綜合運(yùn)輸環(huán)境下聯(lián)程查詢基礎(chǔ)信息平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

馬秋爽，陳潤雨，卜家賀，劉西菩，賀懷清

（中國民航大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津　300300）

綜合運(yùn)輸環(huán)境下聯(lián)程查詢基礎(chǔ)信息平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

馬秋爽，陳潤雨，卜家賀，劉西菩，賀懷清

（中國民航大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津300300）

現(xiàn)如今交通工具種類繁多，路徑繁雜，瑕瑜互見，路徑聯(lián)程成為實(shí)現(xiàn)交通方式間優(yōu)勢互補(bǔ)的出行選擇。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了綜合運(yùn)輸環(huán)境下聯(lián)程路徑查詢基礎(chǔ)信息平臺(tái)，根據(jù)旅客提供的出發(fā)地和目的地從眾多路徑中篩選出可選路徑，幫助旅客在短時(shí)間內(nèi)挑選用時(shí)短、搭乘便捷的較優(yōu)路徑，使其旅行的行程規(guī)劃更加方便快捷，提高出行效率。

聯(lián)程；時(shí)刻查詢；行程規(guī)劃

0　引 言

隨著國內(nèi)民航事業(yè)和鐵路事業(yè)的高速發(fā)展，可供人們選擇的出行方式正日趨豐富與立體式分布。每種出行方式都有其利弊存在，例如，搭乘飛機(jī)速度快，但是價(jià)格昂貴，適合長途旅行；而選乘列車速度較慢，但經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，適合短途旅行，如何將這2種交通方式結(jié)合起來，優(yōu)勢互補(bǔ)、且取長補(bǔ)短顯然已經(jīng)成為一個(gè)需要深入探討的研究課題?？涩F(xiàn)如今民航與列車中轉(zhuǎn)運(yùn)輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式，卻只能人為統(tǒng)籌規(guī)劃，這即在無形中增加了人們的出行煩惱。

時(shí)下，國外高鐵與機(jī)場的成功聯(lián)運(yùn)合作起到了很好的示范效果，使國內(nèi)越來越多的機(jī)場和航空公司也開始嘗試與高鐵的對接與協(xié)作。國內(nèi)各大樞紐機(jī)場和航空公司均已相繼展開積極探索。例如，東方航空公司和上海鐵路局聯(lián)合推出“空鐵通”產(chǎn)品，使旅客在購買東方航空公司機(jī)票的同時(shí)，可以一并選擇購買杭州、南京、臺(tái)州等13個(gè)城市至上海虹橋站的高鐵票，并可享受套票優(yōu)惠價(jià)。不僅如此，隨著京廣高鐵正定機(jī)場站的開通運(yùn)營，石家莊機(jī)場的“空鐵聯(lián)運(yùn)”服務(wù)也正式啟動(dòng)；海南航空股份有限公司則與粵海鐵路、?？诿捞m國際機(jī)場在2014年聯(lián)合發(fā)布了“空鐵暢行”產(chǎn)品；同時(shí)，天津航空有限責(zé)任公司更與京津城際、天津?yàn)I海國際機(jī)場聯(lián)手合作，搶先推出乘飛機(jī)經(jīng)天津進(jìn)京，京津城際段動(dòng)車票免票的業(yè)務(wù)［1］。然而，盡管我國部分機(jī)場已經(jīng)開始提供空鐵聯(lián)運(yùn)服務(wù)，但其中卻仍存在諸多問題。具體來說，缺少旅客空鐵聯(lián)運(yùn)信息查詢、聯(lián)程客票銷售等聯(lián)程服務(wù)，使旅客難以制定合理銜接的聯(lián)程出行計(jì)劃；各種運(yùn)輸方式的信息管理依然相互獨(dú)立，缺乏統(tǒng)一信息資源整合和管理。因此相關(guān)學(xué)者繼而陸續(xù)提出發(fā)展智慧交通，建設(shè)綜合運(yùn)輸信息系統(tǒng)的研究設(shè)想，如此將可為旅客提供綜合交通運(yùn)輸信息的互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)更新、及時(shí)發(fā)布和便捷查詢，進(jìn)而統(tǒng)籌管理旅客聯(lián)程運(yùn)輸?shù)母黝愋畔①Y源，最終為旅客智能選擇民航航班時(shí)刻與高鐵銜接時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)無縫換乘［2］。但國內(nèi)目前對基于綜合運(yùn)輸環(huán)境下信息資源統(tǒng)一管理和實(shí)現(xiàn)聯(lián)程信息查詢的相關(guān)研究卻仍然處于薄弱的起步階段，需要研究學(xué)界增加關(guān)注和投入力度。

