城市公交查询系统的设计与实现.docx

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城市公交查询系统的设计与实现

摘要

随着城镇化进程的快速推进，公交系统得到空前的发展，公交线路和公交车的数量也随之迅速增加，市民的日常出行的条件得到了很大提高。

在我国现阶段，查询公交信息主要还是通过使用查看交通图、查看城市地图、查看车站站牌或向人询问等常规手段来实现的，既不能保证信息的及时性和准确性，又无法合理安排乘车线路。

基于此，笔者以自己所在的车管所研究背景，以城市公交查询系统为设计对象，开发一款基于网络查询的公交信息查询系统，适合中小城市使用，这是解决当前中小城市公交信息查询困难的有效手段，具有良好的应用价值。

首先，介绍了本文的选题依据，对当前国内外城市公交查询系统的发展现状以及未来发展趋势进行分析，明确研究主要内容；然后，对城市公交查询系统进行需求分析，主要从系统功能需求以及系统的性能需求等方面进行分析，其中在系统的功能需求方面，主要从公交线路查询、站点信息查询、公交换乘以及时间查询四大方面进行系统的功能需求分析；在此基础上，对公交查询系统进行了设计，主要是明确系统设计目标、原则，采用B/S模式、ASP.NET技术完成系统的体系架构设计、网络拓扑结构设计，并采用UML建模技术、SQLServer2005完成公交线路查询、站点信息查询、公交换乘以及时间查询等功能模块设计以及系统的数据库设计；最后，介绍了系统的开发运行环境，实现了公交线路查询、站点信息查询、公交换乘以及时间查询等模块的核心界面和代码，并采用软件测试的一般方法完成系统的功能和性能测试；并对全文进行总结，指出本系统研究的不足和未来研究方向。

本文设计的城市公交查询系统实现了公交路线查询、公交站点查询、公交换乘、公交到站时间查询等功能，并且系统的功能和性能满足公交查询业务的基本需求，具有良好的应用价值，有利于解决当前公交信息查询困难的问题。

关键词：

城市公交查询；公交路线；公交换乘

ABSTRACT

Withtherapidprocessofurbanization,publictransportationsystemgetunprecedenteddevelopment,thenumberofbuslinesandbusisincreasingrapidly;thepublicdailytravelconditionshavebeengreatlyimproved.Atthepresentstageofourcountry,mainlythroughtheuseofpublictransportationqueryinformationorviewthetrafficmap,viewthecitymap,viewthestationbusstoptoaskforinformationortoachieveotherconventionalmeans,itcannotguaranteethattheinformationtimelinessandaccuracy,andcannotreasonablyarrangethecarline.Basedonthis,theauthortakesownCheKwunresearchbackground,withthecitypublictransportationquerysystemforthedesignofobjects,thedevelopmentofanetworkquerybasedonbusinformationquerysystem,suitableforsmallandmedium-sizedcityuse,thisisthesolutiontothecurrentsmallandmedium-sizedcitybusinformationqueryandeffectivemeansofhard,hasgoodapplicationvalue.

Firstofall,introducedthisarticleselectedtopicbasis,thecurrentdevelopmentofurbanpublictransportinquirysystemathomeandabroadpresentsituationandfuturedevelopmenttrendisanalyzed,specificallystudiesthemaincontent;Then,thedemandanalysisofurbanpublictransportinquirysystem,mainlyfromthesystemfunctiondemandandsystemperformancerequirementswereanalyzed,andthefunctionofthesystemdemand,mainlyfromthebusroutequery,siteinformationquery,transitsystemandquerytimefouraspectanalysisoffunctionalrequirements;Onthisbasis,topublictransportquerysystemdesign,mainisclearsystemdesignobjectives,principles,usingB/Smode,ASP.NETtechnology,completedsystemarchitecturedesign,networktopologystructuredesign,andUSEStheUMLmodelingtechnology,SQLServer2005tocompletethebusroutequery,siteinformationquery,transitandtimequeryfunctionmoduledesignandsystemdatabasedesign;Finally,thispaperintroducesthesystemdevelopmentenvironment,realizethebusroutequery,siteinformationquery,thecoreofthetransitandtimequerymoduleinterfaceandcode,andbyusingthegeneralmethodofsoftwaretestingcompletesystemfunctionandperformancetests;Andtosummarizethefulltext,pointsouttheshortageofthesystemresearchandthefutureresearchdirection.

