基于GIS的公交查询系统设计

贺园园，孟鲁闽，戴洪宝

(西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西西安 710054)

基于GIS的公交查询系统设计

贺园园∗，孟鲁闽，戴洪宝

(西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西西安 710054)

从建立城市公交查询系统的必要性出发，提出了一种基于GIS的城市公交信息查询系统的设计方案，对查询系统的数据表结构和查询功能结构进行了设计，并且对一些要点的实现算法进行了探讨分析。给出了一种更便于人们快捷、方便，简单地查询出行线路的方法。注重了人性化的出行查询要求，提供了最少乘车时间、最少乘车费用，最少乘换次数三种乘车方案查询及公交线路信息查询。

GIS；城市公交；公交查询；系统设计

1 引 言

随着城市化的不断发展，城市规模不断扩大，城市交通迅速发展。随之公交线路也日渐增多，错综复杂的公交线路，给人们选择出行乘车线路造成一定的困扰。不仅是越来越多的从外地来城市工作、学习、旅游、就医的人们，即使对于一直生活在城市中的市民，快速发展的城市规模和城市交通使他们有时候也很迷茫。所以，建立方便快捷的城市交通查询系统，使交通查询更简洁化，生活化，是我们应该解决的一个重要课题。

目前，公交查询系统主要是通过网络发布，需要通过上网进行查询或者通过电话查询，还有一种是我们普遍使用的交通旅游地图。这些方法的可视性和可操作性受到一定的限制。本文提出了另一种系统构建方案，虽然也是通过网络发布，但它是一种基于公共的基站，实现公交查询系统的设计方案。通过在一些重要的、人流量比较大的公交停靠点，设立公交查询机，使公交查询如同使用ATM机一样方便、快捷、简单，给人们出行提供一种便利的公交查询系统。

2 系统的工作原理

本系统采用了基于客户端/服务器结构的WebGIS技术。系统工作原理如图1所示。

客户端(固定的公交查询机或移动的电脑终端)接受用户的查询请求，通过Internet/Intranet向服务器发出请求，服务器响应请求，对空间数据库和属性数据库进行处理，如:放大、缩小、漫游、查询，分析等，将操作结果返回给客户端并显示，从而完成一次业务处理。

图1 系统原理图

3 系统功能设计

人们对公交查询主要有这几个方面的要求。①从甲地到乙地可乘坐公交车的乘坐方案。②在所有的方案中，所需车费最少的方案。③花费最少时间的乘车方案。④我们经常只知道起点的站名，而不知道目的地所在的站名，从而如何进行公交查询。考虑到人们的查询要求，该系统的功能结构图如图2所示。

在公交查询系统中，系统功能主要包括三方面的内容:公交信息查询、公交信息维护，地图操作和使用该系统时的一些帮助信息。

3.1 公交信息查询

公交信息查询主要包括公交乘坐查询和公交线路查询。公交乘坐查询可以从两个方面进行查询。一种情况，我们知道起点和目的地的站名，通过输入站名查询乘车路线。如:从西安火车站到大雁塔，就是基于这种思路的查询，查询结果会出现5路，30路，41路，500路等多个结果；另一种情况，我们往往知道我们要去的目的地周围的一些兴趣点(如:一些重要建筑物，名胜古迹，大型购物商场，大专院校等的名称)，但不知道其具体的站名，我们可以通过搜索距兴趣点最近的站名实现基于兴趣点的乘车路线的查询。如:从文艺路到西安科技大学，西安科技大学本身并不是站名，查询系统会搜索距其比较近的公交站点的名称然后进行查询。查询结果会出现21路，609路等结果。

图2 系统结构图

公交线路查询主要查询公交站点和线路的属性信息，如经过某站点的所有公交线路、某公交线路相关信息(如:始发车和收班车时间、发车时间间隔，票价)等。当我们选择某条线路时，在图上高亮度显示所选线路及线路经过的站点。我们的查询结果可能有多种方案，根据我们乘车所考虑的侧重点不同，可以进一步查询适合自己的乘车路线，如我们可能希望乘车的花费最少，那么，通过最少车费查询可以帮我们在其中选择一种更好的乘车方案。

3.2 公交信息维护

公交信息维护包括公交线路维护、公交站点维护、地图维护。随着基础设施建设的不断加快，新增道路和改扩建道路不断增多，随之出现了一些新的公交线路，而且为了方便出行，有些已有线路有可能改变了原先的行车路线，所以及时更新公交线路和公交站点的信息是非常重要的。城市的格局在不断发生变化，城中村改造，旧城区改造，新城区建设使城市不断发生变化，为了使我们的公交查询系统具备现势性的要求，必须及时更新地形图的图形信息和兴趣点的点信息。

