交通路況預測模擬系統數據庫設計

陳佳

摘要：交通路況預測是城市管理一大難點，對于提高道路通行率具有重要意義。該文著重對交通路況預測模擬系統的數據庫設計進行了研究，系統分析了用戶需要和基于地圖的路況預測，主要是通過基于不同時段車流量信息數據，實現對路況的預測功能及流量數據可視化的展現。

關鍵詞：交通；系統；數據庫

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）02-0001-02

為了緩解交通壓力，減少城市交通事故率，提升交通相關部門的調度能力，在已經逐步步入交通大數據時代的背景下，運用城市交通路況預測系統來緩解城市交通問題有很大的意義[2]。該系統的設計嚴格遵守軟件工程規范的開發流程，采用JavaEE平臺，以Eclipse為開發軟件，MySQL5.6數據庫為后臺數據庫，Tomcat7.0服務器，使用Servlet和JSP等技術進行編碼實現，并使用JavaScript、JQuery和CSS等技術改善系統前臺界面的交互性。系統最終實現了如路況顯示、流量統計、實時預測、實時調度以及交通流量智能顯示等功能，并且系統代碼采用模塊化設計，對不同功能模塊進行封裝，系統不同業務邏輯間的耦合均依賴于抽象接口，很好地提高了系統代碼的安全性和可復用性。

1 開發環境與項目技術

1.1 本系統開發環境為：Eclipse + Tomcat7.0 + MySQL5.6

Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開放平臺，它提供了一個框架和一組服務，方便用于通過插件組件構建開發環境，并且附帶了一個標準的插件集[4]。本系統屬于JavaWeb系統，用Eclipse進行開發可以最優使用所需Web環境，本套系統也可以根據自身的習慣專注于系統的最優實現。其中，Tomcat是由Apache組織支持的一款開源的應用服務器，MySQL是一款開源的關系型數據庫管理軟件，MySQL是本系統開發的最佳數據庫。

1.2 本系統開發技術為：Servlet + JSP +JSTL+ ECharts設計

Servlet是一種服務器端的編程語言，是J2EE中比較關鍵的組成部分， Servlet 本質上是 Java 編程語言中的一個類，它被用來擴展服務器的性能，在服務器上可以通過“請求-響應”編程模型來訪問的應用程序[5]。本系統中利用Servlet開發，體現了Java語言在服務器端的優秀性能，而且現在使用非常廣泛的JSP技術也是基于Servlet的原理，JSP+JavaBeanstalk+Servlet成為實現MVC模式的一種有效的選擇。JSTL是一個開放源代碼的JSP標簽庫，其在應用程序服務器之間提供了標準接口，本系統使用JSTL標簽為了最大程度地提高WEB應用的可移植性，簡化了本系統的開發。ECharts是一款開源、功能強大的用于數據可視化的商業級圖表產品，一個純JavaScript的圖表庫，可以流暢地運行在各類PC終端及移動設備上，兼容當前絕大部分瀏覽器，底層依賴輕量級的Canvas類庫ZRender，提供直觀，生動，可交互，可高度個性化定制的數據可視化圖表。創新的拖拽重計算、數據視圖、值域漫游等特性大大增強了用戶體驗，賦予了用戶對數據進行挖掘、整合的能力[6]。

2 需求分析

本套交通路況預測模擬系統，模擬生成交通實時數據，以交通管理部門的工作人員為使用對象，結合交通部門日常調度工作的流程，實現對交通的實時預測及人員調度。編寫數據模擬生成器，實時生成交通路況數據，并且調用地圖接口顯示，同時將生成的數據保存下來，用于生成道路流量統計圖表，方面工作人員明顯快速的看到歷時道路狀況。同時也根據當前道路情況，進行交通指揮人員的實時調度。

2.1 系統用戶用例圖

用戶作為本系統唯一角色，具有操作系統的一切權限，具體功能如圖1所示：

2.2 功能分析

本系統所實現的是一個路況預測的核心業務，以基于地圖的實現進行展開。主要是通過基于不同時段車流量信息數據，實現對路況的預測功能及流量數據可視化的展現。系統功能分析圖，如圖2所示：

3 數據庫設計

數據庫是信息的存儲庫，供應用程序的其他部分進行管理使用并顯示給用戶。進行數據庫設計時，我們必須先清楚地定義系統目標，這樣可以確保開發工作進展順利、實現良好的工作效率以及數據庫模型完整和準確。以下為本系統的概念結構設計與邏輯結構設計[7]。

3.1 概念結構設計

經系統的功能需求分析可知，主體業務數據表為：用戶信息表、道路信息表、道路通行量數據表、路口通行量數據表、道路路口信息表、交通指揮人員信息表、指揮人員工作狀態表。系統主體業務數據表的E-R圖如圖3所示：

3.2 邏輯結構設計

根據系統的業務需求和最終目標，以及系統數據庫E-R圖，在MySQL數據庫中建立系統主體業務數據表7張，以下是本系統所用到的7張數據表的設計。由于篇幅的限制，在數據庫表的邏輯結構設計部分，我僅僅對系統主體業務數據表的邏輯結構進行闡述。系統主體業務數據表具體結構如表1到表6所示：

此以外，還需要進行詳細功能的設計、預測算法設計等系統詳細設計，當然也需要進行系統功能實現、系統功能測試等具體問題的設計。

參考文獻：

[1] 莊洪波. 智能交通系統中的地圖路況服務研究與實現[D]. 北京： 北京郵電大學碩士學位論文， 2013.

[2] 劉明然. 智能交通系統在交通擁堵治理中的應用分析[C]. 中國智能交通協會，第八屆中國智能交通年會論文集， 2013.

[3] 戎亞萍. 基于路況數據的交通流預測模型及其對比分析[D]. 北京： 北京交通大學碩士學位論文， 2013.

[4] 愈建明. 基于Java語言的套接字編程及多線程服務器編程[J]. 福建電腦， 2008 （12）： 161-162.

[5] 佟彤. 基于JSP技術網上書店的設計與實現[D]. 長春： 吉林大學碩士學位論文， 2013.

[6]. 基于Canvas的純JavaScript圖表庫： ECharts[EB/OL]. （2013-07-10）. http：//www.open-open.com/lib/view/open13734175658 62.html.