陳林

（宿遷學(xué)院 江蘇省宿遷市 223800）

1 基于Android手機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)的背景

Android 系統(tǒng)是免費(fèi)、開放的平臺，所以其受到了三星、華為、中興等諸多手機(jī)廠商的支持。根據(jù)凱度移動通信消費(fèi)者指數(shù)2015年 6月公布的智 能手機(jī)操作系統(tǒng)市場份額數(shù)據(jù)，Android 系統(tǒng)在中國市場的占有率達(dá) 79%，是中國智能手機(jī)市場占有率最大的操作系統(tǒng)。Android 系統(tǒng)在中國市場占有率極高，成為多數(shù)手機(jī)用戶的系統(tǒng)，因此，本文基于Android 手機(jī)，設(shè)計(jì)城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的城市公交實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)主要有三個(gè)板塊，分別為后臺服務(wù)器、車輛終端、手機(jī)客戶端，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的期望功能為為使用者提供查詢車輛的位置、站臺信息、發(fā)車時(shí)刻以及道路交通狀況。

2.1 系統(tǒng)主要模塊

系統(tǒng)的主要模塊有三個(gè)，分別為后臺服務(wù)器、車輛終端、手機(jī)客戶端，后臺模擬器的作用主要為定位車輛位置，實(shí)時(shí)更新車輛位置，并且更改道路交通狀況信息。車輛終端則負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)反應(yīng)車輛位置，手機(jī)客戶端則可以用來查詢這些信息，系統(tǒng)后臺服務(wù)器是指一個(gè)運(yùn)行在電腦上的一個(gè)Java 應(yīng)用程序，該應(yīng)用后面維護(hù)著一 個(gè)數(shù)據(jù)庫，用來儲存公交運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)；手機(jī)客戶端和模擬車輛終端都是運(yùn)行在Android 手機(jī)上的應(yīng)用程序。 三個(gè)模塊相結(jié)合，從而使該城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、使用更便捷。

2.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的期望功能為為使用者提供查詢車輛的位置、站臺信息、發(fā)車時(shí)刻以及道路交通狀況。系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式是：手機(jī)客戶端和模擬車輛終端向后臺服務(wù)器發(fā)出的請求，后臺服務(wù)器實(shí)時(shí)更改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)手機(jī)客戶端上的請求向手機(jī)客戶端反饋信息。

3 模擬后臺服務(wù)器設(shè)計(jì)

模擬后臺服務(wù)器為該城市公交實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)的核心，它存儲著所有信息，并擔(dān)任信息更新的工作，模擬車輛終端和模擬手機(jī)客戶端的信息都將存儲在這一數(shù)據(jù)庫中，由它實(shí)現(xiàn)信息的交互與更新。因此，模擬后臺服務(wù)器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。模擬后臺服務(wù)器的主界面為系統(tǒng)后臺界面，管理員登錄賬號后，通過點(diǎn)擊“添加路線”、“刪除路線”、“更改路線”等，即可使用相應(yīng)功能，添加或修改刪除公交線路。模擬后臺服務(wù)器是一個(gè)電腦上的一個(gè)Java 應(yīng)用程序，后面維護(hù)著一個(gè)大的總數(shù)據(jù)庫，而這一數(shù)據(jù)庫下是每一條公交線路的數(shù)據(jù)，可以稱之為小數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)將根據(jù)車輛終端及手機(jī)客戶端所反應(yīng)的信息不斷進(jìn)行更新，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的城市實(shí)時(shí)公交查詢功能。在應(yīng)用投入使用前期，城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)的管理員要盡可能完善地導(dǎo)入城市公交地線路信息，為用戶提供全面準(zhǔn)確地服務(wù)。

3.1 模擬后臺服務(wù)器功能

模擬后臺服務(wù)器的功能主要為：增加和刪除公交路線和行車線路；接收并發(fā)布用戶選定的線路上公交車傳來的站點(diǎn)擁堵信息；為用戶發(fā)布選定線路上距離最近站點(diǎn)的公交實(shí)時(shí)位置以及預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。這樣，用戶能夠根據(jù)城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)發(fā)布的公交實(shí)時(shí)位置以及預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，合理規(guī)劃自己的出行時(shí)間。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

