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车辆调度说明书学位论文
摘要
随着社会主义市场经济的发展，作为“第三利润源泉”的物流对经济活动的影响日益明显，越来越引起了人们的重视，成为当前“最重要的竞争领域”，未来的市场竞争，物流将起着举足轻重的作用。
物流车辆优化高度，是物流中的关键环节。
对货运车辆进行优化调试，可以提高物流经济效益，实现物流科学化。
对物流车辆调度理论与方法进行研究，是开发车辆调度系统的基础。
本文在对国内外物流车辆调度现状及其实现技术对比的基础上，结合VRP（VehicleRoutingProblem）问题模型，利用Hibernate在数据存取上的优势以及STRUTS在系统架构上的优势把Hibernate和STRUTS引入到物流车辆调度问题中来解决对车辆的调度问题，取得了良好的效果。
并在此理论的基础之上，结合面向对象的系统分析和设计方法，设计开发出了物流车辆的调度系统。
能满足中小型物流配送中心的需求。
该系统对提升中小型物流企业在市场中的竞争能力具有不可低估的作用。
关健词：
车辆调度；物流配送；车辆调度研究
Abstract
Asthedevelopmentofsocialistmarketeconomy,logisticsbeingthethirdprofitheadspringhasevidentinfluenceoneconomyactivitiesandmoreandmorepeoplehavebeenpayingattentiontoit.Beingcurrentmostimportantcompetitionfield,logisticswillmakemuchcontributiontowardsthefuturemarketcompetition.
Logisticsvehicleoptimizationscheduleisthekeytacheforlogisticsend-off（ordelivery）.Schedulingfreighttraincanincreasetheeconomicprofitandimplementscientificlogistics.Thestudyfortheoryoflogisticsvechiclescheduleisthefoundationofdevelopingdeliverysystems.
ThepaperpresentedanapproachofvehicleroutingproblemswithVRPmodel,whichadoptsHibernateandSTRUTSbasedoncomparisoninternalandoverseasstudystatustotechnologyforitsdominanceinthewholesearchandshowedthatabetterresultisobtainedbyusingtheapproach.WedesignedanddevelopedandeliverysystemintermsofsystemanalysisanddesignmethodofOO（objectoriented）.Experimentalresultsprovedthatthesystemcancompleteandsatistythedeliveryrequirementofdeliverycenterintimeandeffectively.Thesystemwillmakeacontributiontoimprovingthecompetitivepowerofmediumandsmall-sizedcorporations.
Keywords:
VehicleSchedule;StudyofVechicleShedulling
目录
引言1
第一章物流车辆调度系统介绍2
1.1研究车辆调度问题的背景及意义2
1.2国内研究研究现状概述3
1.3为什么使用Java技术3
1.4本文要解决的问题4
第二章实现车辆调度系统的技术原理5
2.1Hibernate基础和原理5
2.2STRUTS基础和原理6
第三章车辆调度系统的分析8
3.1车辆调度模型分析8
3.2系统分析8
3.2.1对象层定义8
3.2.2结构层定义10
3.2.3主题层定义11
3.2.4属性层定义12
3.2.5用例视图16
第四章车辆调度系统的实现18
4.1系统设计18
4.1.1数据库管理设计18
