毕业论文-公交车信息管理系统的设计与实现论文
分类号：TP311 单位代码：10422
密 级： 学 号：Z0843048166
硕士学位论文
Shandong University Master ’s Thesis
论文题目:公交车信息管理系统的设计与实现
Design and implementation of
Wireless bus ’s Management
Information system
作者姓名 姜义涛
专 业 电子政务
指导教师 张立群
2010年 4月15日
原创性声明和关于论文使用授权的说明
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：
关于学位论文使用授权的声明
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论文作者签名：导师签名: 日期：
目录
摘要............................................................ I ABSTRACT ......................................................... II 第1章绪论 (1)
1.1系统开发背景 (1)
1.2 现实意义 (2)
1.3本文的主要工作 (4)
1.4本文的主要技术 (5)
1.5本文的组织结构 (7)
第2章系统需求分析 (8)
2.1系统概述 (8)
2.1.1系统的业务模型 (8)
2.1.2系统的业务流程 (9)
2.1.3系统的总体要求 (10)
2.2系统目标 (11)
2.3系统需求获取 (11)
2.4系统功能性需求 (12)
2.5系统非功能性需求 (16)
2.5.1性能要求 (16)
2.5.2设计制约 (17)
第3章系统架构设计 (18)
3.1 系统设计目标和原则 (18)
3.2 系统技术架构设计 (20)
3.2.1系统总体架构 (20)
3.2.2 系统安全架构 (20)
3.2.3系统网络架构 (22)
3.2.4系统逻辑架构 (23)
3.2.5数据架构 (25)
3.2.6部署架构 (25)
3.3 系统功能架构 (26)
第4章系统的详细设计 (28)
4.1系统建模 (28)
4.1.1系统的静态结构图 (28)
4.1.2系统的动态结构图 (30)
4.2数据库详细设计 (32)
第5章系统的实现 (41)
5.1系统的总体实现 (41)
5.2 界面实现的例子 (43)
5.2.1 用户登录界面 (43)
5.2.2 用户信息管理界面 (44)
5.2.3 车辆信息界面 (45)
5.2.4 线路信息界面 (45)
5.2.5 站点车辆信息界面 (47)
5.3 代码实现的例子 (47)
5.4 系统运行环境 (51)
第6章结论 (53)
参考文献 (54)
致谢 (55)
CONTENTS
Chinese abstract .................................................. I English abstract ................................................. II chapter 1 Introduction . (1)
1.1The development background of the system (1)
1.2 Practical significance (2)
1.3The purpose of this thesis (4)
1.4The main technic of in this paper (5)
1.5The frame and structure of this thesis (7)
Chapter 2 The analyses on the system requirements (8)
2.1The general description (8)
2.1.1The service model of the system (8)
2.1.2The service process of the system (9)
2.1.3The general requirements of the system (10)
2.2The goal of the system (11)
2.3The acquisition of the demands in the system (11)
2.4The functional demands of the system (12)
2.5The non-functional demands of the system (16)
2.5.1Performance requirements (16)
2.5.2The conditioning of the designs (17)
Chapter 3 The design of the system framework (18)
3.1 The goal and principle of the design (18)
3.2 The design of the technical framework (20)
3.2.1The general structure of the system (20)
3.2.2 The security structure of the system (20)
3.2.3The network structure of the system (22)
3.2.4 The architecture logic of the system (23)
3.2.5The data structure of the system (25)
3.2.6The deployment structure of the system (25)
3.3 The design of the functional structure of the system (26)