模擬后臺服務(wù)器連接著一個(gè) Access 數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫命名為bus，用來存儲系統(tǒng)中所要用到的一些數(shù)據(jù)。Java 中有多種訪問數(shù)據(jù)庫的方法，而本城市公交實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)采用的是把JDBC 轉(zhuǎn)換成 ODBC 驅(qū)動器的方法，靠ODBC 和數(shù)據(jù)庫建立通信連接。根據(jù)該城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)所期望實(shí)現(xiàn)的功能，建立五張數(shù)據(jù)庫，分別為“公交線路（Bus lines)”、“公交站點(diǎn)（bus stop）”、“公交位置（Bus location）”、“道路狀況（Road conditions）”、“到達(dá)時(shí)間（ arrival time）”。

3.3 模擬后臺服務(wù)器運(yùn)行

模擬后臺服務(wù)器的運(yùn)行流程如圖1 所示。

圖1

如圖1 所示，模擬后臺服務(wù)器首先是一個(gè)“登錄界面（ login interface)”,只有輸入進(jìn)正確的賬號密碼后，才能跳轉(zhuǎn)到后續(xù)的功能模塊界面。功能模塊界面主要有三個(gè)板塊，分別為“添加路線（Add route）”、“修改路線（Revision of route）”、“刪除路線（Delete route）”，點(diǎn)擊添加路線，即可輸入線路名稱以及各個(gè)站點(diǎn)的信息，點(diǎn)擊修改路線，即可修改線路站點(diǎn)，點(diǎn)擊刪除路線，即可一鍵刪除整條路線。模擬后臺服務(wù)器的前期錄入工作是比較耗費(fèi)人力物力的，城市公交線路眾多，全部錄入需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，但本文仍未找到更方便合適有效正確的錄入方式，只能選擇人工錄入。

4 模擬車輛終端設(shè)計(jì)

4.1 車輛實(shí)時(shí)定位功能如何實(shí)現(xiàn)

以人工實(shí)時(shí)更新車輛位置的方式顯然耗費(fèi)巨大的人力物力，且效率較低，無法實(shí)現(xiàn)城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)二字，因此，建議在每一輛公交上防止定位系統(tǒng)，每隔一段固定的時(shí)間反應(yīng)車輛的所屬位置。如，將定位系統(tǒng)的固定發(fā)送信息時(shí)間定為三分鐘，則每隔三分鐘時(shí)間，定位系統(tǒng)便將公交車所處位置的經(jīng)緯度發(fā)送給后臺服務(wù)器，后臺服務(wù)器便能夠?qū)崟r(shí)接受公交車輛位置并更新。時(shí)間設(shè)置的越短，則公交車的實(shí)時(shí)位置反應(yīng)的越準(zhǔn)確。但同時(shí)，也要考慮到系統(tǒng)的運(yùn)行能力，并且公交車的行駛速度較慢，行駛的路線也已固定，無需設(shè)定非常短的時(shí)間，開發(fā)者可以根據(jù)城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)的使用情況和城市公交實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來更改這一固定時(shí)間，從而既緩解系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，又能較為準(zhǔn)確的反應(yīng)城市公交車實(shí)時(shí)位置。

4.2 模擬車輛終端界面模塊設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步準(zhǔn)確定位車輛位置，避免一些意外狀況的發(fā)生，該城市實(shí)時(shí)公交查詢也可以人工更改車輛位置狀態(tài)。模擬車輛終端一共有四個(gè)板塊，分別為“登錄界面（ login interface）”、“線路選擇（Line selection）”、“站點(diǎn)選擇（Site selection）”、“狀態(tài)選擇（State selection）”，車輛終端管理員正確輸入賬號密碼后即可登錄，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕后即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，顧名思義，線路選擇是選擇好要更改信息的信息，而后選擇公交車即將到達(dá)的站點(diǎn)，并填寫相應(yīng)的道路交通狀況信息。道路交通狀況信息有四種狀態(tài)，分別為“重度擁堵（State1）”、“中度擁堵（State2）”、“輕度擁堵（State3）”、“道路順暢（State4）”，點(diǎn)擊相應(yīng)的狀況后，后臺服務(wù)器就會將要更新的數(shù)據(jù)更新在數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新公交位置及實(shí)時(shí)反應(yīng)道路交通狀況的功能。

4.3 模擬車輛終端功能

模擬車輛終端功能：向服務(wù)器發(fā)送自身的運(yùn)行方向及所處的位置；實(shí)時(shí)地向服務(wù)器發(fā)送該車所在運(yùn)行區(qū)間的擁堵狀況。在發(fā)生意外情況時(shí)，可以人工更改車輛信息。