BusquerysystembasedonWebdesigninthispapertorealizethebusroutequery,querybusstations,bustransfer,busarrivaltimequery,andotherfunctions,andthesystemfunctionandperformancemeetthebasicneedsofbusqueryoperations,hasgoodapplicationvalue,andhelpstosolvethecurrentbusinformationquerydifficultproblem.

Keywords：

Citybusinquiry;busroutes;bustransfer

1绪论

1.1选题依据

生活水平的提高，人们的出行需求也在逐渐的增加，出行的首选必然是对交通工具的选取，城镇化加快，人们出行越来越关心公共交通工具的使用，公告交通工具作为一项基础的公共服务设施，发展十分迅速，公交数量以及公交线路在各大城市得到不断的完善，形成遍布城市的公交路线网。

在公交给人们出行带来极大便利的同时，公家的增多也造成城市路线与车辆的拥堵问题，同时公交信息的变更也导致人们对于公交信息的查询的不便，现阶段人们常用的咨询公交信息的手段还是更多的属于询问路人，以及查看公交站牌等，但是这样的手段对于合理安排出行时间以及出行路线来说无疑是极不方便的，同时，由于一些城市改造、施工等事件，公交车也存在部分站牌不停靠，甚至是绕行、站牌变更的情况存在，而这些信息在查找的情况时往往不能够及时的获取，可能造成等不到车或乘错车等问题，给出行带来不便。

如何选择经济，便捷的交通，并成为周围的人最关心的问题。

随着城市化进程的快速推进，公交系统得到了迅速发展，以及公交线路的数量和总线正在迅速增加。

但是，总线系统给人们的出行带来了许多便利，但也给他们带来了很大的麻烦。

由于频繁出现的新线路和车辆，造成公共交通信息变化频繁，并结合数量庞大的公交信息，人们查询公交信息还停留在方向上，查看交通图，或巴士站等待传统方法，它不能保证信息的准确性和及时性，不能安排出行路线。

在车速过快，频繁的城市道路改造和升级工程的另一方面，城市扩张和改造，使得部分公车只好绕道，运行临时改变路线。

城市交通带来的拥堵问题以及噪音、废气等污染情况，已经是各大城市发展中的重大问题，根本的解决办法还是在公交路线的优化。

期望能够提供一个平台能够使人们能够及时的了解公交信息，对一些出游、就医等继续了解路线信息的人提供最便捷的道路，并能够依据最新的信息找到最便捷的出行路线，节省消耗的路上的时间。

基于此，笔者以自己所在的车管所研究背景，以城市公交查询系统为设计对象，开发一款基于网络查询的公交信息查询系统，适合中小城市使用，这是解决当前中小城市公交信息查询困难的有效手段，具有良好的应用价值。

首先，本文的研究对国内外关于城市公交查询系统的相关研究资料以及理论进行了分析和梳理，对于城市公交查询系统的主要的功能以及具体的业务流程进行了初步的研究，为设计城市公交查询系统奠定了一定的理论基础。

其次，本文的研究具有一定的实践价值。

笔者一直在车管所上班，对公交信息查询的现状及现有公交信息查询系统存在的问题比较了解，并且结合自己的工作经验对城市公交信息查询系统做了一定的研究。

分析得知，当前城市公交查询系统的需求量很大，但是目前城市公交查询系统存在很多的漏洞，不能够满足消费者的需求，本文设计的城市公交查询系统就是针对现存的漏洞进行设计，能够帮助公交公司实现更好的业务管理。

