基于XML的公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)通用設計技術

喬旭 勾妍妍 盧士軍

摘 ? 要： 為滿足不同公路養(yǎng)護單位的管理需求并適應需求的變化，提出基于XML文件的公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)通用化生成技術。該技術在SSH框架基礎上，將生成系統(tǒng)的文件分為兩層：靜態(tài)信息層與參數(shù)層。靜態(tài)信息層用于保存生成系統(tǒng)所需的各種數(shù)據(jù)，包括基礎數(shù)據(jù)與標識符。參數(shù)層用于存儲用戶的參數(shù)信息，包括界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息等參數(shù)。根據(jù)實際需求在參數(shù)層配置界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息等參數(shù)，結合靜態(tài)信息層的基礎數(shù)據(jù)，生成通用公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)。應用實例表明，通過XML文件生成系統(tǒng)既能夠實現(xiàn)用戶界面的自動配置，又可以配置相關的數(shù)據(jù)庫操作。因此，增強了公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)的通用性。

關鍵詞： 公路養(yǎng)護; SSH框架; XML文件; 管理系統(tǒng); 用戶界面; 數(shù)據(jù)庫

中圖分類號： TN919?34; TP315 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2019）12?0144?04

Abstract： A general generation technology of the highway maintenance management system based on XML files is proposed to meet the management requirements of different highway maintenance units and adapt to the changing requirements. On the basis of the SSH framework， the files for generating the system are divided into two layers： the static information layer and parameter layer. The static information layer is used to store the various data needed to generate the system， including the basic data and identifiers. The parameter layer is used to store users′ parameter information， including the interface element type and data entity information. The interface element type， data entity information， and other parameters are configured in the parameter layer according to the practical demand. The general highway maintenance management system is generated by combining with the basic data of the static information layer. The application examples show that the system generated by using XML files can not only realize the automatic configuration of the user interface， but also configure relevant database operations， thus increasing the universal performance of the highway maintenance management system.

Keywords： highway maintenance; SSH framework; XML file; management system; user interface; database

0 ?引 ?言

公路是城市最重要的基礎設施之一。在經(jīng)年累月的運營過程中，公路常出現(xiàn)路面破損和路基病害等問題。通過養(yǎng)護工程，可以保證公路持久通暢。公路養(yǎng)護工程包括路面養(yǎng)護、路肩養(yǎng)護、路邊養(yǎng)護、人行道養(yǎng)護、橋梁和交通服務設施等的養(yǎng)護。在養(yǎng)護過程中，需要調(diào)動大量人力物力，涉及多單位多部門相互協(xié)作。公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)為多單位多部門任務管理和公路養(yǎng)護科學化提供幫助。為同時滿足不同養(yǎng)護單位的需求并適應需求的變化，公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)采用通用化設計技術。

目前，通用管理系統(tǒng)的設計開發(fā)主要有代碼生成技術和用戶界面自動生成技術。Aven提出了自動化管理系統(tǒng)開發(fā)的形式化和標準化方法[1]。在該方法的基礎上，Paul提出了代碼生成技術。通過代碼生成技術，系統(tǒng)可以根據(jù)模板生成代碼和界面，使管理系統(tǒng)初步具備通用性[2]。代碼生成方法眾多，Mao針對快速開發(fā)特定領域管理系統(tǒng)的需求，提出一種基于操作模式的代碼生成方法[3]。Spink提出一種基于區(qū)域動態(tài)二進制翻譯器的代碼生成方法，利用分支類型和控制流提高代碼質(zhì)量[4]。在方法的評價和改進過程中，Viviana從有效性、生產(chǎn)率、安全性和滿意度等方面對自動化軟件開發(fā)及自動代碼生成的工具進行了分析評估[5]。Bhullar通過UML統(tǒng)一建模語言對代碼生成方法進行了規(guī)范[6]。受到開發(fā)平臺和成本的制約，自動生成的代碼難以保證系統(tǒng)完整性[7]。

