基于MVC智能高清卡口信息系统设计与实现
摘 要： 针对MVC智能高清卡口信息系统运用中的存在问题，通过对相关的数据库分析、对C/S、B/S、高清设备、图像处理、网络传输等理论知识进行论述。按照高清卡口需求来实现相应的功能，从业务实际需求出发，借鉴周边的先进业务模型，参考已有卡口产品的先进设计，最终确定本地系统模型设计，并确保与交通工作的优化结合。确定总体方案后，进行详细的系统设计和软件设计，经过测试表明：相关设计效果良好。
关键词： MVC； 高清卡口； 架构； 信息系统
中图分类号： TN315?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）08?0071?03
0 引 言
在许多整合框架策略能够实现MVC体系结构中比较常用的整合框架策略是Struts+Hibernate架构[1]。Struts是MVC设计模式的一个应用实例，它是实现表示层的工具，应用Struts可以极大减轻设计和开发大型企业级软件的负担，使辅助设计人员有效地规划作业流程，并使设计人员和编程人员在较短的时间里能开发出系统原型。Hibernate是一种新的对象/关系数据库映射工具，它不仅提供了Java类和数据表之间的映射，还提供了数据查询和恢复机制，在系统中更好地实现了数据持久化[2]。
1 智能高清卡口业务流程设计
为提高对刑事、治安案件的快速响应和处理，以及进一步防治、防控的能力，设置卡口系统对于稳定社会治安、创建和谐城市具有重大的现实意义[3]。利用高科技装备建设高清治安卡口系统，可以及时准确地记录机动车辆信息，随时掌握各出入口的机动和非机动车流量及状态，进行车辆动态布控，通过对于一个维度值进行规约操作，实现数据按照这个维度进行一次汇总聚集。下卷和上卷正好是相对应的，是沿着维度信息向更加细粒度的方向进行扩展[4]。切片和切块这2个操作只是针对所选用的维度粒度上有区别，前者是考虑从数据立方体中获取一个维度值，后者是会获取两个或者两个以上的维度信息，从而实现数据立方体的切割，实现数据共享，为授权用户提供远程服务和Web查询，使指挥中心可随时调用各卡口信息[5]。
2 软件模块设计
该软件系统大致分为“车辆识别”、“数据传输”、“数据存储”、“布控、黑名单比对报警”、“违法超速比对报警”、 “系统检测及故障处理”、“数据备份与清除”、“时钟同步”、“Web管理平台”、“车辆跟踪分析”等几个功能模块[6]。
系统采用C/S和B/S相结合的方式。系统的数据传输、比对报警、故障检测等采用C/S模式；查询、统计等操作用B/S模式实现。
系统前端采用高分辨率摄像机对过往车辆进行抓拍，获取前排司乘人像的同时，通过嵌入式系统软件对车辆图像的车牌号进行实时自动识别，把识别结果及车辆图像传输至后台系统进行比对、报警处理。借助前面的研究工作，基于 Web日志挖掘的分布式计算平台，对于海量数据的处理是有很高的效率的和相对较低的成本以及，同时结合需要分析的 Web日志的特点，完全可以利用这个平台进行海量数据的处理工作，同时利用 Hive工具。
3 数据传输率设计
车辆数据的传输采用业界通用的TCP/IP协议进行传输；首先由前端设备传送到营房分中心，进行数据解析之后实时转发到市局中心，Google的文件存储系统能够实现对于海量数据的存储，这其中包括很多 Web日志数据，Web资源数据，它们的文件大小动则几个 GB，很多数据一天的累积量就达到 TB级别，如果需要对如此的数据进行有效的管理，就需要对文件设计时，考虑文件块的大小，这样不用动用很多的文件块，就能实现对于海量数据的处理了。
3.1 数据存储
由于成本和数量不断增长，导致必须考虑采用更加廉价，并且更加适应这种海量数据计算的新的系统，首先考虑目前采用类似 orcale这类集中式的 SISD（Single Instruction stream，Single Data stream）这种一条指令，一条数据流的模式，或者 Oracle rac这种多处理机，共享存储器的模式，会逐渐因为计算量的不断增长，如像淘宝、百度这类互联网公司每天都需要海量的日志，而且几乎都是以每几十个 TB的速度增长，由于传统的关系型数据库系统需要的结构化的数据源，而日志数据一般又不能很好地满足这种二维表结构的，因此需要一种不使用关系型数据库来控制数据的持久性。其中数据层只负责信息的采集和归类，业务层主要负责相关功能业务的处理和数据的流向等，表示层主要负责数据信息的显示。
3.2 系统检测和故障处理功能设计
（1）故障自动检测
数据库本身蕴含着大量的信息，需要通过一定的方法来对着这些信息进行发掘，在对海量 Web日志进行分析时，可能会考虑到需要分析某些广告位带来的流量比较高，某些广告位带来的流量不高，同时分析与这些广告位信息有关联的各种信息，比如访问的人群，访问的时间段，投放广告网站的排名等，这些可以通过在 Web日志中进行打点将相关的广告信息带到日志中，实现对于广告位的分类，以后当需要新增广告位时，可以通过分类模型，将这些广告位的资源进行分类。
