论文总字数：24083字

目 录

1 绪论 1

1.1 研究背景及现状 1

1.2 开发目的及意义 1

2 核心技术介绍 2

2.1 系统结构简介 2

2.2 C#编程语言和ASP.NET技术简介 2

2.3 IIS7.0 服务器 3

2.4 AJAX异步实时刷新技术 3

2.5 多维数据可视化技术 3

2.6 数据缓存技术 4

2.7 XHTMLamp;CSS 4

2.8 SQL Server 2008数据库 4

2.9 ADO.NET 4

3 系统分析 5

3.1 需求分析 5

3.2 可行性分析 6

3.2.1 技术可行性 6

3.2.2 经济可行性 6

3.2.3 运行可行性 6

3.3 系统要求 6

4 系统设计 6

4.1 系统概要设计 7

4.2 系统详细设计 7

4.2.1 交通气象灾害模块 7

4.2.2 高速隐患点数据管理模块 8

4.2.3 系统信息管理模块 8

4.3 数据库设计 8

4.3.1 数据库需求分析 8

4.3.2 数据库概念结构设计 9

4.3.3 数据库逻辑结构设计 11

5 系统实现与测试 13

5.1 用户登录 13

5.2 交通气象灾害模块 14

5.2.1 时间日期查询 14

5.2.2 事故地点查询 17

5.2.3 事故类别查询 18

5.2.4 处置方案查询 18

5.2.5 事故地点柱状图 19

5.2.6 事故地点饼状图 19

5.2.7 事故类别饼状图 20

5.3 高速隐患点模块 21

5.4 系统信息管理模块 21

5.4.1 系统信息简介 21

5.4.2 事故表管理 22

5.4.3 隐患点管理 23

5.4.4 事故管理 23

5.4.5 灾害管理 24

5.4.6 用户管理 24

5.5 系统测试 24

5.5.1 测试环境 24

5.5.2 测试与结果 24

5.5.3 系统测试评价 25

6 总结与展望 25

参考文献： 26

致谢 27

江苏高速公路气象监控及分析系统

董怡修

，China

Abstract：Global warming is becoming a more and more severe problem that all of us have to face together, followed by frequent extreme weather disasters. Since 1980s, the building of expressway has developed a lot, and it make a great sense to economic development, national defense construction and the improvement of people’s living standard. According to statistics, the traffic accident result from extreme weather condition take 30 percent of all the traffic accident that public security traffic sector dispose annually. As one of the major reason that have great influence on traffic safety, it is necessary to motor and analyze temperament data to avoid the risks and hidden danger. With the building of this system, it is viable to provide theoretical basis, objective data for monitoring works. And it can also make the decision-making and management more scientific. This B/S-based system uses VS2015 as the developing platform, makes the use of SQL Server Database and IIS servers to ensure the service of data processing and requesting feedback. Front end achieve the function of real-time data query, while rear end achieving the function of analyzing and processing data. So that it is available to share data.

Key words：.NET; SQL Server; IIS; monitoring and analysis of weather information

绪论

研究背景及现状

从1980年到现在，我国的高速公路建设取得了极大的发展。它直接或间接地参与了我国的经济发展和人民生产生活方式的改变，成为了我国经济建设和人民生活水平提高中不可或缺的重要因素。统计资料显示，至今我国的高速公路总里程已达到12万公里。从交通运输部获悉未来一年（即今年）我国还将把这个数据增加4500公里^[2]。

近期正在热映的《北极，北极！》八集大型纪录片把人们的视线再一次拉回到环境变化的影响以及其应对措施上，警醒人们环境的脆弱以及突发性极端天气的不可避免。近些年来，伴随着经济迅猛发展而来的是愈演愈烈的环境污染，纵观全球，由极端灾害性天气引发的自然灾害频发，其强度也在逐渐增大^[3]。2008年极为罕见的冰冻极寒天气席卷我国南部，无独有偶，2014年美国中西部和东北部的冰冻酷寒天气使将近1.9亿美国人生活受到影响。一系列环境变化会导致大风、气温骤降、沙尘暴、冰冻、暴雨暴雪等极端灾害性天气，将使得人们的生活环境更加恶劣。因为对气象变化的高敏感性，交通运输也会受到巨大甚至毁灭性的影响。异常天气条件会导致结冰、低能见度、滑坡泥石流、特大雨雪等极端天气现象，给行车安全带来巨大的威胁，并会造成公路封闭以及重大交通事故甚至关系到到司乘人员的生命安全，同时还会直接给公路经济效益带来损失，无法保证道路交通的安全和高效。

由此可见，恶劣天气及气象灾害已经逐渐渗透影响社会的方方面面，气象灾害信息预警是关系民生甚至社会稳定的大事，气象监控分析系统对保证交通运输安全运行至关重要^[4]。这也意味着气象信息管理工作将面临巨大的挑战，良好高效的预警系统可帮助决策者及时做出正确有效的决策，建设并完善灾害性天气预警信息系统并最终使其覆盖全国的工作已经刻不容缓。

近些年随着气象监测技术和公路交通建设的发展，我国的交通气象信息系统也取得了长足进步，但是它在我国的起步还是比较晚的。上世纪末，上海、江都等省市率先在完成高速公路沿线能见度传感器的监测，2004年以来，其他省市也陆续展开高速公路沿线监测站建设的工作。

本世纪以来，交通气象服务引起了全国各地气象部分的重视，他们都通过建设道路气象信息服务系统尽量减少异常天气条件对出行的影响并提高自己的服务能力。这些服务系统的开发涉及到很多学科领域，诸如气象、计算机、交通等，这也使得其具有较高的复杂性。相关气象系统数据显示，已有的气象信息系统在稳定性、高效性等方面还存在问题。交通气象服务的精细化需求也将逐步加大。我国的交通气象水平与发达国家相比，还存在较大的欠缺^[5]。

