基于GIS的公交查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賀園園，孟魯閩，戴洪寶

(西安科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，陜西西安 710054)

基于GIS的公交查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賀園園?，孟魯閩，戴洪寶

(西安科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，陜西西安 710054)

從建立城市公交查詢系統(tǒng)的必要性出發(fā)，提出了一種基于GIS的城市公交信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)查詢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和查詢功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并且對(duì)一些要點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了探討分析。給出了一種更便于人們快捷、方便，簡(jiǎn)單地查詢出行線路的方法。注重了人性化的出行查詢要求，提供了最少乘車時(shí)間、最少乘車費(fèi)用，最少乘換次數(shù)三種乘車方案查詢及公交線路信息查詢。

GIS；城市公交；公交查詢；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引 言

隨著城市化的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市交通迅速發(fā)展。隨之公交線路也日漸增多，錯(cuò)綜復(fù)雜的公交線路，給人們選擇出行乘車線路造成一定的困擾。不僅是越來越多的從外地來城市工作、學(xué)習(xí)、旅游、就醫(yī)的人們，即使對(duì)于一直生活在城市中的市民，快速發(fā)展的城市規(guī)模和城市交通使他們有時(shí)候也很迷茫。所以，建立方便快捷的城市交通查詢系統(tǒng)，使交通查詢更簡(jiǎn)潔化，生活化，是我們應(yīng)該解決的一個(gè)重要課題。

目前，公交查詢系統(tǒng)主要是通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，需要通過上網(wǎng)進(jìn)行查詢或者通過電話查詢，還有一種是我們普遍使用的交通旅游地圖。這些方法的可視性和可操作性受到一定的限制。本文提出了另一種系統(tǒng)構(gòu)建方案，雖然也是通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，但它是一種基于公共的基站，實(shí)現(xiàn)公交查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。通過在一些重要的、人流量比較大的公交?？奎c(diǎn)，設(shè)立公交查詢機(jī)，使公交查詢?nèi)缤褂肁TM機(jī)一樣方便、快捷、簡(jiǎn)單，給人們出行提供一種便利的公交查詢系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)的工作原理

本系統(tǒng)采用了基于客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的WebGIS技術(shù)。系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

客戶端(固定的公交查詢機(jī)或移動(dòng)的電腦終端)接受用戶的查詢請(qǐng)求，通過Internet/Intranet向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求，對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理，如:放大、縮小、漫游、查詢，分析等，將操作結(jié)果返回給客戶端并顯示，從而完成一次業(yè)務(wù)處理。

圖1 系統(tǒng)原理圖

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

人們對(duì)公交查詢主要有這幾個(gè)方面的要求。①?gòu)募椎氐揭业乜沙俗卉嚨某俗桨?。②在所有的方案中，所需車費(fèi)最少的方案。③花費(fèi)最少時(shí)間的乘車方案。④我們經(jīng)常只知道起點(diǎn)的站名，而不知道目的地所在的站名，從而如何進(jìn)行公交查詢?？紤]到人們的查詢要求，該系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

在公交查詢系統(tǒng)中，系統(tǒng)功能主要包括三方面的內(nèi)容:公交信息查詢、公交信息維護(hù)，地圖操作和使用該系統(tǒng)時(shí)的一些幫助信息。

3.1 公交信息查詢

公交信息查詢主要包括公交乘坐查詢和公交線路查詢。公交乘坐查詢可以從兩個(gè)方面進(jìn)行查詢。一種情況，我們知道起點(diǎn)和目的地的站名，通過輸入站名查詢乘車路線。如:從西安火車站到大雁塔，就是基于這種思路的查詢，查詢結(jié)果會(huì)出現(xiàn)5路，30路，41路，500路等多個(gè)結(jié)果；另一種情況，我們往往知道我們要去的目的地周圍的一些興趣點(diǎn)(如:一些重要建筑物，名勝古跡，大型購(gòu)物商場(chǎng)，大專院校等的名稱)，但不知道其具體的站名，我們可以通過搜索距興趣點(diǎn)最近的站名實(shí)現(xiàn)基于興趣點(diǎn)的乘車路線的查詢。如:從文藝路到西安科技大學(xué)，西安科技大學(xué)本身并不是站名，查詢系統(tǒng)會(huì)搜索距其比較近的公交站點(diǎn)的名稱然后進(jìn)行查詢。查詢結(jié)果會(huì)出現(xiàn)21路，609路等結(jié)果。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

公交線路查詢主要查詢公交站點(diǎn)和線路的屬性信息，如經(jīng)過某站點(diǎn)的所有公交線路、某公交線路相關(guān)信息(如:始發(fā)車和收班車時(shí)間、發(fā)車時(shí)間間隔，票價(jià))等。當(dāng)我們選擇某條線路時(shí)，在圖上高亮度顯示所選線路及線路經(jīng)過的站點(diǎn)。我們的查詢結(jié)果可能有多種方案，根據(jù)我們乘車所考慮的側(cè)重點(diǎn)不同，可以進(jìn)一步查詢適合自己的乘車路線，如我們可能希望乘車的花費(fèi)最少，那么，通過最少車費(fèi)查詢可以幫我們?cè)谄渲羞x擇一種更好的乘車方案。

3.2 公交信息維護(hù)

公交信息維護(hù)包括公交線路維護(hù)、公交站點(diǎn)維護(hù)、地圖維護(hù)。隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷加快，新增道路和改擴(kuò)建道路不斷增多，隨之出現(xiàn)了一些新的公交線路，而且為了方便出行，有些已有線路有可能改變了原先的行車路線，所以及時(shí)更新公交線路和公交站點(diǎn)的信息是非常重要的。城市的格局在不斷發(fā)生變化，城中村改造，舊城區(qū)改造，新城區(qū)建設(shè)使城市不斷發(fā)生變化，為了使我們的公交查詢系統(tǒng)具備現(xiàn)勢(shì)性的要求，必須及時(shí)更新地形圖的圖形信息和興趣點(diǎn)的點(diǎn)信息。

