趙興國(guó)　曾文瀟

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)關(guān)部署；傳輸成功率；負(fù)載均衡；區(qū)域一體化；管理信息系統(tǒng)

加油站是現(xiàn)代社會(huì)的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口流動(dòng)增多，汽車數(shù)量也逐漸增加，加油站在城市中扮演著越來(lái)越重要的角色。由于油品種類繁多、儲(chǔ)存環(huán)境惡劣等原因，導(dǎo)致了其存儲(chǔ)安全問(wèn)題日益嚴(yán)峻。同時(shí)，因?yàn)榧佑土看蠖a(chǎn)生的庫(kù)存積壓?jiǎn)栴}也嚴(yán)重影響到人們生活水平，并為交通出行造成了潛在的危險(xiǎn)，從而威脅到加油站行業(yè)的健康發(fā)展。與此同時(shí)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求越來(lái)越高。由于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)限制較為嚴(yán)重，無(wú)線網(wǎng)關(guān)技術(shù)在滿足用戶和工作環(huán)境中使用寬帶、擴(kuò)頻等功能需求的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)。無(wú)線網(wǎng)關(guān)具有傳輸速率較快及可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也存在著如系統(tǒng)資源容量有限、數(shù)據(jù)流量不穩(wěn)定以及通信協(xié)議難以兼容的問(wèn)題。因此，如何保證無(wú)線NSMARTK技術(shù)與有線GSM技術(shù)之間相互融合，是本文無(wú)線網(wǎng)關(guān)部署優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)[1]。

一、無(wú)線網(wǎng)關(guān)部署優(yōu)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化算法

無(wú)線網(wǎng)關(guān)部署是在已經(jīng)完成的系統(tǒng)中，根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行初步配置，使各個(gè)模塊之間能夠正常通信[2]。首先，將每個(gè)節(jié)點(diǎn)接入到有線網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)連接新設(shè)備后使用本地地址訪問(wèn)其他用戶端（如移動(dòng)應(yīng)用）。其次，利用現(xiàn)有I/O接口實(shí)現(xiàn)與外部基站的數(shù)據(jù)交換和交互。最后，通過(guò)外設(shè)接口來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)資源并獲取無(wú)線網(wǎng)關(guān)部署參數(shù)信息。在完成了上述功能以后就可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到最佳性能指標(biāo)要求。我們可以通過(guò)以下三個(gè)階段來(lái)進(jìn)行無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)部署：

（一）部署區(qū)域劃分

根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)類型劃分，將其劃分為三個(gè)子域：核心網(wǎng)關(guān)、接入?yún)^(qū)和服務(wù)環(huán)。其中業(yè)務(wù)邏輯樹(shù)部署方式為最常用的一種拓?fù)鋬?yōu)化方法。我們可以通過(guò)設(shè)置好區(qū)域內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)交換關(guān)系來(lái)確定每個(gè)用戶所擁有資源量以及當(dāng)前位置，考慮到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中一些如數(shù)據(jù)包吞吐量等重要參數(shù)會(huì)對(duì)協(xié)議性能產(chǎn)生一定影響，在去除無(wú)法部署的區(qū)域后將其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。如圖1所示。

（二）信號(hào)覆蓋的檢測(cè)

在進(jìn)行信號(hào)覆蓋檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)覆蓋的發(fā)射源和接收天線分別做一個(gè)定位。根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)中提出的基于最大距離估計(jì)模型、最小二乘原理及多目標(biāo)優(yōu)化算法等幾種典型無(wú)線網(wǎng)關(guān)測(cè)試用參數(shù)來(lái)確定最佳方案。由于不同類型終端設(shè)備之間存在著通信帶寬差異，且各個(gè)指標(biāo)間相互影響會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能退化或失??；同時(shí)，在進(jìn)行覆蓋檢測(cè)時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和篩選以保證所選擇的特征盡可能接近最優(yōu)狀態(tài)。根據(jù)無(wú)線通信陰影效應(yīng)的對(duì)數(shù)－正態(tài)分布模型（式（1）），劃分出潛在的節(jié)點(diǎn)部署位置后，對(duì)其信號(hào)的連續(xù)覆蓋進(jìn)行檢測(cè)，即：

如果鏈路上存在未被完全覆蓋的節(jié)點(diǎn)就會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞甚至癱瘓，而那些不能再放置在任何其他位置上且距離太遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)就可以考慮將其直接去掉或者忽略掉，但是這會(huì)增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，降低通信質(zhì)量，從而影響無(wú)線網(wǎng)關(guān)部署方案設(shè)計(jì)以及運(yùn)行性能。我們利用式（2）中的最小平均信號(hào)強(qiáng)度來(lái)判斷其覆蓋范圍：

