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城市公交调度子系统
摘要
伴随着国民经济的飞速发展,城市人口日益膨胀,机动车辆急剧增加,城市交通运输的压力越来越大。
目前公交调度基本上还是采用传统的手工作业的调度方式,这样往往造成了许多资源的浪费或者乘客滞留在车站等情况。
城市公共交通调度系统能够快速、准确地采集包括车辆的位置和状态信息、沿线的道路信息、沿线的客流信息等,为智能调度全面的依据支持,从车流、客流、路况等实际出发,选择最佳的调度方案,让整个公交线路运行在最佳的状态,从而为城市公共交通带来良好的经济效益和社会效益。
通过分析调度系统排班表及获取乘客信息的特点,现提出了智能调度系统的解决方案,自动生成优化后的车辆调度排班表。
本系统属于基于C/S结构的应用平台,采用目前流行的Java+SQLServer2000作为主要开发工具,具有系统登录模块、系统设置模块、运行设置模块、报表处理模块、数据处理模块等组成。
关键词:
智能调度系统,数据模型
ABSTRACT
Withnationaleconomydeveloping,citypopulationincreasingexpansion,themotorvehicleisincreasedrapidly,thepressureofcitytraffictransportationisbiggerthanbefore.Itispublictodeliverthewayofmanagementbythehandworkschoolworkthatadoptstraditionbasicallystill,thepublicvehicleintraditionmanage,cannotknowbecauseofmanagingpeoplehavedepartedtheconditionssuchasroad,passengerrateofflowandtrafficenvironment,So,thencanleavereallyfromtherealitiessuchaswagonflow,passengerflowandroadcondition,selectthebesttomanagescheme,lettingentireandpublicdeliverlineoperation,isinthestateofthebest.So,bringgoodeconomicbenefitsandsocialbenefitforcitypublictransit.
Throughanalyzingbillofplanandobtaincharacteristicofpassengerinformation,itwasbringasolvingmethodofintelligentizedmanagement.ThissystembelongstotheapplicationplatformbasedonthestructureofC/S,withnow,popularJava+SQLServer2000hassystemasmajordevelopmenttooltoregistermodularandsystem,installmodular,operationinstallationmodularandformtohandlemodular,datahandlingthecompositionssuchasmodular.
Keywords:
Theintelligenceadjustsadegree,Themodelestablishment
目录
摘要I
ABSTRACT1
第一章绪论1
1.1背景介绍1
1.2智能调度系统简介1
1.3基于C/S结构的应用系统简介1
1.4本次论文组织结构1
第二章城市公交调度系统的需求分析1
2.1问题定义1
2.2可行性分析1
2.2.1对现有系统的分析1
2.2.2所建议系统的可行性分析1
2.2.3推荐并评价行动方案1
2.3系统需求分析1
2.3.1公交调度系统的使用对象1
2.3.2公交调度系统的使用对象的权限1
2.3.3构造系统的逻辑模型1
第三章系统的总体规划1
3.1系统目标设计1
3.1.1系统设计原则1
3.1.2本系统设计思想1
3.1.3系统功能分解1
3.2系统运行环境1
3.3数据库设计1
第四章系统的详细设计及算法实现1
4.1公交调度系统的功能及关键参数1
4.2问题的分析及算法的实现1
第五章输入/输出界面设计1
5.1系统主界面1