Chapter 4 The detailed design of the system (28)
4.1The system modeling (28)
4.1.1The static structure of the system (28)
4.1.2The dynamic structure of the system (30)
4.2The detailed design of the database (32)
Chapter 5 The materialization of the system (41)
5.1The general materialization of the system (41)
5.2 Examples on the materialization of the interface (43)
5.2.1 user login interface (43)
5.2.2 User Interface management (44)
5.2.3 vehicle information interface (45)
5.2.4 line information interface (45)
5.2.5 station vehicle information interface (47)
5.3 Examples on the code implementation (47)
5.4 The operating environment of the system (51)
Chapter 6 Conclusion and outlook (53)
Reference (54)
Acknowledgements (54)
摘要
本论文设计的公交车报站系统，当汽车进入一定范围后就会根据解码的数据来确定车辆到达的时间，并通过串口通信把接受的数据送到PC机上，在报站系统的硬件设计基础上，设计了一个用来处理数据信息与查询信息的公交系统，主要用于管理乘务人员的相关事务，也一定程序上方便了乘客乘车，有效地提高了公交运营公司的服务质量。
本公交车数据处理系统是一个利用Delphi技术，SQL2000的平台下开发的数据处理与查询系统，它具有用户登录、路线信息查询、车辆信息查询、站点查询、行驶路线信息查询、用户出站入站登记、时间误差、公交延迟罚款处理等功能。用户登录中，设置了用户权限，而其他功能如路线信息、车辆信息、站点信息等方面都能实现信息的查询、添加、修改等。本系统中，行驶路线信息查询、时间误差与公交延迟罚款功能的实现，是本系统的关键。当汽车进行登记时，行驶路线信息查询可以查阅汽车实际到站与离站时间，并根据算法计算出时间误差，在程序中设计了出几套罚款方案，对于不准时到站的驾驶员进行一定程度的罚款，督促驾驶员规范行车情况。
本系统功能比较实用，并符合实际，完善了对公车事业的管理，开发成本不高，具有一定的可行性与发展前景。
关键词：公车报站；公车数据处理系统；信息查询；数据信息处理
ABSTRACT
Have designed the wireless bus stop reporting system of sending and accepting the data module in this thesis, after the automobile enters a certain limit, will confirm the time that the vehicle reach according to the data decoded , and communicate and send the data accepted to the PC through one bunch of mouths, on the hardware design ba sis of the stop reporting system, have designed a public transit system that is used for dealing with datum information and inquiring about information, used for managing the relevant affairs of riding affair personnel mainly, has helped the passenger go b y bus on certain procedure too, have improved the service quality that the public transit runs the company effectively.
Bus this data handling system whether one utilize Delphi technology, data processing that develop under the platform of SQL2000 and inquire about system, it has user's Registering, information inquiry of the route, vehicle information inquiry , stand inquiry,, travel route information inquiry , user set off inbound to register, time error , public transit is it fine function of punishing etc. to delay. In user's registering, set up user's authority. And the respects such as information of the route, vehicle information, stand information of other functions