基于Android手机的实时公交查询系统设计与实现

陈林

（宿迁学院 江苏省宿迁市 223800）

1 基于Android手机设计实时公交查询系统的背景

Android 系统是免费、开放的平台，所以其受到了三星、华为、中兴等诸多手机厂商的支持。根据凯度移动通信消费者指数2015年 6月公布的智 能手机操作系统市场份额数据，Android 系统在中国市场的占有率达 79%，是中国智能手机市场占有率最大的操作系统。Android 系统在中国市场占有率极高，成为多数手机用户的系统，因此，本文基于Android 手机，设计城市实时公交查询系统。

2 系统总体设计

本文设计的城市公交实时查询系统主要有三个板块，分别为后台服务器、车辆终端、手机客户端，系统设计的期望功能为为使用者提供查询车辆的位置、站台信息、发车时刻以及道路交通状况。

2.1 系统主要模块

系统的主要模块有三个，分别为后台服务器、车辆终端、手机客户端，后台模拟器的作用主要为定位车辆位置，实时更新车辆位置，并且更改道路交通状况信息。车辆终端则负责实时反应车辆位置，手机客户端则可以用来查询这些信息，系统后台服务器是指一个运行在电脑上的一个Java 应用程序，该应用后面维护着一 个数据库，用来储存公交运行中的各种数据；手机客户端和模拟车辆终端都是运行在Android 手机上的应用程序。 三个模块相结合，从而使该城市实时公交查询系统数据更准确、使用更便捷。

2.2 系统功能

系统设计的期望功能为为使用者提供查询车辆的位置、站台信息、发车时刻以及道路交通状况。系统的主要运行方式是：手机客户端和模拟车辆终端向后台服务器发出的请求，后台服务器实时更改数据库中的数据，并根据手机客户端上的请求向手机客户端反馈信息。

3 模拟后台服务器设计

模拟后台服务器为该城市公交实时查询系统的核心，它存储着所有信息，并担任信息更新的工作，模拟车辆终端和模拟手机客户端的信息都将存储在这一数据库中，由它实现信息的交互与更新。因此，模拟后台服务器的设计至关重要。模拟后台服务器的主界面为系统后台界面，管理员登录账号后，通过点击“添加路线”、“删除路线”、“更改路线”等，即可使用相应功能，添加或修改删除公交线路。模拟后台服务器是一个电脑上的一个Java 应用程序，后面维护着一个大的总数据库，而这一数据库下是每一条公交线路的数据，可以称之为小数据库，数据库中的数据将根据车辆终端及手机客户端所反应的信息不断进行更新，从而实现系统的城市实时公交查询功能。在应用投入使用前期，城市实时公交查询系统的管理员要尽可能完善地导入城市公交地线路信息，为用户提供全面准确地服务。

3.1 模拟后台服务器功能

模拟后台服务器的功能主要为：增加和删除公交路线和行车线路；接收并发布用户选定的线路上公交车传来的站点拥堵信息；为用户发布选定线路上距离最近站点的公交实时位置以及预计到达时间。这样，用户能够根据城市实时公交查询系统发布的公交实时位置以及预计到达时间，合理规划自己的出行时间。

3.2 数据库设计

模拟后台服务器连接着一个 Access 数据库，该数据库命名为bus，用来存储系统中所要用到的一些数据。Java 中有多种访问数据库的方法，而本城市公交实时查询系统采用的是把JDBC 转换成 ODBC 驱动器的方法，靠ODBC 和数据库建立通信连接。根据该城市实时公交查询系统所期望实现的功能，建立五张数据库，分别为“公交线路（Bus lines)”、“公交站点（bus stop）”、“公交位置（Bus location）”、“道路状况（Road conditions）”、“到达时间（ arrival time）”。

3.3 模拟后台服务器运行

模拟后台服务器的运行流程如图1 所示。

图1

如图1 所示，模拟后台服务器首先是一个“登录界面（ login interface)”,只有输入进正确的账号密码后，才能跳转到后续的功能模块界面。功能模块界面主要有三个板块，分别为“添加路线（Add route）”、“修改路线（Revision of route）”、“删除路线（Delete route）”，点击添加路线，即可输入线路名称以及各个站点的信息，点击修改路线，即可修改线路站点，点击删除路线，即可一键删除整条路线。模拟后台服务器的前期录入工作是比较耗费人力物力的，城市公交线路众多，全部录入需要耗费一定的时间，但本文仍未找到更方便合适有效正确的录入方式，只能选择人工录入。

4 模拟车辆终端设计

4.1 车辆实时定位功能如何实现

以人工实时更新车辆位置的方式显然耗费巨大的人力物力，且效率较低，无法实现城市实时公交查询系统中的实时二字，因此，建议在每一辆公交上防止定位系统，每隔一段固定的时间反应车辆的所属位置。如，将定位系统的固定发送信息时间定为三分钟，则每隔三分钟时间，定位系统便将公交车所处位置的经纬度发送给后台服务器，后台服务器便能够实时接受公交车辆位置并更新。时间设置的越短，则公交车的实时位置反应的越准确。但同时，也要考虑到系统的运行能力，并且公交车的行驶速度较慢，行驶的路线也已固定，无需设定非常短的时间，开发者可以根据城市实时公交查询系统的使用情况和城市公交实际运行状态来更改这一固定时间，从而既缓解系统负担，又能较为准确的反应城市公交车实时位置。