4.1.2任务管理设计21
4.1.3人机交互设计22
4.2系统实现22
结论33
参考文献34
谢辞35
引言
随着中国物流业的不断发展，物流运输行业成为推动国民经济快速发展必不可少的基础产业。
虽然各类物流运输企业在长期发展历程中已经积累了丰富的实践经验，但随着物流企业的规模不断壮大，物流企业业务量不断地增加，如何高效地对车辆进行管理和调度仍是物流企业增加效益的主要问题。
面对当今客户日益增长的服务需求，以及国外物流企业运用信息技术与快速反应式运作抢滩中国物流市场的冲击，我们中国的物流运输企业面临着巨大的挑战。
物流车辆调度系统已经成为中国物流中心管理调度部门急需的工具。
以STRUTS技术为软件架构的流行和成熟、以Hibernate模型在数据关系型数据库中对数据存取的优势，都为先进的物流车辆管理调度系统提供了技术基础。
本文所实现的车辆调度系统，是基于STRUTS框架为软件架结的，降低了后期系统的维护和整合成本，同时系预留了丰富的功能扩展空间，可进行了二次开发。
而运用Hiberntate的解决方案完美地解决了面向对象编程到关系型数据库映射的问题。
基于STRUTS和Hibernate的车辆调度系统对物流配送中心加快配送速度、提高服务质量、降低配送成本以及增加经济效益都有很大的影响。
对提升中小型物流企事业在市场中的竞争力具有不可低估的作用。
同时本文对STRUTS和Hibernate的研究具有很大的理论和运用价值。
该系统实现中小型物流企业的快速配送，具有很高的运用价值。
第一章物流车辆调度系统介绍
1.1研究车辆调度问题的背景及意义
在竞争日益激烈的现代商业社会，企业只有以市场为核心去适应不断变化的环境并及时对市场做出反应，才能在竞争中立于不败之地。
而目前我国大部分物流配送中心（如：
电子商务中的物流配送，大型连锁超市等）的车辆调度多使用经验式的车辆调度/分配方案：
（1）对重要客户指定某几辆车专门负责，以保证服务质量；
（2）划分配送区域（时区），针对较远的客户群，使用较大配送量的车辆负责配送，而较近的客户群则使用一般性的车辆负责配送；
（3）指定某几辆车专门负责临时需求，即随要随送；
（4）在路线安排上，一般方法是将客户按地理位置分成几个区域，再按照客户要的送达时间从小到大进行排序，优先满足送达时间较早的客户，如遇到问题再进行调整。
面对配送区域的扩大，零售商数目的增加，这种依赖人工经验并采用人工安排的方式，会导致企业运输资源无法充分利用，运行成本过高，或者根本无法满足客户需求。
比如美国沃尔玛公司下属的一个配送中心，建筑面积达12万平米，投资7000万美元，职工人数1200名，拥有运输车辆200台，400节载货车因厢、13条配送传送带，在配货场设170个接货口，每天能为分布在6个州的100家连锁店配送商品，经营的商品种类达4万种。
象沃尔玛这样规模的配送中心，如果没有物流配送系统的高度优化技术支持，根本无法正常运行。
近年来，随着我国经济的迅猛发展和计算机技术在各行业的广泛运用，现代物流在我国也得到了迅猛的发展。
当前，中国的物流业正向着全球化、信息化、一体化的方向发展，现代物流对经济活动的影响也日益明显，越来越引起人们的重视，成为当前“最重要的竞争领域”。
未来的市场竞争，物流将起着举足轻重的作用，因此，对物流配送中车辆调度问题进行研究，建立能即时反映客户需求的车辆调度系统，是提升服务及资源利用率的重要课题，同时对促进我国物流业的发展，提高中小型企事业在市场中的竞争能力具有不可低估的作用。
该课题正是出于考虑对物流车辆的调度研究具有重大的运用价值，设计和开发出了物流车辆调度系统。
1.2国内研究研究现状概述
目前，国外物流车辆调度研究已广泛用于生产，生活的各方面，如报纸投递及线路的优化、牛奶配送及送达线路的优化、电话预订货物的车辆载货和线路设计、垃圾车的线路优化及垃圾站选址优化、连锁店的送货及线路人优化等。
并且他们的研究水平也有了很大的发展，其理论成果除在汽车运输领域外，在水运、航空、通讯、电力、工业管理、计算机应用等领域也有一定的应用，还用于航空乘务员轮班安排、轮船公司运送货物经过港口与货物安排的优化设计、交通车线安排、生产系统中的计划与控制等多种组合优化问题。
由于国内外经济和社会发展及计算机技术发展的差异，目前国内物流车辆调度研究中存在主要问题是：
理论研究的多，能理论结合实际，真正为物流企业解决实际问题的软件产品却非常少，并且研究成果运用的领域非常有限。
1.3为什么使用Java技术
多年以来，人们使用工具来帮助完成任务，直到最近使用的工具才开始变得越来越聪明，并且互相连接起来。