1.2国内外研究现状

在公共交通的研究方面，发达国家走在世界的前列并取得了很大的研究成果。

尤其是在最近几十年，随着计算机技术的进步和地理信息系统技术的发展。

在国内外国家中，不少国家都已经将地理信息技术投入到公共服务设施建设中去了。

日本、英国、法国、韩国等国家也投入了大量的人力和物力从事交通地理信息系统的建设和研究，并取得了显著的成果。

建立了一种在对公共交通网络优化的基础上，运用系统工程理论将交通流诱导技术、差分GPS定位技术、地理信息系统技术、地图匹配技术、电子技术以及智能卡技术等先进技术进行集成，形成集信息服务、网络通讯于一体的先进的公交规划管理体系。

相对于发达国家而言，国内的公交查询系统还处于一个发展中阶段，像触摸屏和GIS这样的技术只有在北京、上海这样的发达城市才有大范围的应用，在其他的二、三线城市并没有得到普及。

就目前来看，城市公交查询系统还存在以下一些问题：

公交查询网站访问量差距较大且普遍不高；大部分没有地图显示能力，不够直观；获得的公交信息的时效性没法保证；乘客出行前，获得公交信息的渠道少等。

但是国家一直在加大力度重点发展我国的公共交通事业，目前也有很多城市采用了建立城市公交信息系统的查询平台，通过在这个平台上可以实时查询各种形式的公交信息，很多学者从公交信息查询系统的框架结构上进行研究，根据其功能上的不同对于公交查询系统的使用者也不一样，最主要的功能集中在短信查询、手机嵌入式软件客户端查询和GIS网上查询等。

福建农林大学学者李纲等（2008）主要研究了基于短信平台的公交换乘查询系统的整个设计，从系统的设计语言、技术以及主要功能等入手，主要针对福建农林师范大学的学生以及教师人员对于附近公交线路的查询工作的分析，在通过网络接入公交换成查询系统后，能够以短信形式将公交信息发送到查询人的手机上[1]。

练剑（2009）针对GIS技术应用到公交信息查询系统的问题进行研究，以济南公交信息数据为基础，设计以最少换乘与最快到达为最优路线的公交路径算法，能够实现文本信息以及地图查询的两种方式获得最优路线，能够为出行人群规划出快捷的公交线路[2]。

学者林吉福（2009）开发基于ARM-Linux的嵌入式仿真掌上公交查询系统，以三星公司推出的32位高性能的基于ARM920T微架构的S3C2440处理器的Mini2440平台作为嵌入式开发平台，且基于Qt/embedded开发了手持终端的图形用户界面，用户可以直接在手机安装客户端的嵌入式软件，输入数据查询公交信息[3]。

学者梁毅（2010）开发基于Web的公交智能查询系统，提供的公交信息查询服务可以实现在不同手机客户端平台上的移植，利用粒子群优化算法来筛选出最佳的乘车信息，反馈给用户[4]。

学者王森（2013）设计与实现实时公交乘客查询系统，运用3G无线通讯技术、云数据处理技术、GIS地理信息技术和智能手机嵌入式技术，描述了系统需求分析，包括公交线路、站点、运营时间、实时车辆位置和状态、到站信息、换乘信息和出行计划等，设计了系统的总体方案、逻辑框架和功能划分[5]。

学者胡韦华（2013）根据软件工程理论的规范要求描述了三明市公交查询系统，应用相关软件开发工具和知识技术设计了实现公交动态的管理、实现公交线路的查询、实现公交站点的查询、实现公交换乘的查询、实现了按票价等的其他查询、实现了留言板管理、实现了管理员个人信息修改等主要功能模块[6]。

学者王卓（2013）选用MicrosoftOfficeAccess2007建立了基本的数据库，选用VisualBasic语言设计并实现了哈尔滨市公交换乘查询系统，从管理员角度设计，主要实现添加用户管理和对公交线路、站点等基础数据的添加、删除和修改等功能，实现了基础数据的后台维护更新[7]。