开发目的及意义

随着科学技术对社会以及生产生活造成影响的逐渐加大，广大人民群众也对公共服务寄予厚望。本课题从目前我国所面临气象信息预警所带来的巨大挑战出发，设计并实现一个气象监控和分析系统，达到气象信息共享的目的。本系统主要实现高速公路各项气象信息和各路段的交通事故信息的管理、更新和查询，并对各主要信息按照类别进行统计分析，得出直观的统计图表。可提供给有关部门用于及时做出预警决策等工作，在一定程度上减少不利气象条件对生产生活甚至生命安全的影响。本系统可完成各类信息的整合分析以及综合信息的统筹管理，用户可通过直观的界面进行数据查询等操作，并协助提高相关气象工作人员的工作效率，提升气象部门的公信力，同时还能为气象信息的研究提供便利条件^[6]。

核心技术介绍

系统结构简介

综合系统稳定性、开放性等因素，江苏高速公路监控及分析系统采用B/S模式进行开发，这种形式的好处就是降低开发的复杂程度，提升了后期维护和用户使用的便利性。用户在主机上安装浏览器，浏览器与服务器之间的通信是通过web Server完成的，Web Server可访问数据，从而完成浏览器与数据库及其他安装在服务器上的组件进行的数据交互。B/S是对C/S模式的改进，它运用日新月异的浏览器技术和脚本语言就可实现其他复杂软件才能实现的功能，不用在客户端安装任何额外的应用软件就能够在任何地方完成操作[7]。在扩展升级时只用对服务器上的程序进行改进，系统的扩展也因此不会太复杂，在系统具有更好灵活性的同时也省去了客户端的安装和维护工作。考虑到B/S模式的各种优越性，江苏高速公路监控及分析系统将以B/S的方式呈现。用户只需要通过浏览器访问服务器就能完成程序和数据的加载，对于开发人员来说，系统的维护和更新都只用在服务器上进行，这为系统功能的扩充提供了很高的便利性。

C#编程语言和ASP.NET技术简介

C#拥有类似VB操作的简单性的同时还汲取Java的语法特点，是一种高级的面向对象编程语言，具有强大的功能。以.NET框架类库为基础，其类型的安全监测、垃圾收集和异常处理都由公共语言运行库完成，能够进行快速开发^[8]。

目前编写动态网页主要用ASP、JSP和PHP这三种语言。其中ASP可以生成并执行动态的高性能WEB应用程序；PHP使用C、Java语言的语法并结合自己本身特性，是在服务器端的跨平台嵌入式脚本语言；JSP可在Servlet和JavaBean的支持下完成具有很强大功能的站点程序^[9]。ASP.NET不是一种编程语言，它实际上是一个由.NET Framework 提供的开发平台，它是.NET组件，任何诸如C#的.NET语言都可通过引用该组件来创建WEB服务或者网页。ASP是一种解释性框架，而ASP.NET是编译性框架，并且ASP.NET建立.aspx和.aspx.cs文件将代码进行了分离，具有很高的执行效率和安全性。在逻辑上，显示层、逻辑层和数据层构成了ASP.NET ^[10]。本系统在后台进行统一管理并对数据进行集中处理，在处理相同的请求时无需对页面进行重新加载。因此，它可以高效地完成对页面处理大大提升运行效率。对于用户与服务器交互频繁的系统十分适用。

IIS7.0 服务器

IIS即互联网信息服务，可完成网页浏览、稳进传送、邮件服务和新闻服务等功能，IIS7.0有很多脚本、配置和管理工具等，因此它有能力向开发者提供完整的服务器平台^[11]。除此之外，它还拥有包括新的命令行工具和管理员的完整的成体系的管理工具，这为开发者利用.NET进行新的管理模块创建和插入新的管理UI模块提供了可能性及便利条件。IIS7.0中的运行状态控制API可以提供实时的请求状态信息，这些请求包括在工作进程、应用程序池、网站和运行。

AJAX异步实时刷新技术

AJAX即异步的JavaScript和XML，它使用文档对象模型实现动态显示和交互，在一般的网页应用中，用户每操作一步就要向服务器发送请求，服务器处理请求后给浏览器返回一个新的WEB页面，完成与用户的交互^[12]。在这种模式中，即使页面只做小部分的更改，服务器也会向浏览器返回整个页面，这浪费了很多带宽也增加了响应时间，影响了交互速度。AJAX则与此不同，用户第一次发送请求并收到服务器响应的完整页面，在后续的操作中，若是只改变部分数据，AJAX技术会向服务器发送相应的请求，不用重新载入整个页面，只需用XHTM和CSS技术将响应的内容显示出来即可。JavaScript在客户端处理服务器返回的数据，而这些数据是AJAX向服务器发送并取回的，所以服务器和浏览器之间的数据交换将在很大程度上被减少。服务器的响应时间和荷载也随之极大地减少，响应速度和用户体验将在很大程度上得到提升。

多维数据可视化技术

在当下这个数据爆炸的信息时代，时时刻刻都要对海量数据进行处理，只有将这些数据以直观的形式展现出来才能让用户迅速抓取有效信息。在此过程中需要将抽象的数据及数据之间的关系以图形图像的形式显示，描述其联系等要素，并揭示数据的趋势走向，这样有效信息才能迅速地被获取。这种形式不同于传统的用关系数据表进行描述和分析数据的形式，使得用户可有效地对隐含在已知数据中的信息进行分析并得出结论。在高度信息化的当下，越来越多基于的B/S的应用被企业采用，这就需要将数据以图表的形式在页面上展示出来，同时也打破了单机无法进行数据共享的格局。

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