系统能够记录下系统各个设备的运行情况，将所有故障相关数据记录保存在数据库中，并按时间周期生成系统故障日志。
（2） 断电自动重启
软硬件均具备断电自动重启功能，当系统重新上电之后能够在不需要人工干预的情况下自动恢复正常。
3.3 数据备份与清除
（1）数据备份
系统对数据和图片进行定期备份；数据库中的数据可以通过数据库进行定期备份，也可以进行手动导出备份，确保能够在系统崩溃的情况下进行恢复；图片通过磁盘阵列进行热备份。
（2）数据清除
系统软件提供对导出的数据进行手动清除；可以设定磁盘剩余最小空间对过时数据进行自动清除；系统前端采用高分辨率摄像机对过往车辆进行抓拍，获取前排司乘人像的同时，通过嵌入式系统软件对车辆图像的车牌号进行实时自动识别，讨论了分布式计算相关的计算以及关于 Web日志挖掘开源框架的核心计算部分，讨论这些的目的是为实施数据处理做准备，以前所处理的数据量仍然维持在一个比较低的水平，但是随着信息技术的日益发展，特别是互联网的越来越普及，海量数据信息已经在人们身边充斥着，面对如此巨大的信息资源，需要从这些资源海洋中发掘出真正的知识“金块”，但是传统的 Web数据挖掘基本都是基于单机的或者数据比较小的，对于大数据量一般都是借助于一些大型的集中式的系统进行分析，例如 Oracle rac等，这种一般随着数据量的不断提升，成本因素会飞速的上涨，因此需要借助前面提到的分布式计算平台来完成海量数据的挖掘工作。数据仓库是在 Web数据挖掘出现后比较长一段时间内，才被业界逐渐认可的一种技术方案，数据仓库包括的方面有数据清理、数据集成和数据变换，它可以提供 OLAP（联机分析处理），同时对于多维度数据进行交互分析，这些都可以为如关联、分类、预测、聚类等 Web数据挖掘算法提供强大的多个层面的知识挖掘。
4 网络卡口模型优化
给定一个卡口模型控制传感器[G=（V，E）]，集合[V]是节点集对应场景中静止的节点，集合[E]是边集。对[vivj∈V（vi，vj）∈E]当且仅当位于相互的传输范围之内。[Ni]是的邻居节点集合。
为此，可以得到节点的周期耗能
[ξ=j∈NIxijtij+j∈NIxijrij]
式中：[xij]为[vi]向[vj]发送的信息数量；[rij]，[tij]是收发信息的能量损失系数。则得到节点的软件：
[ti=biξi]
式中[bi]为[vi]的剩余能量。
于是，可以推断出卡口模型控制传感器的软件为[Tnet][=max（vi，vj）∈Eti]。
基于保证卡口模型控制接受信息的有效性，则必须场景中的所有短基线声响传感器节点将其采集的信息通过一定的路由发送给卡口模型控制。因此，对每一个节点[vi]传输的负载应该是该节点出示的负载与从其他节点接受的负载之和，即：
[Si=j∈Ni（xij-xji）， S0=-i∈NiSi]
应用线性规划最大最小网络软件可得：
目标函数：
[max Tk=mini∈N ti]
约束条件：
[j∈Ni（xij-xji）=Si；?i∈N，xij≥0；?i∈N，?j∈Ni]
式中[k]对应场景中各个阶段的拓扑结构。
当网络中的节点因耗能而无法继续传播信息时，卡口模型控制个更新网络中的拓扑后重新为节点分配路由信息。当卡口模型控制的一跳节点完全失效后网络的软件结束，则可以看出：
[Tnet=kTk]
根据最大最小的定义可将上述问题转化为：
目标函数：
[maxTk]
约束条件：
[j∈Ni（xij-xji）=Ri；?i∈N，xij≥0；?i∈N，?j∈Ni；Tkξi≤Ei，?i∈N。]
将短基线声响传感器的软件定义为网络中能够向卡口模型控制在一跳范围内直接传输信息节点的软件。此模型将会产生卡口模型控制的“能量空洞”，即由于卡口模型控制周围的节点要担当更多的信息转发任务，所以尽管其他节点剩余能量较多，这些节点的能量将提早耗尽而使网络软件结束。
5 结 语
由于卡口模型控制周围节点承担更多的数据包转发任务，这些节点很容易耗尽自身的能量而过早失效。此时，尽管网络中还有大量未被充分利用的能量资源，但由于Sink附近出现的“能量空洞”问题，导致网络软件的提早结束。
参考文献
[1] 朱庆伟，吴宇红.一种对象/关系映射框架的分析和应用[J].电子科技，2004（1）：12?13.
[2] 邓勇，丁峰，沈钧毅.基于UML的Web应用系统建模方法的研究[J].计算机工程与应用，2000（6）：17?18.
[3] 董洪杉，窦延平.利用Hibernate的J2EE数据持久层的解决方案[J].计算机工程，2004（z1）：20?21.
[4] 施兴健，徐良贤.Hibernate在Struts中的研究和应用[J].计算机工程，2004（z1）：25?26.
[5] 黄烟波，张红宇，李建华.基于Struts和Hibernate的J2EE架构[J].计算机时代，2004（10）：28?29.
[6] 沈豪杰.智能高清卡口在公安层面的应用设计与实现[J].现代电子技术，2011，34（24）：103?105.