5.2运行和维护1
结论1
参考文献1
致谢1
第一章绪论
本章主要介绍本文的研究目的与意义,智能调度系统的基本知识,基于C/S结构的应用系统相关概念,最后简单介绍了本次毕业设计的论文组织结构。
1.1背景介绍
现代交通运输的发展因为智能运输系统(ITS)的发展与应用,正迈向新纪元。
在过去的一个时代,交通运输与社会经济生活的联系更加紧密,道路运输已成为最重要的地面运输方式之一,在发展中的中国,道路运输增长的需求主要靠提供更多的基础设施来满足,特别是建立完善的道路网络。
然而在新来临的时代,这种需求将受到限制,而且需求本身在很大程度上要靠先进的通信技术、信息技术和电子技术来满足。
尽管在全球的许多地方仍将建设更多的基础设施,但它已不再是解决交通运输拥挤的唯一办法。
随着智能运输系统的快速发展,中国正面临为满足日益增长的尖锐的交通需求而必须在多种解决途径中作出决断。
而建设有中国特色的智能运输系统正是解决中国资金短缺,提高道路管理和应用水平的一个可行之路。
早在1996年,交通部就开始重视智能运输系统系统的研究,并从国家高度对智能运输系统进行研究。
“智能运输系统发展战略研究”是交通部下达的部重点科研项目,其目的主要是通过对中国智能运输系统的总体研究,推动我国智能运输系统的发展,通过智能运输系统的应用改善我国的道路运输。
该研究通过两年的努力现已完成,其主要内容包括中国智能运输系统的体系结构,战略目标,标准化,影响实施的因素,智能运输系统与现代化以及可持续发展的关系等。
该项目于1998研究结束。
1999年底,交通部将“智能运输系统体系框架研究”课题列为国家“九五”重点科技攻关项目“国道主干线设计集成系统开发系统”的课题之一,重点研究智能运输系统体系框架。
智能运输系统体系结构有别于普通概念上的系统设计,研究目的是为了在基本概念的基础上进一步明确智能运输系统的内涵,并在保障全国范围内系统兼容性和可操作性方面提供总体指导思想。
它的研究有利于进一步制定切实可行的智能运输系统发展目标和实施步骤;有助于研究智能运输系统领域的关键技术;便于制定智能运输系统领域的相关标准;能够为ITS的发展和实施开创一个良好的环境,为全国范围内的兼容性和可操作性提供保证。
但是,目前还是以手工路单作为调度和统计依据,严重影响了营运数据的真实性、准确性和及时性,同时造成人车比难以降低,影响企业的经济效益。
长期以来,行车路单作为公交营运的数据采集和考核手段,在各地的公交企业中广泛使用,通常一条线路的站场都设置调度员,司机发车和到站都需要调度员在行车路单上填写发车时间和到站时间,这在公交行业里称为“路签”。
一条有主、副场的线路,如果管理严格,最少需要配置4至6名调度员,按每人每月1000元的人工成本计算,每年的人工成本最少需要4.8万元,一个只有10条线路的小公交企业,每年在调度员身上支付的人工成本就多达48万元。
同时,还需安排专门的统计人员来对行车路单作统计,按平均每条线路配车10台,平均每辆车每天发车10趟计,每天形成的1000条营运记录,统计人员需要分别统计准点率、单人计划及实际趟次和里程、单车计划及实际趟次和里程、线路计划计划及实际趟次和里程等数据,还要登记相应的台帐,以便月底进行月统计。
到了月底,除了要统计这些数据的月合计外,还要计算单人、单车、线路的燃润料定额、材料定额,分配实际的燃润料消耗……,如些繁琐的工作,如果没有人复核,数据统计的准确性、及时性很难保证。
公交企业通常要考核司机的行车趟次、行车准点率,人工路单的营运管理方式无形中给了司机和调度员联合作弊的机会,不但大大地影响了统计数据的真实性、准确性,还会给路队的管理带来不必要矛盾,影响整个路队乃至整个企业司乘人员和调度员的工作风气,使营运管理的效果大打折扣,考核方法和制度无法保质保量地被执行,形成“上有政策,下有对策”的不良局面。
本文正是在这种背景下提出的,目的是为了开发出一套功能完善、操作便捷、及时性好、适用面广的智能公交车调度系统,以提升公交公司和乘客双方的利益。
1.2智能调度系统简介
智能公交系统是运用系统工程理论将交通流诱导技术、车辆定位技术、地理信息系统技术、公交运营优化与评价技术、计算机网络技术、数据库技术、通信技术、电子技术、智能卡技术等先进技术科学集成,形成集智能化调度、公交电子收费、信息服务、网络通信于一体的先进的公共交通管理系统。
有关资料表明,我国现有近700个大中小城市,其中,中小城市占到90%左右。
如此复杂的系统,必然带来巨大的资金需求,现阶段,多数公交企业资金短缺,还有大量的负债,甚至严重亏损的状态,那么,是不是就不能考虑智能公交呢?