can all realize the inquiry of information, add, revising etc. Among the system this, travel route information inquiry, time error and public transit delay fining the realization of the function, it is a key to this system. When the automobile arrives, can consult the real destination of the automobile and departure time in information inquiry of the travel route, and calculate out the time e rror according to the algorithm, design several sets of schemes of fin ing in the procedure, carry on the fine of a certain degree to the driver not arriving at an exact
time, the situation that supervise driver's norm and drive a vehicle.
Practice proofs , this systematic function is more practical, and correspond to reality, perfect the control over bus undertaking, the development cost is not high, have certain feasibility and development prospect.
Keyword:The bus calls out the stops; Bus data handling system; Information inquiry of the data; Data information processing
第1章绪论
1.1系统开发背景
公交行业是一个比较特殊的行业，世界各国政府尤其是发达国家把解决交通问题作为经济建设的重要课题。我国面临的局面更为复杂，要彻底解决我国交通拥挤的局面就必须发展公共交通，改变人们出行方式，使城市交通进入以公共交通为主，私人车出行为辅的发展模式。
公交系统是城市交通的一个重要组成部分，公交运行管理智能化、人性化是提高公交服务水平的基础，也是提高运营效率、改善公交运营调度与企业管理的必要手段，体现了一个城市的现代化交通管理水平，是中国解决交通问题的重要措施之一。现在汽车已经越来越智能化，公交管理系统是不是也该如此呢？毫无疑问这是非常必要的。世界各地的城市都急需完善基础设施来满足人民需求，但往往都是心有余而力不足。就以美国为例，1982 到 2001年人口增长了约 20%，而交通流量却暴增了 236%。铺设更多新的道路和车道也许不太现实，但是将智能工具运用到道路和汽车中无疑是可以实现的，例如，公交系统的自动报站、GPS 定位、行车记录、整车实时监控、车辆调度等功能的智能化、自动化正在人们日常生活中发挥着越来越大的作用，其中加装车载终端是实现整个管理系统智能化的必经途径。
信息管理系统是利用传输技术、数据库建设和业务需求等建立一个管理平台，在平台的基础上构建的业务管理系统，实现各业务系统之间数据和信息共享，并在此基础上搭建查询、调度或者辅助决策系统。
信息系统可以是基于人工的，也可以是基于计算机的；独立的或综合的，成批处理的或联机的。通常的信息系统是上述各种类型的组合，我们这次所设计的系统是基于计算机的综合的公交车信息管理系统。
1.2 现实意义
近年来我国各大中城市又出现了新一轮的交通拥堵，而且有进一步发展和恶化的趋势。为此，各地政府和相关主管部门都在研究和实施各种治理和应对交通拥堵的对策。外国在公交车上的重视程序已经步入一个新阶段，在我国，公交车的事业也应相对地提高管理系统在公交上的应用，大量从事轨道交通系统投资的同时，努力改进公交系统的服务质量，提高运行速度和舒适度，以吸引更多的乘客，改善城市交通环境，更好地促进人们的生活水平的提高。
信息化与科技化的社会趋势，让我们不断地去追求新的突破与成果，随着社会的不断发展，科技的不断进展，各行各业不断发展壮大，以前的手动控制不断地向人工智能的方向发展，而能够更好地便利人民生活和改善城市的交通状况的公交车事业也不约而同地向着智能的方向发展，由原来的手动报站，到后面的人工智能化报站，再到最近才兴起的GPS全自动定位系统的报站，这些无不说明了公交车事业向管理化，信息化，智能化的不断发展。每一样事物的发展都会给某些事物带来便利同时，它也必然伴随着一定的局限。公交车的发展也是如此，人工报站系统向人工智能化系统的发展与进步，虽然很好地调和了人为公交报站所造成的误差，缓解了交通状况，改善了公交事业的管理，但也有很多缺点与不足。特别是现在研究的GPS全球定位系统，对公交车进行全方位的观察与报到，但也伴随着一些缺点的产生，如GPS自动考核的报站系统，其他功能虽然比较先进，但其价格昂贵，对中小型的城市来说，这些公交公司反而只会增加负担。而且其他GPS系统的先进性，也会需要大量的对原有站牌进行改造的程序，一旦城市进行站台站点的建设与路线更改，便会导致程序进行一翻很大的改动，程序极其烦琐与累赘。事物的发展是相对的，因此城市公交运营系统也在不断地向前发展。中国城市土地的开发利用以及城市道路的建设正在飞速的发展。因此将实施公交系统与城市道路的改善结合起来以及尽快编制公交网络规划已是当务之急。
如果缺乏公交车信息管理系统，公交的运营状况的改善很难持久，因为随着机动车交通的增长，道路交通的拥挤会再一次出现。因此在道路交通改善的同时，建设公交车信息管理系统将可以长期保持良好的公交服务水平。