3.3 地圖操作

地圖操作用于實(shí)現(xiàn)地圖的放大、縮小、漫游、圖例管理及簡(jiǎn)單的圖層控制選擇功能，使我們更直觀，更好地了解線路信息。

4 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備

4.1 所需數(shù)據(jù)

本公交查詢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要分為圖形數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)包括城市數(shù)字電子地圖、城市公交線網(wǎng)構(gòu)成和公交站點(diǎn)分布圖形及屬性數(shù)據(jù)、城市道路網(wǎng)圖形和屬性數(shù)據(jù)，公交線路運(yùn)營(yíng)情況、線路包含的所有站點(diǎn)、線路運(yùn)行起止時(shí)間。它們分別用Shape格式和關(guān)系型數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)。

4.2 公交數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

為了能在電子地圖中查詢、顯示公交信息，需要建立公交車站表、公交線路表、公交車站路線表。3個(gè)表的結(jié)構(gòu)如表1、表2、表3所示，系統(tǒng)的公交路線和站點(diǎn)等屬性信息存儲(chǔ)在名為公交數(shù)據(jù)庫(kù)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中，主要包括3種表結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要進(jìn)行更新和擴(kuò)展。其中:表1是公交車站表，記錄了每一個(gè)站點(diǎn)的信息并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)識(shí)。表2是公交路線表，記錄所有公交路線及其經(jīng)過的站點(diǎn)；表3是公交車站線路表，記錄了市區(qū)所有公交站點(diǎn)以及經(jīng)過每個(gè)站點(diǎn)的所有公交路線等信息。

公交車站表的結(jié)構(gòu) 表1

公交線路表的結(jié)構(gòu) 表2

公交車站線路表的結(jié)構(gòu) 表3

5 算法分析

5.1 公交換乘算法

該模塊是系統(tǒng)的核心部分，即在相應(yīng)窗口輸入起點(diǎn)A和終點(diǎn)B，或者直接在地圖上選取兩個(gè)站點(diǎn)，可以通過模糊查詢的方式得到換乘方案。首先，查看是否有一條線路包含A和B，如果有的話就是直達(dá)方案見圖3(a)；再查看經(jīng)過A的線路和經(jīng)過B的線路是否有同一個(gè)站點(diǎn)C，如果有的話就是一次換乘方案見圖3 (b)。否則，先乘經(jīng)過A的線路到達(dá)某一站C，查看經(jīng)過C的公交車與經(jīng)過B的公交車有沒有交叉點(diǎn)D，若有，則是二次換乘方案見圖3(c)。由此可見，輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，可以方便地得到直達(dá)、一次換乘，二次換乘的方案。

5.2 乘換方案的選擇

通過公交乘換算法我們可以得到多種乘車方案，在這些方案中，我們需要選擇更適合自己的乘車方案。在公交乘換算法中，我們記錄下每個(gè)方案的乘換次數(shù)，通過比較乘換次數(shù)就得到乘換次數(shù)最少的乘車方案。GIS強(qiáng)大的地圖操作可以實(shí)現(xiàn)量距功能，進(jìn)而可以量測(cè)每種方案的路線長(zhǎng)度，通過排序，得出距離最短的方案。一般情況下，距離最短所用時(shí)間也就比較少。公交乘換算法中，我們記錄下每種方案的乘換線路，通過線路名得到線路的計(jì)費(fèi)情況，若為無人售票車，其費(fèi)用不管多少站是一樣的，對(duì)于按站收費(fèi)的公交線路，通過乘換算法中記錄的每個(gè)線路段所經(jīng)過的站數(shù)，計(jì)算出在此線路段中所需費(fèi)用，把每種方案中，各線路段的費(fèi)用加起來，即為此方案的總費(fèi)用，排序可得最少費(fèi)用的乘車方案。

6 結(jié) 論

本系統(tǒng)充分利用了Internet的信息共享平臺(tái)，結(jié)合GIS強(qiáng)大的圖形顯示與分析功能，為用戶提供不同需求的公交換乘方案及其他信息服務(wù)。給出了基于換乘次數(shù)最少、乘車時(shí)間最短和乘車費(fèi)用最少三種需求方案。所設(shè)計(jì)的基于GIS的城市公交查詢系統(tǒng)為城市居民的出行提供了一個(gè)方便、快捷的公交線路查詢平臺(tái)，對(duì)于改善城市公共事業(yè)服務(wù)平臺(tái)，提升城市的公共服務(wù)水平有較大的促進(jìn)作用。

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Design of Public Transport Inquiry System Based on GIS

He YuanYuan，Meng LuMin，Dai HongBao
(College of Geomatics，Xi′an University of Science and Technology，Xi′an 710054，China)

Based on the necessity of building urban public traffic inquiry system，This paper presents a design of urban public transport information inquiry system based on GIS，designs the table structure of data and the system capabilities structure，discusses algorithm of some elements.It gives people a more efficient，more convenient and simpler way for user to query travel routes.Focus on the human requirements of travel inquiries，provide least travel time、least cost、least times，three Travel programs for user inquiry.

GIS；urban public transport；public inquiry；system design

1672－8262(2010)03－35－03

P208

A

2009—11—12

賀園園(1985—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榇蟮販y(cè)量學(xué)與測(cè)量工程。