張國(guó)勝，賈正文，魏海霞，蘇二磊，韓寧寧（河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

基于學(xué)生出行管理的校園公路客運(yùn)訂票系統(tǒng)研究

張國(guó)勝，賈正文，魏海霞，蘇二磊，韓寧寧
（河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

針對(duì)學(xué)生群體出行計(jì)劃性強(qiáng)、組織性好、客流高度集中的特點(diǎn)，基于B/S體系結(jié)構(gòu)、Ajax等技術(shù)，并運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)客流預(yù)測(cè)模型，開(kāi)發(fā)出校園公路客運(yùn)訂票系統(tǒng)。通過(guò)該訂票系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生客運(yùn)車(chē)票的訂購(gòu)，并且學(xué)校管理部門(mén)能夠查詢(xún)學(xué)生出行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，便于學(xué)校管理部門(mén)及時(shí)了解學(xué)生出行動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校對(duì)學(xué)生安全出行及外出集中實(shí)習(xí)教學(xué)的管理?？瓦\(yùn)部門(mén)應(yīng)用本系統(tǒng)可及時(shí)處理學(xué)生客流所引發(fā)的客流高峰問(wèn)題，并通過(guò)對(duì)學(xué)生訂票信息數(shù)據(jù)的挖掘和預(yù)測(cè)分析，可提高信息化管理水平和服務(wù)質(zhì)量。應(yīng)用該訂票系統(tǒng)對(duì)客運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際客運(yùn)量誤差較小，系統(tǒng)可提供較準(zhǔn)確的客運(yùn)信息。

訂票系統(tǒng)；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；學(xué)生客流；出行管理；校園

0　引言

公路運(yùn)輸在整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)中處于基礎(chǔ)及主導(dǎo)地位，其發(fā)達(dá)程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。雖然近年來(lái)我國(guó)公路建設(shè)取得了舉世矚目的成就，客運(yùn)信息化水平不斷提高，但客運(yùn)市場(chǎng)的供需問(wèn)題依然突出。尤其在寒暑假、五一、十一、春節(jié)等節(jié)假日期間，高度集中的學(xué)生客流通過(guò)公路運(yùn)輸往返家鄉(xiāng)和學(xué)校，突然激增的巨大客流量給客運(yùn)公司的窗口售票、汽車(chē)調(diào)度等正常運(yùn)營(yíng)活動(dòng)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。以河南理工大學(xué)為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)在校歷確定寒假放假時(shí)間前后共一周時(shí)間內(nèi)離校人數(shù)，如圖1所示?？瓦\(yùn)運(yùn)力的不足和售票服務(wù)資源的嚴(yán)重短缺造成大量人員在車(chē)站內(nèi)滯留和擁擠，帶來(lái)巨大的安全隱患，同時(shí)給高校學(xué)生安全出行管理工作帶來(lái)了很大困難[1-2]。

圖1　學(xué)生寒假出行統(tǒng)計(jì)圖

另一方面，學(xué)校各專(zhuān)業(yè)集中安排的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)習(xí)期間，不論采用的是集中實(shí)習(xí)方式還是分散實(shí)習(xí)方式，都會(huì)有大批學(xué)生客流涌向客運(yùn)站。以河南理工大學(xué)的9個(gè)學(xué)院為例，統(tǒng)計(jì)分析各學(xué)院各專(zhuān)業(yè)2010級(jí)到2013級(jí)的培養(yǎng)方案，匯總各學(xué)院外出實(shí)習(xí)的周次時(shí)間，如圖2和圖3所示。學(xué)生出行具有集中性，時(shí)間多集中在節(jié)假日、實(shí)習(xí)階段，時(shí)間相對(duì)集中的實(shí)習(xí)學(xué)生流給學(xué)生管理和客運(yùn)站服務(wù)工作增加了新的難題。

