基于PyQt5+MySQL航班座位自动分配系统设计与实现

张 静 刘秋兰

（山东电子职业技术学院计算机与软件工程系，山东 济南 250200）

目前民航旅客在预定航班后，一般都可以提前自助选择座位。如果不提前选择座位，旅客到达机场后，在柜台值机或自助设备上值机时，可以选择一个座位，或者由后台系统随机分配一个座位。如何正确选座，哪个区域最好，相信这是很多想乘坐飞机的人，都曾苦恼过的问题。因为飞机座位没选好，可能整个出行的计划就被打乱。然而，乘坐飞机出行前选好座位很多问题就可以避免。

因此，本系统利用Python3.6+Pycharm 2017.3+PyQt5+MySQL5.0平台，基于大数据平台，进行个人喜好数据分析，采用自搜索算法、动态求解算法、随机分配算法，实现了航班自动分配座位的功能。系统实现的主要目标如下所示。

第一，采用自搜索算法及随机分配算法，实现了对单一座位的自动分配。第二，采用动态求解算法、自搜索算法、随机分配算法，实现了以“组”为单位的座位以及整机座位自动分配。第三，实现查看座位分配时间与实际分配情况、分配座位的布局、导出分配结果。

一、系统整体概述

1.系统总体设计

结合实际生活场景应用，本系统实现的主要功能可划分为：选择航班信息、加载数据文件、开始自动分配座位、查看分配结果、导出报表、查看座位布局。两种角色：普通用户、管理员。两者的不同在于管理员的权限可以对用户进行有效管理，如添加用户、删除用户、修改用户等功能。

2.系统代码架构

系统代码架构主要分为三层：用户层、中间层、数据层。用户层主要提供数据展示和用户操作界面；中间层用于衔接用户层与数据层之间的数据传输；数据层用于存储数据，将数据存于数据库中、Json格式的文件中，具体流程如图1所示。

图1 系统代码架构图

3.系统性能需求

该系统主要从效率性、安全性、稳定性、兼容性等方面考虑了性能需求[1]，具体包括：效率性：单一座位分配的处理时间不超过1秒，整机旅客重新分配座位的处理时间不超过10秒。安全性：该系统有较强的安全性，能对数据和顾客相关信息进行数据加密处理，能对数据进行有效防护，有较强的安全性。

二、系统详细设计

本系统主要包括系统登录模块、座位自动分配模块、用户管理模块。

1.系统登录模块

本模块属于系统的入口界面，通过输入用户名和密码进入座位自动分配系统。在登录界面中，可以以普通用户或管理员用户两种方式进行登录界面。

2.座位自动分配模块

该模块主要实现的功能包括：切换航班号功能，查看航班相关信息功能；航班座位自动分配功能；查看分配结果功能；导出报表功能；查看座位布局功能。模块界面设计如图2所示。在该界面中，查看座位布局界面设计，如图3所示。单击“查看座位布局”按钮，将会显示出该航班座位的具体分配情况，蓝色表示未分配的座位，带小锁的表示已分配的座位，橙色的表示未满足旅客需求的座位。同时，将鼠标移到某个座位上，将会显示出该座位的所有属性。最后，还可以把这个分配结果以Json格式的文件导出，单击“导出报表”按钮，选择文件存储位置，输入文件名，单击保存即可完成。

图2 座位自动分配界面

图3 查看座位布局界面

3.用户管理模块

对于普通用户，仅允许该用户修改自己的密码；对于管理员用户，可以实现修改所有用户的密码和权限、增加用户、删除用户、清空普通用户等操作。

三、座位自动分配算法

座位自动分配流程如下：

第一，选择需要分配的Json格式报表文件，该文件存储的是旅客历史购票信息。第二，对报表文件进行预处理，具体方法如下：①将旅客信息按照旅客数量进行分类，将旅客数量大于1的旅客放到一个旅客信息表1中；将其他旅客信息放到另外一个旅客信息表2中；②将旅客信息表1里的旅客信息按照旅客数量从大到小的顺序排序；③将旅客信息表2里的旅客信息按照座位属性值的个数从大到小排序。第三，采用动态优化算法，按照旅客信息表1里提供的座位属性实现自动分配，同时，将已分配到的座位从座位信息列表里删除。此时，将旅客相关信息存入旅客座位列表中。对于未满足需求的旅客信息放到变量旅客信息表2里。第四，采用自搜索算法，根据旅客信息表2里的旅客座位属性实现自动分配，同时，将已分配到的座位从座位信息列表里删除。此时，将旅客相关信息存入旅客座位列表中。将未满足需求的旅客信息放入临时变量tmp_passenger_info_dict内。第五，采用随机分配算法分配剩余旅客座位，同时，将已分配到的座位从座位信息列表里删除。此时，将旅客相关信息存入旅客座位列表。将该变量的信息写入旅客信息列表，同时更新座位属性表里的座位预定状态。第六，给出提示信息，座位自动分配完成。采用两组数据进行测试，第一组测试数据是单一座位的数据，其中80个靠窗的、80个靠过道的、20个无属性的、2个VIP的。第二组测试数据是支持以组为单位的座位数据，其中包含40组，30个单一靠窗、30个单一靠过道、10个单一无任何属性的。

一是单一座位的自动分配：首先单击“加载数据报表”按钮，选择第1组测试数据（这里仅支持加载Json格式的数据文件）；然后，单击“开始分配座位”按钮，就实现自动分配座位的功能，同时可以查看分配座位所用的时间。单击“查看分配结果”按钮，查看本次座位分配的情况，在分配结果表格中，第一列表示用户ID（此处用的是按照顺序排列的），第二列是座位号，第三列是旅客所需座位数（如果座位数等于1，表示单个分配；如果座位数大于1，表示以组的形式进行分配的），最后一列表示是否满足旅客需求。二是以组为单位的自动分配：首先清空数据库中的数据，执行database.py。然后单击“加载数据报表”按钮，选择第2组测试数据；再单击“开始分配座位”按钮，就实现自动分配座位的功能，同时，可以查看分配座位所用的时间。

结语

本系统体现的创新特色之处，包括：动态处理座位属性表，提高程序效率；座位属性值采用一个整型值来存储，目的是为了减少内存存储和比较次数；支持加载Json格式的模拟数据报表文件；该系统不仅适用于航班座位自动分配，而且还适用于其他类型的座位自动分配，如火车、电影院等。