基于Java程序的現代城市地鐵查詢系統設計

張婉貞+吳萃+肖佳宇

摘要：文章針對現代城市地鐵線路規劃者和普通用戶使用的城市地鐵查詢系統進行了應用設計，設計軟件提供了包括地鐵線路的管理與維護、地鐵公司信息的管理與維護、地鐵信息管理與維護，同時提供各種類型的查詢，并能對查詢結果按從優原則排序的智能查詢，基本滿足了城市地鐵線路查詢系統的功能需要。

關鍵詞：程序設計；城市交通；查詢系統

中圖分類號：TP311.10 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2016.03.012

0引言

隨著信息技術的不斷發展，信息化以一股巨大變革力量的面貌出現在城市信息化領域，我國交通運輸業也不斷發展，各個城市都逐漸上線了城市地鐵。計算機信息技術為城市的飛速發展開辟了新的空間，提供了新的手段，同時為城市地鐵公司業務發展賦予了更多的機會，成為現代城市交通信息化發展的潮流?，F階段，在國內一二線城市人們出入方式已經啟用城市地鐵，特別是對于那些到外地出差、打工等流動人群而言，地鐵對他們而言是必不可少的。但是，對于那個自己不熟悉的城市，乘坐地鐵也是一個很大的難題，因此，開發一個城市地鐵查詢系統就顯得非常重要。所以，我們團隊選擇以Java技術實現城市地鐵查詢系統，也借此研究及設計對大學所學知識作為一次綜合性運用。本系統的核心是進行路線的查詢，并且輸入所要查詢的車站名，點擊“查詢”按鈕，能查詢所有擁有該站的地鐵線。

1系統分析

在系統設計的開始，要首先考慮如何用數據模型構造數據庫的結構與語義。目前廣泛使用的數據模型可分為兩大類：一類是獨立于計算機系統的“概念數據模型”，比如“實體聯系模型”，而另一類則是直接面向數據庫邏輯結構的“結構數據模型”。然而，在該系統中我所采用的是“實體聯系模型”來描述數據庫的結構與語義，以及對數據的抽象。實體聯系模型直接從現實世界抽象出實體類型及實體間聯系，然后使用E-R圖來表現出數據的模型。它有兩個明顯的優點：容易理解和用戶容易接受。但實體聯系模型只能說明實體間的聯系，無法進一步說明內部詳細的數據結構，它僅僅只是數據庫設計的第一步。通過需求分析可以從用戶那里了解到對該項目的基本信息內容和要求，這是進行項目后續工作的前提。需求分析在程序設計中非常重要，我們對基于Java的城市地鐵查詢系統的系統需求進行分析，分析它的可行性以及重要性，進而對系統的各個模塊進行完整的分析和設計。

系統有兩個角色：一般用戶和管理員。用戶憑賬號和密碼便可以進行地鐵信息查詢，如：查詢地鐵線信息（包括基本信息和線路信息），查詢經過某站點的所有地鐵線信息，換乘方案查詢，查看地鐵消息等。管理員不但有一般用戶的查詢功能，還具有線路管理維護的功能，如：線路站點管理，線路屬性信息管理，消息發布等。本城市地鐵查詢系統主要三個功能，分別為：線路管理、站點管理、消息管理。線路管理：用戶可通過站點找線路，也可直接查看線路所擁有的站點。管理員可對線路進行添加、刪除和修改。站點管理：用戶可通過所知道的站點來查找線路，安排出行路線。管理員可對站點進行添加、刪除和修改。消息發布：管理員可通過消息發布功能對系統消息及時更新。系統功能結構，如圖l所示。

在明確了系統目標與數據庫結構的前提下，設計出本系統的主要功能：系統登錄、數據輸入與修改、數據綜合查詢、數據統計等。以系統登錄與管理為例，為了確保用戶數據的保密性和安全性，防止非法用戶對數據惡意的破壞，系統將使用登錄系統，將事先設計好的用戶名和密碼信息放在數據表中。登錄時系統自動將用戶輸入的信息和數據表中的數據進行比較，只有合法用戶才能登錄本系統并且使用本系統。通過系統管理用戶可以實現用戶登錄密碼修改等功能。數據輸入、刪除與修改統稱數據管理，用戶可以根據自己的需要，對數據表中的數據進行管理，將改動的數據及時傳到后臺的數據庫中，保證數據的實時性、有效性。查詢功能是一個系統的核心部分，反映了一個系統的好壞。本系統能夠對地鐵線路信息、地鐵線路信息、換乘信息和站點進行查詢。

