基于WebGIS 的公交查询信息系统研究

冯振平 沈阳市勘察测绘研究院 辽宁沈阳 110004

【文章摘要】

本文通过分析实际的公交乘车过程，将双层公交网络模型划分为几何网络和逻辑网络，定义公交线路和站点的空间类和换乘查询所需的属性类以及表达站点之间的连通关系，并基于WebGIS 与JavaScript/Ajax 技术以及SQL Server 2000 数据库技术设计并开发了一个公交查询信息系统，该系统实现了站点查询、线路查询、换乘查询等基本功能，并且提供了地图显示、漫游和缩放等功能。

【关键词】

WebGIS ；JavaScript ；公交网络模型；乘车方案

对大多数市民来说，城市公共交通是最普遍、最重要的交通设施。随着城市的扩大，交通网络变得愈为庞大与复杂，良好的公交服务不但能够保证市民出行的便利与快捷，同时也能促进社会的和谐。在互联网的迅速崛起和信息化高速进程的今天，利用高新技术改造传统的公交系统，以信息化为基础，利用Internet 在Web 上发布空间数据的浏览、查询与分析等功能，促进乘客、车辆、站点设施以及交通环境等要素之间的良性互动，推动智能公交系统建设成为可能，这同时也极大地推动WebGIS 技术的出现与发展。

1 公交查询信息系统的设计

本文对于公交查询信息系统的设计， 主要从三个方面进行设计：第一，公交网络模型设计；第二，公交换乘矩阵的分析与建立；第三，系统的结构设计、功能设计以及数据库设计。

1.1 公交网络模型

公交网络模型是整个系统设计的理论基础，首先对实际的公交网络进行分析，继而进行公交网络模型设计。

1.1.1 公交网络分析

公交线路网由所有公交车经过的路线组成，公交车又是按规定的方向和路线行驶。在表达公交路线位置信息的时候， 除了有路线的拐点集合，还有公交车停靠的站点集合。本文中采用ISO 国际标准化组织制定了通用的导航数据标准GDF4.0， GDF4.0 中的公交要素实例如图1-1 所示。

1.1.2 公交网络模型设计

本文将公交网络分为几何网络和逻辑网络，如下图1-2。在具体公共交通的应用中，用户直接接触的是存储于公交数据库的几何网络；逻辑网络是网络要素复杂行为的基础，系统根据逻辑网络所表达的站站关系来分析可行的乘车方案。

为了使公交网络更为简单、易懂，需要压缩数据，本文对公交线路和站点按如下规则抽象处理：

A. 相邻同名站点：对于相邻的同名站点用一个站点来表示。

B. 双向线路：将所有双向线路分为两个车次，分为上行和下行。

1.2 基于换乘矩阵的公交换乘算法

公交换乘问题是公交信息查询的重要内容，本节对换乘矩阵进行讨论，主要是换乘矩阵分析和换乘矩阵设计。

1.2.1 换乘情况分析

本文中逻辑网络采用换乘矩阵来表达，换乘矩阵描述了站点之间的3 次以内的换乘关系（直达、换乘一次、换乘两次）。图2-1 是对实际乘车过程的一个抽象表述，图中虚线框表示乘车过程中的换乘区，分别是：

① A->X2->Y2->B

② A->X2->Y1->Y2->B

③ A->X1->X2->Y2->B

④ A->X1->X2->Y1->Y2->B

通过以上对乘车情况的分析，对换乘矩阵的取值做如下规定：

（1）值为-1 表示不可达

（2）值为0 表示步行即可到达

（3）值为1 表示乘一次车到达值为10 表示 乘一路车再步行即可到达

1.3 公交信息查询系统总体设计

公交信息查询系统的总体设计分三个部分，分别为系统结构设计、功能设计、数据库设计，结构设计是基础，对整个系统的体系结构进行科学设计，功能设计是从用户角度出发，针对用户的需求进行设计，做到简洁而不简单，最大程度满足用户使用需求。

1.3.1 系统结构设计

公交查询信息系统是B/S 结构，分四个层次别进行设计，分为数据库服务器、应用服务器、Web 服务器和Web 浏览器。

数据服务器，是整个系统的存储核心，是系统最底层的部分，包括三部分：一部分是数公交线路数据库部分，主要存储公交线路信息；一部分是换乘矩阵部分， 用来存储公交换乘数据；另一部分是图片集，用于存储公交查询信息系统实现的基本地图功能的图片信息。

2 公交查询信息系统的开发

本系统在MyEclipse 的开发环境实现下，基于JavaScript 脚本语言，利用Tomcat 作为Web 服务器，以及SQL Server 2000 作为数据库，实现公交线路的查询功能。

2.1 地图浏览功能

对于公交查询系统，其基本的地图浏览功能为显示功能、漫游功能以及缩放功能三个功能，这些功能可以通过脚本语言来实现。

2.2 公交查询功能

公交查询功能从三个选项进行开发： 站点查询、换乘查询、线路查询，这三个方面分别对应着用户的三种信息请求。

2.2.1 站点查询

站点查询功能是满足用户查询公交信息最基础的功能。输入要查询的站点信息，系统将所要查询的站点信息显示在右边的地图显示区域，同时关于站点的详细信息也会显示在查询结果显示区域。

2.2.2 线路查询

线路查询也是用户常使用的查询方式。输入要查询的线路信息，所要查询的线路就会显示在右侧的地图显示区域，同时此线路的详细信息会显示在查询结果显示区域。

2.2.3 换乘查询

(1) 站站查询

本系统定义的站点之间的联通关系为临近、直达和换乘（一次换乘和二次换乘），站站查询流程图。

(2) 点点查询

通过点点查询，在地图显示区点击出发地与目的地，来查询换乘方案，线路图也将显示在地图显示区。

3 结束语

本文利用WebGIS 和JavaScript/Ajax 技术与SQL Server 2000 数据库技术，并将公交网络模型分为几何网络和逻辑网络， 建立了一个基于WebGIS 的公交查询系统，实现了系统的基本功能，该系统的建立为用户提供简单的 Web 操作，方便非专业人员的使用，方便了市民的出行，为市民的出行提供了良好的线路选择，节省了出行的时间。

【参考文献】

[1]Michael Mahemoff.Ajax 设计模式. 北京：电子工业出版社，2007.5

[2] 侯峰，王方雄. 基于WebGIS 的大连市公交信息查询系统设计与实现. 辽宁师范大学

图2-1 换乘线路示意图

图1-1 ISO GDF4.0 公交要素实例056