【正文】 息。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息，并計算衛(wèi)星星歷、相對距離，大氣校正等數(shù)據(jù)。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星，并能在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息，GPS的衛(wèi)星因為大氣摩擦等問題；隨著時間的推移，導(dǎo)航精度會逐漸降低。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實時、 全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。 全球定位系統(tǒng)GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱，而其中文簡稱為“球位系”。數(shù)據(jù)庫中各個應(yīng)用程序所使用的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定，按照一定的數(shù)據(jù)模型組織和建立，由系統(tǒng)統(tǒng)一管理和集中控制。（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。技術(shù)特點：（1）采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)冗余小，易擴(kuò)充，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。（7）通信：DBMS具有與操作系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)處理、分時系統(tǒng)及遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的相關(guān)接口，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的傳送。DBMS的其他保護(hù)功能還有系統(tǒng)緩沖區(qū)的管理以及數(shù)據(jù)存儲的某些自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制等。（5）數(shù)據(jù)庫的保護(hù)：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是信息社會的戰(zhàn)略資源，隨數(shù)據(jù)的保護(hù)至關(guān)重要。（4）數(shù)據(jù)組織、存儲與管理：DBMS要分類組織、存儲和管理各種數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等，需確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存取方式在存儲級上組織這些數(shù)據(jù)，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理：數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理功能是DBMS的運(yùn)行控制、管理功能，包括多用戶環(huán)境下的并發(fā)控制、安全性檢查和存取限制控制、完整性檢查和執(zhí)行、運(yùn)行日志的組織管理、事務(wù)的管理和自動恢復(fù)，即保證事務(wù)的原子性。DDL所描述的庫結(jié)構(gòu)僅僅給出了數(shù)據(jù)庫的框架，數(shù)據(jù)庫的框架信息被存放在數(shù)據(jù)字典（Data Dictionary）中。主要功能：（1）數(shù)據(jù)定義：DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL（Data Definition Language），供用戶定義數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)、兩級映像以及完整性約束和保密限制等約束。它可使多個應(yīng)用程序和用戶用不同的方法在同時或不同時刻去建立，修改和詢問數(shù)據(jù)庫。它對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究和管理的對象是數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)庫技術(shù)所涉及的具體內(nèi)容主要包括：通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織和管理，按照指定的結(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫；利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、刪除、處理、分析、理解、報表和打印等多種功能的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用系統(tǒng)；并利用應(yīng)用管理系統(tǒng)最終實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理、分析和理解。 　　 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)的重要組成部分，是計算機(jī)數(shù)據(jù)處理與信息管理系統(tǒng)的核心。是通過研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存儲、設(shè)計、管理以及應(yīng)用的基本理論和實現(xiàn)方法，并利用這些理論來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和理解的技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的一個核心技術(shù)。它是為適應(yīng)數(shù)據(jù)處理的需要而發(fā)展起來的一種較為理想的數(shù)據(jù)處理的核心機(jī)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫有很多種類型，從最簡單的存儲有各種數(shù)據(jù)的表格到能夠進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在各個方面得到了廣泛的應(yīng)用。一方面，提升了城市公交的總體形象，為乘車、候車提供了更優(yōu)良的環(huán)境和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；另一方面，通過減少報站的人工操作降低了司機(jī)的勞動強(qiáng)度從而改善了司機(jī)的工作環(huán)境；第三，公交公司能夠通過對各種數(shù)據(jù)信息的采集和分析，提高管理水平和運(yùn)營效率、降低運(yùn)營成本。北京市智能公交查詢系統(tǒng)北京快速公交智能查詢系統(tǒng)——《管理信息系統(tǒng)》與《系統(tǒng)分析與設(shè)計》課程綜合設(shè)計報告作者學(xué)號： 20097124 作者姓名： 王澤培 目錄1. 引言. 引導(dǎo)性說明設(shè)計報告所研究的領(lǐng)域. 設(shè)計工作的背景. 設(shè)計工作的目的和意義2. 問題定義與分析. 報告所研究的具體問題的定義. 問題的邊界. 問題的相關(guān)部門和系統(tǒng). 問題的特征. 解決問題的重點和難點. 解決問題的技術(shù)路線3. 問題調(diào)研與需求分析. 調(diào)研內(nèi)容. 調(diào)研方式和過程. 調(diào)研數(shù)據(jù). 系統(tǒng)需求分析. 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之用例圖4. 參考文獻(xiàn)綜述. 與擬解決問題相關(guān)的文獻(xiàn)綜述. 與擬采用技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)綜述5. 系統(tǒng)規(guī)劃. 