為滿足用戶的個性化需求，簡化界面開發(fā)。用戶界面采用自動生成方法，提高管理系統(tǒng)的通用性。Gamecho采用基于模型的方法為盲人和認知障礙患者自動生成定制用戶界面[8]。Bandirmali提出一種基于內(nèi)存表的內(nèi)容管理框架，為用戶提供友好的向導和自適應結構[9]。為了增強界面多設備支持，提高自適應能力，杜一等人提出一種可擴展的用戶界面描述語言。該語言遵循層次化、模塊化的設計原則，支持多設備、多通道的用戶界面描述[10]。目前，用戶界面自動生成方法僅用于用戶界面的自動修改，較少涉及用戶的數(shù)據(jù)庫操作，系統(tǒng)的通用性仍有待提高。

為避免代碼生成和用戶界面生成中存在的問題，公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)在SSH（Struts Spring Hibernate）框架基礎上，采用基于XML文件的通用系統(tǒng)設計技術。通過修改XML配置文件生成用戶界面并更新涉及的數(shù)據(jù)庫操作，增強系統(tǒng)通用性。

1 ?公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)

公路養(yǎng)護工作頻次高、周期長，以往的公路養(yǎng)護管理方法難以滿足現(xiàn)代養(yǎng)護工作需要。計算機管理系統(tǒng)的發(fā)展為養(yǎng)護管理科學化提供了有效手段。目前，管理系統(tǒng)開發(fā)框架主要有Struts，EasyJWeb，Tapestry，Jpublish和SSH等。其中，SSH具有良好的可擴展性、可維護性和解耦性，能夠有效縮短開發(fā)周期[11]，普遍用于開發(fā)各類管理系統(tǒng)。

公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)主要包括文件審批管理、部門信息管理和養(yǎng)護工程管理等主要模塊。每個模塊又包含多項具體功能，如表1所示。

通過SSH構建和維護公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)過程中，常遇到界面元素與數(shù)據(jù)庫操作修改頻繁等問題。在代碼生成與用戶界面生成研究的基礎上，提出基于XML的通用系統(tǒng)設計技術，通過參數(shù)配置減少源碼修改，實現(xiàn)系統(tǒng)的通用化目標。

2 ?通用設計技術

2.1 ?SSH框架

SSH框架是目前主要的Web應用程序開源框架之一[12]。在SSH框架基礎上搭建公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)，可以縮短開發(fā)周期，實現(xiàn)業(yè)務邏輯、數(shù)據(jù)與界面顯示分離。SSH框架由Struts，Hibernate和Spring三部分組成。Struts作為系統(tǒng)基礎架構控制業(yè)務流轉，Hibernate實現(xiàn)對象持久化，Spring協(xié)同管理Struts與Hibernate?；赟SH框架的Web應用程序分為表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)持久層和實體層等層次。SSH框架為系統(tǒng)功能的復用和業(yè)務數(shù)據(jù)的流轉提供了支持，但在表示層等層面上的開發(fā)和維護復雜度仍較高。為滿足不同養(yǎng)護單位的需求并適應需求的變化，基于XML文件的通用系統(tǒng)設計技術通過對用戶需求的抽象提出具體參數(shù)，再通過用戶配置參數(shù)自動生成代碼，獲得相應的功能。

表1 ?公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)主要功能模塊

2.2 ?設計原理

基于XML的通用系統(tǒng)設計技術分為兩層：靜態(tài)信息層與參數(shù)層。靜態(tài)信息層用于保存生成系統(tǒng)所需的各種數(shù)據(jù)，包括基礎數(shù)據(jù)與標識符。文件的基礎數(shù)據(jù)是指項目中必需的數(shù)據(jù)和程序，標識符是根據(jù)XML規(guī)則定義的一組用于識別不同配置參數(shù)的標識。通過靜態(tài)信息層存儲系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)，利用標識符實現(xiàn)自動匹配。參數(shù)層用于存儲用戶的一系列參數(shù)信息，包括界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息等參數(shù)，這些參數(shù)按照一定規(guī)則存于XML文件中。基于XML的通用系統(tǒng)設計技術在SSH框架基礎上，根據(jù)實際需求在參數(shù)層配置界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息等參數(shù)，結合靜態(tài)信息層的基礎數(shù)據(jù)，生成通用管理系統(tǒng)。