逐渐通过网络连接起来的智能设备和计算机组成的基础结构开创了软件的新环境，它为软件开发者带来新的挑战和机遇。
Java可以很好地帮助软件开发者面对挑战，抓住机会，因为Java是为网络而设计的。
Java的这种适合网络环境的能力是由其体系结构决定的，它可以保证安全的、键壮的且和平台无关的程序通过网络传播，在很多不同的计算机和设备上运行。
软件开发者面对的挑战之一是这种逐渐增长的以网络为核心的硬件环境。
一般网络都有很多不同的设备、不同的人、硬件体系、不同的操作系统，用于不同的用途。
Java通过创建与平台无关的程序来解决这个问题。
一个Java程序可以不需要修改就在很大范围内的计算机和设备上运行。
和为一个特定的系统以及操作环境编译的程序比起来，用Java编写的程序会更容易编写、管理和维护，代价也更低。
Java体系结构对程序健壮性有一定的保证，一些有害代码不会在Java代码中出现，比如内存泄漏。
这种体系结构可以保障从网络上下载的代码不会无意（或者有意）地崩溃。
它还带来和网络无关的另外一个好处：
提高程序员生产力。
因为java先天上防止了很多Bug的出现，Java程序不需要在发现和修正它们上浪费时间。
Java实现了对象移动的谎言－－通过它的对象序列化API和RMI（远程方法调用）。
在Java的底层结构之上，对象序列化和RMI为分布式系统中的各个部分共享对象提供了基础。
对象在网络上的运动性为分布系统编程创造了新模型，有效地把面向对象编程的优点带到了网络上。
所以Java程序设计语言是一种十分通用的语言，它和其他技术相比具有明显的优执。
特别是，Java能在极大程度上提高程序员的效率，增强程序的健壮性，与传统的程序设计技术相比，具有优良的性能。
1.4本文要解决的问题
该课题主要通过对我国目前物流行业车辆调度问题中遇到的问题，以及国内外对此问题的相关研究，采用STRUTS和Hibernate开发出了物流车辆调度中的配送系统，以解决中小型物流企业在车辆调度中存在的弊端，提升了中小型物流企业在市场中的竞争力。
第二章实现车辆调度系统的技术原理
2.1Hibernate基础和原理
在今日的企事业环境中，把面向对象的软件和关系数据库一起使用可能是相当麻烦、浪费时间的。
Hibernate是一个面向Java环境的对象/关系数据库映射工具。
对象/关系数据库映射（object/relationalmapping（ORM））这个术语表示一种技术，用来把对象模型表示的对象映射到基于SQL的关系模型数据结构中去。
Hibernate不仅仅管理Java类到数据库表的映射（包括java数据类型到SQL数据类型的映射），还提供数据查询和获取数据的方法，可以大幅度减少开发时人工使用SQL和JDBC处理数据的时间。
Hibernate的目标是对于开发者通常的数据持久化相关的编程任务，解放其中的95％。
对于以数据为中心的程序来说，它们往往只在数据库中使用存储过程来实现商业逻辑，Hibernate可能不是最好的解决方案；对于那些在基于Java的中间层应用中，它们实现面向对象的业务模型和商业逻辑的应用，Hibernate是最有用的。
不管怎样，Hibernate一定可以帮助用户消除或者包装那些针对特定厂商的SQL代码，并且帮用户把结果集从表格式的表示形式转换到一系列的对象去。
图2-1Hibernate体系结构概览图
下面是图中一些对象的定义：
SessionFactory:
对属于单一数据库的编译过的映射文件的一个线程安全的，不可变的缓存快照。
它是Session的工厂，是ConnectionProvider的客户。
可能持有一个可选的（第二级）数据缓存，可以在进程级别或集群级别保存可以在事物中重用的数据。
可能持有事务之间重用的数据的缓存。
Session（会话）:
单线程，生命期短促的对象，代表应用程序和持久化层之间的一次对话。
封装了一个JDBC连接。
也是Transaction的工厂。
保存有必需的（第一级）持久化对象的缓存，用于遍历对象图，或者通过标识符查找对象。
持有持久化对象的缓存。
持久化对象（PersistentObject）及其集合（Collection）：
生命期短促的单线程的对象，包含了持久状态和商业功能。
它们可能是普通的JavaBeans/POJOS，唯一特别的是他们现在从属于且仅从属于一个Session。
一旦Session被关闭，他们都将从Session中取消联系，可以在任何程序层自由使用（比如，直接作为传送到表现层的DTO，数据传输对象）。
