第三届大学生科技创新项目(李兵).doc

项目编号哈尔滨师范大学大学生科技创新基金项目 申 请 书项 目 名 称： 北京奥运公交线路选择及计算机的实现 申 请 者： 李 兵 所 在 院 系： 数学与计算机科学学院 信息科学系 申 请 金 额： 2.5千元 申 请 日 期： 2007年10月31日 联 系 电 话：电 子 信 箱： 哈尔滨师范大学大学生科技创新基金领导小组二七 年 制一、基本情况1项目情况项目名称北京奥运公交线路选择及计算机的实现 项目性质 I基础研究 II应用基础研究 项目来源 自主立题 教师指导选题起止时间自 2007 年 11 月 至 2008 年 10月申请金额 2.5千元2申请者情况姓 名李 兵性 别女年龄21民族汉学院数学与计算机科学学院年级2005级专业信息与计算科学兼职3项目组成员情况姓名性别年龄专业年级分工签字吴佳美女21信息与计算科学2005级理论研究曹鸣宇女21信息与计算科学2005级理论研究王艳红女21信息与计算科学2005级理论研究王雪姣女21信息与计算科学2005级算法设计贾微微女21信息与计算科学2005级模型构造曹雪松女21信息与计算科学2005级模型构造王苗苗女21信息与计算科学2005级算法设计4指导教师情况姓名叶宏宇职称副教授专业计算机控制E-mailye_19623学院数学与计算机科学学院电话88069217签字二、立题依据1研究意义：依据北京市公交系统的现状及满足2008年奥运会期间人们出行的实际要求，如何为急需了解本地道路情况的人提供方便、快捷、经济、高效合理的乘车路线，成为人们比较困惑的问题。人类社会已经进入了一个以网络为主的信息时代，定量化和数字化的数学思想几乎应用到了一切领域。我们希望通过计算机与数学模型相结合，运用Visual FoxPro数据库、C+语言与邻接矩阵，建立一个交通咨询系统（城市交通智能咨询系统是一个将人工智能技术、地理信息系统、多媒体技术等有机融合在一起的一个计算机应用软件）来满足乘客出行需求：提供一条或多条快速、经济、方便的从出发点到目的地的最优换乘方案，即：换乘次数最少、花费最低。使得该系统具有速度快、多媒体显示、维护方便、通用性强等优点，该系统的实现不仅为迅速发展的城市交通咨询提供了方便，而且为具有相同网络拓扑结构的系统优化提供了参考，这也是奥运建设中一个不容忽视的研究课题。2.国内外研究现状：在西方国家( 如美国、日本等) , 在城市公交网络系统上投入了极大的财力, 构建了利用计算机网络和先进的通信系统的智能运输系统ITS( Intelligence Transport System) ,从而实现了大范围内全方位发挥的实时、准确、高效的运输综合管理, 使人、车、路密切配合, 和谐统一, 大大改善了交通环境等。国内在这方面的起步较晚, 但是各地政府都给予了极大的重视, 相继建立了网上公交查询系统,但是效果不甚理想。主要存在以下一些问题:(1)多数查询系统的形式单一, 覆盖面较小。(2)数据存储结构不够合理, 不易扩充, 不能支持人以两点的查询。(3)多数没有地图显示能力, 不够直观。(4)咨询方式单一, 没有充分发挥现有的各种通信资源。(5)查询结果不能满足城市交通实时变化;(6)人多数系统基于点对点的查询,智能化程度较差。3.研究目的：我国人民翘首企盼的第29届奥运会明年8月将在北京举行，届时有大量观众到现场观看奥运比赛，其中大部分人将会乘坐公共交通工具（简称公交，包括公汽、地铁等）出行。这些年来，城市的公交系统有了很大发展，北京市的公交线路已达800条以上，为使得公众的出行更加通畅、便利，我们准备研制开发一个解决公交线路选择问题的自主查询计算机系统。只要输入某一城市的交通线路、相应的站点、空间地理信息，就可实现咨询，完全适合于任意城市的交通咨询。此项目要求学生勤动脑，多思考，善于动手，这样通过较长时期的训练，便一定会增加学生强盛的做事能力和协调、组织以及驾御生活的能力，进而形成高强度、高效率的工作作风，训练养就解决实际问题的能力和坚忍不拔的敬业作风。 4.主要参考文献：【1】姜启源，谢金星，叶俊，数学模型（第三版），高等教育出版社，2003；【2】谢金星, 薛毅,优化建模与LINDO/LINGO软件,北京:清华大学出版社,2005年；【3】萧树铁，大学数学数学实验，高等教育出版社，1999；【4】么焕民等，数学建模（上、下），哈尔滨工业大学出版社，2003；【5】堂焕文，贺明峰，数学模型引论（第三版），高等教育出版社，2005；【6】城市智能交通管理技术与应用，安实，科学出版社；【7】道路通行能力分析，陈宽民，人民交通出版社；【8】交通管理与控制，吴兵，人民交通出版社；三、研究方案1研究内容与方法：北京2008年奥运会受万人瞩目，届时，必定有相当多的人到现场观看比赛，为了缓解交通压力，保障人们能够根据个人意愿到达目的地，提供一个公交车线路查询的系统是非常必要的。