【正文】 、參數(shù)、返回值以及序列號，返回值和序列號是可選的。圖23 查詢系統(tǒng)各系統(tǒng)協(xié)作示意圖活動圖用以描述用例和對象內(nèi)部的工作過程,并可用于表示并行過程?；顒訄D是由狀態(tài)圖變化而來的,它們各自用于不同的目的?；顒訄D描述了系統(tǒng)中各種活動的執(zhí)行的順序，刻畫一個方法中所要進行的各項活動的執(zhí)行流程。活動圖中一個活動結(jié)束后將立即進入下一個活動 (在狀態(tài)圖中狀態(tài)的變遷可能需要事件的觸發(fā)) 。圖24 查詢活動示意圖首先，是問題的離散化： 考慮到乘客通常所需的查詢，是從一個地方到另一個地方的如何乘坐公交線路的最合適的方案。因此，如果是城市中的任意地方的話，那么可能的起點和終點就有無數(shù)個，這樣將導致整個查詢系統(tǒng)的算法無法處理，因為起點和終點不明確，不是點而是點集。如果面對的輸入是一個二維連續(xù)空間中的無限點集，計算機是無法處理這類連續(xù)問題的。實際上，在計算機編程解決問題的過程之中，經(jīng)常用到的一個解決連續(xù)無限空間問題的辦法，就是離散化。很多數(shù)值算法，幾何算法，信號變換算法等都應用了離散化的思想。 離散化，是把一個連續(xù)空間分解成有限個子空間，每個子空間用一個有代表意義的離散值表示，對同一子空間中的所有值，離散化的過程必須保證他們的基本屬性是相同的，做到以點代面的效果。對于乘客查詢最快捷路線的要求，我們怎么將其離散化呢? 一個最簡單的方法，就是按照地域相近，將整個市區(qū)劃分成若干區(qū)域，對于每個區(qū)域統(tǒng)一編號，然后在查詢時用編號代表乘客所指區(qū)域。 但問題會很快出現(xiàn)：按照區(qū)域劃分，一個大地點如火車站等是可以劃分到同一個區(qū)域中的，但是這種單位附近的公交車站數(shù)卻很多，如果單以該單位做為一個統(tǒng)一區(qū)域的話，就忽視了公交站臺的位置和數(shù)量，這會造成很嚴重的后果，即查詢結(jié)果給出了一條線路，但是需要乘客走大量的路，到達該單位中正確的車站乘坐正確的公交車?？梢姡@樣的離散化無法實際操作，而且會導致系統(tǒng)所希望達到的人性化和快捷化成為泡影。因此，針對可能出現(xiàn)的問題，可以引入公交車站臺做為劃分區(qū)間的基本點，即把各車站進行編號，并在電子站牌上顯示。將整個市區(qū)劃分成多個區(qū)域，每個區(qū)域包含的各個公交車站臺都是不同的，并用公交車站臺做為離散化的標記。這就很好的解決了上一種方法無法精確地將地域位置與公交站臺關聯(lián)的問題。 所以，在這個實際的線路查詢中，我們可以將起點和終點做離散轉(zhuǎn)換，用起點或者終點所在的公交站臺來表示。 經(jīng)過離散化，原問題從“找出從一個地點到另一個地點的合理公交線路轉(zhuǎn)化為“找出從一個公交站臺到另一個公交站臺的合理公交線路”。 而離散化過后的問題，已經(jīng)在計算機可以解決的范疇之中了，現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化為離散數(shù)學中的“求最短路徑”問題。其次，是存儲結(jié)構(gòu)的選擇：一個城市的公交線路網(wǎng)是由公交線路和公交站臺來確定的，那在查詢中，到底是以公交線路為主線索還是以公交站臺為主線索呢？首先，可以看出，公交線路網(wǎng)是構(gòu)成一個圖結(jié)構(gòu)。對于一個圖結(jié)構(gòu)而言，一個要素是結(jié)點，一個要素是邊。 顯然，公交線路是不適合做為結(jié)點的，因為公交線路的關聯(lián)不好表示成邊。那自然會想到的便是以公交站臺做為結(jié)點，如果從一個站臺到另一個站臺存在一條線路可以直接在下一站到達，則這兩個結(jié)點之間連一條邊，邊帶權(quán)值，權(quán)值就是連接這兩個站點的公交線路行駛的時間。那求兩站之間最短路徑問題就很方便了。 