桂林市公交问路系统的设计与实现

桂林市公交问路系统的设计与实现

0城市公交乘客信息系统的概念为了改善城市交通的交通拥堵、能源紧张、噪音干扰和污染，世界主要城市正在研究和大力发展公共交通政策和方法。我国大部分城市也都提出了“优先发展城市公共交通”的交通政策。为提高城市公交对乘客出行的吸引力,为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务,有必要建立城市公交乘客信息系统。乘客信息系统是为乘客在出行前或出行中提供多种交通方式信息的综合交通信息系统。其中乘客信息系统以提供公交信息为主的部分称为公交乘客信息系统。按照提供服务的空间环境不同,可将公交乘客信息系统划分为以下4种:出行前公交信息系统、车边/路边的公交信息系统、车上公交乘客信息系统、综合公交乘客信息系统。1乘车次数和出行时段的概念要建立合适的出行路径选择模型,很重要的一点是通过对公交乘客的出行心理、行为进行调查研究,确定模型的优化目标和约束条件。公交乘客选择出行路径的决策过程主要受到以下3个因素的影响:换乘次数、出行距离和出行耗时。换乘次数是指乘客在完成一次出行过程中所换乘的次数。出行距离分为车上距离和车外距离两部分。车外距离主要是乘客为乘车而步行的距离,它包括从起点到上车站台的距离、换乘距离以及下车后到目的地的距离。出行耗时同样也包括车上和车外两部分,只不过乘客的车外耗时还包括在站台上的等车时间。目前我国大多数城市在公交线网布局规划、公交站点设置以及公交换乘枢纽设计等方面还存在一定的不合理因素,换乘比例高是我国城市公交出行的一个普遍现象。在上述分析的基础上,本系统选用了“换乘次数最少”作为第1优化目标,考虑到出行耗时同道路交通拥挤程度、发车间隔等相关,难以准确测算,故选择了易于量化的“公交出行站最少”作为第2优化目标。2系统设计2.1出行线路信息查询开发设计数据库应用程序的关键之一是详细地进行用户需求功能分析。通过对桂林市公交公司的调研,确定了本公交问路系统的主要功能。1)城市信息的输入及修改。城市地图(位图);2)公交线路信息的输入、修改、删除。线路名,线路性质(环线、复线),线路坐标,包括站点名、站点坐标;3)公交站点信息的输入、修改、删除。站点名、坐标,序号;4)公交线路的图文查询;5)公交站点的图文查询(包括模糊站点查询);6)最少换乘的出行路线图文查询;7)查询结果的保存、打印。2.2系统的搭建方式城市公交问路系统设计包括数据库的开发和应用程序界面的开发两大任务。通过比较,本系统采用客户/服务器模式(数据库和应用程序运行在不同的平台之上),使用微软平台构建一个电子网站,发挥XML的专长,建立一个完整的公交问路系统网站,如图1所示。2.2.1基于前后网页的点比较通过对HTML,XML(可扩展标记语言)的特点比较,本系统选用HTML作为编制网页的基本设计语言,选择XML来存取最后公交线路的查询结果,并用VML(矢量标识语言)来画公交矢量线路图。2.2.2系统的基本过程HTML是编制网页的基本语言,但它只能用于静态的网页。为实现可个性化搜索的功能,必须使用更新的网络编程技术制作动态页面。实现动态网页主要有4种技术:CGI(公用网关接口)技术、JSP(JavaServerPages)技术、PHP(超文本预处理器)技术、ASP(ActiveServerPages)技术。本系统选用ASP技术作为编程语言。在选定网页设计语言和编程语言后,在B/S结构下,网站的工作流程如下。用户通过用户端浏览器输入一个HTTP协议的要求,目标程序为ASP网页。在输入此要求的同时,一起提交(Submit)所需参数(GET、POST两种方式)。服务端收到此需求后,无论如何,会将ASP程序在服务器端依照设置的.dll文件加以执行。在执行过程中,若所需数据存在数据库管理系统(DBMS)便会依照该命令访问数据库,并返回执行结果。接着ASP可以通过ADO(数据库访问组件)与数据库建立连接,并送出所要执行的SQL命令,DBMS便会依照该命令访问数据库,并返回执行结果。但此时返回的不再是单纯的HTML标记,而是一份XML文件。这样同样一份XML文件通过不同的XSL(可扩展样式表语言)转译后,可以产生不同的HTML标记,甚至是WML(无限标记语言)标记。因此数据只需要一份,但显示却可以有多种形式,这就是采用XML和ASP构建网站的突出优点。