基于GIS的公交查詢系統設計

賀園園，孟魯閩，戴洪寶

(西安科技大學測繪科學與技術學院，陜西西安 710054)

基于GIS的公交查詢系統設計

賀園園?，孟魯閩，戴洪寶

(西安科技大學測繪科學與技術學院，陜西西安 710054)

從建立城市公交查詢系統的必要性出發，提出了一種基于GIS的城市公交信息查詢系統的設計方案，對查詢系統的數據表結構和查詢功能結構進行了設計，并且對一些要點的實現算法進行了探討分析。給出了一種更便于人們快捷、方便，簡單地查詢出行線路的方法。注重了人性化的出行查詢要求，提供了最少乘車時間、最少乘車費用，最少乘換次數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；系統設計

1 引 言

隨著城市化的不斷發展，城市規模不斷擴大，城市交通迅速發展。隨之公交線路也日漸增多，錯綜復雜的公交線路，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、學習、旅游、就醫的人們，即使對于一直生活在城市中的市民，快速發展的城市規模和城市交通使他們有時候也很迷茫。所以，建立方便快捷的城市交通查詢系統，使交通查詢更簡潔化，生活化，是我們應該解決的一個重要課題。

目前，公交查詢系統主要是通過網絡發布，需要通過上網進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構建方案，雖然也是通過網絡發布，但它是一種基于公共的基站，實現公交查詢系統的設計方案。通過在一些重要的、人流量比較大的公交停靠點，設立公交查詢機，使公交查詢如同使用ATM機一樣方便、快捷、簡單，給人們出行提供一種便利的公交查詢系統。

2 系統的工作原理

本系統采用了基于客戶端/服務器結構的WebGIS技術。系統工作原理如圖1所示。

客戶端(固定的公交查詢機或移動的電腦終端)接受用戶的查詢請求，通過Internet/Intranet向服務器發出請求，服務器響應請求，對空間數據庫和屬性數據庫進行處理，如:放大、縮小、漫游、查詢，分析等，將操作結果返回給客戶端并顯示，從而完成一次業務處理。

圖1 系統原理圖

3 系統功能設計

人們對公交查詢主要有這幾個方面的要求。①從甲地到乙地可乘坐公交車的乘坐方案。②在所有的方案中，所需車費最少的方案。③花費最少時間的乘車方案。④我們經常只知道起點的站名，而不知道目的地所在的站名，從而如何進行公交查詢。考慮到人們的查詢要求，該系統的功能結構圖如圖2所示。

在公交查詢系統中，系統功能主要包括三方面的內容:公交信息查詢、公交信息維護，地圖操作和使用該系統時的一些幫助信息。

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方面進行查詢。一種情況，我們知道起點和目的地的站名，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，查詢結果會出現5路，30路，41路，500路等多個結果；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(如:一些重要建筑物，名勝古跡，大型購物商場，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最近的站名實現基于興趣點的乘車路線的查詢。如:從文藝路到西安科技大學，西安科技大學本身并不是站名，查詢系統會搜索距其比較近的公交站點的名稱然后進行查詢。查詢結果會出現21路，609路等結果。

圖2 系統結構圖

公交線路查詢主要查詢公交站點和線路的屬性信息，如經過某站點的所有公交線路、某公交線路相關信息(如:始發車和收班車時間、發車時間間隔，票價)等。當我們選擇某條線路時，在圖上高亮度顯示所選線路及線路經過的站點。我們的查詢結果可能有多種方案，根據我們乘車所考慮的側重點不同，可以進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最少，那么，通過最少車費查詢可以幫我們在其中選擇一種更好的乘車方案。

3.2 公交信息維護

公交信息維護包括公交線路維護、公交站點維護、地圖維護。隨著基礎設施建設的不斷加快，新增道路和改擴建道路不斷增多，隨之出現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，所以及時更新公交線路和公交站點的信息是非常重要的。城市的格局在不斷發生變化，城中村改造，舊城區改造，新城區建設使城市不斷發生變化，為了使我們的公交查詢系統具備現勢性的要求，必須及時更新地形圖的圖形信息和興趣點的點信息。

3.3 地圖操作

地圖操作用于實現地圖的放大、縮小、漫游、圖例管理及簡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 數據的準備

4.1 所需數據

本公交查詢系統的數據主要分為圖形數據和元數據數據，系統所需要的數據包括城市數字電子地圖、城市公交線網構成和公交站點分布圖形及屬性數據、城市道路網圖形和屬性數據，公交線路運營情況、線路包含的所有站點、線路運行起止時間。它們分別用Shape格式和關系型數據的形式存儲。

4.2 公交數據庫的設計

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個表的結構如表1、表2、表3所示，系統的公交路線和站點等屬性信息存儲在名為公交數據庫的Access數據庫中，主要包括3種表結構的數據，可根據需要進行更新和擴展。其中:表1是公交車站表，記錄了每一個站點的信息并對其進行標識。表2是公交路線表，記錄所有公交路線及其經過的站點；表3是公交車站線路表，記錄了市區所有公交站點以及經過每個站點的所有公交路線等信息。

公交車站表的結構 表1

公交線路表的結構 表2

公交車站線路表的結構 表3

5 算法分析

5.1 公交換乘算法

該模塊是系統的核心部分，即在相應窗口輸入起點A和終點B，或者直接在地圖上選取兩個站點，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方案見圖3(a)；再查看經過A的線路和經過B的線路是否有同一個站點C，如果有的話就是一次換乘方案見圖3 (b)。否則，先乘經過A的線路到達某一站C，查看經過C的公交車與經過B的公交車有沒有交叉點D，若有，則是二次換乘方案見圖3(c)。由此可見，輸入起點和終點，可以方便地得到直達、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，我們記錄下每個方案的乘換次數，通過比較乘換次數就得到乘換次數最少的乘車方案。GIS強大的地圖操作可以實現量距功能，進而可以量測每種方案的路線長度，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費情況，若為無人售票車，其費用不管多少站是一樣的，對于按站收費的公交線路，通過乘換算法中記錄的每個線路段所經過的站數，計算出在此線路段中所需費用，把每種方案中，各線路段的費用加起來，即為此方案的總費用，排序可得最少費用的乘車方案。

6 結 論

本系統充分利用了Internet的信息共享平臺，結合GIS強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。給出了基于換乘次數最少、乘車時間最短和乘車費用最少三種需求方案。所設計的基于GIS的城市公交查詢系統為城市居民的出行提供了一個方便、快捷的公交線路查詢平臺，對于改善城市公共事業服務平臺，提升城市的公共服務水平有較大的促進作用。

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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，研究方向為大地測量學與測量工程。