1、交通运输地理信息的城市交通查询系统的设计与实现 精品黑龙江外国语学院论文（设计）题 目: 基于地理信息的城市交通查询系统的设计与实现学生姓名 姓名 学 号 BC05320XX3指导教师 马宪敏 讲师年 级 20XX级计算机本科1班专 业 计算机科学与技术系 别 信息科学系 摘 要近年来，由于车辆数量的不断增加，公交路线不断调整，街道不断整修维护，城市道路负荷日益加重，交通拥挤、道路阻塞、出行不便已经成为不利于社会发展的消极因素，城市交通迫切需要在改善硬件设施的同时，建立和提高配套的软件辅助系统，城市交通查询系统为解决交通问题带来了新的思路。系统提供的信息可以通过互联网络、电话得到，还可以通过便
2、携式计算机、掌上电脑查到。将人、车、路有机地结合起来，能有效的缓解交通拥挤、提高效率，为出行提供方便。本文经过详细的需求分析，确定了系统的主要功能包括地图搜索、公交查询、驾车导航、周边查询、地图基础操作等模块。然后，给出了系统的概要设计和详细设计，最后，建立了基于B/S体系结构、Lucene工具和.net技术为一体的城市交通查询系统，该系统采用MVC设计模式，选用Oracle数据库，并且，针对地图搜索、公交查询、驾车导航及周边查询等功能模块，选择了一种适用且高效的最短路径算法。本论文完成的交通查询系统，经过功能和性能测试，已经达到了设计的目标，可以向用户提供市区内实时交通信息和便民信息。例如，
3、系统提供早晚高峰路段、单双号限行路段、封闭路段、公交路线等信息，引导用户的行车或乘车路线，减少车辆在路上的停留时间，从而避免交通拥挤阻塞和实现改善交通的目的。关键词：交通查询系统；B/S体系结构；MVC；Lucene AbstractIn recent years, Because of the number of vehicles is increasing, Bus line adjustment frequently, Street maintenance frequently, City Road load increasing, the traffic congestion, blo
4、cking roads, travel inconvenience has bee the negative factors which is not conducive to social development, city traffic is in urgent need to improve the hardware facilities at the same time, establish and improve the supporting software aided system, city traffic query system to solve the traffic
5、problems. The system provides information through the Internet, telephone, also through the portable puter, palmtop puter check. Person, car, road organically, can effectively alleviate traffic congestion, improve efficiency, provide convenience for the trip.The paper detailed demand analysis, ident
6、ified the main functions of the system include a map search, query, car navigation, the surrounding query, map basic operation module. Then, given the system outline design and detailed design, finally, based on B / S architecture, Lucene tools and.Net technology as one of the city traffic query sys
7、tem, this system adopts MVC design patterns, using Oracle database, and, according to the map search, query, driving directions and the surrounding query function module, choose an applicable and efficient algorithm of the shortest path.This paper pleted the traffic query system which arrives to the
8、 standard of design objectives after being tested,The system can provide users with urban real-time traffic information and the convenience of information. For example, system provides morning and evening peak road, single-and double-limit line sections, sections of the closed, bus routes and other
