基于Java程序的现代城市地铁查询系统设计

张婉贞+吴萃+肖佳宇

摘要：文章针对现代城市地铁线路规划者和普通用户使用的城市地铁查询系统进行了应用设计，设计软件提供了包括地铁线路的管理与维护、地铁公司信息的管理与维护、地铁信息管理与维护，同时提供各种类型的查询，并能对查询结果按从优原则排序的智能查询，基本满足了城市地铁线路查询系统的功能需要。

关键词：程序设计；城市交通；查询系统

中图分类号：TP311.10 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2016.03.012

0引言

随着信息技术的不断发展，信息化以一股巨大变革力量的面貌出现在城市信息化领域，我国交通运输业也不断发展，各个城市都逐渐上线了城市地铁。计算机信息技术为城市的飞速发展开辟了新的空间，提供了新的手段，同时为城市地铁公司业务发展赋予了更多的机会，成为现代城市交通信息化发展的潮流。现阶段，在国内一二线城市人们出入方式已经启用城市地铁，特别是对于那些到外地出差、打工等流动人群而言，地铁对他们而言是必不可少的。但是，对于那个自己不熟悉的城市，乘坐地铁也是一个很大的难题，因此，开发一个城市地铁查询系统就显得非常重要。所以，我们团队选择以Java技术实现城市地铁查询系统，也借此研究及设计对大学所学知识作为一次综合性运用。本系统的核心是进行路线的查询，并且输入所要查询的车站名，点击“查询”按钮，能查询所有拥有该站的地铁线。

1系统分析

在系统设计的开始，要首先考虑如何用数据模型构造数据库的结构与语义。目前广泛使用的数据模型可分为两大类：一类是独立于计算机系统的“概念数据模型”，比如“实体联系模型”，而另一类则是直接面向数据库逻辑结构的“结构数据模型”。然而，在该系统中我所采用的是“实体联系模型”来描述数据库的结构与语义，以及对数据的抽象。实体联系模型直接从现实世界抽象出实体类型及实体间联系，然后使用E-R图来表现出数据的模型。它有两个明显的优点：容易理解和用户容易接受。但实体联系模型只能说明实体间的联系，无法进一步说明内部详细的数据结构，它仅仅只是数据库设计的第一步。通过需求分析可以从用户那里了解到对该项目的基本信息内容和要求，这是进行项目后续工作的前提。需求分析在程序设计中非常重要，我们对基于Java的城市地铁查询系统的系统需求进行分析，分析它的可行性以及重要性，进而对系统的各个模块进行完整的分析和设计。

系统有两个角色：一般用户和管理员。用户凭账号和密码便可以进行地铁信息查询，如：查询地铁线信息（包括基本信息和线路信息），查询经过某站点的所有地铁线信息，换乘方案查询，查看地铁消息等。管理员不但有一般用户的查询功能，还具有线路管理维护的功能，如：线路站点管理，线路属性信息管理，消息发布等。本城市地铁查询系统主要三个功能，分别为：线路管理、站点管理、消息管理。线路管理：用户可通过站点找线路，也可直接查看线路所拥有的站点。管理员可对线路进行添加、删除和修改。站点管理：用户可通过所知道的站点来查找线路，安排出行路线。管理员可对站点进行添加、删除和修改。消息发布：管理员可通过消息发布功能对系统消息及时更新。系统功能结构，如图l所示。

在明确了系统目标与数据库结构的前提下，设计出本系统的主要功能：系统登录、数据输入与修改、数据综合查询、数据统计等。以系统登录与管理为例，为了确保用户数据的保密性和安全性，防止非法用户对数据恶意的破坏，系统将使用登录系统，将事先设计好的用户名和密码信息放在数据表中。登录时系统自动将用户输入的信息和数据表中的数据进行比较，只有合法用户才能登录本系统并且使用本系统。通过系统管理用户可以实现用户登录密码修改等功能。数据输入、删除与修改统称数据管理，用户可以根据自己的需要，对数据表中的数据进行管理，将改动的数据及时传到后台的数据库中，保证数据的实时性、有效性。查询功能是一个系统的核心部分，反映了一个系统的好坏。本系统能够对地铁线路信息、地铁线路信息、换乘信息和站点进行查询。