4.2 模拟车辆终端界面模块设计

为进一步准确定位车辆位置，避免一些意外状况的发生，该城市实时公交查询也可以人工更改车辆位置状态。模拟车辆终端一共有四个板块，分别为“登录界面（ login interface）”、“线路选择（Line selection）”、“站点选择（Site selection）”、“状态选择（State selection）”，车辆终端管理员正确输入账号密码后即可登录，点击相应按钮后即可实现相应的功能，顾名思义，线路选择是选择好要更改信息的信息，而后选择公交车即将到达的站点，并填写相应的道路交通状况信息。道路交通状况信息有四种状态，分别为“重度拥堵（State1）”、“中度拥堵（State2）”、“轻度拥堵（State3）”、“道路顺畅（State4）”，点击相应的状况后，后台服务器就会将要更新的数据更新在数据库中，从而实现实时更新公交位置及实时反应道路交通状况的功能。

4.3 模拟车辆终端功能

模拟车辆终端功能：向服务器发送自身的运行方向及所处的位置；实时地向服务器发送该车所在运行区间的拥堵状况。在发生意外情况时，可以人工更改车辆信息。

4.4 模拟车辆终端运行效果

模拟车辆终端运行效果良好，比起其他城市实时公交查询系统来说，它反应的数据更及时，更准确、更全面，用户能够随时查看公交车的位置变化，从而规划出行路线及时间。但缺点也是有的，给每一辆公交车辆都安装实时定位系统成本较高，且对系统的运行造成了一定程度的负担，在实际的运行过程中，公交车辆线路多样，辆数众多，系统可能会难以运行，要优化数据库的设置，设计的更简洁更节省数据空间。

5 模拟手机客户端系统设计与实现

5.1 模拟手机客户端界面模块

模拟手机客户端一共有四个功能板块，分别为“登录界面 （login interface）”、“线路选择（Line selection）”、“站点选择（Site selection）”、“状态选择（State selection）”，与模拟车辆终端所不同的是，用户在选择完线路和站点后，即可跳转到地图，地图上显示线路信息及车辆位置，系统将计算出最近的公交到达用户所选站点的预估时间，并且显示车辆终端及手机客户端所发布的道路交通状况，用户即可按照预估时间及实时更新的车辆位置，确定自己出门乘坐公交的时间。而在手机客户端的状态选择中，也有四个模块，分别为“重度拥堵（State1）”、“中度拥堵（State2）”、“轻度拥堵（State3）”、“道路顺畅（State4）”，与模拟车辆终端相同，点击相应的状况后，后台服务器就会将要更新的数据更新在数据库中，从而实现实时更新公交位置及实时反应道路交通状况的功能。

5.2 模拟手机客户端功能

模拟手机客户端功能：按公交路线查询行车线路（如输入33，即可查看公交所有站点，以起点站到终点站的顺序排列）；查询所处站点的下一辆到达的公交车所处位置；从服务器上获取在选定线路上的公交传回的道路拥堵信息。

5.3 模拟手机客户端运行效果

本论文中的模拟手机客户端均是基于 Android 平台开发的应用程序。这一模拟手机客户端是向用户发布的公交查询软件，软件的使用界面相当简洁，用户通过该系统可以随时随地查看所等待公交线路的公交车辆实时位置信息和预估到达时间，便于用户合理安排乘车时间，提高出行效率。该系统的设计和运行解决了传统城市公交实时查询系统公交位置更新不及时，无法反应道路交通状况等问题，通过车辆定位系统，实时反应车辆位置，通过车辆终端和手机客户端两者共同反应，显示道路交通状况，避免了盲目候车等问题，具有重要的实用价值。今后，还将对该系统的功能进行扩展，如反应车内乘客拥挤情况等功能，为城市公交数字化、智能化添砖加瓦。

6 结束语

模拟手机客户端是向用户发布的公交查询软件，本文设计的系统将人、车、服务器三者相结合，能较好的显示车辆信息，实时反应车辆位置，且具有一定的灵活机动性，在路况较差、交通拥堵等情况下，可以在后台更改车辆位置，并标明路况，解决了传统实时公交查询系统无法显示道路状况的问题，方便乘客实时查询车辆位置和到达站点的预估时间，选择合适的出行方案。

近年来，我国发展日新月异，城市化进程不断加快，城市交通问题日益严重。城市公交作为城市交通的重要部分，对于城市交通通畅和人们的出行便利具有非常重要的作用。实时公交系统近年来的应用已越来越广泛，通过城市实时公交查询系统，人们可以知晓车辆位置与发车时刻，从而更好的安排出行时间。