4.4 模擬車輛終端運(yùn)行效果

模擬車輛終端運(yùn)行效果良好，比起其他城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)來說，它反應(yīng)的數(shù)據(jù)更及時(shí)，更準(zhǔn)確、更全面，用戶能夠隨時(shí)查看公交車的位置變化，從而規(guī)劃出行路線及時(shí)間。但缺點(diǎn)也是有的，給每一輛公交車輛都安裝實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)成本較高，且對系統(tǒng)的運(yùn)行造成了一定程度的負(fù)擔(dān)，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，公交車輛線路多樣，輛數(shù)眾多，系統(tǒng)可能會難以運(yùn)行，要優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的設(shè)置，設(shè)計(jì)的更簡潔更節(jié)省數(shù)據(jù)空間。

5 模擬手機(jī)客戶端系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

5.1 模擬手機(jī)客戶端界面模塊

模擬手機(jī)客戶端一共有四個(gè)功能板塊，分別為“登錄界面 （login interface）”、“線路選擇（Line selection）”、“站點(diǎn)選擇（Site selection）”、“狀態(tài)選擇（State selection）”，與模擬車輛終端所不同的是，用戶在選擇完線路和站點(diǎn)后，即可跳轉(zhuǎn)到地圖，地圖上顯示線路信息及車輛位置，系統(tǒng)將計(jì)算出最近的公交到達(dá)用戶所選站點(diǎn)的預(yù)估時(shí)間，并且顯示車輛終端及手機(jī)客戶端所發(fā)布的道路交通狀況，用戶即可按照預(yù)估時(shí)間及實(shí)時(shí)更新的車輛位置，確定自己出門乘坐公交的時(shí)間。而在手機(jī)客戶端的狀態(tài)選擇中，也有四個(gè)模塊，分別為“重度擁堵（State1）”、“中度擁堵（State2）”、“輕度擁堵（State3）”、“道路順暢（State4）”，與模擬車輛終端相同，點(diǎn)擊相應(yīng)的狀況后，后臺服務(wù)器就會將要更新的數(shù)據(jù)更新在數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新公交位置及實(shí)時(shí)反應(yīng)道路交通狀況的功能。

5.2 模擬手機(jī)客戶端功能

模擬手機(jī)客戶端功能：按公交路線查詢行車線路（如輸入33，即可查看公交所有站點(diǎn)，以起點(diǎn)站到終點(diǎn)站的順序排列）；查詢所處站點(diǎn)的下一輛到達(dá)的公交車所處位置；從服務(wù)器上獲取在選定線路上的公交傳回的道路擁堵信息。

5.3 模擬手機(jī)客戶端運(yùn)行效果

本論文中的模擬手機(jī)客戶端均是基于 Android 平臺開發(fā)的應(yīng)用程序。這一模擬手機(jī)客戶端是向用戶發(fā)布的公交查詢軟件，軟件的使用界面相當(dāng)簡潔，用戶通過該系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地查看所等待公交線路的公交車輛實(shí)時(shí)位置信息和預(yù)估到達(dá)時(shí)間，便于用戶合理安排乘車時(shí)間，提高出行效率。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行解決了傳統(tǒng)城市公交實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)公交位置更新不及時(shí)，無法反應(yīng)道路交通狀況等問題，通過車輛定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)反應(yīng)車輛位置，通過車輛終端和手機(jī)客戶端兩者共同反應(yīng)，顯示道路交通狀況，避免了盲目候車等問題，具有重要的實(shí)用價(jià)值。今后，還將對該系統(tǒng)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，如反應(yīng)車內(nèi)乘客擁擠情況等功能，為城市公交數(shù)字化、智能化添磚加瓦。

6 結(jié)束語

模擬手機(jī)客戶端是向用戶發(fā)布的公交查詢軟件，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)將人、車、服務(wù)器三者相結(jié)合，能較好的顯示車輛信息，實(shí)時(shí)反應(yīng)車輛位置，且具有一定的靈活機(jī)動性，在路況較差、交通擁堵等情況下，可以在后臺更改車輛位置，并標(biāo)明路況，解決了傳統(tǒng)實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)無法顯示道路狀況的問題，方便乘客實(shí)時(shí)查詢車輛位置和到達(dá)站點(diǎn)的預(yù)估時(shí)間，選擇合適的出行方案。

近年來，我國發(fā)展日新月異，城市化進(jìn)程不斷加快，城市交通問題日益嚴(yán)重。城市公交作為城市交通的重要部分，對于城市交通通暢和人們的出行便利具有非常重要的作用。實(shí)時(shí)公交系統(tǒng)近年來的應(yīng)用已越來越廣泛，通過城市實(shí)時(shí)公交查詢系統(tǒng)，人們可以知曉車輛位置與發(fā)車時(shí)刻，從而更好的安排出行時(shí)間。