随着社会的发展，乘客对公交系统服务质量的要求越来越高，对出门乘车的服务质量提出了上档次、多样化、便利性等需求。目前，城市公交车报站方式主要有以下几种:
1) 人工报站
人工报站有以下两种设计方案:车辆每到一个站点，司机都进行口头报站提醒乘客下车。这种方案采用单片机对每一个车站进行软件编码，然后通过报站方法弊端较大，在车内乘客较多的情况下无法听清站点名无线数据发射模块在一定空间范围内发射该编码数据，汽车由于外界的噪声频率或是自身的机械声音频率，也会影响到无线数据发射的发送与接受，而且司机大多使用方言报站，这对外来人员来说非常不方便进入接收范围时车载系统收到数据，进行软件解码，然后根据解便，另外，司机报站时会分心，在人口较多的车站容易造成交通码后的数据确定车辆所到的站点，启动语音报站系统报出相应事故。
2) 人机半自动报站
车辆每到一个站点，司机需要按下相应的站名并进行站点显示的按钮来启动语音报站系统。这种报站方式也需要司机手动进行。方案二:采用编码译码原理，应用“接力棒”形式进行自动报手工操作，容易分心造成交通事，并且有时车辆到站时司机会忘站。每两个相邻站点之间进行相互通讯，当公交车从第一站出发启动报站系统或按错键报出错误站名误导乘客下车。
3) GPS自动定位系统报站
采用GPS自动定位系统来进行报站，该报站系统的最大特别是全功能报站，GPS车载终端根据每秒都获得的车辆位置信息确定车辆的上下行关系，以及所处的站点位置，报站非常准确，但其他制作与运行成本非常高，而且需要专业人员进行维护，在现今条件下难以普及。
目前多数公交车报站系统设计主要考虑为公交车内的乘客服务，没有考虑到在站台等车乘客的需求，因此显得不方便和不够人性化。虽然站台有站牌，但对于盲人、识字不多以及对乘座公交车不太熟悉的人来说，还不是很方便；再加之，到达同一站台的公交车较多，也很容易引起乘客的混淆。因此，从更方便乘客乘车和管理乘务人员的管理出发，设计了公交车信息管理系统，在该系统中，建立一个完整的数据库信息管理系统，对接受来的模拟数据进行分析与数据处理，分
析研究公交的上下行情况，出站与入站时间与误差，建立一个人性化的信息界面，更好地对公车的运营进行查询与管理。目前，市场上流行着大量的关于汽车查询管理系统，但这些查询系统单单只是实现一些基本功能，而本系统除了具备这些查询、保存、删除功能之外，还添加了一些功能，此公交数据处理系统具有一定的实用性与发展前途，使用方便，具备一定的市场发展前景。
1.3本文的主要工作
作者在经过一定的调查和分析之后，通过对系统中的各项功能进行归类和合并的方法，使用户可以在简单的界面窗口中完成多种比较复杂的功能，从而实现了简化界面、减少窗口的设计目的，达到了使系统简洁、易用的设计初衷。在文章中作者对此次的设计从需求分析到功能实现都做了比较详细的描述。
在第一章绪论中主要介绍了系统的设计背景，以及国内类似系统的研究和使用情况，还有系统需要解决的主要问题和本系统使用的主要技术、本文的主要贡献和本文的组织结构。
在第二章需求分析部分概要地描述了公交车信息管理系统的系统目标、系统所解决的问题，并且对系统的功能性需求和非功能性需求都进行了描述。
第三章是系统的构架设计，在这一章里，首先对系统的设计目标和设计原则进行了描述，之后是对系统总体架构、数据架构、部署架构和功能架构等几个方面的分析。
在第四章中，作者用类图表现系统的静态结构及各个类之间的关系，用系统的活动图表现系统的动态结构，并用时序图对系统的详细设计做了一定的补充。在数据库详细设计中，作者详细列出了数据库中的字段和各数据表之间的关系，还分析了系统的数据库结构。
第五章是系统实现。在这一章中，作者详细阐述了系统的总体实现，并将各主要功能的具体实现从设计思想、模块流程图、实现代码等几个方面来描述设计者所做的工作。并对系统的主要技术做了分析，又对系统今后的升级版本所要做的改进和升级做了一定的规划。
在第六章的总结与展望中，作者对本次设计所做的工作做了简明的总结，归
纳了在这次设计工作中得到的经验和系统的不足，并对系统今后的实施工作做了一定的展望。
本次的系统开发，主要立足于实际的应用，在设计上尽量满足用户的各种需求。本系统设计的特色之处在于：
1、功能的快捷性和方便性。在系统中，减少了界面的复杂度，提高了使用的方便性。
2、功能的全面性和灵活性。
3、系统的安全性和可靠性。系统用户区分管理员和普通用户，使他们有不同的使用权限，增加了系统内部信息的安全性和可靠性。
1.4本文的主要技术
由于本系统是C/S结构的应用系统，所以主要涉及到三个方面的技术：C/S 结构、开发环境技术的应用和数据库技术的应用。
本系统采用C/S模式作为系统架构。C/S又称Client/Server或客户/服务器模式，是一种两层结构的系统：第一层是在客户机系统上结合了表示与业务逻辑；第二层是通过网络结合了数据库服务器。服务器通常采用高性能的PC机、工作站或小型机，并装有数据库系统（如Oracle、Inter Base、 SQL Server）、服务端应用程序及交互接口。客户端的用户电脑上装有客户端应用程序。服务器程序一旦被启动，就随时准备接收到达的请求并给出响应；而客户端程序则能充分发挥PC机的处理能力，因此很多工作可以在客户端处理之后再提交给服务器。
首先，交互性强是C/S结构一个固有的优点。在C/S中客户端有一套完整的应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。其次，C/S模式提供了更安全的存取模式。由于C/S配备的是点对点的结构模式，适用于局域网，所以安全性可以得到可靠的保证；而且由于C/S 结构能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器，并实现了客户端与服务器的直接相连，没有中间环节，因此响应速度快。同时由于开发是针对性的，因此操作界面漂亮、形式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。虽然C/S结构只适用于局域网，但它的这一特性正好加强了某