2數據庫設計

數據庫設計是系統應用程序開發的重要組成部分。在數據庫設計中，除了遵循標準的3范式理論、數據獨立性、數據完整性以外，結合本管理系統實際，采取了以下方陣：命名規范化，對數據庫對象命名時盡量使用有意義的英文單詞、縮寫詞、表名下劃線等組合，便于識別和記憶，而且命名長度不要超過30個字符，便于應用本系統適應不同的數據庫，并盡量保持命名風格的統一；允許擁有適量的數據冗余，使提高數據庫執行效率。數據庫設計，有時降低數據庫范式要求，適當增加數據冗余，可以達到空間換時間的效果；必須確保字段名稱和字段類型的一致性；根據實際運行效果對數據庫的性能進行合適的分析和優化，合理使用存儲過程有利于提高運行的速度，可以避免大量數據的傳輸，提高系統的性能。合理使用索引也是一種能夠提高數據庫訪問效率的有效手段，但是并不是盲目多建一些索引，而是要和數據庫應用的處理需求相結合，合理地建立；降低表間關聯，為了確保數據庫的一致性和完整性，設計人員往往會設計過多的表間關聯。表間關聯是一種強制措施，建立后，對父表、子表的插入、修改、刪除操作均要占用系統的開銷。所以本系統數據庫表關聯不采用外鍵，對數據不用太多的約束。數據庫的設計是允許數據庫訪問應用程序開發的最重要部分，它將直接影響系統的長期有效性和產品化程度。

3數據庫邏輯結構設計

針對應用廣泛性與可擴展性，系統采用開源的SQL數據庫管理系統，不僅能夠滿足最大的數據處理系統和商業Web站點存儲數據的需要，還能為個人或小企業提供易于使用的數據存儲服務。系統中主要創建5個表：地鐵表、stationinfo表、s user表、地鐵線路表和換乘表。

①地鐵表

地鐵表主要存放始發站、終點站站、地鐵線號、票價和營運時間，當用戶查詢地鐵線路信息時需要訪問此表，如表1所示。

②換乘表

換乘表主要存放先乘線號、中轉站、換乘地鐵和總站數。用戶查詢線路時，實現1次換乘查詢功能時訪問此表，如表2所示。

③stationinfo表

stationinfo表主要存放站點名和地鐵線路所擁有的站點，用于用戶查詢站點和地鐵線路時訪問此表，如表3所示。

④s user表

s user表存放登陸系統所需要的用戶名和密碼，登錄后臺時需要訪問此表，如表4所示。

⑤地鐵線路表

地2鐵線路表存放地鐵線號和序號，用戶查詢地鐵線路時訪問此表，如表5所示。

4系統模塊功能概述

我們所設計的城市地鐵查詢系統包括系統系統登陸模塊、密碼修改模塊、地鐵線路查詢模塊、地鐵站點查詢模塊和添加線路、修改線路、刪除線路。

本系統實現的功能有：

1.增加站點、修改站點、刪除站點；

2.線路查詢、換乘方案查詢、站點查詢；

3.系統管理員對地鐵公司所轄的地鐵相應信息的管理；

4.游客利用地鐵查詢系統來查詢出行方案。

系統主要分四個模塊：

1.地鐵線路查詢模塊：查詢某一地鐵線的基本信息和路線信息；

2.地鐵站點查詢模塊：查詢通過某一站點的所有地鐵線（包括地鐵線基本信息和路線信息）；

3.換乘查詢模塊：查詢由開始地到目的地的乘車方案，支持直達和一次換乘；

4.查看地鐵信息模塊：打開軟件時，就會彈出最新的地鐵信息，提醒用戶。

登錄成功后，進入系統主界面，用戶可進行站點查詢、線路查詢和乘車查詢，并且可以查看幫助、地鐵咨詢和地鐵公司的資料。系統主界面，如圖2所示。

地鐵線路信息維護模塊由如下幾個部分組成：地鐵信息查看和地鐵線路信息修改功能，其主要功能是對地鐵線路信息進行維護操作。

地鐵線路信息查看功能：點擊左邊菜單樹的地鐵信息按鈕，即可以查看地鐵線路信息。界面設計如圖3、4所示。

4結束語

大數據時代，智能應用軟件發展訊迅速，本文作為新時期高校計算機專業學生，大學生創新創業訓練項目團隊的一個初步階段研究成果，在系統的完美性、綜合應用性、運行成熟性上還有有待進一步完善，在今后的學習和研究過程中將更注重智能化、實用性的相結合。