最后，是數(shù)據(jù)范圍的限定：一個好的算法，并不一定是最快的算法，而應該是在時間效率和空間代價，以及算法實現(xiàn)的復雜程度這三者的一個權(quán)衡和折中方案，綜合效率最高才是最好。算法的復雜度的確是一個很重要的因素，但是對于一個長度為10的數(shù)組元素進行查找，枚舉查找和二分法查找基本上沒有效率上的差異，因為算法的復雜度上的優(yōu)勢只有當數(shù)據(jù)規(guī)模很大的時候才能體現(xiàn)出來，對于小的數(shù)據(jù)規(guī)模，則有可能復雜度高的算法比復雜度低的算法還要快。時間和空間的權(quán)衡也至關重要，在算法設計的范疇中，普遍公認的一個規(guī)則就是“時空權(quán)衡”，即在算法設計中，空間開銷的加大則能換來時間上的縮短，空間開銷的減少則可能需要更長的時間來運行程序以獲得結(jié)果。算法的實現(xiàn)難度，同樣是工程應用中很重要的問題，因為這關系到代碼的可讀性，可操作性，可實現(xiàn)性，可維護性。當面臨幾個可選算法時，常?？梢誀奚欢ǖ臅r間空間代價，來獲取一種更為簡單易于實現(xiàn)的算法。這樣做在實際的工程設計中所帶來的益處比犧牲的時空開銷更為重要。由此可見，算法分析與設計是一個對實際問題的權(quán)衡過程。已達到時間和空間開銷的要求，同時又能保證算法的實現(xiàn)難度不會太大。對數(shù)據(jù)規(guī)模的考察則是我們權(quán)衡的依據(jù)，所以數(shù)據(jù)規(guī)模的限定在算法分析與設計中相當重要。對于公交線路查詢的問題，其實際的數(shù)據(jù)規(guī)?？紤]兩個，一是公交線路數(shù)，一是公交站臺數(shù)。通過調(diào)查，得出一般大城市公交線路數(shù)在200到500之間，每條線路的站臺在20左右，考慮到線路中站臺的重復性，假設每個站臺平均有5條線路經(jīng)過，所以，總的公交站臺數(shù)大概在800到2000之間。得出了合理的數(shù)據(jù)范圍，下一步就該對具體的算法進行設計和比較，從中選出合理的算法方案。參考資料：張玲，劉玉玖．Access數(shù)據(jù)庫技術實訓教程 清華大學出版社出版 2009版 在將問題離散化后，實際問題變得簡單，就是平時所解決的離散數(shù)學中的“求最短路徑”問題。下面以圖表來闡述如何將最快捷路線問題解決。 采用表格語言求地點1到其余各點的最短路徑。圖25 最短路徑示意圖Dijkstra算法的迭代過程：表7 Dijkstra算法計算過程表迭代SUDist[2]Dist[3]Dist[4]Dist[5]初始{1}—10Max301001{1,2}21060301002{1,2,4}4105030903{1,2,4,3}3105030604{1,2,4,3,5}510503060 由表格可得，地點1到其余地點的最短距離分別為：地點2 10，地點3 50，地點4 30，地點5 60。優(yōu)化模型的算法設計與實現(xiàn)，是查詢系統(tǒng)中對算法要求最高的一個功能模塊。需要做詳盡的分析和設計。首先，考察搜索算法的可能性和時間代價，因為搜索算法是最容易實現(xiàn)的。 對于一個實際的問題，我們可以進行一定的抽象。通俗的說，狀態(tài)是對問題在某一時刻的進展情況的數(shù)學描述，狀態(tài)轉(zhuǎn)移就是問題從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種(或幾種)狀態(tài)的操作。如果只有一個智能體可以實現(xiàn)這種狀態(tài)轉(zhuǎn)移，則目的是單一的，也就是從確定的起始狀態(tài)經(jīng)過一系列狀態(tài)轉(zhuǎn)移而到達一個(或多個)目標狀態(tài)。 如果不止一個智能體可以操縱狀態(tài)轉(zhuǎn)移，那么它們可能會朝不同的，甚至是對立的目標進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。