【文章內(nèi)容簡介】 時間是通過服務(wù)器實時獲取的。 實時信息的獲取是通過對公交運行狀態(tài)（某時間點下對應(yīng)的地理位置）的歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)來建立對應(yīng)的模型和分析，根 據(jù)分析結(jié)果預(yù)測公交車在未來某個時間點的運行狀態(tài)，綜合當前實時運行信息與歷史交通流量模型，實時預(yù)測公交車位置和公交車到站時間，以此作為依據(jù)向用戶推薦計算出來的實時公交出行方案 [2]。 乘車方案查詢是計算用戶請求的兩點之間符合用戶要求的綜合最優(yōu)的實時公交出行方案。查詢算法包括直達算的和一次換乘算法。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需求分析 實時公交查詢系統(tǒng)以公交信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，公交數(shù)據(jù)又分為靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，其中靜態(tài)數(shù)據(jù)包括公交車的線路信息、站點信息、公交的線路軌等，動態(tài)數(shù)據(jù)包括公交車的實時位置數(shù)據(jù)、實時路況等 [3]。 本系統(tǒng)的靜態(tài)公交數(shù)據(jù)通過相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源獲取，根據(jù)這些原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫和編碼規(guī)則，將這些信息完整有效地、完整地組織起來并存儲到本地 SQLite 數(shù)據(jù)庫中，并能夠進行數(shù)據(jù)的增 、 刪 、 改 、 查操作。在動態(tài)公交數(shù)據(jù)方面，主要是用戶上傳到服務(wù)器的實時位置信息，只要設(shè)計出相應(yīng)的能存儲用戶名、對應(yīng)的位置和時間信息的表即可。 服務(wù)器端需求分析 服務(wù)器作為后臺，需要專業(yè)人員對服務(wù)器操作和維護，一般情況可由非專業(yè)人員借助管理軟件對服務(wù)器進行常規(guī)維護。服務(wù)器可以通過數(shù)據(jù)庫同步，為客戶端數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)。通過仔細分析服務(wù)器需 求之后，服務(wù)器端要完成以下功能： 服務(wù)器后臺管理功能 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 4 頁 服務(wù)器后臺管理是針對數(shù)據(jù)庫進行操作，具有增、刪、改、查功能。 數(shù)據(jù)同步功能。 采用 Servlet 技術(shù)，響應(yīng)客戶端請求，返回給客戶端一端數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流按照 Xml語言規(guī)范寫入數(shù)據(jù)流。 服務(wù)器端功能模塊劃分如圖 所示。 圖 服務(wù)器端功能模塊圖 客戶端需求分析 客戶端主要是手機，用戶無法通過手機對本地數(shù)據(jù)庫進行操作，也無法對服務(wù)器數(shù)據(jù)庫操作，管理員可以通過手機瀏覽器登錄到服務(wù)器管理員頁面對數(shù)據(jù)庫進行操作，可以使用一些功能。該 軟件應(yīng)滿足若干要求，比如能夠隨時掌握公交信息，動態(tài)更新最新數(shù)據(jù)等。也要考慮作為手機軟件可能會出現(xiàn)查詢速度慢，數(shù)據(jù)流量過大，過度依賴服務(wù)器等問題。通過仔細分析用戶需求之后，該軟件要完成以下功能： 登錄注冊功能 用戶可以注冊個人賬號，用戶登錄系統(tǒng)。 線路查詢功能 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 5 頁 獲得線路經(jīng)過的每個站點信息以及線路的票價信息和發(fā)車時間信息。 站點查詢功能 根據(jù)輸入的具體站點，能夠獲得包含該站點的所有公交線路。 換乘查詢功能 輸入起點和終點，能夠快速得出乘車方案，并存 “查詢歷史 ”中，方便下次直接獲取。 數(shù)據(jù)下 載功能 根據(jù)客戶端輸入的城市名，服務(wù)響應(yīng)查詢結(jié)果并返回該城市公交線路數(shù)據(jù)庫文件，客戶端可點擊下載到本地。 客戶端功能模塊劃分如圖 所示。 圖 客戶端功能模塊圖 開發(fā)環(huán)境及工具需求分析 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 6 頁 服務(wù)器端開發(fā)環(huán)境，以 windows7 操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺，用 做為服務(wù)器，ORACLE 和 SQLite 作為數(shù)據(jù)源， 作為開發(fā)工具 ,SSH 作為開發(fā)框架，運行在一般的 PC 機上即可。 客戶端開發(fā)環(huán)境，以 Android 手機操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺，用 Android 手機操作系統(tǒng)自 帶的 SQLite 作為數(shù)據(jù)源。 ADT(Android Development Tools)作為開發(fā)工具， Java 語言和 Xml 語言作為開發(fā)語言，實體安卓手機作為測試工具。整個 Android 手機操作系統(tǒng)是在 Android SDK 提供的虛擬機中運行，該虛擬機運行在 windows7 操作系統(tǒng)上，所以客戶端的開發(fā)是在 windows7 操作系統(tǒng)上運行的 Android 操作系統(tǒng)中進行的二次開發(fā) [4]。 