目前，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了鐵路等訂票系統(tǒng)，技術(shù)已比較成熟。但現(xiàn)有訂票系統(tǒng)未充分考慮學(xué)生這種特殊群體，在系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)量激增時(shí)，可能出現(xiàn)系統(tǒng)忙而無(wú)法正常提交訂單的狀況，甚至系統(tǒng)有崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)學(xué)生群體出行計(jì)劃性強(qiáng)、組織性好、客流高度集中的特點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)出方便高效的校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)，既可以提高公路客運(yùn)信息化水平、節(jié)約成本、提高效率、全面服務(wù)與方便學(xué)生，也方便高校學(xué)生出行管理[3]。

圖2　各學(xué)院各專(zhuān)業(yè)外出實(shí)習(xí)累計(jì)周數(shù)圖

圖3　各專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)累計(jì)周數(shù)占總學(xué)時(shí)比例圖

1　校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

1.1訂票系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)采用B/S體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)編程使用Asp. net語(yǔ)言，按系統(tǒng)模式來(lái)設(shè)計(jì)，并利用Asp.net的工廠模式來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。Asp.net語(yǔ)言中，利用Visual Studio 2008開(kāi)發(fā)平臺(tái)中的Ajax技術(shù)，異步刷新，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)讀取，使訂票系統(tǒng)信息與客運(yùn)站數(shù)據(jù)同步。

定義校園卡、中國(guó)銀聯(lián)、支付寶等支付方式與訂票系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸包的格式，能夠?qū)崿F(xiàn)訂票、支付、費(fèi)用查詢(xún)以及明細(xì)對(duì)賬等功能。采用Web Ser?vice技術(shù)為客運(yùn)站站務(wù)管理信息系統(tǒng)提供接口，客運(yùn)站站務(wù)管理系統(tǒng)通過(guò)此接口進(jìn)行班次管理、車(chē)輛調(diào)度、結(jié)算等操作；同時(shí)使用該技術(shù)為學(xué)校管理系統(tǒng)提供接口，方便主管部門(mén)或主管教師查詢(xún)信息、統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)等。另外，為確保網(wǎng)上傳遞信息的機(jī)密性、完整性，保證賬戶(hù)及資金的安全，本系統(tǒng)采用數(shù)字證書(shū)技術(shù)來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證[4-6]。

1.2訂票系統(tǒng)開(kāi)發(fā)運(yùn)用的主要算法

本系統(tǒng)中客流量的分析預(yù)測(cè)采用的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種按照人腦的組織和活動(dòng)原理而構(gòu)造的一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型非線(xiàn)性映射模型，可以實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜的因果關(guān)系映射，能夠從大量的歷史數(shù)據(jù)中進(jìn)行聚類(lèi)和學(xué)習(xí)，進(jìn)而找到某些行為變化的規(guī)律。它可以處理那些難以用數(shù)字模型描述的系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的并行處理、自適應(yīng)、自組織、聯(lián)想記憶以及任意逼近非線(xiàn)性等特性，特別適用于處理復(fù)雜問(wèn)題，在預(yù)測(cè)評(píng)估、智能控制、模式識(shí)別、信號(hào)處理、自適應(yīng)控制和預(yù)測(cè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)研究基礎(chǔ)上提出的模擬生物過(guò)程，反映人腦某些特性的一種計(jì)算結(jié)構(gòu)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人腦神經(jīng)系統(tǒng)的某種抽象、簡(jiǎn)化和模擬。模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物神經(jīng)元，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，神經(jīng)元常被稱(chēng)為“處理單元”或“節(jié)點(diǎn)”。具有層次型結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將神經(jīng)單元按功能分成若干層，如輸入層、中間層（也稱(chēng)隱層）和輸出層，各層順序相連。輸入層各神經(jīng)元負(fù)責(zé)接收來(lái)自外界的輸入信息，并傳遞給中間各隱層神經(jīng)元；隱層是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部信息處理層，負(fù)責(zé)信息變換，根據(jù)信息變換的需要，隱層可設(shè)計(jì)為一層或多層；最后一個(gè)隱層傳遞到輸出層各神經(jīng)元的信息經(jīng)進(jìn)一步處理后完成一次信息處理，由輸出層向外界輸出信息處理結(jié)果。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能特性和智能體現(xiàn)由其連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和突觸連接強(qiáng)度（即連接權(quán)值）決定。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的全體連接權(quán)值可用一個(gè)矩陣W表示，其整體反映了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于所解決問(wèn)題的知識(shí)存儲(chǔ)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠通過(guò)對(duì)樣本的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，不斷改變網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)值以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以使網(wǎng)絡(luò)的輸出不斷接近期望的輸出。這一過(guò)程稱(chēng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練，其本質(zhì)是可變權(quán)值的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

