基于Java程序的現(xiàn)代城市地鐵查詢系統(tǒng)設(shè)計

張婉貞+吳萃+肖佳宇

摘要：文章針對現(xiàn)代城市地鐵線路規(guī)劃者和普通用戶使用的城市地鐵查詢系統(tǒng)進行了應(yīng)用設(shè)計，設(shè)計軟件提供了包括地鐵線路的管理與維護、地鐵公司信息的管理與維護、地鐵信息管理與維護，同時提供各種類型的查詢，并能對查詢結(jié)果按從優(yōu)原則排序的智能查詢，基本滿足了城市地鐵線路查詢系統(tǒng)的功能需要。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計；城市交通；查詢系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.10 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2016.03.012

0引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化以一股巨大變革力量的面貌出現(xiàn)在城市信息化領(lǐng)域，我國交通運輸業(yè)也不斷發(fā)展，各個城市都逐漸上線了城市地鐵。計算機信息技術(shù)為城市的飛速發(fā)展開辟了新的空間，提供了新的手段，同時為城市地鐵公司業(yè)務(wù)發(fā)展賦予了更多的機會，成為現(xiàn)代城市交通信息化發(fā)展的潮流。現(xiàn)階段，在國內(nèi)一二線城市人們出入方式已經(jīng)啟用城市地鐵，特別是對于那些到外地出差、打工等流動人群而言，地鐵對他們而言是必不可少的。但是，對于那個自己不熟悉的城市，乘坐地鐵也是一個很大的難題，因此，開發(fā)一個城市地鐵查詢系統(tǒng)就顯得非常重要。所以，我們團隊選擇以Java技術(shù)實現(xiàn)城市地鐵查詢系統(tǒng)，也借此研究及設(shè)計對大學(xué)所學(xué)知識作為一次綜合性運用。本系統(tǒng)的核心是進行路線的查詢，并且輸入所要查詢的車站名，點擊“查詢”按鈕，能查詢所有擁有該站的地鐵線。

1系統(tǒng)分析

在系統(tǒng)設(shè)計的開始，要首先考慮如何用數(shù)據(jù)模型構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與語義。目前廣泛使用的數(shù)據(jù)模型可分為兩大類：一類是獨立于計算機系統(tǒng)的“概念數(shù)據(jù)模型”，比如“實體聯(lián)系模型”，而另一類則是直接面向數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型”。然而，在該系統(tǒng)中我所采用的是“實體聯(lián)系模型”來描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與語義，以及對數(shù)據(jù)的抽象。實體聯(lián)系模型直接從現(xiàn)實世界抽象出實體類型及實體間聯(lián)系，然后使用E-R圖來表現(xiàn)出數(shù)據(jù)的模型。它有兩個明顯的優(yōu)點：容易理解和用戶容易接受。但實體聯(lián)系模型只能說明實體間的聯(lián)系，無法進一步說明內(nèi)部詳細的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它僅僅只是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的第一步。通過需求分析可以從用戶那里了解到對該項目的基本信息內(nèi)容和要求，這是進行項目后續(xù)工作的前提。需求分析在程序設(shè)計中非常重要，我們對基于Java的城市地鐵查詢系統(tǒng)的系統(tǒng)需求進行分析，分析它的可行性以及重要性，進而對系統(tǒng)的各個模塊進行完整的分析和設(shè)計。

系統(tǒng)有兩個角色：一般用戶和管理員。用戶憑賬號和密碼便可以進行地鐵信息查詢，如：查詢地鐵線信息（包括基本信息和線路信息），查詢經(jīng)過某站點的所有地鐵線信息，換乘方案查詢，查看地鐵消息等。管理員不但有一般用戶的查詢功能，還具有線路管理維護的功能，如：線路站點管理，線路屬性信息管理，消息發(fā)布等。本城市地鐵查詢系統(tǒng)主要三個功能，分別為：線路管理、站點管理、消息管理。線路管理：用戶可通過站點找線路，也可直接查看線路所擁有的站點。管理員可對線路進行添加、刪除和修改。站點管理：用戶可通過所知道的站點來查找線路，安排出行路線。管理員可對站點進行添加、刪除和修改。消息發(fā)布：管理員可通過消息發(fā)布功能對系統(tǒng)消息及時更新。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖l所示。

在明確了系統(tǒng)目標(biāo)與數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的前提下，設(shè)計出本系統(tǒng)的主要功能：系統(tǒng)登錄、數(shù)據(jù)輸入與修改、數(shù)據(jù)綜合查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。以系統(tǒng)登錄與管理為例，為了確保用戶數(shù)據(jù)的保密性和安全性，防止非法用戶對數(shù)據(jù)惡意的破壞，系統(tǒng)將使用登錄系統(tǒng)，將事先設(shè)計好的用戶名和密碼信息放在數(shù)據(jù)表中。登錄時系統(tǒng)自動將用戶輸入的信息和數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進行比較，只有合法用戶才能登錄本系統(tǒng)并且使用本系統(tǒng)。通過系統(tǒng)管理用戶可以實現(xiàn)用戶登錄密碼修改等功能。數(shù)據(jù)輸入、刪除與修改統(tǒng)稱數(shù)據(jù)管理，用戶可以根據(jù)自己的需要，對數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進行管理，將改動的數(shù)據(jù)及時傳到后臺的數(shù)據(jù)庫中，保證數(shù)據(jù)的實時性、有效性。查詢功能是一個系統(tǒng)的核心部分，反映了一個系統(tǒng)的好壞。本系統(tǒng)能夠?qū)Φ罔F線路信息、地鐵線路信息、換乘信息和站點進行查詢。

