公交查询系统的设计与实现

智能公交查询系统的设计与实现作者：陈颉来源：《海峡科技与产业》2017年第06期摘要：针对安康市公交查询系统发展不成熟，人们获取公交路线信息方式比较少，准确性不高的缺点，提出了使用JSP技术开发安康市智能公交查询系统，帮助人们获取公交路线信息。

本系统可以极大的方便市民的出行，提高市民出行效率和公交公司管理效率.也为智慧城市的发展提供了有益的探索.关键词：公交查询；JSP；MySQL数据库；SSH框架0 引言城市公交是专门服务于广大人民的交通工具。

它是一个城市政治、经济和社会活动的重要组成部分。

伴随着我国经济发展和城市建设的快速提升，城市经济越来越繁荣，人急剧增加，每个城市都必须解决好人们出行的问题。

城市公交系统直接关系着一个城市的经济发展和居民生活安定，城市公交以其方便、快捷、容量大而成为城市交通网络。

安康市公交信息系统给的发展处于一个落后的水平，广大乘客可获得的信息方式比较单一，公交信息的完整性和准确性无法得到保证，并且没有专门的机构负责公交信息的发布和管理。

出于此目的，使用JSP和SSH技术设计和实现了安康市城市公交线路查询系统。

该系统能够实现多种查询方式，满足不同查询需求，同时也可以提供公交新闻浏览，公家论坛等功能，极大的方便了市民出行。

1 系统设计1.1 系统功能设计本系统主要分为七个模块：公交查询模块，新闻资讯模块，留言信息模块，上传下载模块，后台管理员管理模块，公交图片模块，用户注册或登录模块。

系统的整体功能如图1所示。

本系统可以为三类用户提供服务，分别是游客，会员，管理员。

各类用户具有不同的功能权限。

（1）游客：线路查询、站点查询、乘换查询、阅读新闻、阅览新闻；（2）会员/注册用户：线路查询、站点查询、乘换查询、阅读新闻、浏览论坛、留言、回复留言；（3）管理员：线路查询、站点查询、换乘查询、阅读新闻、进行管理。

1.2 系统数据库设计本系统使用MySQL数据库。

主要的数据库表有：路线表、图片表、用户表、管理员表、留言表、上传下载表、新闻表、论坛表等。

公交公司上智慧公交系统设计方案智慧公交系统是一种集成了先进技术的公交服务系统，旨在提高公交运输的效率和便利性。

以下是我为公交公司设计的智慧公交系统方案。

一、智能调度与管理系统1. 车辆调度：通过智能调度系统可以实时监控车辆的运行状况，包括实时位置、速度、运行里程等信息，同时根据道路交通情况和乘客需求，自动调度车辆路线和发车频次，以优化运输效率。