目前，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中，絕大部分的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型都采用BP網(wǎng)絡(luò)及其變化形式。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是前向網(wǎng)絡(luò)的核心部分，體現(xiàn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精華。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的主要思想是把學(xué)習(xí)過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一階段（正向傳播過(guò)程），給出輸入信息通過(guò)輸入層經(jīng)隱含層處理并計(jì)算每個(gè)單元的實(shí)際輸出值；第二階段（反向過(guò)程），若在輸出層未能得到期望的輸出值，則逐層遞歸地計(jì)算實(shí)際輸出與期望輸出之差值（即誤差），以便根據(jù)此差值調(diào)節(jié)權(quán)值，具體來(lái)說(shuō)，就是可對(duì)每一權(quán)重計(jì)算出接收單元的誤差值與發(fā)送單元的激活值的積[7-9]。

關(guān)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法原理，現(xiàn)以一個(gè)3層模型為例來(lái)介紹。假設(shè)輸入層、中間層（隱層）、輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)目分別為m、l、n個(gè)；樣本輸入 為X=(x0,x1,…,xm-1)； 中 間 層 輸 出 為Y=(y0,y1,…,yl-1)；輸出層輸出為O=(o0,o1,…,on-1)；期望輸出為T(mén)=(t0,t1,…,tn-1)；Wij為輸入層節(jié)點(diǎn)i到中間層節(jié)點(diǎn) j的連接權(quán)；Wjk是中間層節(jié)點(diǎn) j到輸出層節(jié)點(diǎn)k的連接權(quán)；θj是中間層節(jié)點(diǎn)j的偏置量；rk為輸出層節(jié)點(diǎn)k的偏置量，則BP算法可簡(jiǎn)述如下。

（1）網(wǎng)絡(luò)初始化，用較小的隨機(jī)數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值及偏值量賦初值。

（2）輸入第一個(gè)學(xué)習(xí)樣本，每一樣本都是由輸入｛X｝和輸出｛T｝組成。

（3）求中間層節(jié)點(diǎn) j的輸入U(xiǎn)j和相應(yīng)的輸出yj： ； yj=f(Uj)，這里所有的

（4）求輸出層節(jié)點(diǎn)k的輸入Sk和相應(yīng)的輸出Ok：；Ok=f(Sk)。

（5）求輸出節(jié)點(diǎn)k的誤差信號(hào) δk： δk= (tk-Ok)Ok(1-Ok)。

（6）求中間層節(jié)點(diǎn)j的誤差信號(hào) σj： σj=

（7）調(diào)整連接權(quán)Wjk和偏值量 rk：Wjk= Wjk+α?δk?yj，α∈(0,1)；rk=rk+η?δk，η∈(0,1)。

（8）調(diào)整連接權(quán) Wij和偏值量 θj： Wij= Wij+α?σj?Ii，α∈(0,1)；θj=θj+η?σj，η∈(0,1)。

（9）輸入下一個(gè)學(xué)習(xí)樣本。

（10）如有學(xué)習(xí)模式返回步驟（3）。

（11）重復(fù)學(xué)習(xí)。

1.3訂票系統(tǒng)模塊

校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)分為3個(gè)模塊，學(xué)生訂票模塊、學(xué)生管理模塊和票務(wù)管理模塊。