综述国内外研究现状可知，近年来学者对城市公交信息查询系统的比较重视，关于城市公交信息查询系统的研究也取得了丰硕的成果。

但是，目前，城市公交信息查询系统的应用现状并不理想，随着城市交通轨道的发展，城市公交查询系统的研究将面临更多的问题，城市公交信息查询系统的研究工作仍然是任重道远。

当前研究成果主要是集中于基于GIS的公交信息查询系统或XX地图之类的系统。

因此，本文以基于Web的公交查询系统为开发对象，开发与实现基于Web的城市公交查询系统。

Web的查询方式，通过互联网连接后台服务器，可以实现功能强大的查询，可以提供公交车的首末班时间和每个站点、运行时间、发车间隔的查询。

查询时直接输拼音、数字，也可以找到站点和线路，并收录了公交车站周边的标志性建筑物、商场、学校等。

1.2相关技术概述

相关技术概述是城市交通查询系统开发的技术支持，主要介绍B/S结构、ASP.NET技术以及SQL数据库技术。

1.2.1B/S概述

B/S结构（Browser/Server），是随着Internet技术的兴起后的一种网络结构模式，WWW浏览器是客户端最主要的应用软件[8]。

这种模式大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。

可与SQLServer等数据库软件无缝对接，最终实现数据交互。

B/S的优点一是具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理；二是业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能；三是维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。

三层的Browser/Server体系结构是把二层的client/Server结构的事务处理逻辑模块从客户机的任务中分离出来，由单独组成的一层来负担其任务，这样客户机的负担大大减轻了，把负荷均衡地分配给了WEB服务器[9]。

由于客户机把事务处理逻辑部分分给了功能服务器，使客户机一下子“苗条”了许多，不再负责处理复杂计算和数据访问等关键事务，只负责显示部分，从而使之变成一个简单的图形交互工具。

B/S模式最大特点是：

用户可以通过WWW浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息，这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的，而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中。

客户端除了WWW浏览器，一般无须任何用户程序，只需从Web服务器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由Web服务器交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器又返回给用户。

1.2.2ASP.NET技术

ASP（ActiveServerPage）为一种具有卓越功能的服务器端脚本编程环境。

其由微软公司推出，自WindowsNTServer操作系统以来就自带这样的编译环境。

1996年ASP1.0出现，1998年ASP2.0发布，2000年随着Windows2000的成功发布，Windows2000的IIS5.0所附带的ASP3.0开始流行。

IIS（InternetInformationServer）为于服务器之中安装的互联网信息服务器。

微软公司于2001年发布了新产品ASP.NET，其舍弃了之前的三个版本都在运用的脚本语言，还做了VisualBasic.NET充当其默认语言。

其在结构上和之前的版本有着显著的差异性，其可以说是完全以组件和模块化作为基础的。

Web应用程序的开发者通过该环境能够创建出模块化水平更高，功能更为优秀的程序。

ASP是IIS的一种不需要编译的开放式应用程序环境。

其中的全部程序都存放在服务器当中，利用后者来解释并运行。

而对于ASP.NET，全部的程序依然存放在服务器端当中，然而其全部通过服务器进行编译运行。

当首次与你那个程序时开始编译，而在再度执行的过程之中，由于服务器端已经存放了经过编译的代码，故而其执行速率有了显著的提升。

IIS支持HTTP协议，用于客户端通过浏览器发出HTTP请求，HTTP请求利用因特网找到对应的服务器，同时将该请求传达给对应的处理模块，再通过该模块找到对应执行的ASP或者是ASP.NET程序，最终将执行的结果利用网络反馈给客户端。

在利用其设计程序的过程之中，因为其运用的是脚本语言，故而全部的代码都可以嵌入到HTML代码中，故而在设计功能庞大的网页的情况下，不可避免的要运用大规模的代码，如此则可能使得代码可读性显著降低。