3.3 地图操作

地图操作用于实现地图的放大、缩小、漫游、图例管理及简单的图层控制选择功能，使我们更直观，更好地了解线路信息。

4 数据的准备

4.1 所需数据

本公交查询系统的数据主要分为图形数据和元数据数据，系统所需要的数据包括城市数字电子地图、城市公交线网构成和公交站点分布图形及属性数据、城市道路网图形和属性数据，公交线路运营情况、线路包含的所有站点、线路运行起止时间。它们分别用Shape格式和关系型数据的形式存储。

4.2 公交数据库的设计

为了能在电子地图中查询、显示公交信息，需要建立公交车站表、公交线路表、公交车站路线表。3个表的结构如表1、表2、表3所示，系统的公交路线和站点等属性信息存储在名为公交数据库的Access数据库中，主要包括3种表结构的数据，可根据需要进行更新和扩展。其中:表1是公交车站表，记录了每一个站点的信息并对其进行标识。表2是公交路线表，记录所有公交路线及其经过的站点；表3是公交车站线路表，记录了市区所有公交站点以及经过每个站点的所有公交路线等信息。

公交车站表的结构 表1

公交线路表的结构 表2

公交车站线路表的结构 表3

5 算法分析

5.1 公交换乘算法

该模块是系统的核心部分，即在相应窗口输入起点A和终点B，或者直接在地图上选取两个站点，可以通过模糊查询的方式得到换乘方案。首先，查看是否有一条线路包含A和B，如果有的话就是直达方案见图3(a)；再查看经过A的线路和经过B的线路是否有同一个站点C，如果有的话就是一次换乘方案见图3 (b)。否则，先乘经过A的线路到达某一站C，查看经过C的公交车与经过B的公交车有没有交叉点D，若有，则是二次换乘方案见图3(c)。由此可见，输入起点和终点，可以方便地得到直达、一次换乘，二次换乘的方案。

5.2 乘换方案的选择

通过公交乘换算法我们可以得到多种乘车方案，在这些方案中，我们需要选择更适合自己的乘车方案。在公交乘换算法中，我们记录下每个方案的乘换次数，通过比较乘换次数就得到乘换次数最少的乘车方案。GIS强大的地图操作可以实现量距功能，进而可以量测每种方案的路线长度，通过排序，得出距离最短的方案。一般情况下，距离最短所用时间也就比较少。公交乘换算法中，我们记录下每种方案的乘换线路，通过线路名得到线路的计费情况，若为无人售票车，其费用不管多少站是一样的，对于按站收费的公交线路，通过乘换算法中记录的每个线路段所经过的站数，计算出在此线路段中所需费用，把每种方案中，各线路段的费用加起来，即为此方案的总费用，排序可得最少费用的乘车方案。

6 结 论

本系统充分利用了Internet的信息共享平台，结合GIS强大的图形显示与分析功能，为用户提供不同需求的公交换乘方案及其他信息服务。给出了基于换乘次数最少、乘车时间最短和乘车费用最少三种需求方案。所设计的基于GIS的城市公交查询系统为城市居民的出行提供了一个方便、快捷的公交线路查询平台，对于改善城市公共事业服务平台，提升城市的公共服务水平有较大的促进作用。

[1]刘光，刘小东.地理信息系统二次开发实例教程[M].北京:清华大学出版社，2004

[2]刘晓艳，闫宏印.太原市公交查询系统的设计及实现[J].电脑开发与应用，2008，21(04):70～72

[3]袁超，刘小勇.基于WebGIS的公交查询系统的设计与实现[J].交通与计算机，2008，26(06):128～131

[4]陈皓，晁遂.GIS在城市公交查询系统中的应用[J].交通标准化，2007，(09):195～197

[5]李玉芝，方源敏.城市公交查询系统的设计与实现[J].地矿测绘，2006，22(1):3～5

[6]汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京:科学出版社，2006

[7]陆守一.地理信息系统[M].北京:高等教育出版社，2004

Design of Public Transport Inquiry System Based on GIS

He YuanYuan，Meng LuMin，Dai HongBao
(College of Geomatics，Xi′an University of Science and Technology，Xi′an 710054，China)

Based on the necessity of building urban public traffic inquiry system，This paper presents a design of urban public transport information inquiry system based on GIS，designs the table structure of data and the system capabilities structure，discusses algorithm of some elements.It gives people a more efficient，more convenient and simpler way for user to query travel routes.Focus on the human requirements of travel inquiries，provide least travel time、least cost、least times，three Travel programs for user inquiry.

GIS；urban public transport；public inquiry；system design

1672－8262(2010)03－35－03

P208

A

2009—11—12

贺园园(1985—)，女，硕士研究生，研究方向为大地测量学与测量工程。