（三）調(diào)整和優(yōu)化

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連通率是一個(gè)重要的衡量指標(biāo)，也可以說(shuō)是無(wú)線網(wǎng)關(guān)成功與否的主要依據(jù)。如果沒(méi)有有效的算法來(lái)優(yōu)化和控制多徑衰落，傳輸線中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互抵消或抑制干擾可能會(huì)導(dǎo)致多個(gè)用戶同時(shí)加入同一個(gè)信道，減少了整個(gè)通信系統(tǒng)運(yùn)行所需要消耗的帶寬資源或者使用性能更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生更高開(kāi)銷，最終影響整體無(wú)線網(wǎng)關(guān)接入成功率的大小。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連通率是指任意客戶端設(shè)備與主干節(jié)點(diǎn)之間相連接的概率，計(jì)算公式如下：

基于該目標(biāo)函數(shù)，部署一個(gè)較小、但稀疏度高（例如5k）或者需要進(jìn)行路由路徑上權(quán)值分配時(shí)可以采用多跳轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)來(lái)提高整個(gè)通信鏈路運(yùn)行效率，將該方法與本文所述無(wú)線網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)模型相結(jié)合之后還可增加網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

二、基于無(wú)線網(wǎng)關(guān)算法的危爆場(chǎng)所儲(chǔ)運(yùn)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文對(duì)危爆場(chǎng)所儲(chǔ)運(yùn)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)功能分區(qū)與劃分。該部分是根據(jù)用戶需求分析確定的。在系統(tǒng)中定義了基本信息、功能操作等模塊，在站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)部署方案及配置規(guī)劃方案階段利用了無(wú)線網(wǎng)關(guān)部署算法。利用現(xiàn)有設(shè)備及軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各子系統(tǒng)間進(jìn)行優(yōu)化改造后形成新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求將原有系統(tǒng)分為主服務(wù)器、分集服務(wù)器兩個(gè)部分組成網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)架構(gòu)方案。在開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)的軟件架構(gòu)時(shí)，該系統(tǒng)的核心功能模塊與特定技術(shù)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建一個(gè)功能齊全的危險(xiǎn)爆炸物儲(chǔ)存和運(yùn)輸管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的初衷，該系統(tǒng)有利于危險(xiǎn)爆炸物儲(chǔ)存場(chǎng)所的管理，從而提高管理效率。

（二）系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

在系統(tǒng)的用戶登錄功能中，只有管理員才可以打開(kāi)相關(guān)操作，而其他普通人員則不能進(jìn)入該部分。站內(nèi)設(shè)置為用戶管理、密碼修改等權(quán)限。對(duì)加油站內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)：當(dāng)輸入賬號(hào)和密碼時(shí)就會(huì)顯示有賬號(hào)信息或想要填寫的一個(gè)具體區(qū)域。在填錯(cuò)賬戶名或者空號(hào)的情況也可以通過(guò)登錄系統(tǒng)來(lái)打開(kāi)相關(guān)操作，并且在該部分中還需要提供相應(yīng)的提示。系統(tǒng)登錄顯示功能是為了保證加油站安全管理的需要，用戶可以通過(guò)輸入正確密碼進(jìn)行登錄，并設(shè)置為錯(cuò)誤提示。本站所在部門人員都會(huì)收到自己所要填寫的賬號(hào)和密碼。然后點(diǎn)擊“注冊(cè)”按鈕即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該號(hào)碼進(jìn)行驗(yàn)證操作，操作過(guò)程中連接 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)，完成系統(tǒng)登錄信息的驗(yàn)證。表1、表2為登錄數(shù)據(jù)項(xiàng)信息表。

表 1 用戶名輸入項(xiàng)表

表 2 用戶名輸出項(xiàng)表

系統(tǒng)設(shè)置有：加油站的油品名稱、規(guī)格等信息，由系統(tǒng)自動(dòng)顯示，并將其與加油站管理系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)接。當(dāng)用戶在使用本系統(tǒng)時(shí)需要對(duì)所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和更改，同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看。如果需要修改某項(xiàng)工作或刪除某一功能，則必須先輸入該用戶編號(hào)或者是填錯(cuò)相應(yīng)內(nèi)容后才能重新填寫相關(guān)記錄以方便后續(xù)的查詢操作。系統(tǒng)設(shè)置中，還可以對(duì)油品的單位進(jìn)行修改設(shè)置。主系統(tǒng)的主要功能就是實(shí)現(xiàn)加油站安全管理，同時(shí)對(duì)整個(gè)管理系統(tǒng)進(jìn)行操作。其中加油站信息采集模塊。負(fù)責(zé)收集、錄入和處理來(lái)自站內(nèi)各部門所提供的油品參數(shù)、加油情況等數(shù)據(jù)并上傳至系統(tǒng)中，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳遞到工作站上供用戶使用。工作站上還可以根據(jù)需要編輯或修改數(shù)據(jù)庫(kù)表單，方便快捷地實(shí)現(xiàn)各種功能。