9、information, guides the users driving or riding route, reducing the vehicle in the road time so as to realize the improvement of traffic and avoid the traffic congestion of the objective to improve road traffic system.Keywords: Traffic inquires the system B/S system structure MVC 基于地理信息的城市交通查询系统的设计与
10、实现第一章 绪 论1.1 课题背景及研究的目的和意义开发“基于地理信息的城市交通查询系统”的目的是面向公众用户，不仅能为管理者提供科学的决策依据，而且能为出行者提供优质的信息服务，该系统能提供与其日常生活息息相关的“衣、食、住、行、玩”等各类便民信息的应用系统1。主要功能包括地图发布、路径搜索、公交查询、实施导航、信息维护、用户管理等；该系统的研究意义是极大的规范了地理信息搜索体系、简化了工作人员的业务流程，提高了使用人员的工作效率2。最大程度地方便政府、企业用户日常使用，贴近用户需求。系统可以准确定位目的地，提供详细的公交信息等。使用户的出行更加方便，更加快捷，避免由于地点不确定。耽误出行者
11、宝贵的时间和不必要的开销。平台不仅业务全面合理，还具有界面友好、效率高、简单易用等功能特点。打造了一个功能强大的GIS信息平台3。1.2与课题有关的国内外研究综述1.2.1电子地图基本概念和发展现状所谓电子地图是一种以数字形式表示、可在计算机屏幕上以图形形式快速表现的反映地表自然与社会现象的可视化地图新品种，它以数字地图为基础，是20世纪末期伴随计算机技术的进步而发展起来的，是传统地图学与电子信息技术相结合而的产物4,5。电子地图存储方便，例如它可以保存在例如可移动硬盘、DVD-ROM、CD-ROM等数字存储介质上。电子地图可以通过人机交互方式动态、实时的提供定位导航、未来预测、决策咨询、数值
12、分析、过程模拟和信息检索等功能6。与传统地图相比，电子地图许多不可比拟的新特性：1.2.2交通查询系统的研究综述交通查询系统是美国、英国、日本等经济发达国家竞相研究与开发的重点。交通查询系统包括车辆导航系统和交通信息查询系统两个方向。车辆导航系统利用通讯和计算机技术，向正在道路上的行驶车辆提供适时的、准确的路况信息，使驾驶员选择最佳的线路到达目的地；交通信息查询系统侧重于用户在出行前的路径查询，为出行者提供参考路径。不论是哪种查询方式它们都是对出行路线进行规化，使用户可以减少在路上所消耗的时间16，特别是向火警车辆、救护车辆与紧急救援车辆提供最短路径引导服务17，对缓解交通压力、减少资源浪费、
13、保证人民的生命、财产安全有着不何估量的作用18。1.3 本文的主要研究内容本论文采用ASP.NET平台和Oracle数据库技术设计实现一个基于地理信息的城市交通查询系统，最终通过IIS发布的综合性地理信息查询系统；系统要求能够满足大量并发用户的同时访问，支持多服务器分布式体系结构，可在需要时迅速对系统进行扩充。系统基于WEB开发，主要功能包括地图搜索、公交查询、驾车导航、周边查询、地图基本操作。系统最终会采用事先生成缓存机制。最终要实现用户使用速度较快，访问效率较高。同时要有灵活便利的信息导航，还要使用友好的个性特色，通用、高效的发布机制，为网络建设和维护提供保障。本论文分为以下几个部分。第1
14、章绪论，通过对该课题背景及其国内外现状的研究，引出论文的目的与意义以及本论文的主要研究内容。第2章城市交通查询系统的需求分析，从用户需求角度出发，详细阐述了系统的功能性需求和非功能需求。第3章城市交通查询系统的设计，该章节首先阐述了城市交通查询系统总体设计和数据库设计，然后介绍了系统功能模块的设计。对后台管理模块和前台查询模块，分别给出了详细解析与处理的设计过程。第4章城市交通查询系统的实现，该章节分别对后台管理模块的主要部分及前台查询系统模块的实现进行了较详细的描述，阐述了用最短路径算法解决两点之间查询路径的实现过程。第5章城市交通查询系统的测试，该章节对后台管理和前台查询进行了功能测试，针
15、对主要功能模块进进了用例测试，同时，在用户响应时间、正确性、安全性等方面进行了性能分析，并给出了相关的测试结论。第6章结论，总结了论文的研究成果，指出了系统的不足，展望了今后的改进方向。第2章 城市交通查询系统的需求分析对系统进行准确的需求分析是软件开发的第一步，也是系统开发流程中必要阶段，需求分析的结果决定软件开发的设计与实现。笔者通过对城市交通查询系统业务的分析，将角色划分为系统管理员和用户两类，将系统划分为后台管理和前台查询两大模块。最后确定了系统的功能性需求、非功能性需求。2.1 后台管理功能需求分析依据角色和需求，设计出系统的后台管理的用例图如图2-1所示。图2-1 后台管理的用例图
