交通路况预测模拟系统数据库设计

陈佳

摘要：交通路况预测是城市管理一大难点，对于提高道路通行率具有重要意义。该文着重对交通路况预测模拟系统的数据库设计进行了研究，系统分析了用户需要和基于地图的路况预测，主要是通过基于不同时段车流量信息数据，实现对路况的预测功能及流量数据可视化的展现。

关键词：交通；系统；数据库

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）02-0001-02

为了缓解交通压力，减少城市交通事故率，提升交通相关部门的调度能力，在已经逐步步入交通大数据时代的背景下，运用城市交通路况预测系统来缓解城市交通问题有很大的意义[2]。该系统的设计严格遵守软件工程规范的开发流程，采用JavaEE平台，以Eclipse为开发软件，MySQL5.6数据库为后台数据库，Tomcat7.0服务器，使用Servlet和JSP等技术进行编码实现，并使用JavaScript、JQuery和CSS等技术改善系统前台界面的交互性。系统最终实现了如路况显示、流量统计、实时预测、实时调度以及交通流量智能显示等功能，并且系统代码采用模块化设计，对不同功能模块进行封装，系统不同业务逻辑间的耦合均依赖于抽象接口，很好地提高了系统代码的安全性和可复用性。

1 开发环境与项目技术

1.1 本系统开发环境为：Eclipse + Tomcat7.0 + MySQL5.6

Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开放平台，它提供了一个框架和一组服务，方便用于通过插件组件构建开发环境，并且附带了一个标准的插件集[4]。本系统属于JavaWeb系统，用Eclipse进行开发可以最优使用所需Web环境，本套系统也可以根据自身的习惯专注于系统的最优实现。其中，Tomcat是由Apache组织支持的一款开源的应用服务器，MySQL是一款开源的关系型数据库管理软件，MySQL是本系统开发的最佳数据库。

1.2 本系统开发技术为：Servlet + JSP +JSTL+ ECharts设计

Servlet是一种服务器端的编程语言，是J2EE中比较关键的组成部分， Servlet 本质上是 Java 编程语言中的一个类，它被用来扩展服务器的性能，在服务器上可以通过“请求-响应”编程模型来访问的应用程序[5]。本系统中利用Servlet开发，体现了Java语言在服务器端的优秀性能，而且现在使用非常广泛的JSP技术也是基于Servlet的原理，JSP+JavaBeanstalk+Servlet成为实现MVC模式的一种有效的选择。JSTL是一个开放源代码的JSP标签库，其在应用程序服务器之间提供了标准接口，本系统使用JSTL标签为了最大程度地提高WEB应用的可移植性，简化了本系统的开发。ECharts是一款开源、功能强大的用于数据可视化的商业级图表产品，一个纯JavaScript的图表库，可以流畅地运行在各类PC终端及移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器，底层依赖轻量级的Canvas类库ZRender，提供直观，生动，可交互，可高度个性化定制的数据可视化图表。创新的拖拽重计算、数据视图、值域漫游等特性大大增强了用户体验，赋予了用户对数据进行挖掘、整合的能力[6]。

2 需求分析

本套交通路况预测模拟系统，模拟生成交通实时数据，以交通管理部门的工作人员为使用对象，结合交通部门日常调度工作的流程，实现对交通的实时预测及人员调度。编写数据模拟生成器，实时生成交通路况数据，并且调用地图接口显示，同时将生成的数据保存下来，用于生成道路流量统计图表，方面工作人员明显快速的看到历时道路状况。同时也根据当前道路情况，进行交通指挥人员的实时调度。

2.1 系统用户用例图

用户作为本系统唯一角色，具有操作系统的一切权限，具体功能如图1所示：

2.2 功能分析

本系统所实现的是一个路况预测的核心业务，以基于地图的实现进行展开。主要是通过基于不同时段车流量信息数据，实现对路况的预测功能及流量数据可视化的展现。系统功能分析图，如图2所示：

3 数据库设计

数据库是信息的存储库，供应用程序的其他部分进行管理使用并显示给用户。进行数据库设计时，我们必须先清楚地定义系统目标，这样可以确保开发工作进展顺利、实现良好的工作效率以及数据库模型完整和准确。以下为本系统的概念结构设计与逻辑结构设计[7]。

3.1 概念结构设计

经系统的功能需求分析可知，主体业务数据表为：用户信息表、道路信息表、道路通行量数据表、路口通行量数据表、道路路口信息表、交通指挥人员信息表、指挥人员工作状态表。系统主体业务数据表的E-R图如图3所示：

3.2 逻辑结构设计

根据系统的业务需求和最终目标，以及系统数据库E-R图，在MySQL数据库中建立系统主体业务数据表7张，以下是本系统所用到的7张数据表的设计。由于篇幅的限制，在数据库表的逻辑结构设计部分，我仅仅对系统主体业务数据表的逻辑结构进行阐述。系统主体业务数据表具体结构如表1到表6所示：

此以外，还需要进行详细功能的设计、预测算法设计等系统详细设计，当然也需要进行系统功能实现、系统功能测试等具体问题的设计。

参考文献：

[1] 庄洪波. 智能交通系统中的地图路况服务研究与实现[D]. 北京： 北京邮电大学硕士学位论文， 2013.

[2] 刘明然. 智能交通系统在交通拥堵治理中的应用分析[C]. 中国智能交通协会，第八届中国智能交通年会论文集， 2013.

[3] 戎亚萍. 基于路况数据的交通流预测模型及其对比分析[D]. 北京： 北京交通大学硕士学位论文， 2013.

[4] 愈建明. 基于Java语言的套接字编程及多线程服务器编程[J]. 福建电脑， 2008 （12）： 161-162.

[5] 佟彤. 基于JSP技术网上书店的设计与实现[D]. 长春： 吉林大学硕士学位论文， 2013.

[6]. 基于Canvas的纯JavaScript图表库： ECharts[EB/OL]. （2013-07-10）. http：//www.open-open.com/lib/view/open13734175658 62.html.