其实也不尽然,智能公交的提出没有固定的模式,其目的就是要采用信息技术来解决公交企业发展过程中存在的问题。
智能公交系统是一种工具,每个公交企业都应该能根据自身的管理问题和资金状况,找到适合公交公司的智能公交发展的模式,不必拘泥于形式。
智能公交系统是一个复杂的系统工程,它所面临的不仅仅是一个简单的技术问题,因此,在系统实施之前必须牢固地树立以下几点指导思想:
这是一个“一把手工程”,因为智能公交系统的建设是一项长期的工作,如果没有企业最高决策层的坚定支持,不可能获得最终的成功。
必须将整个系统作为一个整体,根据企业自身的实际情况统一规划,统筹安排,分步实施。
不可贪大求全,一味追求最先进的技术,最全面的功能。
在信息技术飞跃发展的今天,没有永远先进的技术,只有最适合自身实际情况,能解决现存问题的才是最好的技术。
智能公交系统是一个企业管理信息系统,它将贯穿企业管理的全过程,并且不可能一步到位,一劳永逸,随着企业的发展,管理模式的改变,该系统也要随之改进、升级。
智能公交系统不仅仅是简单地替代现在的手工劳动,它是对现有管理模式的变革,将会改变现有的工作方式和工作流程。
1.3基于C/S结构的应用系统简介
所谓C/S结构的系统,是指客户/服务器模式的分布式计算系统。
客户/服务器结构,即Client/Server结构,它的基本思想是应用程序或应用逻辑可以根据需要划分在服务器和客户工作站中,它既不像集中式系统那样所有的应用程序都在主机上执行,也不像文件服务器网络那样所有的应用程序都在客户端执行,它可以使应用程序合理负担在服务器和客户端。
最简单的C/S体系结构的数据库应用,由两部分组成,即客户应用程序和数据库服务器程序。
二者可分别称为前台程序与后台程序。
运行数据库服务器程序的机器,称为应用服务器,一旦服务器程序被启动,就随时等待响应客户程序发来的请求;客户程序运行在用户自己的电脑上,对应于服务器电脑,可称为客户电脑。
当需要对数据库中的数据进行任何操作时,客户程序就自动地寻找服务器程序,并向其发出请求,服务器程序根据预定的规则作出应答,送回结果。
在典型的C/S数据库应用中,数据的储存管理功能,是由服务器程序独立进行的,并且通常把那些不同的(不管是已知还是未知的)前台应用所不能违反的规则,在服务器程序中集中实现,例如访问者的权限,编号不准重复、必须有客户才能建立定单这样的规则。
所有这些,对于工作在前台程序上的最终用户,是“透明”的,他们无须过问(通常也无法干涉)这背后的过程,就可以完成自己的一切工作。
在客户服务器架构的应用中,前台程序可以变的非常“瘦小”,麻烦的事情,都交给了服务器和网络。
在C/S体系的下,数据库真正变成了公共、专业化的仓库,受到独立的专门管理。
在客户/服务器结构中,服务器应完成信息处理、数据管理、信息共享、安全管理、以及一些更高级的管理。
另外,还要处理来自客户端的数据访问请求和将结果反馈给用户的工作。
而客户端计算机是面向最终用户的,所以它的主要任务是提供友好的用户界面,提交数据访问请求以及接收和处理数据库的返回结果,组织返回数据的输出(如生成数据浏览窗口、生成数据报表和图形等),提供初步的数据验证功能等。
例如,在本公交车调度系统中,将由Java编写的服务器端程序来处理客户端的请求,由SQL来提供数据库服务器程序。
1.4本次论文组织结构
本文主要由:
中英文摘要、绪论、系统分析、总体规划、详细设计及编码实现、界面设计、测试运行及维护、结束语、参考文献、致谢语以及附录构成。
第一章主要介绍了开发本系统的背景、智能调度系统的发展,另外还简单介绍了基于C/S结构的应用系统;
第二章对待开发的系统进行详细的需求分析,从问题定义入手,对开发系统的可行性进行反复的论证,最后,通过分析构建出系统的数据流图;
第三章在需求分析的基础上提出了待开发系统的设计思想,然后进行了功能分解,并设计出系统的运行环境,最后对数据库进行了设计,并构建了数据库的E-R图;
第四章对总体设计出来的功能进行详细的算法设计,并介绍了部分算法的编码实现;
第五章对智能公交调度系统的用户界面作为简要介绍和简要介绍系统的运行和维护;
附录部分由物理数据库设计和系统界面两部分组成。
第二章城市公交调度系统的需求分析
若要开发一个真正满足用户需求的软件产品,首先必须知道用户的需求。
对软件需求的深入理解是软件开发工作获得成功的前提条件,不论我们把设计和编码工作做得如何出色,不能真正满足用户需求的程序只会令用户失望,给开发者带来烦恼。