16、2.2前台查询功能需求分析前台查询功能的用例图如图2-2所示。图2-2 前台查询模块的用例图2.3 非功能性需求2.3.1性能的需求（1）数据准确 要求数据准确率最好达到95%以上。（2）响应时间 系统的响应时间应该越快越好，最低限度需要控制在10秒内，避免长时间等待，程序没有反应，最好是有时间等待进度条。应该避开使用高峰期更新数据，更新处理速度要求很快。以免影响用户使用。保证系统24小时不间断运行，系统应该可以长时间连续运行。满足用户的需要。（3）灵活性 软件系统的设计应采用灵活的结构，能够快速地实现用户所提出的新的需求。2.4 本章小结本章主要对基于地理信息的城市交通查询系统进行了需求分析
17、，从用户需求角度出发，详细阐述了系统的功能性需求和非功能需求。功能性需求包括后台管理模块和前台查询系统模块，非功能需求中包括界面需求、性能的规定需求、系统的质量要求和系统的安全性需求。 第3章 城市交通查询系统的设计3.1 城市交通查询系统总体设计3.1.1系统开发架构设计基于地理信息系统的城市交通查询系统采用层次化设计思想，由七层构架设计，分别为数据服务器层、GIS服务层、Web服务层、客户端层、第三方服务层、GIS服务管理器层、组件层。层与层之间既是紧密联系的，又是相互独立的，保障平台的高度稳定性、实用性和可扩展性26。为了使系统中的各个层次协调、有序完成基于GIS服务的工作，对每一层都提
18、供了相应的组件，为实现相应的技术提供了支持，系统的体系架构如图3-1所示。图3-1 系统的体系架构图3.1.2网络拓扑结构设计系统的网络连接如图3-2所示。图3-2 系统的网络连接图本系统以黑龙江省几个市县为主要服务对象，如哈尔滨市、齐齐哈尔市、牡丹江市、佳木斯市等。本系统用户可以通过互联网直接连接到本系统。系统通过内部的组件调用地理信息数据。3.2 数据库设计系统的地理信息数以万计，选择一个什么样的数据库，才能保证系统的可用性和性能。本系统选择了超大型数据仓库Oracle，作为系统的地理信息数据基础。Oracle数据库是一种大型数据库系统。与mysql、SQL server等数据库相比，它能
19、够更好的处理大批量的数据，特别是自Oracle7.X引入了共享SQL和多线索服务器体系结构以来。减少了Oracle的资源占用，极大的增强了Oracle的处理数据的能力，能够在低配软硬件平台上能够支持更多的用户，在高配软硬件平台上可以支持成千上万的用户。此外，Oracle功能相对更为全面，提供了基于角色分工的安全保密管理。在数据库管理功能、安全性、完整性检查、一致性方面都具有良好的表现。支持大量多媒体数据表3-9 POI点数据表的属性名称字段名称数据类型主键外键不许为空编号SMIDNUMBER(6,0)否否否纬度SMXNUMBER(38,20)否否否 表3-9（续表）名称字段名称数据类型主键外键
20、不许为空经度SMYNUMBER(38,20)否否否POI编号POI_IDVARCHAR2(50)否否否中文名称NAME_CHNVARCHAR2(100)否否否中文全拼NAME_SPYVARCHAR2(100)否否否中文简拼NAME_PYVARCHAR2(100)否否否英文名称NAME_ENGVARCHAR2(100)否否否地址名称ADDR_CHNVARCHAR2(120)否否否地址全拼ADDR_SPYVARCHAR2(100)否否否地址简拼ADDR_PYVARCHAR2(100)否否否地址一ADDRESS1VARCHAR2(80)否否否地址二ADDRESS2VARCHAR2(80)否否否地址三
21、ADDRESS3VARCHAR2(80)否否否英文地址ADDR_ENGVARCHAR2(100)否否否电话号码TELEPHONEVARCHAR2(100)否否否手机号码MOBILEVARCHAR2(50)否否否传真号码FAXVARCHAR2(50)否否否邮政地址AD_CODEVARCHAR2(50)否否否邮政编号POSTCODENUMBER(6,0)否否否POI类型编号POI_TYPEVARCHAR2(50)否否否排序号码SORTCODEVARCHAR2(100)否否否网站URLVARCHAR2(200)否否否电子邮件EMAILVARCHAR2(100)否否否联系LINKMANVARCHAR2
22、(100)否否否打开时间OPEN_TIMEDATE否否否代码HTMLVARCHAR2(500)否否否经过证实VERIFIEDNUMBER(6,0)否否否证实时间VERIFYTIMEDATE否否否证实人VERIFYUSERVARCHAR2(100)否否否时间一TIMEFDATE否否否时间二TIMELDATE否否否发车间隔INTERVALVARCHAR2(3)否否否小时HOURSNUMBER(38,16)否否否别名CONAMEVARCHAR2(50)否否否所有者OWNERNUMBER(38,16)否否否3.3系统功能模块的详细设计基于地理信息的城市交通查询系统包括后台管理、前台查询系统两部分，总体
23、结构如图3-4所示。图3-4 系统总体结构3.3.1 后台管理模块设计3.3.1.1 数据管理模块数据管理模块分为城市管理、类型管理、员工管理三大子模块。主要是对系统中的这些数据进行基础的数据添加、删除、修改、查询等操作。为其它的模块做基础数据的铺垫。数据管理的功能模块如下图3-5所示。图3-5 数据管理的功能模块（1）城市管理 城市管理是对平台中的所涉及到的各类城市进行管理。可以对城市的数据进行添加同级、添加下级、添加初始数据、删除城市。城市数据的展示、添加、修改、删除所使用的类如图3-6所示。其中DM_CITY本身也是一个aspx页面，具体为用户展示最终的结果，其中还包括用户触发的各种按钮