2. 乘客管理：借助智能公交系统，乘客可以通过手机APP 或公交站台的智能终端查询公交车实时信息，包括车辆位置、到站时间等。

同时，通过在线购票和刷卡系统，提供乘客上车刷卡支付的便利，实现电子票务管理。

3. 路况监测与优化：利用智能公交系统可以实时监测道路交通状况，包括拥堵情况、交通事故等，以及天气情况。

根据这些信息，智能调度系统可以及时调整车辆路线，以避开拥堵区域，提高运输效率。

二、车辆管理与安全系统1. 车辆监控：通过安装视频监控设备和传感器等，实现对车辆内外环境的实时监控。

同时，该系统可将监控数据传输到中央监控室，以保证乘客乘坐的安全。

2. 故障监测：车辆内部装备传感器，能够实时监测车辆的各项参数，例如发动机温度、轮胎压力、油量等。

系统会自动分析这些数据，并根据设定的标准判断车辆是否存在故障，并及时发送报警。

3. 司机安全管理：系统可以对司机行为进行监控，包括驾驶行为、疲劳驾驶等。

当系统检测到司机行为存在安全隐患时，会发出警报并提醒司机采取相应的措施。

三、公交车站智能服务系统1. 公交站台智能设备：在公交站台设置智能终端设备，提供乘客查询公交车实时信息、购票、刷卡支付等服务。

同时，终端设备连接公交车辆监控系统，可以提供乘客实时监控车辆内外环境的监视。

2. 智能进站闸机：利用人工智能技术，实现对乘客的自动识别和进出站台的管理，提高安全性和效率。

3. 公交站台广告系统：在公交站台设置数字屏幕广告系统，通过实时交通信息和用户偏好，定向播放广告，提供更加精准的广告投放服务。

城市公交管理信息系统设计随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快,如何解决城市公交管理问题已经成为城市可持续发展的一个重要课题.城市公交管理问题是一个系统工程,常用的经验性的方法是不能完全解决问题的,必须运用科学的、系统的方法来解决.近年来,运用数字化技术尤其是GIS技术来解决交通领域的空间数据处理和规划分析等问题已经成为交通管理信息化的一个重要手段.为了便于管理这些公交信息,同时也为了方便公交乘客的出行,本文开发了城市公交管理信息系统.该系统不但可以方便地查询到城市的公交站点、道路和公交线路,其中最重要的一个功能是在乘客给出起点和终点后,自动计算出最优的乘车路线,设计出合理而有效的算法,而且可以在一定程度上,使公交客流分配更加合理.一：功能需求分析1对于市内对公交线路不太熟悉的居民以及外地旅客来说,他们在以公交方式出行时,在选择公交线路和乘行方案方面存在着很大的盲目性,而该系统除了可以为出行者提供公交线网基础信息、线路运行信息外,还可以将几种经过计算机分析的最佳出行线路及换乘方案推荐给出行者,通过对乘客选择线路进行合理引导,减少乘客的出行延误,从而提高整个公交线网的运行效率.2对于城市公交管理部门来说,应当是在快捷、方便、舒适、经济地实现人的移动的经营活动中,使公共交通管理达到经济效益、社会效益和环境效益的统一,适应市场经济体制的建立,适应改革与发展.利用该系统GIS的专题地图可以显示出一个城市或一个地区的交通事故分布、交通违章分布、道路的现状和道路规划等专题情况,为交通管理部门提供一个直观的决策分析工具.在交通运营管理中,利用GIS技术的网络分析,缓冲分析等功能可以很直观地反映一个城市的公交网络覆盖状态,分析公交线路设置是否合理,评价公交站点选址是否科学等.3经济效益的好坏是评价一个企业成败的关键.当然,对于城市公交企业来讲也不例外,众所周知,城市公交企业的经营和发展受多种环境因素和内部条件制约,如政府政策、城市人口数量、居民消费需求、城市交通结构等,以及企业资产状况、产权体制、经营管理者水平、技术创新能力等.而经营管理是众多因素中最重要的一个.该系统可以帮助企业的管理部门确定乘客的地理分布以及确定公交线路和站点附近的人口,出行流量,线路上公交车辆的满载率,道路交通状况等因素,从而方便了企业对公交线路的规划以及线路上公交车辆的投放量的部署.二：系统结构设计城市公交管理信息系统总体结构城市公交管理信息系统旨在通过GIS技术在城市公交交通管理信息中的应用,提高城市公共交通综合管理水平,为政府科学决策提供依据.系统功能结构如下图所示.1 路径查询: 为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务.2 出行预测: 公交出行需求预测可用于从宏观上指导城市公交发展,尽可能使城市公交规模与城市规模相匹配.3 路网显示: 可以直观显示城市公共交通发展规模、场站布置和线路布设.4 公交覆盖:公交服务的覆盖性及方便舒适性是出行者选择公共交通方式的主要因素.5交通服务:主要内容包括居民出行指南和交通项目上报审批服务. 