1.3.1學(xué)生訂票模塊

學(xué)生訂票模塊供學(xué)生登錄使用，包括：本人信息管理功能、查詢(xún)功能、訂票功能、預(yù)訂功能、在線(xiàn)支付功能、退票功能等。

（1）本人信息管理功能

本人信息管理功能可實(shí)現(xiàn)：①學(xué)生無(wú)需注冊(cè)，只需用登錄學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)號(hào)與密碼便可登錄校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)，體現(xiàn)了該系統(tǒng)的便利及人性化；②學(xué)生登陸系統(tǒng)后可查看學(xué)校學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入訂票系統(tǒng)的學(xué)生基本信息資料，包括學(xué)生姓名、身份證號(hào)、學(xué)號(hào)、學(xué)院、專(zhuān)業(yè)班級(jí)、手機(jī)號(hào)、電子郵箱、家庭住址等信息，學(xué)生無(wú)需再填寫(xiě)信息；若信息有誤，向?qū)W校有關(guān)部門(mén)提出申請(qǐng)后便可授權(quán)更改，方便快捷。

（2）預(yù)訂功能

當(dāng)學(xué)生查詢(xún)某線(xiàn)路系統(tǒng)顯示余票數(shù)為0時(shí)，購(gòu)票按鈕顯示為灰色，此時(shí)點(diǎn)擊“加班車(chē)申請(qǐng)”按鈕可進(jìn)行加班或調(diào)度車(chē)輛的預(yù)訂。車(chē)站管理人員在每天下午16：00統(tǒng)計(jì)學(xué)生預(yù)訂信息，并根據(jù)信息調(diào)度車(chē)輛、增添班次，隨后把增添班次信息更新到訂票系統(tǒng)里，并通過(guò)手機(jī)短信通知預(yù)訂學(xué)生是否預(yù)訂成功，若預(yù)定成功則可在當(dāng)日19：00前繼續(xù)完成購(gòu)買(mǎi)支付。如此學(xué)生在客流高峰期能如愿早日回家。

（3）在線(xiàn)支付功能

學(xué)生提交訂單后即可在線(xiàn)支付，在線(xiàn)支付支持校園卡、支付寶、網(wǎng)銀等支付方式，校園卡與訂票系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸包的格式已提前定義好，學(xué)生使用校園卡在線(xiàn)支付更加方便快捷。

學(xué)生預(yù)訂車(chē)票成功之后，該系統(tǒng)支持自主打印車(chē)票。以往打印車(chē)票都需要人工輸入，不僅效率很低，并易出現(xiàn)錯(cuò)誤?，F(xiàn)在做一接口，將預(yù)訂成功的學(xué)生預(yù)訂信息，輸入售票主機(jī)，按院系或班級(jí)集中打印，也可完成個(gè)人打印，效率大大提高，并不易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

1.3.2學(xué)生管理模塊

學(xué)生管理模塊供學(xué)生工作處的管理人員、學(xué)生輔導(dǎo)員、學(xué)生班主任等管理人員登錄使用，包括管理功能、查詢(xún)功能、統(tǒng)計(jì)分析功能等。

（1）管理功能

學(xué)校管理人員可以管理學(xué)生個(gè)人信息，包括更改學(xué)生個(gè)人信息，添加學(xué)生資料，刪除已畢業(yè)或已經(jīng)退學(xué)的學(xué)生信息；學(xué)生管理人員及時(shí)更新系統(tǒng)里學(xué)生的信息，確保信息的準(zhǔn)確性與真實(shí)性；實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師在組織學(xué)生外出集中實(shí)習(xí)時(shí)還可為其所有指導(dǎo)的學(xué)生進(jìn)行批量訂票，方便快捷。