通用管理系統(tǒng)的靜態(tài)信息層文件為stafile.xml，參數(shù)層文件為parfile.xml。stafile.xml文件中界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息標識符分別如表2和表3所示。

與stafile.xml文件中的標識符相對應，將界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息保存在parfile.xml文件中。當用戶需求發(fā)生改變時，修改parfile.xml文件中對應的參數(shù)，系統(tǒng)的功能將發(fā)生相應改變。通用管理系統(tǒng)構建流程如圖1所示。構建流程步驟如下：

1） 將需要的基礎數(shù)據(jù)和標識符保存在stafile.xml文件中，利用分隔標識符分成不同的片段。

表2 ?界面元素類型標識符

表3 ?數(shù)據(jù)實體信息標識符

2） 依據(jù)stafile.xml文件內(nèi)某一片段的順序，組織parfile.xml文件中的參數(shù)。

3） 系統(tǒng)構建時，以parfile.xml文件中參數(shù)的順序遍歷stafile.xml文件。當stafile.xml文件中出現(xiàn)標識符時，系統(tǒng)從parfile.xml文件中讀取對應的參數(shù)，生成相應的文件。

圖1 ?通用管理系統(tǒng)構建流程

3 ?應用實例

參數(shù)層存儲用戶界面元素類型和數(shù)據(jù)實體信息等參數(shù)。通過修改參數(shù)，實現(xiàn)用戶界面和數(shù)據(jù)實體的自動配置。下面分別以配置界面元素和配置數(shù)據(jù)實體為例，說明通用公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)的構建方法。

3.1 ?配置界面元素

驗證碼是用戶登錄時需要填寫的必要信息。通常情況下，驗證碼由數(shù)字和字母組成。對于僅提供數(shù)字鍵盤的應用環(huán)境，有必要采用純數(shù)字驗證碼。生成驗證碼的數(shù)據(jù)和程序保存在stafile.xml中，如下：

當參數(shù)為Num時，系統(tǒng)提供純數(shù)字驗證碼;當參數(shù)為Norm時，系統(tǒng)提供數(shù)字和字母混合的驗證碼。采用兩種驗證碼的用戶界面，分別如圖2a）和圖2b）所示。

圖2 ?用戶界面 （一）

3.2 ?配置數(shù)據(jù)實體

通用公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)通過修改數(shù)據(jù)實體，改變相應的數(shù)據(jù)庫操作。界面元素與數(shù)據(jù)實體相適應，增強了系統(tǒng)的靈活性和通用性。在系統(tǒng)設計時，表單屬性難以充分覆蓋，在應用過程中常需要增加表單屬性。生成表單屬性的程序保存在stafile.xml文件中，通過在parfile.xml文件中修改ProNum參數(shù)的大小增加表單屬性。stafile.xml中的數(shù)據(jù)和程序如下：

表單屬性增加前有5個屬性，用戶界面如圖3a）所示。增加后，出現(xiàn)“病害測線尺寸”屬性列。此時，用戶界面中出現(xiàn)該屬性，如圖3b）所示。

圖3 ?用戶界面 （二）

4 ?結 ?語

通過基于XML的通用系統(tǒng)設計技術，提高了公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)的通用性，降低了界面元素與其涉及的數(shù)據(jù)庫操作修改的難度。利用靜態(tài)信息層文件stafile.xml保存界面元素和數(shù)據(jù)實體的基礎數(shù)據(jù)與標識符，參數(shù)層文件parfile.xml保存參數(shù)信息。在應用實例中，通過配置myCho參數(shù)改變了驗證碼的類型;通過修改ProNum和Property參數(shù)，增加了“病害測線尺寸”屬性列。對于非程序開發(fā)人員，也可進行系統(tǒng)的配置，系統(tǒng)的通用性得到增強。

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