6地图管理:主要内容包括地理信息系统中常用的操作与分析工具等功能,如地图放大、缩小、图层控制、地图打印以及对道路、物点、区域等地图信息进行编辑和修改等.城市公交管理信息系统在几个主要模块中的详细设计2.2.1 路径查询系统路径查询系统开发的目的是为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务.系统向乘客提供公交信息的动态走向,生成出行辅助计划,对乘客的出行进行主动而合理的引导,最大程度上方便乘客,从而将无序的交通出行变得有序,优化客流分布,提高公交线网的运行效率,同时将该系统投入实际应用也是提高城市形象的一项重要举措.A ．该系统的具体开发思路如下:① 公交乘客对现有的公交站点、公交线路、运营计划进行查询. ② 公交乘客输入任意出行起点、终点,系统在相应的约束条件下,查找搜索出最优公交出行路径集和换乘方案,最后以图表的形式反馈给乘客.③ 公交部门管理人员可根据站点、线路的变更,运营调度计划的调整,及时更新系统的公交线网,对与公交有关的其它基础数据进行方便的管理和维护.B ．系统具体介绍① 路径查询系统的开发过程见下图：② 路径查询系统的功能路径查询系统主要服务于公交出行者.对于市内对公交线路不太熟悉的居民以及外地旅客来说,他们在以公交方式出行时,在选择公交线路和乘行方案方面存在着很大的盲目性,而该问路系统除了可以为出行者提供公交线网基础信息、线路运行信息外,还可以将几种经过计算机分析的最佳出行线路及换乘方案推荐给出行者,通过对乘客选择线路进行合理引导,苏州市道路网图基础图形数据减少乘客的出行延误,从而提高整个公交线网的运行效率.C．该查询系统的整个分析决策过程如下:1用户通过在苏州市区图上点击的方式或通过对话框选择的方式,向系统输入出行的起点和终点.2系统收到输入信息后,分别在系统的地图和数据库中寻找与出行起点和终点相应的地理编码和属性数据,并将其输入至分析模块中.3根据地理编码和属性数据,在公交线网中,分别在以起点和终点为中心的一定半径范围内,寻找公交站点,并通过对比分析,确定有效站点.4根据最短路数学模型在公交线网上搜寻最优出行方案,并将该结果输出,显示公交线路走向、所经站点及运营信息.5系统分析过程如下图：D．此路径查询系统采用的算法最短路数学模型是该问路系统的核心,目前,较多采用的Digkstra算法重复计算多,速度慢,不适合公交网络的特点.通过反复的分析研究,我们采用链表技术对D算法进行了修正,使之适合我国的公交网络特点,创建了一种新的D算法修正模型,它对于今后其它公交网络的分析研究也具有一定的借鉴作用.具体算法流程图如下：2.2.2 出行数据预测公交系统的好坏直接影响着整个城市交通运输系统的交通状况.而公交需求预测是进行城市公交规划、建设、管理与控制的基础,是确定城市公共交通发展规模、布置场站和布设线路的依据,可用于从宏观上指导城市公交发展,尽可能使城市公交规模与城市规模相匹配.本系统是根据土地利用、人口密度和公交站点覆盖率确定各小区的公交分担率,再进行公交出行分布预测.将物理学中的熵概念引入交通状态分析中,进行公共交通出行分布预测.首先根据城市发展水平,土地利用、人口密度和公交站点覆盖率确定各交通区的公交分担率,即可得到交通区的公交出行总量.假设区i的交通发生概率为fi,区j的交通吸引概率为gj,区i的交通选择目的区j的选择概率为hij,上述数值可分别由下式求出.fi=Xi/X,∑j fi=1gj=Yj/X,∑j gj=1 1hij=Xij/Xi,∑j hij=1式中:Xi为区i的公交出行发生量;Yj为区j的公交出行吸引量;Xij 为交通区i和j之间的公交出行量;X为全域的公交出行产生量.使用上述概率及发生,吸引端的出行守恒条件可由式2式3表示:∑j hij=1 2∑i fihij=gj 3以上两式相当于∑jXij=Xi和∑iXij=Yj.假设交通区i、j之间的公交出行量的先验概率qij由式 4重力模型给定,其中,∑qij=1.tij表示行驶时间,α和γ为回归系数,可通过实测数据确定.qij=αfigjt-γij 4不考虑先验概率,将总量为X的公交出行量任意分布到各小区之间产生的组合数E可由式5表示:E=X/∏i∏jXij 5具体算法流程如下图：基于最大熵原理的公交分布模型计算流程利用该系统的GIS专题制图功能可以直观地反映出不同交通小区居民出行量的大小.在系统开发中,居民出行量分布预测专题图如下图所示选用了等级符号专题图类型,通过符号大小来表示不同的出行量大小,专题变量为交通小区居民出行发生量大小.2.2.3 公交路网的显示随着公交站点与公交路线的增加,不断增加数据库维护人员的难度,直接导致了算法计算复杂性的增加.