（2）統(tǒng)計(jì)分析功能

學(xué)校管理人員可將學(xué)生訂票信息錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)里，按類(lèi)進(jìn)行排序與統(tǒng)計(jì)；可以按終點(diǎn)站、訂票日期、出行目的、學(xué)生是否訂票、訂票學(xué)生是否回家等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，打印出所需的報(bào)表。這樣既有利于老師了解學(xué)生整體訂票情況，提醒并幫助未訂票成功的學(xué)生盡快訂票，又便于老師對(duì)學(xué)生的管理以及學(xué)校集中實(shí)踐教學(xué)安排。

學(xué)校管理人員可對(duì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘數(shù)據(jù)現(xiàn)象背后的事實(shí)，例如對(duì)暑假未回家學(xué)生去向及原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。學(xué)生暑假不回家的原因主要有外出打工、出游、留校等，輔導(dǎo)員和班主任可通過(guò)系統(tǒng)給未回家學(xué)生群發(fā)在外注意安全、和父母及老師保持聯(lián)系等溫馨提示的短信。管理人員可重點(diǎn)分析學(xué)生外出打工的原因：分析學(xué)生是由于家庭經(jīng)濟(jì)困難還是鍛煉自己或者其他原因而外出打工；老師可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)給予由于家庭經(jīng)濟(jì)困難而外出打工的學(xué)生一定的資助，并與學(xué)生多交流給予其學(xué)習(xí)、生活上的指導(dǎo)與幫助。

1.3.3票務(wù)管理模塊

客運(yùn)站管理人員能夠更改本系統(tǒng)所顯示的汽車(chē)票務(wù)信息、站點(diǎn)信息、系統(tǒng)資訊等，以及統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的訂票信息。系統(tǒng)可挖掘并處理往年訂票系統(tǒng)中的海量學(xué)生訂票數(shù)據(jù)，并建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析以后同一客流集中時(shí)間段的學(xué)生客流量，為客運(yùn)部門(mén)合理安排運(yùn)能、科學(xué)組織管理提供了準(zhǔn)確的決策信息和先進(jìn)的預(yù)測(cè)手段。同時(shí)可根據(jù)學(xué)生訂票信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，將一些滿(mǎn)票或無(wú)票的數(shù)據(jù)信息顯示給車(chē)站管理員。這便于車(chē)站及時(shí)調(diào)度車(chē)輛、增加線(xiàn)路班次并更新到訂票系統(tǒng)，能夠最大程度地滿(mǎn)足學(xué)生訂票需求，提高車(chē)站的工作效率及客運(yùn)能力。

2　校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)主要分為3個(gè)模塊：學(xué)生訂票模塊、學(xué)生管理模塊和票務(wù)管理模塊。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)發(fā)前期預(yù)想的功能，限于篇幅，在此只列舉部分主要功能的實(shí)現(xiàn)界面。

學(xué)生登錄校園訂票系統(tǒng)無(wú)需注冊(cè)，只需用登錄學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)號(hào)與密碼即可登錄，體現(xiàn)了該系統(tǒng)的便利及人性化。學(xué)生登錄系統(tǒng)后進(jìn)行班次查詢(xún)，可在班次查詢(xún)界面輸入到達(dá)城市站、出發(fā)日期，選擇出行目的，填寫(xiě)驗(yàn)證碼后點(diǎn)擊查詢(xún)。以查詢(xún)到達(dá)平頂山班次為例，查詢(xún)結(jié)果如圖4所示。學(xué)生提交訂單后即可在線(xiàn)支付，在線(xiàn)支付支持校園卡、支付寶、網(wǎng)銀等支付方式。

圖4　班次查詢(xún)結(jié)果示意圖

教師登錄系統(tǒng)后可進(jìn)入“信息管理”、“信息查詢(xún)”、“信息統(tǒng)計(jì)分析”3個(gè)功能界面。以登錄“信息查詢(xún)”功能為例，選擇出行時(shí)間段，輸入關(guān)鍵字后，可以查詢(xún)相對(duì)應(yīng)學(xué)生的出行情況，不僅包括學(xué)生乘車(chē)時(shí)間、目的地，還有學(xué)生專(zhuān)業(yè)班級(jí)、家庭住址等基本信息。登錄“信息統(tǒng)計(jì)分析”功能界面，可以對(duì)學(xué)生訂票信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如統(tǒng)計(jì)土木學(xué)院2011級(jí)453名學(xué)生暑假出行情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見(jiàn)圖5）。輔導(dǎo)員點(diǎn)擊未訂票人按鈕可查詢(xún)未訂票學(xué)生信息，具體了解其未訂票原因，提醒并幫助未訂票成功的學(xué)生盡快訂票。