24、事件。BLL_CITY是有关城市数据处理的业务层。DataAccess包括了创建DAL_CITY实体的类。图3-6 城市管理类图DAL_CITY是真正与数据库操作的实体类。具体实现为DM_CITY通过ButAdd方法调用Bill_City的Add方法。DM_CITY通过ButtEdit方法调用Bill_City的Update方法同理DM_City的ButDel方法调用Bill_City的Delete方法。而且具体操作数据库的语句均存储在DataAccess对象中。通过DataAccess方法有组织有序的来操作这些数据操作过程，以保证数据的安全准确可靠通信。3.3.2前台查询模块设计前台查询模块
25、包括信息搜索前台主要包括：地图基础操作、地图搜索、公交查询、驾车导航、周边查询。功能模块图如图3-13所示。图3-13 前台查询系统功能模块图（1）地图搜索 地图搜索类图如图3-14所示。Drivernavigation是公交查询条件载体，通过Drivernavigation传递参数至Ws_Perimeter获得具体的查询条件，WS_Perimeter根据查询参数调用GetPerimeter获得符合条件的查询参数至Lucene中，通过lucene强大的索引查询功能找出符合条件的数据关键字。最终通过调用DataAccess的QueryMap方法直接与数据库进行交互，数据通过Lucene的Quer
26、yFiler方法返回至WS_Perimeter中，最终Drivernavigation将查询结果显示在Html页面中。地图搜索过程时序图如图3-15所示。图3-14 地图搜索类图图3-15 地图搜索处理过程时序图（2）公交查询 公交查询的类图如图3-16所示。BusSearch类负责收集用户查询的条件，分为公交线路查询、公交点查询、公交换乘查询，BusSearch将查询条件传递至WS_Bussolution中，其中getBusLinesAndStopsByLineName为公交换乘查询，GetLineList为公交线路查询，getBusLinesByStopId为公交点查询，当具体指为公交线路
27、时，通过调用BUSLineL类获得公路线路，通过具体指定为公交点时通过BusStop获得公交点模型，数据的查询结果通过WS_BusSolution返回值BusSearch类中,该类即为查询条件的载体也同时作为查询结果的载体，查询结果通过ClearHightLight首先清除上一次的查询结果，同时通过调用ShowBusLine及ShowBusStop来高亮显示查询结果,同时查询的结果集显示至Html页面中，通过上述操作清晰准确的展现给用户，同时可以提供多种组合查询方案方便用户的使用。公交线路查询处理过程如图3-17所示。图3-16 公交查询类图第四章 城市交通查询系统的实现4.1 后台管理模块的
28、实现4.1.1数据管理模块的实现数据管理模块包括城市管理、类型管理、员工管理等。城市管理程序流程图如图4-1所示。 图4-1 城市管理程序流程图 图4-2 分类管理程序流程图 图4-3 员工管理程序流程图首先，系统调用SM_USER.GetUserNameModel()函数，管理员登录后台管理系统，管理员输入登录密码，系统调用SM_USERLINKROLE.GetList()判断是否有管理权限，如果密码不正确则无权管理，如果密码正确进入系统管理页面。系统调用SM_ROLELINKOPERATION.GetList()加载菜单，然后根据管理员的不同选择分别加载不同的页面，例如，系统调用BLL_C
29、ITY.FillTreeView()加载城市数据，调用BLL_CITY.READ()读取用户输入页面信息，这些信息包括，在城市管理模块中，添加的城市数据如城市名称、城市开口音、城市编码、城市中心x、城市中心y、显示比例尺等。然后，系统判定数据的合法性，如果不合法重新录入，如果合法，调用DAL_City.Add()存储城市的数据。分类管理、用户管理管理过程相似，分类管理程序流程图如图4-2所示，用户管理程序流程图如图4-3所示。4.2.3公交查询模块公交线路查询实现步骤如下：首先，在选择城市的下拉框中选择要查询的城市，这样，可以将搜索范围缩小，还可以避免不同城市间公交线路信息交叉。然后，选择公交
30、查询的方式，该方式有三种类型：公交线路查询、公交点查询、公交换乘查询。公交查询流程图如图4-7所示。如果选择按公交线路查询，在输入框内输入要查询的公交线路，点击“查询”按钮，在电子地图的右侧显示公交线路始发时间、末车时间、线路总里程和所经站点信息。在地图上用蓝色曲线显示输入的公交车运行的轨迹，同时，在曲线上标出该线路公交车经过的站点信息。如果在下拉框中选择公交点查询，在输入框内输入公交站点名称，录入站点信息后点击“查询”按钮，会将站点的查询结果列在信息栏中，点击信息栏中的信息要在地图上显示结果的明细。即显示站点中所以路经的公交车。图4-7公交查询流程图如果选择公交换乘查询，页面出现两个录入信息的文本框，一个来录入起点，一个录入终点。录入信息后点击“查询”按钮，系统将计算出的方案列在右侧信息栏中。当用户选择方案时要在地图上用蓝色画线路的线。第五章 城市交通查询系统的测试5.1功能性测试测试是软件开发过程中非常重要的一部分，贯穿于整个开发过程，系统开发完成后，对系统主要部分进行了功能性测试、并发控制测试以及容错性测试41。5.1.1 后台功能性测试按照需求对数据管理、POIS管理、系统管