临时对象（TransientObject）及其集合（Collection）：
目前没有从属于一个Session的持久化类的实例。
他们可能是刚刚被程序实例化，还没来得及被持久化，或者是被一个已经关闭的Session所实例化。
事务（Transaction）：
（可选）单线程，生命期短促的对象，应用程序用它来表示一批工作的原子操作。
是底层的JDBC，JTA或者CORBA事务的抽象。
一个Session某些情况下可以跨越多个Transaction事务。
ConnectionProvider：
（可选）JDBC连接的工厂和池。
从底层的Datasource或者DriverManager抽象而来。
对应用程序不可见，但可以被开发者扩展/实现。
TransactionFactory：
（可选）事务实例的工厂。
对应用程序不可见，但可以被开发者扩展/实现。
2.2STRUTS基础和原理
STRUTS是一个技术框架,有很多组织和个人参与STRUTS框架的开发，使得STRUTS保持高速成长，同时，利用STRUTS开发的应用越来越多，使其成为web应用MVC模式中VC部分事实上的标准。
STRUTS有一组相互协作的类、Serlvet以及JspTagLib组成。
基于STRUTS构架的web应用程序基本上符合JSPModel2的设计标准，可以说是MVC设计模式的一种变化类型。
但STRUTS也包含了丰富的标记库和独立于该框架工作的实用程序类。
STRUTS有其自己的控制器（Controller），同时整合了其他的一些技术去实现模型层（Model）和视图层（View）。
在模型层，STRUTS可以很容易的与数据访问技术相结合，包括EJB,JDBC和ObjectRelationBridge。
在视图层，STRUTS能够与JSP,VelocityTemplates,XSL等等这些表示层组件想结合。
图2-2STRUTS体系结构图
从视图角度（View）
首先，STRUTS提供了Java类org.apache.STRUTS.action.ActionForm，Java开发者将该类细分来创建表单bean。
在运行时，该bean有两种用法：
（１）当JSP准备相关的HTML，表单以进行显示时，JSP将访问该
bean（它保存要放入表单中的值）。
那些值是从业务逻辑或者是从先前的用户输入来提供的。
（２）当从Web浏览器中返回用户输入时，该bean将验证并保存该输入以供业务逻辑或（如果验证失败的话）后续重新显示使用。
其次，STRUTS提供了许多定制JSP标记，它们的使用简单，但是它们在隐藏信息方面功能强大。
例如，除了bean名称和给定bean中每个段的名称之外，页面设计者不需要知道有关表单bean的更多信息。
从模型角度（Model）
STRUTS虽然不直接有助于模型开发。
在STRUTS中，系统模型的状态主要由ActiomFormBean和值对象体现。
从控制器角度（Controller）
在STRUTSFramework中，Controller主要是ActionServlet，但是对于业务逻辑的操作则主要由Action、ActionMapping、ActionForward这几个组件协调完成（也许这几个组件，应该划分到模型中的业务逻辑一块）。
其中，Action扮演了真正的控制逻辑的实现者，而ActionMapping和ActionForward则指定了不同业务逻辑或流程的运行方向。
第三章车辆调度系统的分析
3.1车辆调度模型分析
物流配送车辆调度问题可以描述为：
在一个存在供求关系的系统中，有若干台车辆、一个物流中心和若干个客户，要求合理安排车辆和出行时间，从而在给定的约束条件下，把客户需求的货物送到指定地点。
主要组成元素
物流车辆调度问题主要包括货物、车辆、物流中心、客户、司机、约束条件等要素。
（1）货物：
货物是车辆运送的对象。
可将每个客户需求（或供应）的货物看成一的批货物。
第批货物都包括货源地、目的地、重量、等属性。
（2）车辆：
车辆是货物的运载工具。
其主要属性包括：
车辆的车辆号码、类型、装载量、司机、车辆状况等属性。
（3）司机：
是货物运送的主要工作人员，司机的属性主要包括姓名、年龄、性别、身份证号、驾驶证号、文化水平、住址和联系方式等属性。
（3）车辆调度人员：
根据系统设置权限的不同，调度人员可分为系统管理员和普通的设计人员。
普通的调度人员只能根据物流中心接到客户需求，申请用车计划，根据系统管理员审批通过可以出车的业务单发出车辆，和车辆的回车登记等工作权限。