3数据库建设3.1数据库管理系统数据库管理系统按照大小等级可以划分为两大类,一类是大中型系统(如SQLserver、Oracle等),一类运行在个人计算机上的桌面型系统(如Access、Foxpro等)。在对本公交问路系统充分调研和需求分析、论证的基础上,选择MicrosoftAccess数据库管理系统。Access功能强大,使用方便,一系列的“向导”使得操作更加简单。同时Access可以兼容多种数据库应用程序的开发工具,使得对数据库管理系统不是很熟悉的情况下,花较少的时间即可建立一个专业的数据库系统。3.2城市信息数据表通过对所有公交问路信息系统中的公交线路及公交站点相关资料进行调查、整理、分析,公交问路信息系统包括如下信息:城市名、城市代码、城市地图、线路名、经营类型、地点名、地点x坐标值、地点y坐标值、公交线路方向1、公交线路方向2。选择相应的数值类型,并考虑到整个数据库冗余度最小,利用Access表设计器建立如下各个信息数据表。1)城市信息数据表(CityInfo)。包括城市名(name)、城市代码(directory)、城市地图(mapfile)等字段;2)线路信息数据表(BusInfo)。包括城市ID(cityID)、公交线路(bus)、经营类型(types)、线路图(picture)、图片x坐标(pic_x)、图片y坐标(pic_y)等字段;3)站点信息数据表(siteInfo)。包括城市ID(cityID)、站点名称(site)、站点x坐标(point_x)、站点y坐标(point_y)等字段;4)站点关系信息数据表(stationInfo)。包括城市ID(cityID)、站点ID(siteID)、线路ID(busID)、方向1编号(siteNum1)、方向2编号(siteNum2)等字段;5)附近站点信息数据表(Add_ons)。包括站点1ID(site1ID)、站点2ID(site2ID)、两点间距离(space)等字段。3.3查询和查询方案的实现城市公交问路系统是一个涉及到对数据库进行大量数据操作的系统,这些数据操作包括数据集合操作和单个数据操作。具体的操作包括添加、删除站点、修改线路、查询线路(包括查询站点和线路)。数据库的查询是数据库的核心操作。SQL(结构化查询语言)提供了用SELECT语句进行数据库查询。SELECT语句既可以完成简单的单表查询,也可以完成复杂的连接查询和嵌套查询。用户可以用SQL语言对基本表和视图进行查询或其他操作。本问路系统设计创建了两个查询视图—Bus_Site和Bustree。创建代码如下。4系统完成4.1查询结果查询出行路径对于一般用户,他们可以进行的操作是:城市公交查询、公交线路查询、公交站点查询、乘客出行(换乘)路径查询;查询结果保存、打印。其中查询包括图象显示。对于系统管理员,可进行的操作是:城市信息添加、删除、更改;公交线路信息添加、删除修改;公交站点的添加、删除修改。4.2查询线路集合是否为空本公交问路系统最主要的功能是要实现乘客出行公交站点之间的路径查询,实现这个功能的算法的具体步骤如下。1)初始化。先将要查询的起、迄站点r,s保存,判断是否为有效参数,即是否在已有线路站点的数据库中,如果判断为true,则作下面查询的步骤;否则退出程序循环;2)找出经过起点r的所有线路集合T,经过终点s的所有路线集合P;并依次取出T中的每一条i做如下循环;3)找出与当前线路i相交并且不在已经查询线路队列的线路集合M,判断集合是否为空?如果非空,则进入步骤4);否则,退出查找。4)逐条取出集合M中的线路x循环查找,判断当前线路x是否在终点线路集合P中,如果是,则把查询到的线路集合传入结果构造函数中,去构造输出结果,并把结果列入输出结果字符串中,在界面上显示给用户;如果不是,则把递归层数减1,把当前的线路x放到已经查找的线路集合,并把它从集合M中删除,返回步骤4)。5)返回步骤3),继续循环。5出行路径查询功能桂林市目前有28条运营收费公交线路,8条免费公益公交线路,共设置205个公交站点。乘客利用该公交问路系统可进行站点查询、线路查询和出行路径查询。1)站点查询。用户要查看某站点在城市地图上的位置,只需要点击该点的名称,在地图上即会以蓝色小圆点显示出该点的位置。2)线路查询。点击“公交线路”,并在界面右上角的“公交线路查询框“内的公交线路树中点击要查询的公交线路,即可在城市地图上显示查询结果。3)出行路径查询。用户只需要输入或选择公交出行的起迄公交站点及最多换乘次数,点击“路线查询”,即可在界面上得到所有的查询结果。同时系统还将乘客的出行路径的走向显示在