Visual Studio C#.NET+SQL Server公交信息系统 第2页
第一章 绪 论
1.1 引言
随着社会的发展，城市的日益扩大化和复杂化，以及人们的交通观念和需求的变化，城市交通问题已变得日益突出，在我国大多城市都普遍存在着交通拥挤的现象。造成这一现象的首要原因是城市交通基础设施的建设远远落后于城市交通需求的增长。大力发展公共交通成为解决城市交通拥挤问题的首选措施。
城市公交网络在城市的发展中起到举足轻重的作用，伴随着城市公交网络的发展而产生的城市公交信息系统，正日渐成为城市居民的生活指南，为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务，向乘客提供公交信息的动态走向，生成出行辅助计划，对乘客的出行进行主动而合理的引导，最大程度上方便乘客。这要求它必然要提供公交网络最优路径查询的功能。
1.2 电子地图概述
1.2.1 电子地图系统简介
近年来，随着计算机技术、激光技术和微电子技术的发展和应用，传统地图的表现形式和记录方式已逐渐失去了它昔日的垄断地位。信息作为经济战略源，越来越受到人们的广泛关注，信息的及时传输和处理已变成了当今社会生成力、竞争力和发展成功的关键，信息网络将是一种渗透到各个角落的技术和社会力量，它将把整个社会结构紧密联接在一起，成为现代社会的一条命脉。作为空间和时间信息表达、传输工具的地图，又以新的表现形式——电子地图面对着信息革命和社会经济发展需求的挑战。
在80年代中期，随着数字地图及地理信息系统技术的发展和应用，随着计算机视觉化研究的深入，在侧重于空间信息的表现与显示的基础上，电子地图应运而生。电子地图主要应用于政府宏观管理、科学研究、规划、预测、大众传播媒介、信息服务等领域。另外，它与全球定位系统(GPS)相结合，在航天、航空领域、军事领域以及汽车导航中也发挥着十分广泛的作用。目前，在国际上影响较大的电子地图有美国世界影像电子地图集、加拿大国家电子地图集。随着GIS的发展，众多的地理信息系统的应用成果也都以电子地图的形式来展示，好的电子地图应具有地理信息系统的所有功能。
在电子地图中，多媒体电子地图、网络电子地图、三维动态电子地图、交通导航电子地图、旅游电子地图……，形式层出不穷。电子地图对现代技术（如计算机、遥感、网络、多媒体和虚拟现实等技术）的高度依赖性，使得目前对于电子地图产品与开发技术的关注远远超过了对电子地图理论的思考。
1.2.2 电子地图的定义
电子地图是融合计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术。它把地理和相关属性有机地结合起来，根据实际需要准确真实地、图文并茂地显示给用户，可以满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求。城市电子地图以GIS技术为基础，融合了数据库技术，采用电子地图将与地理位置有关的数据可视化，具有内容丰富，信息查询方便，智能化程度高等特点。
电子地图的定义为：电子地图是以数字地图为数据基础，以计算机为处理平台，在屏幕上实时显示的地图形式。
1.2.3 电子地图的基本特征
电子地图是以地图数据库为基础，以数字形式存贮于计算机外存贮器上，并能在电子屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”或“瞬时地图”。根据电子地图存贮介质的不同又可分为“磁盘地图”或“光盘地图”等。
电子地图的主要优点在于:
1、 电子地图数据库可包括图形、图像、文档、统计数据等多种形式，也可以与视频、音频信号相连，数据类型与数据量的可扩展性比较强。
2、 查询检索和分析功能;能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索。
3、 图形动态变化功能:从开窗缩放、浏览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等。
4、 具有良好的用户界面;使读者介入到地图的生成过程。
5、 多级比例尺之间的相互转换;由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能和巨大的存贮能力，要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能。
6、 信息的存储、更新以及通讯方式较为简便，便于携带和交流。
1.2.4 电子地图的系统构成