因此,对待开发的软件进行需求分析是必不可少的环节。
本章将从问题提出开始,详细剖析公交车调度系统的可行性,同时详细对系统的功能需求、性能需求、可靠性需求及将来可能提出的要求等方面进行详细的分析。
2.1问题定义
提出问题:
如何开发一个公交车调度系统。
问题性质:
概括地讲,即开发一个基于C/S结构的公交车调度系统。
应用领域:
城市公交公司。
A.工程目标:
(1)目标系统应该是一个功能完善的应用系统。
该系统应当具有:
不但可以对数据进行浏览,还可以根据实际情况对应的数据进行调整处理。
目标系统应该是一个界面友好的应用系统。
该系统采用基于C/S结构的操作界面。
(2)此系统应满足不同权限的人使用此系统。
B.工程规模:
一方面,公交车调度系统只是公交系统中众多子应用系统的组成部分之一;另一方面,公交车调度系统属于公交系统的范畴,而对于公交系统的开发技术是非常成熟的技术。
因此,该工程属于基于C/S的中小型调度系统。
2.2可行性分析
2.2.1对现有系统的分析
目前,公交公司在进行公交车的调度时,往往是凭经验公式来确定公交车调度以人工操作方式为主,传达方式主要以手工抄写记录相互传达、。
对于当今信息数字化时代而言,这种公交车调度方式效率是极低的,而且存在许多弊端,主要包括:
(1)准确性差。
(2)便捷程度低。
(3)排班调度的工作量大。
(4)信息传达成本高。
(5)可获取性差。
2.2.2所建议系统的可行性分析
现有系统的诸多不便,促使公交公司的利益和乘客利益达到充分均衡,并使调度员、车队长及公司能实时、准确、透明的得到车辆实际运行状况。
保证公交运营计划顺利的实施,提高公交系统公交吸收量的利用率,减少运营中的人力资源浪费,增加公交运营效益的调度系统。
可见,对建议系统的技术可行性分析变的至关重要,所以我们就建议系统的技术可行性展开分析。
(1)运行环境
我们待开发的系统是一个基于C/S结构的应用系统,所以从原理和经验上看,对本案例应用,C/S结构是目前技术条件下,能较好适应不确定和变化的需求环境的比较现实的方案。
它可以令我们以较低的投入,实现将易变与稳定的要素分离,快速地增添和替换“瘦小”而互相独立的前台应用,保持数据的连续性和继承性。
对于我们的公交车调度系统而言,使用的是Java和SQL结合。
(2)数据库支持
一般开发一个项目,我们通常的作法是将开发工具和数据库技术结合起来考虑的,以提高开发效率和应用程序的效率。
由于我们使用的是Java技术,因此在选择数据库这一块我们使用SQLServer2000作为数据库服务器,这样选择的好处主要体现在:
一般开发工具通常借助ODBC(OpenDataBaseConnectivity)连接到数据库服务器,ODBC作为一个访问数据库的函数库,应用程序需通过该函数库操作数据库中的数据。
而在Java下使用的是JDBC,它是一种用Java实现的数据库接口技术,是ODBC的Java实现。
Java中专门设置可一个包Java.sql,这个包里定义了很多用来实现SQL功能的类,使用这些类,编程人员就可以很方便地开发出数据库前端的应用。
从而,不论从经济可行性、技术可行性还是社会因素可行性来看,该新系统的开发都是可行的。
2.2.3推荐并评价行动方案
从以上提出的方案可知,一方面公交系统提供了硬件和软件支持;另一方面,Java为我们提供了良好、便捷的开发工具。
综上所述得出结论,该系统的开发属于一般C/S应用系统的开发,从而完成了可行性分析,同时又为需求分析打下了基础。
2.3系统需求分析
2.3.1公交调度系统的使用对象
在问题定义中,已经简要地描述了待开发系统的功能,即完系统登录、系统设置、运行设置、报表处理、数据处理等功能。
从开发者的角度进行分析,此系统的用户主要由两部分组成:
第一部分,即数据的收集者,他们将自己手头采集的数据信息保存到数据库中;
第二部分,即对数据进行处理修改调度系统者,他们将从数据库中获取信息。
无论是数据的收集者还是对数据进行处理修改调度系统者,它们可以登录该系统来查看前天的公交车排班情况。
2.3.2公交调度系统的使用对象的权限
作为公交调度系统,其使用者主要由公司管理员、车队长、调度员组成,其中公司管理员登录权限最高,不但可以对数据进行浏览,还可以根据实际情况对相应的数据进行调整处理。
还可以通过处理、分析、调整来进行统筹合理的管理并且可以在每月进行汇总处理。
其次是车队长的登录权限,他只能对数据情况的浏览、汇总,但是不能进行调整。
最基础的权限是调度员权限,仅对每天每车的情况进行处理,并根据需要打印处理结果。
