【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。活動圖描述了系統(tǒng)中各種活動的執(zhí)行的順序，刻畫一個方法中所要進(jìn)行的各項活動的執(zhí)行流程?；顒訄D中一個活動結(jié)束后將立即進(jìn)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(dǎo)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(yīng)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(yán)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(dá)該單位中正確的車站乘坐正確的公交車。可見，這樣的離散化無法實際操作，而且會導(dǎo)致系統(tǒng)所希望達(dá)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(jìn)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(biāo)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(guān)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(xué)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(guān)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(dá)，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(yīng)該是在時間效率和空間代價，以及算法實現(xiàn)的復(fù)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(fù)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(jìn)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(fù)雜度上的優(yōu)勢只有當(dāng)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(fù)雜度高的算法比復(fù)雜度低的算法還要快。時間和空間的權(quán)衡也至關(guān)重要，在算法設(shè)計的范疇中，普遍公認(rèn)的一個規(guī)則就是“時空權(quán)衡”，即在算法設(shè)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(yīng)用中很重要的問題，因為這關(guān)系到代碼的可讀性，可操作性，可實現(xiàn)性，可維護(hù)性。當(dāng)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(shè)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(shè)計是一個對實際問題的權(quán)衡過程。已達(dá)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(shè)計中相當(dāng)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(fù)性，假設(shè)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(jìn)行設(shè)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(shù)實訓(xùn)教程 清華大學(xué)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(xué)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(shè)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(shè)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(jìn)行一定的抽象。通俗的說，狀態(tài)是對問題在某一時刻的進(jìn)展情況的數(shù)學(xué)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(dá)一個(或多個)目標(biāo)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(biāo)進(jìn)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(yīng)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(biāo)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(xiàn)：羅堅，高志標(biāo) Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)教程 北京理工大學(xué)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(shè)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(luò)拓?fù)涫疽鈭D圖31 智能公交查詢系統(tǒng)硬件部署圖參考文獻(xiàn)：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(xué)學(xué)報 2000年04期13. 報告總結(jié) 在本系統(tǒng)的設(shè)計過程中，大量的信息需要使用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存，這些信息按照其使用頻率進(jìn)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(yù)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(yīng)該仔細(xì)設(shè)計，避免帶入一些無關(guān)數(shù)據(jù)，造成冗余。 編碼表技術(shù)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(luò)傳輸過程中，這樣的設(shè)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(shè)計與實現(xiàn)過程中，為了提高查詢準(zhǔn)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(xué)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(yīng)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(dá)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(dǎo)致了系統(tǒng)的擴(kuò)展方面，需要對用戶進(jìn)行一定的指導(dǎo)，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(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)乘客真正熟悉查詢系統(tǒng)，并對之認(rèn)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(jìn)。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(guān)鍵技術(shù)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(jìn)。 本系統(tǒng)依賴GPRS網(wǎng)絡(luò)，由于網(wǎng)絡(luò)具有一定的不確定性和風(fēng)險性，隨時可能由于磁場等因素導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者信息無法接收，因此網(wǎng)絡(luò)的問題可能會導(dǎo)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(shè)計和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計上，難免會有一些設(shè)計不合理和缺失的地方，有些地方可能會功能重復(fù)，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(xué)習(xí)軟件軟件系統(tǒng)UI界面設(shè)計，積攢更多的設(shè)計經(jīng)驗，會更進(jìn)一步完善系統(tǒng)的人機互動界面設(shè)計，做到美觀實用。15. 參考文獻(xiàn)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(shù) 西安電子科技大學(xué)出版社 1999 3）洪錦魁 網(wǎng)頁設(shè)計夢幻組合 清華人學(xué)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(chǔ)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(xué) 2004 12)韋宏利、付蓉 公交線路智能查詢系統(tǒng)的設(shè)計 現(xiàn)代電子技術(shù) . 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(xué)出版社 200914)羅堅，高志標(biāo) Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)教程 北京理工大學(xué)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(xué)學(xué)報 .16．致謝首先感謝張文新老師給我們這個設(shè)計智能公交查詢系統(tǒng)的機會。這是大學(xué)前幾年學(xué)習(xí)中難得的鍛煉自己的機會，也是為數(shù)不多的接觸這種，嚴(yán)格詳細(xì)的工程設(shè)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(guān)于公交系統(tǒng)的知識，對以后的工作學(xué)習(xí)都有啟發(fā)。在設(shè)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