概要設(shè)計 開發(fā)流程 開發(fā)流程如圖 所示。 圖 開發(fā)流程圖 系 統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程如圖 所示。 調(diào)查研究 確定功能 編寫程序 調(diào)試程序 運行測試 優(yōu)化完善 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 7 頁 圖 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 8 頁 第三章 模式設(shè)計 C/S 模式簡介 C/S 模式是一種三層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng) ,第一層在客戶機上安裝了客戶機應(yīng)用程序 ,第二層在服務(wù)器上安裝服務(wù)器管理程序，第三層是數(shù)據(jù)訪問層。在 C/S 模式的工作過程中 ,客戶機程序向服務(wù)器發(fā)出請求 ,服務(wù)器程序接收客戶機程序提出的請求并且作出相應(yīng)處理 ,然后向客戶機返回處理結(jié)果 [5]。 C/S 模式特點： (1)C/S 模式將應(yīng)用與服務(wù)分離 ,使系統(tǒng)具有更高穩(wěn)定性和靈活性 (2)C/S 模式配備的是點對點的適用于局域網(wǎng)的結(jié) 構(gòu)模式 ,具有可靠的安全性 (3)由于客戶端與服務(wù)器端之間沒有中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了直接連接 , ,因此響應(yīng)速度快 (4)在 C/S 模式中 ,作為客戶機的計算機都必須安裝客戶端程序 ,一旦軟件系統(tǒng)升級，每臺客戶機都要重新安裝升級后的客戶端應(yīng)用程序 ,因此 C/S 模式在系統(tǒng)升級和系統(tǒng)維護方面顯得較為復(fù)雜。 B/S 模式簡介 B/S 模式是一種從傳統(tǒng)的二層 C/S（客戶 /服務(wù)）模式基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，其本質(zhì)可以說是三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的 C/S 模式。只要在用戶的計算機上安裝如 IE、火狐、谷歌等瀏覽器軟件，將相關(guān)數(shù)據(jù)存放在服 務(wù)器上并且在服務(wù)器上安裝服務(wù)應(yīng)用程序，服務(wù)器分為 WEB 服務(wù)器、郵件服務(wù)器和文件服務(wù)器等。用戶可以通過已經(jīng)安裝好的瀏覽器軟件來訪問服務(wù)器，進行互聯(lián)網(wǎng)信息瀏覽、電子郵件傳遞和文件傳輸?shù)确?wù) [6]。 B/S 模式特點： (1)系統(tǒng)開發(fā)、維護、升級方便 每當服務(wù)器應(yīng)用程序需要進行升級時，只需升級服務(wù)器上的應(yīng)用程序即可，而不需要修改用戶計算機上的瀏覽器軟件，從而讓系統(tǒng)開發(fā)、升級和維護更加方便。 (2)B/S模式具有很強的開放性 在 B/S 模式下，用戶通過通用的瀏覽器軟件進行訪問，極大地增強了系統(tǒng)的開放性。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 9 頁 (3)B/S模式的結(jié)構(gòu)易于擴展 由于 Web 的平臺無關(guān)性， B/S 模式的結(jié)構(gòu)可以進行任意的擴展，可以由僅包含一臺服務(wù)器和幾個用戶的小型系統(tǒng)，擴展成為包含成千上萬個用戶的大型系統(tǒng)。 (4)用戶使用方便 B/S 模式的應(yīng)用軟件一般都是基于 Web 瀏覽器的，而不同 Web瀏覽器的界面都是相似的，對于用戶未登錄系統(tǒng)的相關(guān)功能頁面，用戶所接觸到的界面都是一致的，從而讓用戶使用更加方便。 B/SC/S 模式 B/SC/S 模式定義 B/SC/S 模式是將 B/S 模式和 C/S 模式組合而來的，吸取這兩種模式的優(yōu)點，達到互 補的作用。 B/S 模式和 C/S 模式都是三層結(jié)構(gòu)， B/S 模式第一層是表現(xiàn)層，第二層是業(yè)務(wù)邏輯層，第三層是數(shù)據(jù)訪問層。 C/S 模式三層結(jié)構(gòu)中第一層是客戶端與 B/S 模式中的第一層不一樣，其余兩層相同。 在 B/S 模式和 C/S 模式數(shù)據(jù)訪問過程和業(yè)務(wù)邏輯處理過程中是在服務(wù)器端完成，用戶只需接受服務(wù)器返回的結(jié)果。在 B/SC/S 模式中，一部分數(shù)據(jù)訪問過程和業(yè)務(wù)邏輯處理過程在客戶端完成，另外一部分數(shù)據(jù)訪問過程和業(yè)務(wù)邏輯處理過程在服務(wù)器端完成。本手機公交線路查詢軟件一部分功能只要依靠手機本地數(shù)據(jù)庫就可以實現(xiàn)，令外一部分功能需要 借助互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn) [7]。 目前不論是手機硬件還是計算機硬件，更新速度很快，而且硬件的配置水平也越來越高，在硬件條件允許的情況下把一部分業(yè)務(wù)處理、數(shù)據(jù)訪問的過程放在客戶端去完成，那么對服務(wù)器的硬件要求就會低一些，甚至一些高性能的 PC 機就可以作為服務(wù)器。從整個作業(yè)量來看，本質(zhì)上是把作業(yè)量往客戶端多分攤一部分，降低服務(wù)器的作業(yè)量，因此，對客戶端的硬件要求是比較高的。 B/SC/S 模式結(jié)構(gòu)如圖 所示。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 10 頁 圖 B/SC/S 模式結(jié)構(gòu)圖 本軟件系統(tǒng)采用 B/SC/S 模式，系統(tǒng)框架如圖 所示。 