針對這一現(xiàn)實(shí)狀況，本文主要設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可以自主規(guī)劃聯(lián)程路徑的基礎(chǔ)信息平臺(tái)，該平臺(tái)可根據(jù)用戶輸入的出發(fā)地和目的地來規(guī)劃出多條路徑以供用戶靈活自主選擇，從而填補(bǔ)當(dāng)前可將多種運(yùn)輸形式進(jìn)行綜合規(guī)劃的線路查詢平臺(tái)研究上的相應(yīng)不足，方便旅客現(xiàn)實(shí)日常出行。

1　系統(tǒng)目標(biāo)

綜合運(yùn)輸環(huán)境下聯(lián)程路徑基礎(chǔ)信息平臺(tái)以搭建包含豐富的航班及列車時(shí)刻信息的數(shù)據(jù)后臺(tái)為主要目的，實(shí)現(xiàn)查詢聯(lián)程路徑為功能驗(yàn)證。為保證聯(lián)程中轉(zhuǎn)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)交通工具轉(zhuǎn)換的功能，本系統(tǒng)從北京、上海、廣州等樞紐城市入手，保證樞紐城市間航線可達(dá)以及與周邊城市列車可達(dá)，實(shí)現(xiàn)“列車——航線——列車”的標(biāo)準(zhǔn)格式的科學(xué)綜合路徑規(guī)劃。針對本身設(shè)有機(jī)場的出發(fā)地和目的地，還可將直達(dá)航線或轉(zhuǎn)程一次的路徑包含在內(nèi)，為旅客提供可行性多種選擇。為實(shí)現(xiàn)這一功能，本系統(tǒng)將樞紐城市之間的航線和可達(dá)周邊城市的高鐵、城際列車和動(dòng)車的時(shí)刻表進(jìn)行整合處理，形成一個(gè)包含大量準(zhǔn)確可靠信息的數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，可通過C#語言對數(shù)據(jù)庫中的時(shí)刻信息進(jìn)行條件查詢，從實(shí)際出發(fā)，大幅提升旅客行程規(guī)劃的便利性，顯著提高出行效率。

2　系統(tǒng)總體內(nèi)容

為容納盡可能全面的時(shí)刻信息供旅客自由選擇并完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)需要后臺(tái)數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)支持和功能模塊，從而有效實(shí)現(xiàn)聯(lián)程路徑的查詢功能。

2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

聯(lián)程路徑基礎(chǔ)信息平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的搭建主要涉及到3個(gè)表：即周邊城市表、航班時(shí)刻表和列車時(shí)刻表。以下列舉各表的內(nèi)容信息：

1）周邊城市表。用來存儲(chǔ)北京、上海、廣州這3個(gè)樞紐城市的周邊高頻造訪城市信息?！俺鞘忻睂傩杂涗浟税?個(gè)樞紐城市及其周邊城市在內(nèi)的所有城市。“中心城市”屬性記錄了距離該城市最鄰近的樞紐城市名，樞紐城市的中心城市則是其本身?！坝袩o機(jī)場”屬性記錄了該城市中有無機(jī)場，有機(jī)場記為“1”，無機(jī)場記為“0”。

2）航班時(shí)刻表。用來存儲(chǔ)北京、上海、廣州與這3個(gè)樞紐城市的周邊城市之間的航班時(shí)刻信息。周邊城市表和航班時(shí)刻表間的關(guān)系如圖1所示。

圖1　周邊城市和航班時(shí)刻的E-R圖Fig.1 The ER diagram of surrounding cities and flight schedule

3）列車時(shí)刻表。用來存儲(chǔ)北京、上海、廣州這3個(gè)樞紐城市與各自的周邊城市之間的列車時(shí)刻信息。周邊城市表和列車時(shí)刻表間的關(guān)系如圖2所示。

圖2　周邊城市和列車時(shí)刻的E-R圖Fig.2 The ER diagram of surrounding cities and train schedule

2.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

綜合運(yùn)輸環(huán)境下聯(lián)程路徑基礎(chǔ)信息平臺(tái)的功能模塊和用戶界面以Visual studio 2013為開發(fā)環(huán)境，使用C#作為開發(fā)語言和MySql數(shù)據(jù)庫提供后臺(tái)數(shù)據(jù)支持。功能模塊主要包括單程高鐵/動(dòng)車路徑查詢、單程航班路徑查詢和聯(lián)程路徑查詢。用戶輸入的出發(fā)地和目的地在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中周邊城市表的城市屬性范圍內(nèi)，通過判定用戶輸入的出發(fā)地和目的地的中心城市是否相同，確定是否能通過聯(lián)程或單程路徑到達(dá)；通過判定出發(fā)地和目的地是否都有機(jī)場，確定是否能通過單程航班路徑到達(dá)。在此，針對系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)鍵功能，可做如下設(shè)計(jì)解析。