系统管理人可以进行权限管理、调度人员的添加删除工作、以及对调用人员的申请用车计划进行审核，有权力决定某个用车计划出车与否。
3.2系统分析
系统分析采用目前国内外较为流行的面向对象系统分析技术进行，其静态架构由对象层、结构层、主题层和属性层构成。
最后，给出由表态架构反射出来的用例视图，用于表示系统功能的高层逻辑模型。
该系统的问题空间定义如下：
物流车辆调度系统={用户，员工，车辆，申请记录，出车记录，回车记录}；
3.2.1对象层定义
系统车辆调度系统设计用户、员工、车辆、申请记录、出车记录、回车记录等6个对象，分别表述如下：
（1）用户（User）
图3-1用户
用户用来描述整个系统最主要服务的对象，即系统的操作者。
（2）员工（Driver）
图3-2员工
员工用来描述物流中心的所有驾驶人员信息。
（3）车辆（MotorCar）
图3-3车辆
车辆用来描述为客户提供服务的车辆。
（4）申请记录（AppRecord）
图3-4申请记录
申请记录用来描述调度人员申请用车的记录信息。
（5）出车记录（OutRecord）
图3-5出车记录
出车记录用来描述调度人员发车的记录信息。
（6）回车记录（BackRecord）
图3-6回车记录
回车记录用来描述调度人员回车登录的记录信息。
3.2.2结构层定义
车辆调度系统中涉及到的各种结构包括：
员工，用户，记录，分别表述如下：
（1）员工
员工结构定义如下：
图3-7员工结构定义
员工结构用来描述整个系统中各车辆所配用的驾驶人员情况。
（2）用户
用户结构定义如下：
图3-8用户结构
用户结构用来描述整个系统中每个调度员的用车申请情况。
（3）记录
记录结构定义如下：
图3-9记录结构定义
记录结构用来描述车辆出车和回车的情况。
3.2.3主题层定义
系统主题层定义如下：
图3-10系统主题层定义
该系统以实现对用户需求进行车辆调度为核心的两层体系统结构。
两层体系统结构如下：
（1）以用户需求为对象构成底层基本信息。
（2）以对用户需求进行车辆调度核心层。
3.2.4属性层定义
物流车辆调度系统中涉及用户、员工、车辆、申请记录、出车记录、回车记录等6个对象，6个对象的基本属性定义如下：
（1）用户（User）
图3-11用户属性
其中：
1）ID：
对象索引
2）nickname：
用户登录用户名
3）password：
用户登录密码
4）name：
用户真实姓名
5）identitycard：
用户的身份证号
6）passwdquestion：
密码提示问题
7）passwdanswer：
密码提示问题答案
9）gender：
用户的性别
10）age：
用户的年龄
11）address：
详细住址
13）phone：
联系方式
14）isonline：
用户在线状态
（2）员工（Driver）
图3-12员工属性
其中：
1）ID：
对象索引号
2）name：
员工姓名
3）gender：
员工的性别
4）age：
员工的年龄
5）educationlevel：
员工的文化水平
6）position：
员工在公司的职务
7）licensenum：
员工的驾驶证号
8）cartype：
驾驶员在公司的准驾车型
9）address：
详细住址
10）phone：
联系方式
11）descripe：
备注信息
（3）车辆（MotorCar）
图3-13车辆属性
其中：
1）ID：
对象索引号
2）driver：
车辆的驾驶员
3）carnumber：
车牌号码
4）capacity：
车辆最大装载量
5）registerdate：
登录日期
6）status：
出车状态
7）descripe：
备注信息
（4）申请记录（AppRecord）
图3-14申请记录属性
其中：
1）ID：
对象索引号
2）user：
申请调度人员
3）auditor：
审批人员
4）appdate：
申请日期
5）resAddress：
货源地
6）desAddress：
目的地
7）cartype：
需要的车辆类型
8）predictday：
预计用车时长
9）customer：
用车人姓名
10）phone：
用车人联系方式
11）status：
审批状态
（5）出车记录（OutRecord）
图3-15出车记录属性
其中：
1）ID：
对象索引号
2）apprecord：
对应的申请单
3）user：
发车的调度员
4）motorcar：
出车的车辆
5）outdate：
出车日期
6）status：
出车状态
（6）回车记录
图3-16回车记录属性
其中：
升级会员 