本文首先充分利用GIS所具有的地理分析特性,设计了一种简单便于维护的数据结构.公交路网G = NROUTE,ROAD,N是公交站点的集合,ROUTE是公交路线的集合,ROAD是城市道路集合此集合的数据来自于街道的中心线,并带有相应的属性信息如是否单行等,其主要是用于步行分析,根据公交站点在道路中的位置,确定乘客的步行路线.同时,合理地考虑了乘客的出行心理 ,考虑到一些可能出现的特殊情况,设计了一种更加人性化的而且面向乘客的最优公交路线的判断标准.具体的公交路网的拓扑关系见下图,图中包括详细的公交站点、公交线路以及道路的数据表表1~3.表2中的站点编码n即是表1中的站点编码,其顺序是按照该条线路的公交站点的前后顺序排列的,表2中的“是否单行”表示的是:当一条公交线路的来、回所经过的公交站点不同时,则认为其是两条线路.2.2.4 公交交通服务覆盖公共交通这种在时间和空间覆盖上的局限性决定了公交服务的覆盖性对人们选择公交出行方式具有重要影响：只有存在公共交通服务,人们才会把公共交通作为出行方式的选择之一.公交服务的覆盖性主要体现在空间、时间、运力和信息4个方面：公交服务的空间覆盖性一般指的是出行起点和终点的步行范围内通常取5 m ni步行距离,即约400 m半径范围内是否设有公交车站,并考虑线路间的换乘,公交线路是否四通八达.在公交线网密度较低的区域还应考虑在公交车站的附近设置机动车和非机动车的停车区域以扩大公交车站的服务半径,提高公交服务的空间覆盖率,使更多的人能够选择公共交通方式.公交服务的时间覆盖性指的是公交车的发车频率和公交线路营运时间的长短,它对出行者决定是否使用公交也有着重要的影响.公交车的发车频率越高,乘客在车站的等候时间就越短,而且选择出行时间的灵活性也越强.公交线路营运时间过短,大量发生在营运时间以外的出行只能采用公交以外的交通方式.公交运力的不足也会影响公交服务的覆盖性.如果在车站候车的出行者无法登上一辆已载满乘客的公交车时,公交服务运力覆盖率在此时此地就出现了空白.在公交信息方面,乘客需要了解下辆车到站时间、票价,是否换乘等信息,这些信息对外地人和不经常使用公交服务的人们尤为重要,如果无法获得这方面的信息,他们就不太可能选择公共交通方式.可见公交服务在上述4个方面的覆盖性缺一不可,只有在空间、时间、运力和信息同时覆盖的条件下,公共交通才能成为出行方式的选择之一.当公共交通成为出行方式的选择之一后,出行者还要考虑公交服务的方便舒适性,它主要包括车辆的乘载率、班次的可靠性、行车速度、乘车安全性、车辆整洁舒适性等方面,是出行者在多种交通方式中最终选择公交方式的主要因素.总之,只有在公交服务的覆盖性及方便舒适性达到一定程度的情况下出行者才会选择公共交通方式.否则将选择其他的出行方式,如步行、自行车、私家车等.公交覆盖率计算与研究公交覆盖率的数学计算方法可描述为:选定某个交通小区,然后用该交通小区内所有公交站点覆盖面积之和或者小区内公交车所经过的道路面积之和除以该小区覆盖面积,所得的商值就是公交覆盖率值.以上方法涉及到图形学中的多边形求和及多边形的面积计算等问题,在实际操作时精确求解不规则多边形面积比较麻烦,可以想象在一个较大规模的城市公交网络中,如果这些计算都采用人工进行,将花费很大的人力和物力,而且计算中很容易出错,精确度也不高.采用GIS软件的图形化工具就可以有效的解决上述问题,在系统开发中,我们采用了MapInfo平台的MapX控件技术来完成多边形面积计算及求和的工作.实践表明:MapX的图形化工具拥有强大的图形实体分析和计算功能,启用MapX的Selections对象和选择工具以及被选对象的Area等方法可以有效地实现多边形的求和与求交计算.下图显示了系统计算某个交通小区的公交覆盖率值的操作.三：系统的界面设计系统提供可视化友好界面,通过电子地图导引,使用户能快捷的进人所需要的面层和区域,完成各项查询和规划工作.界面图如下：四：结语笔者通过对GIS地理信息系统的学习并通过查询相关的文献资料,设计开发了城市公交管理消息系统.此系统对于城市居民,公交管理部门以及公交企业都有不同的用途.居民可以利用该系统查询公交线网基础信息、线路运行信息外,以及最佳出行线路及换乘方案等；在交通运营管理中,利用GIS技术的网络分析,缓冲分析等功能可以很直观地反映一个城市的公交网络覆盖状态,分析公交线路设置是否合理,评价公交站点选址是否科学等.而且该系统可以帮助企业的管理部门确定乘客的地理分布以及确定公交线路和站点附近的人口,出行流量,线路上公交车辆的满载率,道路交通状况等因素,从而方便了企业对公交线路的规划以及线路上公交车辆的投放量的确定.该系统操作简便,实用性较好,兼容性强.基本上能够实现城市公交管理的功能要求.同时也能兼顾市民及企业的使用要求,方便管理者对数据的更新和维护.。

