張 靜 劉秋蘭

（山東電子職業(yè)技術學院計算機與軟件工程系，山東 濟南 250200）

目前民航旅客在預定航班后，一般都可以提前自助選擇座位。如果不提前選擇座位，旅客到達機場后，在柜臺值機或自助設備上值機時，可以選擇一個座位，或者由后臺系統(tǒng)隨機分配一個座位。如何正確選座，哪個區(qū)域最好，相信這是很多想乘坐飛機的人，都曾苦惱過的問題。因為飛機座位沒選好，可能整個出行的計劃就被打亂。然而，乘坐飛機出行前選好座位很多問題就可以避免。

因此，本系統(tǒng)利用Python3.6+Pycharm 2017.3+PyQt5+MySQL5.0平臺，基于大數(shù)據平臺，進行個人喜好數(shù)據分析，采用自搜索算法、動態(tài)求解算法、隨機分配算法，實現(xiàn)了航班自動分配座位的功能。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要目標如下所示。

第一，采用自搜索算法及隨機分配算法，實現(xiàn)了對單一座位的自動分配。第二，采用動態(tài)求解算法、自搜索算法、隨機分配算法，實現(xiàn)了以“組”為單位的座位以及整機座位自動分配。第三，實現(xiàn)查看座位分配時間與實際分配情況、分配座位的布局、導出分配結果。

一、系統(tǒng)整體概述

1.系統(tǒng)總體設計

結合實際生活場景應用，本系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能可劃分為：選擇航班信息、加載數(shù)據文件、開始自動分配座位、查看分配結果、導出報表、查看座位布局。兩種角色：普通用戶、管理員。兩者的不同在于管理員的權限可以對用戶進行有效管理，如添加用戶、刪除用戶、修改用戶等功能。

2.系統(tǒng)代碼架構

系統(tǒng)代碼架構主要分為三層：用戶層、中間層、數(shù)據層。用戶層主要提供數(shù)據展示和用戶操作界面；中間層用于銜接用戶層與數(shù)據層之間的數(shù)據傳輸；數(shù)據層用于存儲數(shù)據，將數(shù)據存于數(shù)據庫中、Json格式的文件中，具體流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)代碼架構圖

3.系統(tǒng)性能需求

該系統(tǒng)主要從效率性、安全性、穩(wěn)定性、兼容性等方面考慮了性能需求[1]，具體包括：效率性：單一座位分配的處理時間不超過1秒，整機旅客重新分配座位的處理時間不超過10秒。安全性：該系統(tǒng)有較強的安全性，能對數(shù)據和顧客相關信息進行數(shù)據加密處理，能對數(shù)據進行有效防護，有較強的安全性。

二、系統(tǒng)詳細設計

本系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)登錄模塊、座位自動分配模塊、用戶管理模塊。

1.系統(tǒng)登錄模塊

本模塊屬于系統(tǒng)的入口界面，通過輸入用戶名和密碼進入座位自動分配系統(tǒng)。在登錄界面中，可以以普通用戶或管理員用戶兩種方式進行登錄界面。

2.座位自動分配模塊

該模塊主要實現(xiàn)的功能包括：切換航班號功能，查看航班相關信息功能；航班座位自動分配功能；查看分配結果功能；導出報表功能；查看座位布局功能。模塊界面設計如圖2所示。在該界面中，查看座位布局界面設計，如圖3所示。單擊“查看座位布局”按鈕，將會顯示出該航班座位的具體分配情況，藍色表示未分配的座位，帶小鎖的表示已分配的座位，橙色的表示未滿足旅客需求的座位。同時，將鼠標移到某個座位上，將會顯示出該座位的所有屬性。最后，還可以把這個分配結果以Json格式的文件導出，單擊“導出報表”按鈕，選擇文件存儲位置，輸入文件名，單擊保存即可完成。

圖2 座位自動分配界面

圖3 查看座位布局界面

3.用戶管理模塊

對于普通用戶，僅允許該用戶修改自己的密碼；對于管理員用戶，可以實現(xiàn)修改所有用戶的密碼和權限、增加用戶、刪除用戶、清空普通用戶等操作。

三、座位自動分配算法

座位自動分配流程如下：

第一，選擇需要分配的Json格式報表文件，該文件存儲的是旅客歷史購票信息。第二，對報表文件進行預處理，具體方法如下：①將旅客信息按照旅客數(shù)量進行分類，將旅客數(shù)量大于1的旅客放到一個旅客信息表1中；將其他旅客信息放到另外一個旅客信息表2中；②將旅客信息表1里的旅客信息按照旅客數(shù)量從大到小的順序排序；③將旅客信息表2里的旅客信息按照座位屬性值的個數(shù)從大到小排序。第三，采用動態(tài)優(yōu)化算法，按照旅客信息表1里提供的座位屬性實現(xiàn)自動分配，同時，將已分配到的座位從座位信息列表里刪除。此時，將旅客相關信息存入旅客座位列表中。對于未滿足需求的旅客信息放到變量旅客信息表2里。第四，采用自搜索算法，根據旅客信息表2里的旅客座位屬性實現(xiàn)自動分配，同時，將已分配到的座位從座位信息列表里刪除。此時，將旅客相關信息存入旅客座位列表中。將未滿足需求的旅客信息放入臨時變量tmp_passenger_info_dict內。第五，采用隨機分配算法分配剩余旅客座位，同時，將已分配到的座位從座位信息列表里刪除。此時，將旅客相關信息存入旅客座位列表。將該變量的信息寫入旅客信息列表，同時更新座位屬性表里的座位預定狀態(tài)。第六，給出提示信息，座位自動分配完成。采用兩組數(shù)據進行測試，第一組測試數(shù)據是單一座位的數(shù)據，其中80個靠窗的、80個靠過道的、20個無屬性的、2個VIP的。第二組測試數(shù)據是支持以組為單位的座位數(shù)據，其中包含40組，30個單一靠窗、30個單一靠過道、10個單一無任何屬性的。

一是單一座位的自動分配：首先單擊“加載數(shù)據報表”按鈕，選擇第1組測試數(shù)據（這里僅支持加載Json格式的數(shù)據文件）；然后，單擊“開始分配座位”按鈕，就實現(xiàn)自動分配座位的功能，同時可以查看分配座位所用的時間。單擊“查看分配結果”按鈕，查看本次座位分配的情況，在分配結果表格中，第一列表示用戶ID（此處用的是按照順序排列的），第二列是座位號，第三列是旅客所需座位數(shù)（如果座位數(shù)等于1，表示單個分配；如果座位數(shù)大于1，表示以組的形式進行分配的），最后一列表示是否滿足旅客需求。二是以組為單位的自動分配：首先清空數(shù)據庫中的數(shù)據，執(zhí)行database.py。然后單擊“加載數(shù)據報表”按鈕，選擇第2組測試數(shù)據；再單擊“開始分配座位”按鈕，就實現(xiàn)自動分配座位的功能，同時，可以查看分配座位所用的時間。

結語

本系統(tǒng)體現(xiàn)的創(chuàng)新特色之處，包括：動態(tài)處理座位屬性表，提高程序效率；座位屬性值采用一個整型值來存儲，目的是為了減少內存存儲和比較次數(shù)；支持加載Json格式的模擬數(shù)據報表文件；該系統(tǒng)不僅適用于航班座位自動分配，而且還適用于其他類型的座位自動分配，如火車、電影院等。