2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)的重要組成部分。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，除了遵循標(biāo)準(zhǔn)的3范式理論、數(shù)據(jù)獨立性、數(shù)據(jù)完整性以外，結(jié)合本管理系統(tǒng)實際，采取了以下方陣：命名規(guī)范化，對數(shù)據(jù)庫對象命名時盡量使用有意義的英文單詞、縮寫詞、表名下劃線等組合，便于識別和記憶，而且命名長度不要超過30個字符，便于應(yīng)用本系統(tǒng)適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫，并盡量保持命名風(fēng)格的統(tǒng)一；允許擁有適量的數(shù)據(jù)冗余，使提高數(shù)據(jù)庫執(zhí)行效率。數(shù)據(jù)庫設(shè)計，有時降低數(shù)據(jù)庫范式要求，適當(dāng)增加數(shù)據(jù)冗余，可以達到空間換時間的效果；必須確保字段名稱和字段類型的一致性；根據(jù)實際運行效果對數(shù)據(jù)庫的性能進行合適的分析和優(yōu)化，合理使用存儲過程有利于提高運行的速度，可以避免大量數(shù)據(jù)的傳輸，提高系統(tǒng)的性能。合理使用索引也是一種能夠提高數(shù)據(jù)庫訪問效率的有效手段，但是并不是盲目多建一些索引，而是要和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的處理需求相結(jié)合，合理地建立；降低表間關(guān)聯(lián)，為了確保數(shù)據(jù)庫的一致性和完整性，設(shè)計人員往往會設(shè)計過多的表間關(guān)聯(lián)。表間關(guān)聯(lián)是一種強制措施，建立后，對父表、子表的插入、修改、刪除操作均要占用系統(tǒng)的開銷。所以本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表關(guān)聯(lián)不采用外鍵，對數(shù)據(jù)不用太多的約束。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計是允許數(shù)據(jù)庫訪問應(yīng)用程序開發(fā)的最重要部分，它將直接影響系統(tǒng)的長期有效性和產(chǎn)品化程度。

3數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對應(yīng)用廣泛性與可擴展性，系統(tǒng)采用開源的SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，不僅能夠滿足最大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和商業(yè)Web站點存儲數(shù)據(jù)的需要，還能為個人或小企業(yè)提供易于使用的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。系統(tǒng)中主要創(chuàng)建5個表：地鐵表、stationinfo表、s user表、地鐵線路表和換乘表。

①地鐵表

地鐵表主要存放始發(fā)站、終點站站、地鐵線號、票價和營運時間，當(dāng)用戶查詢地鐵線路信息時需要訪問此表，如表1所示。

②換乘表

換乘表主要存放先乘線號、中轉(zhuǎn)站、換乘地鐵和總站數(shù)。用戶查詢線路時，實現(xiàn)1次換乘查詢功能時訪問此表，如表2所示。

③stationinfo表

stationinfo表主要存放站點名和地鐵線路所擁有的站點，用于用戶查詢站點和地鐵線路時訪問此表，如表3所示。

④s user表

s user表存放登陸系統(tǒng)所需要的用戶名和密碼，登錄后臺時需要訪問此表，如表4所示。

⑤地鐵線路表

地2鐵線路表存放地鐵線號和序號，用戶查詢地鐵線路時訪問此表，如表5所示。

4系統(tǒng)模塊功能概述

我們所設(shè)計的城市地鐵查詢系統(tǒng)包括系統(tǒng)系統(tǒng)登陸模塊、密碼修改模塊、地鐵線路查詢模塊、地鐵站點查詢模塊和添加線路、修改線路、刪除線路。

本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能有：

1.增加站點、修改站點、刪除站點；

2.線路查詢、換乘方案查詢、站點查詢；

3.系統(tǒng)管理員對地鐵公司所轄的地鐵相應(yīng)信息的管理；

4.游客利用地鐵查詢系統(tǒng)來查詢出行方案。

系統(tǒng)主要分四個模塊：

1.地鐵線路查詢模塊：查詢某一地鐵線的基本信息和路線信息；

2.地鐵站點查詢模塊：查詢通過某一站點的所有地鐵線（包括地鐵線基本信息和路線信息）；

3.換乘查詢模塊：查詢由開始地到目的地的乘車方案，支持直達和一次換乘；

4.查看地鐵信息模塊：打開軟件時，就會彈出最新的地鐵信息，提醒用戶。

登錄成功后，進入系統(tǒng)主界面，用戶可進行站點查詢、線路查詢和乘車查詢，并且可以查看幫助、地鐵咨詢和地鐵公司的資料。系統(tǒng)主界面，如圖2所示。

地鐵線路信息維護模塊由如下幾個部分組成：地鐵信息查看和地鐵線路信息修改功能，其主要功能是對地鐵線路信息進行維護操作。

地鐵線路信息查看功能：點擊左邊菜單樹的地鐵信息按鈕，即可以查看地鐵線路信息。界面設(shè)計如圖3、4所示。

4結(jié)束語

大數(shù)據(jù)時代，智能應(yīng)用軟件發(fā)展訊迅速，本文作為新時期高校計算機專業(yè)學(xué)生，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目團隊的一個初步階段研究成果，在系統(tǒng)的完美性、綜合應(yīng)用性、運行成熟性上還有有待進一步完善，在今后的學(xué)習(xí)和研究過程中將更注重智能化、實用性的相結(jié)合。