圖5　暑假學(xué)生出行統(tǒng)計(jì)結(jié)果示意圖

客運(yùn)站管理人員登錄票務(wù)管理模塊后，除能進(jìn)行常規(guī)票務(wù)管理操作外，可通過(guò)挖掘并處理往年訂票系統(tǒng)中的海量學(xué)生訂票數(shù)據(jù)，并建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析以后同一客流集中時(shí)間段的學(xué)生客流量。因系統(tǒng)未投入使用，學(xué)生客流量數(shù)據(jù)尚未采集到。在此利用焦作市客運(yùn)管理部門(mén)提供的2012—2014年春運(yùn)旅客運(yùn)輸數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。其中取投入運(yùn)力、實(shí)發(fā)班次作為影響因子，以客運(yùn)量作為輸出因子，即網(wǎng)絡(luò)的輸出。以2012—2013年共40組春運(yùn)旅客運(yùn)輸數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，以2014年10組春運(yùn)旅客運(yùn)輸數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)的外推測(cè)試樣本。

表1　2012—2013年春運(yùn)旅客運(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表1（續(xù)）

本模型中網(wǎng)絡(luò)的輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為2，隱層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為30，網(wǎng)絡(luò)的隱含層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為T(mén)ansig，輸出層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為Purelin，訓(xùn)練函數(shù)選用Trainlm。在訓(xùn)練模型前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，對(duì)預(yù)測(cè)輸出結(jié)果進(jìn)行反歸一化處理。樣本數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)923次訓(xùn)練后達(dá)到了目標(biāo)誤差0.001，訓(xùn)練結(jié)果的誤差性能曲線(xiàn)見(jiàn)圖6。以該訓(xùn)練好的模型對(duì)2014年的10組春運(yùn)旅客數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際數(shù)據(jù)的對(duì)照見(jiàn)表2。

圖6　訓(xùn)練誤差性能曲線(xiàn)

表2　2014年春運(yùn)旅客實(shí)際運(yùn)輸數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)照表

在傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法中，指數(shù)平滑法是常用的一種方法。指數(shù)平滑法是布朗所提出的，布朗認(rèn)為時(shí)間序列的態(tài)勢(shì)具有穩(wěn)定性或規(guī)則性，所以時(shí)間序列可被合理地順勢(shì)推延；他認(rèn)為最近的過(guò)去態(tài)勢(shì)，在某種程度上會(huì)持續(xù)到未來(lái)，所以將較大的權(quán)數(shù)放在最近的資料。本文以表1中旅客運(yùn)輸數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于SPSS軟件運(yùn)用指數(shù)平滑法對(duì)2014年春運(yùn)旅客數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與實(shí)際客運(yùn)量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)誤差不穩(wěn)定，且預(yù)測(cè)結(jié)果不可靠。而B(niǎo)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)誤差比較小，都在6%以?xún)?nèi)，說(shuō)明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用于客流量的預(yù)測(cè)在技術(shù)上可行，且預(yù)測(cè)結(jié)果可靠。該預(yù)測(cè)手段可為客運(yùn)部門(mén)合理安排運(yùn)能、科學(xué)組織管理提供準(zhǔn)確的決策信息。

3　結(jié)語(yǔ)

本客運(yùn)訂票系統(tǒng)的主要功能及特色之處包括以下方面。

（1）學(xué)生無(wú)需注冊(cè)，使用教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)號(hào)和密碼即可登錄校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)，方便快捷。