2.2.1單程高鐵/動(dòng)車路徑查詢

判斷用戶輸入的出發(fā)地和目的地能否通過單程高鐵/動(dòng)車到達(dá)，列出可供選擇的時(shí)刻信息表。單程高鐵/動(dòng)車路徑查詢的程序流程圖如圖3所示。

圖3　單程高鐵/動(dòng)車路徑查詢Fig.3 Route searching of single-pass HSR and CRH

2.2.2單程航班路徑查詢

判斷用戶輸入的出發(fā)地和目的地能否通過單程航班到達(dá)，列出可供選擇的時(shí)刻信息表。單程航班路徑查詢的程序流程圖如圖4所示。

圖4　單程航班路徑查詢流程圖Fig.4 The flow chart of route searching for single-pass flights

2.2.3聯(lián)程路徑查詢

判斷用戶輸入的出發(fā)地和目的地能否通過聯(lián)程路徑到達(dá)，列出可供選擇的時(shí)刻信息表。聯(lián)程路徑查詢的程序流程圖如圖5所示。

圖5　聯(lián)程路徑查詢流程圖Fig.5 The flow chart of connecting routes searching

3　系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果

本系統(tǒng)根據(jù)每個(gè)模塊的功能要求，設(shè)計(jì)了主界面和多個(gè)具有不同功能的窗體應(yīng)用，使用C#語言與已搭建好的MySql數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建連接，以流程圖為依據(jù)使用數(shù)據(jù)庫查詢語句實(shí)現(xiàn)了路經(jīng)檢索功能，并將檢索結(jié)果通過tablegridview等控件顯示在界面上供用戶選擇。下面介紹部分功能界面。

3.1主界面

用戶需要在主界面選擇出發(fā)地和目的地，而后單擊3種路徑查詢方式中的一種查看相關(guān)時(shí)刻表。主界面如圖6所示。

3.2聯(lián)程路徑查詢模塊

通過判斷用戶輸入的出發(fā)地和目的地是否屬于同一個(gè)樞紐城市的周邊城市，確定聯(lián)程路徑可達(dá)后，根據(jù)用戶選擇的排序方式列出相關(guān)的航班時(shí)刻表，用戶選擇符合條件的航班信息后，跳轉(zhuǎn)至聯(lián)程路徑列車時(shí)刻查詢界面，顯示與該條航班相關(guān)的列車時(shí)刻表。聯(lián)程路徑航班時(shí)刻查詢界面如圖7所示，聯(lián)程路徑列車時(shí)刻查詢界面如圖8所示。

圖6　主界面Fig.6 Main interface

圖7　聯(lián)程路徑航班時(shí)刻查詢界面Fig.7 The interface of searching flights schedule of connecting routes

圖8　聯(lián)程路徑列車時(shí)刻查詢界面Fig.8 The interface of searching train timetable of connecting routes

4　系統(tǒng)測試

本系統(tǒng)在判斷出發(fā)地和目的地之間是否可通過用戶選定的路徑到達(dá)方式時(shí)進(jìn)行測試。測試情況如表1所示。

表1　系統(tǒng)測試情況Tab.1 System testing

5　主要技術(shù)問題及解決方法

5.13個(gè)樞紐城市的周邊城市的確定方法

在搭建本系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的初期，首先應(yīng)確定3個(gè)樞紐城市的周邊城市。由于旅客在旅途中對于旅程時(shí)間的長度有一定的容忍限度，超過這個(gè)容忍限度，旅客會(huì)降低對于旅程的滿意度。因此，盡量選擇到達(dá)各樞紐城市的列車行程時(shí)間在旅客容忍限度內(nèi)的城市作為該樞紐城市的周邊城市。通過研究分析得知高鐵的細(xì)分市場應(yīng)該是800公里以內(nèi)或3小時(shí)以內(nèi)列車車程的范圍［3］。因此本系統(tǒng)定義旅客對于高鐵旅程的容忍時(shí)間為3小時(shí)。以篩選得到廣州的周邊城市為例，先上網(wǎng)查詢廣州周邊的旅游熱門城市，將其初步確定為周邊城市。通過列車時(shí)刻信息查詢網(wǎng)站，查詢以上城市與廣州之間是否有歷時(shí)小于3小時(shí)的高鐵、動(dòng)車和城際列車，若沒有，則刪除該城市；若有，則保留該城市。按照相同方法確定北京和上海的周邊城市。