我們知道，搜索的過程實際是在遍歷一個隱式圖，它的結(jié)點是所有的狀態(tài)，有向邊對應于狀態(tài)轉(zhuǎn)移。一個可行解就是一條從起始結(jié)點出發(fā)到目標狀態(tài)集中任意一個結(jié)點的路徑。這個圖稱為狀態(tài)空間，這樣的搜索就是狀態(tài)空間搜索。參考文獻：羅堅，高志標 Access數(shù)據(jù)庫應用技術教程 北京理工大學出版社，2008在模型的實現(xiàn)方面，同樣是最短路徑問題，采用C語言實現(xiàn)，代碼詳見附錄。為了驗證算法實例的正確性，本人使用Visual C++ ，結(jié)果如下：輸入數(shù)據(jù):571 2 101 4 301 5 1002 3 503 5 104 3 204 5 60輸出數(shù)據(jù):999999 10 999999 30 10010 999999 50 999999 999999999999 50 999999 20 1030 999999 20 999999 60100 999999 10 60 999999源點到最后一個頂點的最短路徑長度: 60源點到最后一個頂點的路徑為: 1 4 3 5可見，算法正確并且可以實現(xiàn)。11. 系統(tǒng)軟件用戶界面設計圖26 智能公交查詢系統(tǒng)主界面圖27 智能公交查詢系統(tǒng)信息界面圖27 智能公交查詢系統(tǒng)查詢界面圖30 智能公交查詢系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲示意圖圖31 智能公交查詢系統(tǒng)硬件部署圖參考文獻：張飛舟,楊東凱,范躍祖,孫先仿 《智能交通系統(tǒng)中的公共交通信息管理體系》 北京航空航天大學學報 2000年04期13. 報告總結(jié) 在本系統(tǒng)的設計過程中，大量的信息需要使用數(shù)據(jù)庫進行保存，這些信息按照其使用頻率進行了劃分。只有通過合理的劃分，才能使得數(shù)據(jù)庫在一些極端情況下，提供預期的工作速度。在用戶使用系統(tǒng)的過程中，如果遇到過多的信息需要處理，會引起對系統(tǒng)的反感，因此系統(tǒng)提供的每個功能都應該仔細設計，避免帶入一些無關數(shù)據(jù)，造成冗余。 編碼表技術的使用，是基于將信息的載體和信息的意義分開的觀念，保存整型無論在占用的空間，還是在查詢過程中，都能提供較好的性能。而在網(wǎng)絡傳輸過程中，這樣的設計也可以降低因為各種原因造成的數(shù)據(jù)重傳頻率。 在整個系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)過程中，為了提高查詢準確性和查詢效率，本系統(tǒng)主要運用了動態(tài)規(guī)劃算法，在實現(xiàn)具體查詢功能時根據(jù)數(shù)據(jù)量大小和數(shù)據(jù)范圍采用不同的搜索算法，完成了圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中對最優(yōu)線路的查找。在將現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化成可操作的計算機語言時，數(shù)學化中的離散化問題技巧幫了大忙。將現(xiàn)實中的站點理解為點，車輛線路理解為線，那么整個城市交通問題的研究就變?yōu)閷σ粋€面上的點，線的研究，簡單易懂。在最快捷乘車路線問題的求解方面，Dijkstra算法和Floyd算法求解最短路徑為主要應用，結(jié)合公交公司的核心數(shù)據(jù)庫，查詢各個站點的距離，每站之間的車輛路線及所需時間，形成點到點之間的權(quán)值。然后使用編程語言，將用戶給予的數(shù)據(jù)直接交付給算法，計算后得出最佳路線將信息發(fā)送給乘客。在本系統(tǒng)的實施之中，可以想象出一定的不足。