【毕业学位论文】（Word原稿）基于移动终端的实时公交查询系统设计-软件工程

基于移动终端的实时公交查询系统设计 A 要 随着中国经济的飞速发展，城市化进程的不断加快，人们的出行需求不断增长。城市公交系统作为承载城市交通的主体，将发挥越来越重要的作用。随着国家大力倡导“绿色出行，低碳生活”等新理念，无线城市、绿色公共交通成了各个城市政府、移动运营商努力发展的方向。因此，如何提升城 市的公共交通服务水平，作到真正的人性化、个性化公共交通，成了各方思考的主要问题之一；同时，随着科技的进步和人们生活水平的提高，移动终端特别是手机已然成为人们生活中必不可少的工具，使得使用手机这种及时性、便携性、个性化都很强的工具来提升市民的日常出行体验成为可能。因此开发出一款简洁实用的手机地图软件、特别是实时公交到站查询软件对社会、对公众都将具有很大的实用价值。 本文主要应用的研究方法是理论介绍和开发实践相结合，通过对技术理论的深度剖析和探讨，再通过开发实践来进行相应的产品实现。本文试图开发出一款跨平台、多 功能的实时公交到站查询软件 系统的目标是建设公交实时位置信息接入平台，用户可以通过自己的手机，随时随地查询本市各公交车辆的实时位置信息、实时到离站信息等，方便用户适时安排自己的乘车计划。同时，本系统的开发也符合打造城市智能交通系统（ 发展思路，并作为城市智能交通的有力补充，具有重要的实际意义。 本文主要做了以下几个方面的工作： 结合论文的研究背景，本文详细的介绍了开发移动终端实时公交查询系统相关的一些技术、服务 和操作系统平台。 从用户主体、需求特征、服务内容等方面对 公交系统 进行了需求分析。 另外，对公交查询系统可能涉及的几种常见算法分别进行了剖析，具体包括经典的短路径算法、换乘最少的最优路径算法、基于二维表的折半查找算法和蚁群算法。 本文 研制的 “厦门 无线城市掌上公交系统 ”，分别从系统设计、系统实现和系统试用方面逐渐展开，详细阐明了该系统的设计、实现、测试与应用。其中 系统设计中的详细设计，本文 按照 功能设计、关键指标、通信架构、 界面 设计、数据库设计、项目文件列表、模块设计和数据接口设计 的 设计流程进行具体的系统设计。 本 文 研制 的系统 已 开发出 本 、本 、 本 、 本 和 本 并在各 平台上成功 使用 。 对 系统进行试用时，分别从访问压力 、 采集压力、 访问 流量方面进行了 测试 检测， 运行 正常。 厦门 无线 城市掌上公交自发布以来得到许多用户的大力支持，用户量不断攀升，以厦门为例，开始运营不满一年，月访问量已经超过 100 万人次，达到 人次 /月；正式运营的第三年之初，即 2013 年 6 月访问量突破 1000 万人次，达到 人次 /月。客户端版本，尤其是安卓版及 更因其功能齐全、用户体验流畅等特点，优势明显， 2011年 10 月开始客户端用户访问 量超过的浏览器用户的访问量。 掌上 公交系统最初 在厦门市 使用 ，现在已经 推广 到 福州、泉州、南昌、南宁等 全国 二十几个城市 ，在用户群中 获得 了广泛认可 ，节约了 广大用户的出行时间， 优化了公交公司的服务水平，提高了运营商流量使用，创造了 公交企业、乘客、移动运营商三赢的局面 。 关键词 ：实时公交系统 能手机 算法分析 系统实现 网络拓扑 数据库 交互 s to As of an to a a of to s it of of of s an in s it is to s by of to is of of is of a of to a to a s is to to or so as to to of is in of as an of of of 1. a of a of as to an on 2. of to of UI As to is 3. is to It in is a 录 摘要 . 2 . 4 1. 绪论 . 7 题背景与意义 . 7 题背景 . 7 题意义 . 7 内外 研究现状 . 8 究内容和研究方法 . 9 2. 相关技术介绍 . 11 关技术 . 11 位技术介绍 . 11 . 11 . 12 图服务介绍 . 13 . 13 . 13 信服务介绍 . 13 . 13 . 14 要智能手机操作系统介绍 . 15 统 . 15 统 . 15 3. 需求分析 . 17 时公交系统数据分析 . 17 辆信息 . 17 流信息 . 17 况信息 . 17 据特点 . 18 态站点及 线路数据元素 . 19 时到站数据元素 . 20 户需求分析 . 20 户主体 . 20 求特征 . 21 务内容 . 22 4. 算法分析 . 22 典的 短路径算法 . 22 乘最少的最优路径算法 . 