城市公交管理信息系统设计

城市公交管理信息系统设计随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快,如何解决城市公交管理问题已经成为城市可持续发展的一个重要课题。城市公交管理问题是一个系统工程,常用的经验性的方法是不能完全解决问题的,必须运用科学的、系统的方法来解决。近年来,运用数字化技术尤其是GIS技术来解决交通领域的空间数据处理和规划分析等问题已经成为交通管理信息化的一个重要手段。

为了便于管理这些公交信息,同时也为了方便公交乘客的出行,本文开发了城市公交管理信息系统。该系统不但可以方便地查询到城市的公交站点、道路和公交线路,其中最重要的一个功能是在乘客给出起点和终点后,自动计算出最优的乘车路线,设计出合理而有效的算法,而且可以在一定程度上,使公交客流分配更加合理。

一：功能需求分析

（1）对于市内对公交线路不太熟悉的居民以及外地旅客来说,他们在以公交方式出行时,在选择公交线路和乘行方案方面存在着很大的盲目性,而该系统除了可以为出行者提供公交线网基础信息、线路运行信息外,还可以将几种经过计算机分析的最佳出行线路及换乘方案推荐给出行者,通过对乘客选择线路进行合理引导,减少乘客的出行延误,从而提高整个公交线网的运行效率。

（2）对于城市公交管理部门来说，应当是在快捷、方便、舒适、经济地实现人的移动的经营活动中,使公共交通管理达到经济效益、社会效益和环境效益的统一,适应市场经济体制的建立,适应改革与发展。利用该系统GIS的专题地图可以显示出一个城市或一个地区的交通事故分布、交通违章分布、道路的现状和道路规划等专题情况,为交通管理部门提供一个直观的决策分析工具。在交通运营管理中,利用GIS技术的网络分析,缓冲分析等功能可以很直观地反映一个城市的公交网络覆盖状态,分析公交线路设置是否合理,评价公交站点选址是否科学等。

（3）经济效益的好坏是评价一个企业成败的关键。当然，对于城市公交企业来讲也不例外，众所周知,城市公交企业的经营和发展受多种环境因素和内部条件制约,如政府政策、城市人口数量、居民消费需求、城市交通结构等,以及企业资产状况、产权体制、经营管理者水平、技术创新能力等。而经营管理是众多

因素中最重要的一个。该系统可以帮助企业的管理部门确定乘客的地理分布以及确定公交线路和站点附近的人口,出行流量,线路上公交车辆的满载率，道路交通状况等因素,从而方便了企业对公交线路的规划以及线路上公交车辆的投放量的部署。

二：系统结构设计

2.1城市公交管理信息系统总体结构

城市公交管理信息系统旨在通过GIS技术在城市公交交通管理信息中的应用,提高城市公共交通综合管理水平,为政府科学决策提供依据。系统功能结构如下图所示。

(1) 路径查询: 为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务。

(2) 出行预测: 公交出行需求预测可用于从宏观上指导城市公交发展,尽可能使城市公交规模与城市规模相匹配。

(3) 路网显示: 可以直观显示城市公共交通发展规模、场站布置和线路布设。

(4) 公交覆盖:公交服务的覆盖性及方便舒适性是出行者选择公共交通方式的主要因素。

(5)交通服务:主要内容包括居民出行指南和交通项目上报审批服务。

(6)地图管理:主要内容包括地理信息系统中常用的操作与分析工具等功能,如地图放大、缩小、图层控制、地图打印以及对道路、物点、区域等地图信息进行编辑和修改等。

2.2 城市公交管理信息系统在几个主要模块中的详细设计

2.2.1 路径查询系统

路径查询系统开发的目的是为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务。系统向乘客提供公交信息的动态走向,生成出行辅助计划,对乘客的出行进行主动而合理的引导,最大程度上方便乘客,从而将无序的交通出行变得有序,优化客流分布,提高公交线网的运行效率,同时将该系统投入实际应用也是提高城市形象的一项重要举措。

A ．该系统的具体开发思路如下:

① 公交乘客对现有的公交站点、公交线路、运营计划进行查询。

② 公交乘客输入任意出行起点、终点,系统在相应的约束条件下,查找搜索出最优公交出行路径集和换乘方案,最后以图表的形式反馈给乘客。

③ 公交部门管理人员可根据站点、线路的变更,运营调度计划的调整,及时更新系统的公交线网,对与公交有关的其它基础数据进行方便的管理和维护。

B ．系统具体介绍

① 路径查询系统的开发过程见下图：

② 路径查询系统的功能

路径查询系统主要服务于公交出行者。对于市内对公交线路不太熟悉的居民以及外地旅客来说,他们在以公交方式出行时,在选择公交线路和乘行方案方面存在着很大的盲目性,而该问路系统除了可以为出行者提供公交线网基础信息、线路运行信息外,还可以将几种经过计算机分析的最佳出行线路及换乘方案推荐给出行者,通过对乘客选择线路进行合理引导,减少乘客的出行延误,从而提高整个

（苏州市道路网图）

基础图形数据

公交线网的运行效率。

C．该查询系统的整个分析决策过程如下:

（1）用户通过在苏州市区图上点击的方式或通过对话框选择的方式,向系统输入出行的起点和终点。

（2）系统收到输入信息后,分别在系统的地图和数据库中寻找与出行起点和终点相应的地理编码和属性数据,并将其输入至分析模块中。

（3）根据地理编码和属性数据,在公交线网中,分别在以起点和终点为中心的一定半径范围内,寻找公交站点,并通过对比分析,确定有效站点。

（4）根据最短路数学模型在公交线网上搜寻最优出行方案,并将该结果输出,显示公交线路走向、所经站点及运营信息。

（5）系统分析过程如下图：

D．此路径查询系统采用的算法

最短路数学模型是该问路系统的核心,目前,较多采用的Digkstra算法重复计算多,速度慢,不适合公交网络的特点。通过反复的分析研究,我们采用链表技术对D算法进行了修正,使之适合我国的公交网络特点,创建了一种新的D算法修正模型,它对于今后其它公交网络的分析研究也具有一定的借鉴作用。具体算法流程图如下：