林開顏，江儒秀

0 引言

對于國內多數(shù)的大型鋼鐵、交通物流、港口碼頭等企業(yè)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(shù)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(tǒng)，可以實現(xiàn)對車輛的用油統(tǒng)計和管理，杜絕用油中的漏洞，加油站信息管理系統(tǒng)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(jiān)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(tǒng)。上海巴士一汽有1000多輛公交車，下設7個子公司，運營數(shù)十條公交線路。以往的用油模式是，憑票加油，再手工統(tǒng)計，這樣不僅手工統(tǒng)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(tǒng)顯得十分必要。

1 需求分析

為了最大程度的發(fā)揮車輛用油信息管理系統(tǒng)的優(yōu)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(xiàn)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(tǒng)應滿足以下要求，

（1）統(tǒng)一集中管理

為避免各公交公司在車輛用油信息管理系統(tǒng)上的重復投資，考慮“人－車－油”交易數(shù)據的統(tǒng)一集中管理。整個系統(tǒng)中，只需配置一臺核心數(shù)據庫服務器（系統(tǒng)構架圖中“數(shù)據中心”）對整個系統(tǒng)的上行、下行數(shù)據進行管理。各公交分公司應用端在系統(tǒng)的基本框架內，可根據本公司的實際情況進行相應數(shù)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(tǒng)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(tǒng)計加油明細數(shù)據，如：按單位－日期，車型等統(tǒng)計。查詢和統(tǒng)計出來的數(shù)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(tǒng)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(tǒng)只給予加油信息明細查詢和加油信息統(tǒng)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(tǒng)靈活、擴展性強

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

2 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)采用C#作為開發(fā)語言，利用ASP.NET設計界面，數(shù)據庫采用 MS SQLSERVER 2000,Web服務程序部署在windows 2003 server上。

2.1 系統(tǒng)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(lián)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(lián)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(lián)動控制器將加油數(shù)據發(fā)送到計算機，各加油站再將本站加油數(shù)據上傳到數(shù)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(shù)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(tǒng)計和分析，本文設計的系統(tǒng)就是運行在數(shù)據中心的Web服務器上。

圖1 IC卡加油機管理系統(tǒng)網絡拓撲結構

3.2 功能模塊設計

為了實現(xiàn)職能部門通過網絡訪問數(shù)據中心上的數(shù)據，設計了基于Web的IC卡加油機信息管理系統(tǒng)。通過在服務器上部署該加油機信息管理系統(tǒng)，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(tǒng)，獲取所需要的信息，系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)對車卡編號、車牌、油量限額、油種、車卡狀態(tài)等信息的查詢及管理。

（4）人卡信息查詢模塊，實現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)計模塊，實現(xiàn)多種方式的加油信息統(tǒng)計，主要統(tǒng)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(tǒng)詳細流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊流程圖

系統(tǒng)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(tǒng)根據用戶的角色規(guī)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(shù)據庫設計

數(shù)據庫是系統(tǒng)的核心，必須在數(shù)據庫性能和編程等方面綜合考慮，良好的數(shù)據庫設計有以下優(yōu)點：

（1）節(jié)省數(shù)據的存儲空間；

（2）保證數(shù)據的完整性；

（3）方便進行數(shù)據庫應用系統(tǒng)的開發(fā)。

本系統(tǒng)是為公交公司設計的加油站管理系統(tǒng)，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(tǒng)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，F(xiàn)K(Foreign Key)表示外鍵。數(shù)據庫設計中常用以下三個范式來規(guī)范數(shù)據庫[1]，即

第1范式：每列數(shù)據都是不可再分的最小數(shù)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(shù)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(shù)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(tǒng)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(fā)中，安全是一個非常關鍵的問題[2]，本系統(tǒng)利用 ASP.NET的安全機制、數(shù)據庫安全控制策略等構建性能安全的系統(tǒng)。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(zhí)行代碼的總和。根據系統(tǒng)功能需求，建立了查詢文件夾（Search）和統(tǒng)計文件夾（Report）等，同時還創(chuàng)建了數(shù)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(shù)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(shù)據庫安全性

除了利用關系數(shù)據庫系統(tǒng)的視圖和存儲過程（如創(chuàng)建帶參數(shù)的視圖）實現(xiàn)不同角色身份的用戶對各自權限范圍內的數(shù)據訪問外，還通過特殊字符過濾法、利用參數(shù)實現(xiàn) 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(tǒng)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(tài)口令與靜態(tài)口令結合的身份認證方式解決該系統(tǒng)的安全登錄問題。靜態(tài)口令即為用戶登錄時需要輸入的密碼，而動態(tài)一次口令是根據客戶端發(fā)送給服務器的申請，由服務器一次性產生以執(zhí)行時的百分之一秒當隨機數(shù)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(fā)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(fā)生錯誤時，會顯示錯誤行號，方便調試。但發(fā)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(tǒng)根據圖4界面登陸后，進入圖5所示界面，系統(tǒng)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(shù)據查詢和統(tǒng)計，如進行加油數(shù)據明細查詢，如圖6所示。

本系統(tǒng)已在上海巴士一汽公交公司運行了兩年多，運行穩(wěn)定，為各分公司的車輛用油統(tǒng)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(yè)的成本核算提供科學依據，這也是公交企業(yè)增強競爭力、創(chuàng)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(shù)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(tǒng)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(xiàn)以及防范[J].世界科技研究與發(fā)展,2008,Vol.30(3):290-291.