基于大数据的城市智能公交管理系统的设计与实现基于大数据的城市智能公交管理系统的设计与实现一、引言城市公交作为一种重要的公共交通方式，对于提高交通效率、减少交通拥堵、改善居民出行质量具有重要意义。

然而，随着城市化进程的不断加快，公交系统面临着越来越多的挑战，如线路规划不合理、乘客拥堵、服务质量下降等问题。

传统的城市公交管理模式已经不能满足日益增长的需求，因此设计一种基于大数据的城市智能公交管理系统，可以有效提高公交系统的运行效率，提供更快捷、便利的出行服务。

二、系统设计与架构1. 系统需求分析基于大数据的城市智能公交管理系统的设计目标主要包括：实时监控公交运营状态、提供乘客实时信息、优化公交线路规划、改善公交调度效率、提高乘客满意度等。

为了实现这些目标，我们需要对系统进行需求分析，明确系统的功能及数据需求。

2. 系统架构设计基于大数据的城市智能公交管理系统的架构主要包括数据采集与处理模块、数据存储与管理模块、信息展示与服务模块三个部分。

数据采集与处理模块负责从各个公交车辆、设备中采集实时数据，并进行预处理和筛选，包括公交车辆的GPS定位数据、乘客流量信息、交通拥堵信息等。

这些数据通过传感器、摄像头等设备采集，并借助物联网技术实现实时传输。

数据存储与管理模块负责对采集的数据进行存储、管理和处理，包括建立庞大的数据仓库、设计合理的数据模型，利用数据库技术实现高效的数据管理和查询。

信息展示与服务模块负责将处理好的数据以可视化的方式展示给用户，并提供相应的公交服务。

如根据实时数据动态显示公交车辆的位置、到站时间等信息，提供乘客实时查询、预订车票、换乘规划等服务。

三、系统功能设计与实现1. 实时监控公交运营状态该功能通过采集公交车辆的GPS定位数据，并结合地图数据，动态显示公交车辆的位置和行驶轨迹。

系统可以实时监控公交车辆的运行状态，如到站时间、车辆速度、是否拥堵等，并根据这些信息进行相应的调度和优化。

2. 提供乘客实时信息系统不仅可以提供公交车辆的实时位置信息，还可以通过乘客的手机APP收集乘车需求和实时反馈，并提供乘客乘车预测、优化换乘规划等服务。