，極大地降低了運行和管理成本，提高了工作效率，為企業的成本核算提供科學依據，這也是公交企業增強競爭力、創造效益的關鍵所在。

圖5 登陸后界面

圖6 明細查詢界面

[1]皮人杰,任洪譯.關系數據庫和SQL 編程[M].北京:清華大學出版社,2005:260-270.

[2]符鳳平.Web網站安全技術分析[J].計算機系統應用,2008,Vol.12(6):162-165.

[3]Stephen,Thomas.On automated prepared statement generation to remove SQL injection vulnerabilities[J].Information and Software Technology,2008,Vol.51(3):589-598.

[4]袁沛沛,王民.SQL注入入侵的特點、實現以及防范[J].世界科技研究與發展,2008,Vol.30(3):290-291.