系統(tǒng)用戶管理功能是由管理員的操作人員進(jìn)行，管理人員通過(guò)對(duì)所有相關(guān)信息的維護(hù)和統(tǒng)計(jì)來(lái)完成。

1、添加新品。在加油站內(nèi)可以根據(jù)實(shí)際情況增加商品種類，比如油罐、加油機(jī)等物品，還能將這些物品放入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便于查詢或者刪除掉，需要使用時(shí)直接輸入相應(yīng)產(chǎn)品名稱或數(shù)量并顯示出來(lái)。

2、對(duì)使用人員的權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。在系統(tǒng)中，每一個(gè)使用者都擁有對(duì)應(yīng)的賬號(hào)密碼，可以通過(guò)該賬戶來(lái)增加自己所需要操作內(nèi)容以及操作方式等；同時(shí)還可根據(jù)具體情況設(shè)定相應(yīng)級(jí)別、等級(jí)或權(quán)利范圍。

3、用戶信息維護(hù)與修改功能實(shí)現(xiàn)了管理員對(duì)于所有使用人和注冊(cè)過(guò)的用戶進(jìn)行管理、維護(hù)和更新相關(guān)資料等工作的權(quán)限設(shè)置。同時(shí)系統(tǒng)會(huì)將每個(gè)使用人員的姓名記錄下來(lái)，有助于管理策略的落實(shí)。

同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能迅速查詢到所需要的加油明細(xì)，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了靈活的多條件組合查詢，多條件組合查詢是指通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合的比較，從而確定出一個(gè)最優(yōu)方案，并為之提供相應(yīng)的技術(shù)支持，以滿足用戶需求。多條件組合查詢主要是針對(duì)不同層次、不同年齡段以及不同工作區(qū)間等因素影響而建立起來(lái)的一種新方法，這種方式可以有效地解決傳統(tǒng)人工檢索時(shí)效率不高和時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，同時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行加油站所有信息資源的共享管理也更加方便快捷，從而使系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性更強(qiáng)。在這里，統(tǒng)一檢索技巧的設(shè)計(jì)，無(wú)論多少的條件下，我們可以使用一個(gè)SQL語(yǔ)句查詢[3-4]。如下面的子程序：

加油站需要定時(shí)對(duì)加油站內(nèi)油品進(jìn)行補(bǔ)充以便能達(dá)到很好的日常銷售。每次 進(jìn)油都要登記，統(tǒng)計(jì)油品的運(yùn)送損益和進(jìn)油數(shù)量，為以后正確統(tǒng)計(jì)油品銷售情況 和經(jīng)營(yíng)損益做準(zhǔn)備。油罐的罐存量要能隨時(shí)監(jiān)控，當(dāng)油品的余量不足時(shí)能及時(shí)補(bǔ) 充，這能使地區(qū)內(nèi)加油站的油品配置達(dá)到最優(yōu)化。加油站油量變化檢測(cè)系統(tǒng)主要用于檢測(cè)每種油量的剩余，在達(dá)到最低值時(shí)進(jìn)行信息上報(bào)申請(qǐng)加油。當(dāng)成品油進(jìn)行入庫(kù)時(shí)，需要分為三個(gè)步驟：第一，加油罐車進(jìn)行檢驗(yàn)查收，需要根據(jù)送油單上的數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)。第二，對(duì)加油罐車罐體中的成品油進(jìn)行測(cè)量，以便記錄加油罐中的前尺升數(shù)，并進(jìn)行填表記錄。第三，對(duì)加油罐車罐體中已卸油品后的罐體數(shù)進(jìn)行測(cè)量標(biāo)出后尺升數(shù)，然后填寫相應(yīng)記錄并上報(bào)。入庫(kù)及庫(kù)存管理功能設(shè)計(jì)流程圖如下圖2所示：

圖 2 倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)及庫(kù)存管理功能設(shè)計(jì)流程圖

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文針對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)運(yùn)及庫(kù)存管理模式問(wèn)題以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下安全風(fēng)險(xiǎn)因素和相關(guān)技術(shù)難題，利用無(wú)線網(wǎng)關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化和數(shù)據(jù)共享，并在此基礎(chǔ)上建立起一個(gè)新平臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)中所需要的功能模塊及應(yīng)用需求[5]，同時(shí)結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理論研究與實(shí)際情況設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)加油站儲(chǔ)運(yùn)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以提高加油站對(duì)日常工作的效率并對(duì)質(zhì)量進(jìn)行有效控制。