电子地图系统一般由数据和软件两大系统构成。
数据系统实现专业地图数据的存储和数字地图的生成。在多媒体电子地图中还要存储多媒体数据。在该模块中，探讨建立适于最短路径算法的空间数据组织的方式；
电子地图的软件系统主要由地图设计和地图浏览两个功能模块(子系统)组成。地图设计模块负责电子地图的数据采集、设计、存储、管理和组织功能，将多源、多维、多尺度和多类型的数据集成为一个整体，以构建电子地图的数据库系统。地图浏览模块提供用户操作和阅读电子地图的各个功能，其中地图表达是浏览系统的基础和核心。一个好的地图浏览系统不仅支持静态地图目标的显示，也同时支持动态变化的地理现象表达。
电子地图的系统构成如图1.1所示。
电子地图 数 据 软 件 数字 地图 多媒体 数据 其他专业数据 地图 设计 地图 浏览 地图数据库系统 地图符号库系统 符号化表达 缩放、漫游 查询与分析 图1.1 电子地图的系统构成
1.3 公交信息系统
1.3.1 公交信息系统简介
公交信息系统一直是城市电子地图的研究热点，它也几乎成了电子地图产品的一个必备功能。
根据人们日常的乘车习惯，人们出行选择路径的第一考虑因素是换乘次数。越少的换乘次数越可以节省人们出行的开销。第二考虑因素是路径的长短。人们出行肯定是希望越快到达目的地。因此最优路径的查询是公交信息系统必须实现的功能。在不同的产品中，对最优路径的理解也不同。在本系统中，主要考虑人们日常的出行习惯，重点实现了换乘最少和路径最短两种查询方式。
1.3.2 公交信息系统的开发目的和思路
公交信息系统开发的目的是为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务，系统向乘客提供公交信息的动态走向，生成出行辅助计划，对乘客的出行进行主动而合理的引导，最大程度上方便乘客，从而将无序的交通出行变得有序，优化客流分布，提高公交线网的运行效率，同时将该系统投入实际应用也是提高城市形象的一项重要举措。
公交信息系统的具体开发思路如下：
1、 公交乘客对现有的公交站点、公交线路进行查询。
2、 公交乘客输入任意出行起点、终点，系统在相应的约束条件下，查找搜索出最优公交出行路径集和换乘方案，反馈给乘客。
3、 公交部门管理人员可根据站点、线路的变更，运营调度计划的调整，及时更新系统的公交线网，对与公交有关的其它基础数据进行方便的管理和维护。
1.3.3 发展公交信息系统的意义
交通需求增长超前于经济增长速度，一般都在两倍以上。交通是经济发展的重要基础。城市公交作为城市生产的第一道工序，它直接保证着城市经济生活的有序运转。无疑，城市公交优先就成为了世界各地经济发展战略的重要组成部分。
道路建设犹如一个底气不足的运动员，虽然大汗淋漓地拼命追赶，可总是赶不上它的对手。故此，单纯依靠修、扩建城市道路来期望解决道路的拥塞是行不通的。关键还是要把有限的道路资源充分利用起来。
如今市民出行有多种选择方式：步行、自行车、摩托车、小汽车、大公交车等等。在多种方式中，只有大公交效率最高，浪费最少，且节省昂贵的城市空间。每20辆自行车或4辆小汽车所用的道路面积与1辆公共汽车所占面积是一样的，而后者的载客量分别是每辆自行车、汽车的100倍和3040倍。运送同样数量的乘客，公共交通与小汽车相比，分别节省土地资源3/4，建筑材料4/5，投资5/6，空气污染是小汽车的1/10，交通事故是小汽车的1/100。一辆小汽车的动态和静态交通所需的时空资源是利用公共交通出行者的90倍。在同样的空间内，街道上的公共汽车在高峰小时内输送的乘客是私人小汽车的10倍以上。以每平方米道路每小时通行人数的多少为标准，衡量道路的使用效率，公共汽车是小汽车的10－15倍。因此，大力发展公共交通(公共电车、汽车和快速轨道交通系统)，将可吸引私人交通向公共交通转移，缓解城市道路交通拥挤状况，有效地解决车多路少、能源紧张、污染严重等问题，是城市可持续发展的有力保障。
现代社会人们在交通方面重视硬件建设的同时也对软件建设提出了更高的要求。在硬件方面，道路越来越宽，使出行越来越便捷。公共汽车越来越多，给人们出行带来了更多的选择空间。可在软件方面如出行时的路径选择及其它信息的查询上却仍然停留在最原始的阶段。不知道从某地到某地该如何乘车，在哪里转车，有时等车时间过长，有时发现等来的车人太多等等原因。我们必须能很好地解决这些问题并提供更好的服务，才能给公交以更大的吸引力。
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