系統(tǒng)總目標(biāo)及關(guān)鍵成功因素. 系統(tǒng)具體目標(biāo)及KPI（Key Performance Indicator，關(guān)鍵績效指標(biāo)）. 相關(guān)子系統(tǒng)規(guī)劃. 系統(tǒng)主要功能規(guī)劃. 系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系規(guī)劃. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之對象圖6. 系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析. 系統(tǒng)原有業(yè)務(wù)流程圖. 基于信息技術(shù)的業(yè)務(wù)流程再造（BPR）. 業(yè)務(wù)流程再造（BPR）前后業(yè)務(wù)流程對比分析. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之順序圖7. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析. 頂級數(shù)據(jù)流程圖. 一級數(shù)據(jù)流程圖. 二級數(shù)據(jù)流程圖. 三級數(shù)據(jù)流程圖. 主要數(shù)據(jù)字典. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之類圖. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之狀態(tài)圖8. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析與設(shè)計. 數(shù)據(jù)建模分析ER圖. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計. 數(shù)據(jù)完整性與一致性設(shè)計. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之類圖9. 關(guān)鍵程序設(shè)計. 系統(tǒng)復(fù)用程序（公共子程序、通用函數(shù)、組件）設(shè)計. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之構(gòu)件圖. 系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)處理程序設(shè)計. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之時序圖. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之協(xié)作圖. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之活動圖10. 系統(tǒng)管理優(yōu)化模型與算法設(shè)計. 管理優(yōu)化問題描述. 管理優(yōu)化模型. 求解優(yōu)化模型的算法設(shè)計與實現(xiàn). 算法有效性驗證實例11. 系統(tǒng)軟件用戶界面設(shè)計. 軟件系統(tǒng)總控主界面設(shè)計. 主要圖形界面設(shè)計. 主要人機(jī)交互界面設(shè)計12. 系統(tǒng)應(yīng)用部署設(shè)計. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖. 系統(tǒng)主要硬件設(shè)備部署圖. 系統(tǒng)軟件體系與應(yīng)用部署圖. 向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法之部署圖13. 報告總結(jié). 學(xué)習(xí)了采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和數(shù)學(xué)化解決現(xiàn)實問題的一般方法. 應(yīng)用基于離散數(shù)學(xué)知識的求最短路徑智慧創(chuàng)新性地解決如何找到最快捷乘車路線的關(guān)鍵問題14. 研究展望. 本報告的未完成或不足之處. 有待進(jìn)一步完善和改進(jìn)之處15. 參考文獻(xiàn)16. 致謝17. 附錄1. 引言 引導(dǎo)性說明設(shè)計報告所研究的領(lǐng)域 城市智能公交管理系統(tǒng)城市智能公交管理服務(wù)系統(tǒng)采用GPS、GPRS/SMS、GIS、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)等高科技技術(shù)通過對公交車輛的動態(tài)位置信息采集、客流量的統(tǒng)計、路面狀況的信息收集、各類信息的發(fā)布的手段，實現(xiàn)公交車輛的實時監(jiān)控和調(diào)度、車內(nèi)自動報站、電子站牌等功能。實現(xiàn)公交車輛運(yùn)營調(diào)度的智能化，公交車輛運(yùn)行的信息化和可視化，實現(xiàn)面向公眾乘客的完善信息服務(wù)，通過建立電腦營運(yùn)管理系統(tǒng)和連接各停車場站的智能終端信息網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)對運(yùn)營車輛的指揮調(diào)度，推動智慧交通與低碳城市的建設(shè)。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（Database）是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫，它產(chǎn)生于距今五十年前，隨著信息技術(shù)和市場的發(fā)展，特別是二十世紀(jì)九十年代以后，數(shù)據(jù)管理不再僅僅是存儲和管理數(shù)據(jù)，而轉(zhuǎn)變成用戶所需要的各種數(shù)據(jù)管理的方式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（database systems），是由數(shù)據(jù)庫及其管理軟件組成的系統(tǒng)。它是一個實際可運(yùn)行的存儲、維護(hù)和應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，是存儲介質(zhì)、處理對象和管理系統(tǒng)的集合體。是一種計算機(jī)輔助管理數(shù)據(jù)的方法，它研究如何組織和存儲數(shù)據(jù)，如何高效地獲取和處理數(shù)據(jù)。即：數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究、管理和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的一門軟件科學(xué)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究和解決了計算機(jī)信息處理過程中大量數(shù)據(jù)有效地組織和存儲的問題，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中減少數(shù)據(jù)存儲冗余、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、保障數(shù)據(jù)安全以及高效地檢索數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(database management system)是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，簡稱dbms。用戶通過dbms訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫管理員也通過dbms進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作。DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL（Data Definition Language）與數(shù)據(jù)操作語言DML（Data Manipulation Language），供用戶定義數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)與權(quán)限約束，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的追加、刪除等操作。DDL主要用于建立、修改數(shù)據(jù)庫的庫結(jié)構(gòu)。（2）數(shù)據(jù)操作：DBMS提供數(shù)據(jù)操作語言DML（Data Manipulation Language），供用戶實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的追加、刪除、更新、查詢等操作。這些功能保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)組織和存儲的基本目標(biāo)是提高存儲空間利用率，選擇合適的存取方法提高存取效率。DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護(hù)通過4個方面來實現(xiàn)：數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫的完整性控制、數(shù)據(jù)庫安全性控制。（6）數(shù)據(jù)庫的維護(hù)：這一部分包括數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)載入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲、數(shù)據(jù)庫的重組合重構(gòu)以及性能監(jiān)控等功能，這些功能分別由各個使用程序來完成。對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，還應(yīng)該包括DBMS與網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信功能以及數(shù)據(jù)庫之間的互操作功能。（2）具有較高的數(shù)據(jù)和程序獨立性，數(shù)據(jù)庫的獨立性有物理獨立性和邏輯獨立性。（4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供4個方面的數(shù)據(jù)控制功能，分別是并發(fā)控制、恢復(fù)、完整性和安全性。 （5）增加了系統(tǒng)的靈活性。GPS是20世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 。主要功能：（1）導(dǎo)航（2）測量（3）授時組成部分：（1）空間部分GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成(21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星），它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆),軌道傾角為55176。（2） 地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成，主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。（3）用戶設(shè)備部分用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機(jī)。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。在用機(jī)外電源時機(jī)內(nèi)電池自動充電。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。GPS系統(tǒng)的特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等。在3001500M工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME5000電磁波測距儀測定得邊長比較，,。 地理信息系統(tǒng) (GIS)GIS即地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System），經(jīng)過了40年的發(fā)展，到今天已經(jīng)逐漸成為一門相當(dāng)成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛的應(yīng)用。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。主要功能：（1）數(shù)據(jù)采集與編輯功能GIS的核心是一個地理數(shù)據(jù)庫,所以建立GIS的第一步是將地面的實體圖形數(shù)據(jù)和描述它的屬性數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)中,需要對圖形及文本數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和修改.（2）屬性數(shù)據(jù)編輯與分析屬性數(shù)據(jù)比較規(guī)范,適應(yīng)于表格表示,所以許多地理信息系統(tǒng)都采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理. 通常的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)都為用戶提供了一套功能很強(qiáng)的數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)庫查詢語言,即SQL,系統(tǒng)設(shè)計人員可據(jù)此建立友好的用戶界面,以方便用戶對屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯與查詢. 除文件管理功能外, 屬性數(shù)據(jù)庫管理模塊的主要功能之一是用戶定義各類地物的屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu). 由于GIS中各類地物的屬性不同, 描述他們的屬性項及值域亦不同, 所以系統(tǒng)應(yīng)提供用戶自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能,系統(tǒng)還應(yīng)提供修改結(jié)構(gòu)的功能,以及提供拷貝結(jié)構(gòu)、刪除結(jié)構(gòu)、合并結(jié)構(gòu)等功能.（3）制圖功能GIS的核心是一個地理數(shù)據(jù)庫。因為大多數(shù)用戶目前最關(guān)心的是制圖。然而計算機(jī)制圖需要涉及計算機(jī)的外圍設(shè)備,各種繪圖儀的接口軟件和繪圖指令不盡相同,所以GIS中計算機(jī)繪圖的功能軟件并不簡單,ARC/INFO的制圖軟件包具有上百條命令,它需要設(shè)置繪圖儀的種類,繪圖比例尺,確定繪圖原點和繪圖大小等. 一個功能強(qiáng)的制圖軟件包還具有地圖綜合,分色排版的功能. 根據(jù)GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及繪圖儀的類型,用戶可獲得矢量地圖或柵格地圖. 地理信息系統(tǒng)不僅可以為用戶輸出全要素地圖, 而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題地圖,如行政區(qū)劃圖、土壤利用圖、道路交通圖、等高線圖等等. 還可以通過空間分析得到一些特殊的地學(xué)分析用圖,如坡度圖、坡向圖剖面圖等等.（4）空間數(shù)據(jù)庫管理功能地理對象通過數(shù)據(jù)采集與編輯后，形成龐大的地理數(shù)據(jù)集。GIS一般都裝配有地理數(shù)據(jù)庫，其功效類似對圖書館的圖書進(jìn)行編目，分類存放，以便于管理人員或讀者快速查找所需的圖書。它是利用現(xiàn)代化公交技術(shù)配合智能交通和運(yùn)營管理，開辟公交專用道路和建造新式公交車站，實現(xiàn)軌道交通運(yùn)營服務(wù)，達(dá)到輕軌服務(wù)水準(zhǔn)的一種獨特的城市客運(yùn)系統(tǒng)。快速公交系統(tǒng)采用先