因此，我们从北京市的公交现状出发，根据人们在2008年奥运会期间的出行规律，设计了一个比较完整的智能公交信息查询系统，使得人们可以根据公交线路、地铁线路以及步行情况进行查询，解决旅客出行时的换车问题，用以确保奥运期间北京市的公交系统运行顺畅。本研究主要针对城市交通信息系统的主体构造，分层次、功能建立各个子系统模型。主要内容涉及：构造编程所需的算法，建立数据库，进行编程以及对结果进行优化等五部分，有针对性的开展数学模型、数学软件、交通理论的相关学习，最后根据北京市交通现状，采集相关数据；应用矩阵的算法与编程的实现，构造合理的的公交查询系统模型。2研究目标和创新：目标：构造一个完整的、可扩展的、可模拟运行的公交线路查询系统。创新：改进现有算法，依据部分研究成果，开辟奇景的设计新的优化算法模型。本课题的研究目标是通过数据库以及C+课程的学习，带领学生学会运用基础理论知识解决实际生活中存在的研究问题，本次课题从简单的理论入手，训练解决实际问题的研究和解决方法，实践培养大学生创新精神与实践的具体能力，使学生从中得到具体的锻炼机会，为将来毕业后走向工作岗位继续从事科学研究奠定基础。3预期结果和形式：构造一个具有理论意义的公交线路查询系统模型, 使其只要输入某一城市的交通线路、相应的站点，就可实现咨询，来满足不同旅客的需要。在课题进展过程中，在编程中学习课题研究所必须的Visual FoxPro、C+、软件的使用，写出详细的研究报告，提交1篇论文争取在省级期刊上发表。并争取在哈尔滨师范大学自然科学学报上公开发表。4研究进度及安排：07.1107.12 理论学习（交通理论及数学模型）;07.1208.01 构建数据库，重新整合数据；08.0108.03 计算机编程学习，进行手动操作；08.0408.06 构造系统模型;提交中期进度报告;08.0708.08 项目负责人组织一次学术报告会，交流和汇报研究成果，整理1篇准备投稿，撰写2篇课题读书报告；08.0908.10 整理相关研究材料,撰写研究论文,提交研究成果,结题。5所需仪器设备：（1）数学软件：mathmatic 5.0,matlab 7.0; Visual FoxPro软件；（2）交通模拟软件：TransCAD 7.0,DYNASMART 3.0;（3）10台奔4型80G先进新电脑;（4）通过实验室配置的局域网让学生们利用网络资源查询大量的资料。6经费使用计划：（1）计划本课题组的8名学生利用下拨经费为他们购买必需的研究资料约400元（每人50元）；（2）实验所需的各种器材费用800.00元；（3）购买研究课题和竞赛时所需的打印纸、磁盘以及上报论文时的装订费用大约400元（每人约50元）；（4）与课题研究和竞赛实践相关的兄弟院校交流的差旅费用约400元；（5）发表论文1篇版面费约500元。四、审批情况1指导教师推荐意见：本课题是在我系借助Visual FoxPro教学平台，组织学生以Visual FoxPro,c语言实验系统为平台参加大学生科技与创新设计比赛。我们的目标是使Visual FoxPro课程成为校级精品课程，该课程也是我系专业课程中重要的具有办学特色的主干课程，深受学生欢迎，其特有的实践环节和特色极大地影响着我系学生的学习热忱和创新精神，如果学校能正规建立此项基金，将是我校的重要的在高校当中具有创新和领先意义的大好事，我非常高兴也愿意帮助学生申请此项科学研究基金，并保证做到认真指导，全力以赴。指导教师签字： 2007年10月31日2院（系）学术委员会推荐意见： 叶宏宇同志是我系硬件课程教学的骨干，他认真敬业，注重对学生创新精神和实践能力的培养，并连续两年参与组织并指导我系学生参加全国大学生数学建模竞赛，取得了很好的成绩，也极大的锻炼了学生，激发了学生学习的热情，他指导的学生曾荣获黑龙江省三等奖，并有3人在我校自然科学学报2004年第五期上发表学术论文，他还获得黑龙江省2005年度优秀教学成果二等奖。经过系学术委员会研究，认为该研究课题具有突出的学术价值，其特有的实践环节和特色将极大地影响我系学生的学习热忱和创新精神，我们希望学校能重点支持这项具有专业特色，并使学生拥有参加建模竞赛良好平台的科研项目。