不仅如此，因为全部代码都必须要先解释后运行，故而不免速度就会显著降低，同时很难高效的发挥出硬件全方位的性能。

ASP.NET较之于ASP更加高效，供应了极高的可重用性，就达到相同作用的程序而言，前者所使用的代码数目要显著小于后者。

其运用全新的编译环境，引导着技术发展的前沿和潮流。

（1）ASP.NET的优点

ASP.NET在开发Web应用程序和服务上快速、便捷，具有很强大的优势，主要表现在以下几个方面：

1）适用各种浏览器

ASP.NET的应用程序开发与浏览器无关，对于一些常用的浏览器，包括最新版权的InternetExplorer、NetscapeNavigator等都可实现兼容。

2）代码隐藏

在ASP.NET中的业务逻辑代码不在HTML中显示出来，而是存放在另外单独的文件中；显示逻辑由HTML编写，在页面展示时看不到业务逻辑代码，实现了业务逻辑代码的隐藏，通过这种技术可以更好地维护程序，这样程序员和设计人员的工作可以分别完成，提高了开发效率，也减少了错误的发生。

3）多处理器环境的无缝连接

多处理器运行环境可以大大提高系统的运行速度，但不同处理器之间的配合毕竟不如一个处理器那么的协调无间，而ASP.NET采用了特殊的无缝连接技术，使其在多处理器的运行环境中不受影响，极大提高了运行速度，即使开发时是用一个处理器，在多处理器环境中运行时也不需要做任何修改就可以提高运行效率。

4）提高了执行效率

ASP通过即时解释的方式运行应用程序，而ASP.NET作了改进，在服务器端第一次运行程序时就进行编译，大大提高了应用程序的执行效率。

5）配置和部署更方便快捷

ASP.NET改变过去修改代码后需重新启动服务器的方式，而是利用纯文本形式进行配置，这样在ASP.NET应用程序运行时不管是上传配置文件还是修改配置文件，都不需要再重新启动服务器，新代码会自动被ASP.NET识别而获得请求。

（2）ASP.NET基本体系结构

ASP.NET采用了模块化与组件化的技术构建而成，这是一种面向对象的思想。

ASP.NET由.编程类库组成，这些类库是由NET框架提供的，由此可知ASPL.NET隶属于.NETFramework框架。

ASP.NET的业务逻辑代码与显示逻辑是分开的，开发人员可以把注意力集中到编写业务逻辑代码上，而其他服务则由ASP.NET基本结构通过Internet协议和数据格式来提供。

ASP.NET的基本体系结构见图2-2。

.NET框架内核（.NETFrameworkCore）包含公共语言运行时CLR（CommonLanguageRuntime）和类库。

ASP.NET页面中程序代码由CLR编译和管理，而用于处理请求和生成响应的公共代码则由类库提供。

ASP.NET与IIS之间的通信通过ISAPI（InternetServer的API,InternetServerApplicationProgrammingInterfaces）过滤器连接，过滤器中的应用程序即动态链接库DLL文件，为保证应用程序的快速执行，可在运行时加载到Internet服务器的进程空间中。

ASP.NET基本结构图如图1-1所示。

图1-1ASP.NET基本结构图

Figure1-1ASP.NETbasicstructurediagram

（3）ASP.NET工作原理

ASP.NET工作时由客户端浏览器向服务器发送一个HTTP请求，Web服务器判断所请求的网页是否为ASP.NET的网页文件（扩展名为aspx）。

如果是，则解析器来解释此源代码；如果此代码尚未被编译到DLL（DynamicLinkLibrary，动态链接库）中，ASP.NET将调用编译器对其进行编译，然后运行时加载和执行MSIL代码。

如果用户第二次请求此网页，客户端浏览器将再次向服务器发出HTTP请求。

这一次运行时将加载并立即执行MSIL代码以返回输出结果，因为在用户第一次访问时已经编译过此代码。

1.2.2SQL数据库技术

SQL即strueturedQueryLanguage（结构化查询语言），它是一组专用的程序命令，可完成如下任务：

在一个或多个数据库的一个或多个表中检索数据通过插入，删除或更改记录操纵表中