23 于二维表的折半查找算法 . 25 群算法 . 26 乘算法的实际应用分析 . 27 5. 移动公交查询系统的设计 . 28 统设计 . 28 计原理 . 28 作流程 . 30 络拓扑 . 31 络设置 . 32 统配置 . 32 名单 . 33 时数据采集 . 34 态数据元素 . 34 细设计 . 35 能设计 . 36 键指标 . 37 信架构设计 . 38 能解析及 计 . 40 据库设计 . 48 件列表 . 51 统模块设计 . 51 口与数据交互 . 53 6. 移动公交查询系统的实现 . 57 能实现 . 57 户端功能实现 . 57 户端功能实现 . 58 6.4 户端功能实现 . 58 能实现 . 59 台管理实现 . 60 键代码 . 60 7. 移动公交查询系统的试用 . 65 问压力 . 65 集压力 . 67 络流量 . 69 8. 总结和展望 . 70 作总结 . 70 来展望 . 70 参考文献 . 72 附录：核心模块的关键代码 . 74 1. 绪论 题背景与意义 题背景 随着中国经济的飞速发展，城市化进程不断加快，城市的规模也在不断增大，对于城市而言，交通就是其中枢神经。而作为承载城市交通的主体 城市公交系统，则是交通中枢神经的重要组成。因为伴随着人民生活水平的提高，人们的出行次数和出行范围等出行需求都在不断增长， 城市公交将势必承担着越来越重的运输任务。城市公交系统已然成为与城市居民生活密切相关的环节之一，其对城市发展和人民生活有着不可估量的重要作用。当前我国城市发展增速过快，城市交通问题的矛盾也日益凸显，私家车过多造成的道路堵塞、空气污染等问题，这些都严重的影响了城市环境质量和城市可持续发展。近年来，为了减少汽车尾气的排放和减轻交通压力，我国各大核心城市都相继提出了“绿色出行，低碳生活”的口号，倡导大家使用公共交通工具出行。同时，政府也颁布多项措施来私家车进行限制和对公交车实行优惠。政府的这一举措，大大的改善了道路 的拥堵状况，也大大的改善了公交出行的舒适程度。公交线路数量和公交投入车辆的大幅增加，以及政府的惠民政策的推出，使得公交对人们出行的吸引力大大增强。在油价高企、能源短缺的当下，公众出行将越来越依赖公交系统。但是，城市公交复杂的路况以及人们出行范围的增加，使得公交系统也存在很多不确定因素。例如：路径最优选择问题、路线换乘问题、公交运营时间问题、公交位置定位问题、公交到站时间问题等等，这些问题都是众多乘客乘坐公交时迫切想弄清楚的问题。因此，如何实时掌握公交车的线路信息和运行信息等，就显得十分重要了。随着网络技术的 普及和移动互联网的飞速发展，人们大多持有带有网络功能的终端设备，如智能手机、 而使得基于移动终端设备开发公交查询系统成为可能而且变得必要。这样，公众就能够十分灵活、方便的随时查询与获取其所需要的公交信息，从而为其出行提供便利，提高公交出行的效率。尤其 对于厦门这种比较发达的城市而言，公交出行已然是大部分市民的首选出行方式之一，因 此 建设 城市 无线公交 、 开发厦门公交查询系统 是 非常有意义的。 题意义 随着科技的进步和人们生活水平的提高，移动终端特别是手机已然成为人们生活中必不可少的工具。手机的 功能早已不再局限于打电话和发短信等通讯方面，其更多的是已经成为人们办公、生活、娱乐的助手。移动互联的到来，更是使手机的功能变得异常强大， 脑上能实现的功能，现在大部分已经可以通过智能手机来实现。手机已然成为人们获取信息的主要手段之一。手机功能的不断拓展，使得当下基于移动终端的应用开发成为最热门的技术和话题。以前的手机受到内存和网速的 制约，应用软件的使用不是很广泛，随着 3G 网络在近几年的普及，网络流量费用大幅降低，智能手机的发展变得日新月异。当下，硬件方面，双核四核、 4 寸屏 5 寸屏都已成为主流或标配；软件方 面，操作系统的发展也大有多边鼎立的态势： 核）、 S（ 核）、 入式）、 统）、 内核）。 1智能手机厂商之间的竞争更是进行得如火如荼：诺基亚、摩托罗拉、三星、索爱、 果、 等。信息时代的到来，使得人们对信息的需求呈几何式增长，信息获取的实时性也就变得非常关键。基于移动终端的移动互联网的飞速发展，使得人们获取实时信息有了便捷快速的窗口。城市生活的人们日常最需要的信息就是城市信息的查询，而对于出行的人们日常最需要的信息则是交通信息特别是公交信息的查询。基于位置的应用服务（ 定位服务（ 为未来手机应用发展的最优潜力股，对数据实时性要求较高的手机地图服务（ 获得大众的青睐。目前手机软件市场上基于定位和地图服务的软件非常多，功能各异，但大多 操作繁杂，界面单一。 因此开发出一款简洁实用的手机地图软件，特别是公交查询软件对社会、对公众都将具有很大的实用价值。