并相信这项研究工作定会为学生带来丰硕的研究成果。主任签字： 2007年10月31日3院（系）推荐意见：我系在近三年来的教学和实践已经收到较好的效果，在叶宏宇同志的积极参与下，我系的教学取得了长足的进步，学生们通过多门专业课程的学习，以及参加全国大学生数学建模竞赛活动，极大的锻炼的他们实际应用的能力和科技创新技能，叶宏宇同志的硬件课程为我系学生的科技创新做出了突出的贡献，他获得我校2004年度教书育人先进个人和黑龙江省2005年度优秀教学成果二等奖。我们全力推荐该研究项目，并相信一定会取得圆满成果。院系公章： 院（系）主管领导签名： 2007年10月31日4跨院（系）主管领导会签意见： 院系公章： 院（系）主管领导签名： 年 月 日5教务处审核意见： 负责人签名： 年 月 日6学校审批意见： 主管校长签名： 年 月 日第三届大学生科技创新基金项目（提交评委审阅）系别信息科学系学生姓名李 兵性别女专业信息与计算科学年级2005级项目来源教师指导选题电导教师叶宏宇成员（人）8 人1.研究意义：依据北京市公交系统的现状及满足2008年奥运会期间人们出行的实际要求，如何为急需了解本地道路情况的人提供方便、快捷、经济、高效合理的乘车路线，成为人们比较困惑的问题。人类社会已经进入了一个以网络为主的信息时代，定量化和数字化的数学思想几乎应用到了一切领域。我们希望通过计算机与数学模型相结合，运用Visual FoxPro数据库、C+语言与邻接矩阵，建立一个交通咨询系统（城市交通智能咨询系统是一个将人工智能技术、地理信息系统、多媒体技术等有机融合在一起的一个计算机应用软件）来满足乘客出行需求：提供一条或多条快速、经济、方便的从出发点到目的地的最优换乘方案，即：换乘次数最少、花费最低。使得该系统具有速度快、多媒体显示、维护方便、通用性强等优点，该系统的实现不仅为迅速发展的城市交通咨询提供了方便，而且为具有相同网络拓扑结构的系统优化提供了参考，这也是奥运建设中一个不容忽视的研究课题。2.国内外研究现状：在西方国家( 如美国、日本等) , 在城市公交网络系统上投入了极大的财力, 构建了利用计算机网络和先进的通信系统的智能运输系统ITS( Intelligence Transport System) ,从而实现了大范围内全方位发挥的实时、准确、高效的运输综合管理, 使人、车、路密切配合, 和谐统一, 大大改善了交通环境等。国内在这方面的起步较晚, 但是各地政府都给予了极大的重视, 相继建立了网上公交查询系统,但是效果不甚理想。主要存在以下一些问题:(1)多数查询系统的形式单一, 覆盖面较小。(2)数据存储结构不够合理, 不易扩充, 不能支持人以两点的查询。(3)多数没有地图显示能力, 不够直观。(4)咨询方式单一, 没有充分发挥现有的各种通信资源。(5)查询结果不能满足城市交通实时变化;(6)人多数系统基于点对点的查询,智能化程度较差。3.研究目的：我国人民翘首企盼的第29届奥运会明年8月将在北京举行，届时有大量观众到现场观看奥运比赛，其中大部分人将会乘坐公共交通工具（简称公交，包括公汽、地铁等）出行。这些年来，城市的公交系统有了很大发展，北京市的公交线路已达800条以上，为使得公众的出行更加通畅、便利，我们准备研制开发一个解决公交线路选择问题的自主查询计算机系统。只要输入某一城市的交通线路、相应的站点、空间地理信息，就可实现咨询，完全适合于任意城市的交通咨询。此项目要求学生勤动脑，多思考，善于动手，这样通过较长时期的训练，便一定会增加学生强盛的做事能力和协调、组织以及驾御生活的能力，进而形成高强度、高效率的工作作风，训练养就解决实际问题的能力和坚忍不拔的敬业作风。 4.研究内容与方法：北京2008年奥运会受万人瞩目，届时，必定有相当多的人到现场观看比赛，为了缓解交通压力，保障人们能够根据个人意愿到达目的地，提供一个公交车线路查询的系统是非常必要的。因此，我们从北京市的公交现状出发，根据人们在2008年奥运会期间的出行规律，设计了一个比较完整的智能公交信息查询系统，使得人们可以根据公交线路、地铁线路以及步行情况进行查询，解决旅客出行时的换车问题，用以确保奥运期间北京市的公交系统运行顺畅。本研究主要针对城市交通信息系统的主体构造，分层次、功能建立各个子系统模型。主要内容涉及：构造编程所需的算法，建立数据库，进行编程以及对结果进行优化等五部分，有针对性的开展数学模型、数学软件、交通理论的相关学习，最后根据北京市交通现状，采集相关数据；应用矩阵的算法与编程的实现，构造合理