2数据库设计

数据库设计是系统应用程序开发的重要组成部分。在数据库设计中，除了遵循标准的3范式理论、数据独立性、数据完整性以外，结合本管理系统实际，采取了以下方阵：命名规范化，对数据库对象命名时尽量使用有意义的英文单词、缩写词、表名下划线等组合，便于识别和记忆，而且命名长度不要超过30个字符，便于应用本系统适应不同的数据库，并尽量保持命名风格的统一；允许拥有适量的数据冗余，使提高数据库执行效率。数据库设计，有时降低数据库范式要求，适当增加数据冗余，可以达到空间换时间的效果；必须确保字段名称和字段类型的一致性；根据实际运行效果对数据库的性能进行合适的分析和优化，合理使用存储过程有利于提高运行的速度，可以避免大量数据的传输，提高系统的性能。合理使用索引也是一种能够提高数据库访问效率的有效手段，但是并不是盲目多建一些索引，而是要和数据库应用的处理需求相结合，合理地建立；降低表间关联，为了确保数据库的一致性和完整性，设计人员往往会设计过多的表间关联。表间关联是一种强制措施，建立后，对父表、子表的插入、修改、删除操作均要占用系统的开销。所以本系统数据库表关联不采用外键，对数据不用太多的约束。数据库的设计是允许数据库访问应用程序开发的最重要部分，它将直接影响系统的长期有效性和产品化程度。

3数据库逻辑结构设计

针对应用广泛性与可扩展性，系统采用开源的SQL数据库管理系统，不仅能够满足最大的数据处理系统和商业Web站点存储数据的需要，还能为个人或小企业提供易于使用的数据存储服务。系统中主要创建5个表：地铁表、stationinfo表、s user表、地铁线路表和换乘表。

①地铁表

地铁表主要存放始发站、终点站站、地铁线号、票价和营运时间，当用户查询地铁线路信息时需要访问此表，如表1所示。

②换乘表

换乘表主要存放先乘线号、中转站、换乘地铁和总站数。用户查询线路时，实现1次换乘查询功能时访问此表，如表2所示。

③stationinfo表

stationinfo表主要存放站点名和地铁线路所拥有的站点，用于用户查询站点和地铁线路时访问此表，如表3所示。

④s user表

s user表存放登陆系统所需要的用户名和密码，登录后台时需要访问此表，如表4所示。

⑤地铁线路表

地2铁线路表存放地铁线号和序号，用户查询地铁线路时访问此表，如表5所示。

4系统模块功能概述

我们所设计的城市地铁查询系统包括系统系统登陆模块、密码修改模块、地铁线路查询模块、地铁站点查询模块和添加线路、修改线路、删除线路。

本系统实现的功能有：

1.增加站点、修改站点、删除站点；

2.线路查询、换乘方案查询、站点查询；

3.系统管理员对地铁公司所辖的地铁相应信息的管理；

4.游客利用地铁查询系统来查询出行方案。

系统主要分四个模块：

1.地铁线路查询模块：查询某一地铁线的基本信息和路线信息；

2.地铁站点查询模块：查询通过某一站点的所有地铁线（包括地铁线基本信息和路线信息）；

3.换乘查询模块：查询由开始地到目的地的乘车方案，支持直达和一次换乘；

4.查看地铁信息模块：打开软件时，就会弹出最新的地铁信息，提醒用户。

登录成功后，进入系统主界面，用户可进行站点查询、线路查询和乘车查询，并且可以查看帮助、地铁咨询和地铁公司的资料。系统主界面，如图2所示。

地铁线路信息维护模块由如下几个部分组成：地铁信息查看和地铁线路信息修改功能，其主要功能是对地铁线路信息进行维护操作。

地铁线路信息查看功能：点击左边菜单树的地铁信息按钮，即可以查看地铁线路信息。界面设计如图3、4所示。

4结束语

大数据时代，智能应用软件发展讯迅速，本文作为新时期高校计算机专业学生，大学生创新创业训练项目团队的一个初步阶段研究成果，在系统的完美性、综合应用性、运行成熟性上还有有待进一步完善，在今后的学习和研究过程中将更注重智能化、实用性的相结合。