例如，在乘客查詢之后，系統(tǒng)給出了一條乘客平時不乘坐的路線，實際上這是條更快的路線，但是碰巧碰上了堵車，乘客在到達目的地之后會覺得查詢結(jié)果不屬實，不如自己以前的乘車路線方便快捷。這就導致了系統(tǒng)的擴展方面，需要對用戶進行一定的指導，并及時說明車況的未知性，如發(fā)短信通知等。系統(tǒng)的用戶是否滿意是系統(tǒng)是否成功的判定標準，當乘客真正熟悉查詢系統(tǒng)，并對之認可，才說明系統(tǒng)的確相對于之前的公交系統(tǒng)有了很大的改進。同時，由于編程水平有限，對于程序編程等方面能力還是有所欠缺，勢必造成一些關鍵技術的程序無法自行開發(fā)。這就需要編程人員一起合作才能把這個項目做到盡善盡美。任何一個龐大的系統(tǒng)都不可能是一個人獨自開發(fā)，獨自實現(xiàn)的。本人已在這段時間里，盡力給本項目做出了一個大概的規(guī)劃和方向，今后必會完善改進。 本系統(tǒng)依賴GPRS網(wǎng)絡，由于網(wǎng)絡具有一定的不確定性和風險性，隨時可能由于磁場等因素導致網(wǎng)絡不穩(wěn)定或者信息無法接收，因此網(wǎng)絡的問題可能會導致整個系統(tǒng)無法正常工作。所以，為了更穩(wěn)定的發(fā)揮實效，本系統(tǒng)仍需在通訊方面尋求更加穩(wěn)定鏈接方式。由于經(jīng)驗不足，在界面的設計和數(shù)據(jù)庫的設計上，難免會有一些設計不合理和缺失的地方，有些地方可能會功能重復，或者影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這些相信隨著我更加深入地研究學習軟件軟件系統(tǒng)UI界面設計，積攢更多的設計經(jīng)驗，會更進一步完善系統(tǒng)的人機互動界面設計，做到美觀實用。15. 參考文獻1）薩師煊，王珊 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 高等教育出版社 2）潘錦平 軟件開發(fā)技術 西安電子科技大學出版社 1999 3）洪錦魁 網(wǎng)頁設計夢幻組合 清華人學出版 2004 4）最短路徑算法—Dijkstra(迪杰斯特拉)算法分析與實現(xiàn)(C/C++) Tanky Woo 5）于繁華 Access基礎教程 中國水利水電出版社 2008 6）葉蒼年 北京市交通研究中心交通發(fā)展戰(zhàn)略分析 20087）亞歷克斯(美) Access數(shù)據(jù)分析寶典 電子工業(yè)出版社 2008 8）王靜霞、張國華 城市智能公交管理系統(tǒng) 中國建筑工業(yè)出版社 20079）康 悅 北京市政交通一卡通使用情況及公交滿意度調(diào)查 10)李慶利 劉允才 基于ITS的智能公共交通管理系統(tǒng) 11)張帥 基于ITS的智能乘客信息系統(tǒng)研究 河北工業(yè)大學 2004 12)韋宏利、付蓉 公交線路智能查詢系統(tǒng)的設計 現(xiàn)代電子技術 . 13)郭龍源、何光明 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（第二版） 清華大學出版社 200914)羅堅，高志標 Access數(shù)據(jù)庫應用技術教程 北京理工大學出版社 200815)張飛舟、楊東凱、范躍祖、孫先仿 智能交通系統(tǒng)中的公共交通信息管理體系 北京航空航天大學學報 .16．致謝首先感謝張文新老師給我們這個設計智能公交查詢系統(tǒng)的機會。這是大學前幾年學習中難得的鍛煉自己的機會，也是為數(shù)不多的接觸這種，嚴格詳細的工程設計的機會。這次作業(yè)給我的啟發(fā)很大。公交系統(tǒng)這個題目非常貼近生活，在完成作業(yè)的過程中，我了解了很多過去不知道的關于公交系統(tǒng)的知識，對以后的工作學習都有啟發(fā)。在設計工程的過程中鍛煉了自己的邏輯思維能力和語言組織能力。對于各種對信息系統(tǒng)的軟件也有了一定的了解，鍛煉了自己的實際操作能力