5.2聯(lián)程路徑算法的研究

根據(jù)用戶輸入的出發(fā)地和目的地規(guī)劃聯(lián)程路徑是本系統(tǒng)的難點(diǎn)之一。與一般的路徑搜索問題不同，旅客在出行時(shí)關(guān)注的不僅是用時(shí)和費(fèi)用，還應(yīng)考慮到換乘次數(shù)不能超過可忍耐的次數(shù)范圍。因此，聯(lián)程路徑實(shí)際問題中采用的算法不需要考慮整個(gè)數(shù)據(jù)庫中的時(shí)刻信息，可以只考慮轉(zhuǎn)程次數(shù)少，并且換乘方便的出行方式。

基于上述分析，本系統(tǒng)提出了一種針對于聯(lián)程路徑的路徑搜索算法：3條以內(nèi)的樞紐基準(zhǔn)法。該算法只篩選出發(fā)地到目的地間轉(zhuǎn)乘次數(shù)在2次以內(nèi)的路徑，而選擇路徑的方法也與一般方法有所不同。因此，研究在得到出發(fā)地和目的地時(shí)，可以先判斷兩者的中心城市是否相同，如果不同，則證明聯(lián)程路徑可達(dá)。此后再搜尋聯(lián)程路徑時(shí)，要判斷出發(fā)地和目的地是否分別已建有機(jī)場，并在將其間經(jīng)過的航線時(shí)刻確定后，再通過判定航線的出發(fā)地和目的地與整個(gè)旅程的出發(fā)地和目的地的關(guān)系，向兩側(cè)推開延展，從而確定列車的起點(diǎn)和終點(diǎn)，串聯(lián)起來成為一條聯(lián)程路徑。

6　結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了綜合運(yùn)輸環(huán)境下聯(lián)程查詢基礎(chǔ)信息平臺(tái)。在搭建了包括周邊城市、航班時(shí)刻信息和列車時(shí)刻信息在內(nèi)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，使用軟件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化方法完成了單程路徑的查詢和多條路徑的聯(lián)程和檢索功能。不僅通過MySql數(shù)據(jù)庫本身的數(shù)據(jù)安全性等特征保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)后臺(tái)的可靠性和穩(wěn)定性，還通過設(shè)計(jì)操控美觀實(shí)用的窗體應(yīng)用和控件實(shí)現(xiàn)了用戶界面的友好性。使用戶輕松掌握使用該系統(tǒng)查詢聯(lián)程路徑的方法，簡化出行行程的規(guī)劃流程，提高了旅客的出行效率。

［1］龔露陽.我國旅客聯(lián)程聯(lián)運(yùn)發(fā)展關(guān)鍵問題及思路［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42（15）：100-102，108.

［2］張曉光，孫相軍，崔姝.我國空鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展的對策建議［J］.綜合運(yùn)輸，2015，37（8）：41-45.

［3］李純芳，鄭悅鋒，陳潔，等.空鐵聯(lián)運(yùn)模式及其實(shí)施路徑分析［J］.空運(yùn)商務(wù)，2011（1）：4-11，14.

Design and implementation of information platform of searching paths connecting in the environment of comprehensive transportation

MA Qiushuang，CHEN Runyu，BU Jiahe，LIU Xipu，HE Huaiqing
（College of Computer Science and Technology，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

With a variety kind of transportation vehicles and complicated routes，the advantages and weaknesses have been revealed，the method of paths connecting has become the passengers choice to realize the achievement of advantage compensation between different means of transportation.The research designs and realizes the information platform of searching paths connecting in the environment of comprehensive transportation.According to the starting and destination point provided by travelers，this system can filter out the proper routes and help the tourist picking the most time-saving and convenient paths.The route planning will be significantly improved，subsequently travel efficiency is also enhanced.

path connecting；time searching；route planning

TP391

A

2095-2163（2016）03-0021-04

2016-04-25

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（IECAUC2015039）。

馬秋爽（1995-），女，本科生，主要研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)庫；陳潤雨（1996-），女，本科生，主要研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)庫；卜家賀（1996-），男，本科生，主要研究方向：固體力學(xué)、飛行器制造工程；劉西菩（1995-），女，本科生，主要研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)庫；賀懷清（1969-），女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向：圖形圖像與可視化、民航相關(guān)信息可視分析、民航簡化商務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究。

馬秋爽 Email：18713215854@163.com