城市公交调度子系统的系统功能见图2.1所示。
图2.1系统功能图
2.3.3构造系统的逻辑模型
面对一个复杂的问题,分析人员不可能一开始就考虑到问题的所有方面以及全部细节,采取的策略往往是分解,把一个复杂的问题划分成若干小问题,然后再分别解决,即自顶向下逐层分解的分析方法,然后得到系统的逻辑模型。
数据流图(DFD)是用于表示系统逻辑模型的一种工具,它以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程。
因此,下面我们就用数据流图的方法来构造系统逻辑模型。
(1)确定数据流图的源点和终点
作为公交调度系统,自然数据的源点是数据的采集者,数据的处理者是数据的终点。
数据的采集者包括:
车队长、调度员;
数据的处理者:
公司管理员。
(2)确定数据流图的数据流
调度员或车队长将采集的数据信息通过打印的报表发送给公司管理员,公司管理员根据这些采集的数据对调度系统进行处理生成一个合理的公交调度方案。
显然采集的数据信息是数据流。
调度系统包括:
燃料价格表(t_Price)、公交车型信息表(t_Bus)、线路信息表(t_LineInfo)、站牌信息表(t_StopInfo)、线路参数表(t_LineParameter)、乘客参数表(t_Passenger)、排班表(t_Duty)、市民最多愿意等多长时间(t_Wait)、用户信息表(t_User)。
分别如下:
站牌信息表(t_StopInfo)
列名
数据类型
可空/非空
是否主键
其他约束条件
站牌编号
(Number)
int
notnull
primarykey
>0
站牌名称
(Name)
varchar(20)
notnull
说明:
一条线路通常有一左一右两个同名站牌,这两个同名站牌使用不同的编号,做为
不同的站牌存储,为了让用户录入数据时能区分,站牌名称(Name)后面需要带上
一个标识符来区分
站牌信息表(t_StopInfo)
列名
数据类型
可空/非空
是否主键
其他约束条件
站牌编号
(Number)
int
notnull
primarykey
>0
站牌名称
(Name)
varchar(20)
notnull
说明:
一条线路通常有一左一右两个同名站牌,这两个同名站牌使用不同的编号,做为
不同的站牌存储,为了让用户录入数据时能区分,站牌名称(Name)后面需要带上
一个标识符来区分
市民最多愿意等多长时间(t_Wait)
列名
数据类型
可空/非空
是否主键
其他约束条件
时间(分钟)
(Wait)
tinyint
notnull
>=0
用户信息表(t_User)
列名
数据类型
可空/非空
是否主键
其他约束条件
用户名
(UserID)
varchar(20)
notnull
primarykey
用户密码
(UserKey)
varchar(20)
notnull
用户权限
(Type)
tinyint
notnull
in(0,1,2)
说明:
用户权限0表示管理员(即公司)权限,1表示车队长权限,2表示调度员权限
公交车型信息表(t_Bus)
列名
数据类型
可空/非空
是否主键
其他约束条件
车型编号
(Number)
int
notnull
primarykey
>0
车型名称
(Name)
varchar(20)
notnull
车速(千米/小时)(Speed)
float
notnull
>0
耗油量(升/千米)(Spend)
float
notnull
>0
满车人数
(Capacity)
int
notnull
>0
使用的燃料
(Fuel)
int
notnull
对应:
燃料价格表.燃料种类编号(t_Price.Number)
当需要删除一种燃料时,本表中相关记录不删除,返回操作失败信息
`线路信息表(t_LineInfo)
`线路信息表(t_LineInfo)
列名
数据类型
可空/非空
是否主键
其他约束条件
线路编号
(Number)
int
notnull
primarykey
>0
线路名称
(Name)
varchar(20)
notnull
站牌数量
(StopNum)
int
notnull
>=2
线路类型
(Type
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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