（2）在客流高峰期即使系統(tǒng)顯示車(chē)票已售完，學(xué)生仍可通過(guò)預(yù)訂功能使車(chē)站及時(shí)調(diào)度車(chē)輛、增添班次，滿(mǎn)足學(xué)生盡早回家的愿望。

（3）學(xué)生可通過(guò)校園卡在線(xiàn)支付，實(shí)現(xiàn)足不出校即可在校園里自主打印車(chē)票，免去訂票的奔波之苦，充分享受人性化服務(wù)。

（4）學(xué)校老師可以通過(guò)訂票系統(tǒng)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)訂票信息，提醒并幫助學(xué)生及時(shí)訂票，保證學(xué)生安全出行；老師可準(zhǔn)確掌握節(jié)假日和外出實(shí)習(xí)時(shí)的學(xué)生出行動(dòng)態(tài)，減輕學(xué)生出行管理方面的壓力；學(xué)校管理人員可對(duì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘數(shù)據(jù)現(xiàn)象背后的事實(shí)。如分析學(xué)生暑假外出打工的原因，加強(qiáng)學(xué)生管理。

該系統(tǒng)可以解決當(dāng)前高校學(xué)生預(yù)訂客票的實(shí)際困難，利于學(xué)校對(duì)學(xué)生安全出行及外出集中實(shí)習(xí)教學(xué)的管理，同時(shí)可以提高客運(yùn)站的信息化管理水平、客流預(yù)測(cè)能力和服務(wù)質(zhì)量。

本文以河南理工大學(xué)校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)為例展開(kāi)論述，而據(jù)教育部統(tǒng)計(jì)截止2013年全國(guó)普通高等學(xué)校數(shù)量達(dá)2 491所，普通本專(zhuān)科在校學(xué)生數(shù)量達(dá)2 468萬(wàn)余人，在校學(xué)生數(shù)量近幾年一直保持增長(zhǎng)趨勢(shì)[10]。若校園客運(yùn)訂票系統(tǒng)推廣至火車(chē)、民航等客運(yùn)訂票系統(tǒng)，并在全國(guó)高校推廣應(yīng)用，將惠及兩千余萬(wàn)學(xué)生，帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。訂票系統(tǒng)有待對(duì)鐵路、公路和民航互聯(lián)互通進(jìn)一步研究，實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)互換全方位服務(wù)。

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[7]董長(zhǎng)虹.MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

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[10]中華人民共和國(guó)教育部.各級(jí)各類(lèi)學(xué)歷教育學(xué)生情況[EB/ OL].(2014.12.15)[2014.12.30].http://www.moe.edu.cn/pub?licfiles/business/htmlfiles/moe/s8493/201412/181593.html.

Campus Booking System for Highway Passenger Transportation Based on Student Travel Management

ZHANG Guo-sheng,JIA Zheng-wen，WEI Hai-xia,SU Er-lei,HAN Ning-ning
(School of Civil Engineering，Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)

For students travel was strongly planed,well organized,and highly centralized,a campus booking system for highway passenger was developed based on B/S architecture,Ajax technology,and the BP neural network prediction model.Through the booking system,students can order tickets.And the administrative department of schools can search real-time data about students′travel at the same time,grasp the dynamic status of students′travel,achieve the management of students′safety travel and centralized internship teaching.The system was easy to help passenger transport departments timely han?dle problems caused by students′peak flow.Moreover,through digging and forecasting data about ticket?ing information,passenger transport department can improve the level of informatization management and the quality of service.The passenger volume was predicted by the booking system.The results showed that the error between predicted data and actual passenger volume was small,and more accurate information of passenger transport was provided by the booking system.

booking system;BP neural network;students passenger flow;travel management;cam?pus

U491

A

2095-9931（2015）02-0090-07

10.16503/j.cnki.2095-9931.2015.02.016

2015-01-11

張國(guó)勝（1990—），男，河南濮陽(yáng)人，本科生，主要研究方向?yàn)橥聊竟こ獭-mail:guosheng_z@163.com。