目前，公交信息无线查询技术的实现途径主要有三种，分别是短信服务、网和手机 嵌入式软件。本文将从理论到实践，分别基于不同技术手段，来开发出这样的一款跨平台、多功能的公交查询软件。 内外 研究现状 当下世界的各国的核心城市都十分重视城市公共交通的建设，在建设城市公交系统方面，各国都不惜投入大量人力物力和财力进行研究和开发。其中 球定位系统和 够全面、高效、实时地管理公共交通信息，从而为公众出行提供便利。欧美和日本等国对智能公交系统的研究更是已有 40 余年的历史，它们自身正飞速发展并引领、带动全球智能公交信息网络的全面发展。例如，日本的 辆信息与通信系统通过把交通信息实时发送给车载装置，使车辆驾驶员实时接收到 心发来的路况信息。美国的 交系统，则实现了公交信息的实时调度动态。欧洲的 目，通过与交通运营商和信息服务提供商之间进行数据共享和交换，建立了一个通用机制来支持多模式的 能传输系统服务。 23国内在城市公交系统建设方面起步较晚，公交系统的发展仍然处于一个非常落后的水平。例如北京、深圳和天津等城市都提供了网上公交信息查询服务，但公众查询到的公交信息有限，主要是静态交通信息，信息的实时性不够，信息的完整性和准确性也得不到保证，所应用的技术跟国外先进系统相比还有相当大的差距。 基于位置的服务（ 先从美国发展起来， 1996 年，美国联邦通信委员会 求运营商能够定位用户并为其提供及时救援服务。韩国 2003 年也正式开创了位置服务，目前韩国应用最广泛 用时寻找预先注册的朋友的位置。日本的 司则推出了满足市场需求的创新型 用，可以为用户提供诸如当地正在上演的电影、体育赛事和娱乐节目等多种增值服务。对国内而言， 用处于正在起步并飞速发展的阶段，例如中国联通开展的“定位之星” 业务，采用先进的 位技术向公众提供高精度的定位业务。中国移动、腾讯则分别推出了飞信、微信等 序，它们都具有极富特色的 务。 地理信息系统服务（ 外已经发展成熟，如 司 2005 年就已推出 可以采用卫星模式、混合模式和矢量模式从不同角度向用户展示地图数据，使用户印象深刻。 是首个推出交通信息的地图服务，即用户可以根据其给出的信息知晓路况。 司推出的 合航拍图和卫星图来共同显 示地图，它的 3D 视图模式可以使用户知道建筑物之间的具体比例。追随国外 展的热潮，国内的知名网站，像搜狗、百度也相继推出了自己的地图服务，但这些服务最大的缺点就是其没有免费向开发者提供 样就无法调动开发者对开发国内地图服务的热情，从而直接导致了国内 务成长缓慢，导致跟国外的差距进一步扩大。 究内容和研究方法 本文的研究内容主要有： 1. 技术方面：首先介绍 关技术；然后介绍基于位置的服务 定位技术 者介绍地图服务 可缩放的矢量地图 后介绍公交系 统实现的一种简单方式，即 后再介绍目前各种主要 的 智能手机操作系统平台。 2. 需求分析方面 ：从实时公交系统数据分析和用户需求分析两方面展开。 实时数据方面 指的是 从车辆信息、客流信息、路况信息和 数据特点 等方面对公交信息查询系统进行数据分析， 并 展示 了 可能 涉及到的静态数据 和 动态数据 。用户需求 分析指的是分析用户 主体 及 他们 的需求特征，以及 阐述 系统能为他们所提供的服务 。 3. 算法研究：主要有经典的 短路径算法、换乘最少的最优路径算法、树状搜索算法、基于二维表的折半查找算法和蚁群算法。 4. 公交 查询系统的实现，按照由浅入深 的方式，先后讲述系统设计、详细设计、 系统实现 以及 系统 试用 方面的内容。 这 些是文章的 核心部分 。 本文主要应用理论介绍和开发实践相结合的研究方法，通过对技术理论的深度剖析和探讨，再通过开发实践来进行相应的产品实现。本文拟使用的关键技术有： 关技术、基于位置的服务技术 位技术 图服务技术 缩放的矢量地图技术 统实现方面，公交查询系统拟分别采用 式、 式和智能手机操作系统平台应用方式来进行系统开发。 2. 相关技术介绍 关技术 一种可以用来开发跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言。它具有通用、并发、强类型和面向对象的特征。早在 1995 年 5 月， 司就推出了 序设计语言和台。目前， 术以其良好的通用性、高效性、安全性和可移植性，已广泛应用于个人 联网和移动终端。在当前云计算和移动互联网的产业背景下， 备了明显优势和广阔前景。下面我们主要来讨论下 台。 28 一般来说， 台分为三个体系： 台标准版 )， 台微型版 )和 台企业版 )。 18 标准版，主要用于桌面应用软件的编程，适用于桌面系统； 微型版，主要应用于嵌入式系统开发，如手机和编程，适用于小型设备和智能卡等电子产品； 27 企业版，主要用于分布式