圖 系統(tǒng)框架圖 B/SC/S 模式特點 B/SC/S 模式在繼承了 B/S 模式和 C/S 模式的優(yōu)點之后，還具有以下特點： 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 11 頁 (1) 可靠性高 客戶端不必完全依賴于服務(wù)器，即便脫離服務(wù)器，還有手機數(shù)據(jù)庫的支持，可以繼續(xù)使用一部分功能。 客戶端的數(shù)據(jù)丟失的時候，可以采用數(shù)據(jù)庫同步的方式從服務(wù)器獲得新的數(shù)據(jù)信息。 (2) 省資源 一部分作業(yè)在客戶端完成，服務(wù)器的訪問量和作業(yè)量都會減少，省資源，維護起來會更加方便。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 12 頁 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫為總數(shù)據(jù)源，每一個 客戶端都擁有獨立的小型數(shù)據(jù)庫?？蛻舳藬?shù)據(jù)庫信息從服務(wù)器端同步獲得。 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫是基于 Oracle 和 SQLite 建立，客戶端數(shù)據(jù)庫是基于 SQLite 建立。 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)圖 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫設(shè)計 Oracle 簡介 ORACLE 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是美國 ORACLE 公司（甲骨文）提供的以分布式數(shù)據(jù)庫為核心的一組軟件產(chǎn)品，是目前最流行的客戶 /服務(wù)器 (CLIENT/SERVER)或 B/S 體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫之一 [8]。比如 SilverStream就是基于數(shù)據(jù)庫的 一種中間件。 ORACLE 數(shù)據(jù)庫是目前世界上使用最為廣泛的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，作為一個通用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它具有完整的數(shù)據(jù)管理功能；作為一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫，它是一個完備關(guān)系的產(chǎn)品；作為分布式數(shù)據(jù)庫它實現(xiàn)了分布式處理功能。但它的所有知識，只要在其中一種機型上學(xué)習(xí)了 ORACLE 知 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 13 頁 識，便能在其它各種類型的機器上使用它。 Oracle 數(shù)據(jù)庫目前的最新版本為 Oracle Database 12c。一個新的多承租方架構(gòu)被引入Oracle 數(shù)據(jù)庫 12c，使用這種多承租方架構(gòu)可輕松地對數(shù)據(jù)庫進行云部署和管理。此外，一些創(chuàng)新特性可以讓資源 的使用率和靈活性得到最大限度地提高，如 Oracle Multitenant可進行快速整合多個不同的數(shù)據(jù)庫，而 Automatic Data Optimization 和 Heat Map 能以更高的壓縮率來壓縮數(shù)據(jù)和更高密度對數(shù)據(jù)進行分層。這些獨一無二的技術(shù)進步，再加上在安全性、可用性大數(shù)據(jù)支持方面的主要增強，使得 Oracle 數(shù)據(jù)庫 12c 成為公有云和私有云部署的理想平臺 [9]。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 ER 關(guān)系如圖 所示。 圖 服務(wù)器數(shù)據(jù) ER 圖 根據(jù)上面的 ER 圖，本軟件服務(wù)器端定義的數(shù)據(jù)庫設(shè)計 了以 7 張表：站點表： site(表 )、線路表： bus(表 )、 公交詳情表 表 : bus_intro(表 )、城市表 :city(表 )、管理員表： user(表 )、用戶表： uuser(表 )、用戶軌跡表： userlocation(表 ) 本軟件服務(wù)器數(shù)據(jù)庫所包含的表的描述如表 。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 14 頁 表 數(shù)據(jù)庫概況表 表名 描述 主要字段 site(站點表 ) 保存站點信息 site_id,site_bus_id,site_order,site_name bus(線路表 ) 保存線路信 息 bus_id,bus_type,bus_name,bus_site_num bus_intro (公交詳情表 ) 介紹公交相關(guān)信息 intro_id,intro_bus_id,intro_text city(城市表 ) user(管理員表 ) uuser(用戶表 ) userlocation (用戶軌跡表 ) 保存城市公交數(shù)據(jù)源 保存管理員信息 保存用戶信息 保存用戶軌跡信息 cityId,cityName,dbUrl userId,username,password userId,username,realName,password ulId,userId,site,city,currentTime 表 站點表 字段名 數(shù)據(jù)類型 長度