摘要：研究了基于GIS开发公交信息系统的基本方法及关键技术，设计了一个公交管理信息系统框架，探讨了公交查询及路径优化的方法及其实现技术，并基于杭州下沙开发区的实例，验证了算法的高效性和有效性。
　　关键词：GIS；公交查询；路径优化
　　中图分类号：U491.17 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 10-0000-01
　　GIS-based Xiasha Bus Information System Design and Development
　　Shu Yueqing
　　(Zhejiang Posts and Telecommunications Construction Co.,Ltd.,Hangzhou310018,China)
　　Abstract:The development of GIS-based Bus information system of the basic methods and key technologies,the design of a transportation management information system framework,and the path of the bus query optimization methods and implementation techniques,and examples based on Xiasha development zone,verify the algorithm efficiency and effectiveness.
　　Keywords:GIS;Bus inquiry;Path optimization
　　一、引言
　　城市公交查询系统能够帮助出行者快速地选择出行路径、换乘路线等，既提升了出行者的效率，又优化了公交资源的配置，提高了交通运输的效率和城市的信息服务化水平[1]。目前，国内对交通查询系统进行的研究已经有很多[2-4]，本研究主要基于GIS技术设计并实现一个公交信息管理系统。基本流程为数据采集—数据预处理—建模入库—动态查询/分析—发布。利用GIS技术设计适合公交管理的道路网络模型、公交线路模型、公交站点模型，并在GIS技术支持下实现公交节点属性查询、线路属性查询、公交线路拓扑生成、公交换乘分析等功能模块。
　　二、系统功能分析
　　公交信息系统集通用地理信息系统功能与专业应用功能为一体[5]。通用地理信息系统功能主要有：放大、缩小等的视图控制，可视、可选择、可捕捉等图层控制、图形属性数据的双向查询等，而专业应用功能主要包括：公交换乘分析、公交站点、线路数据现状分析、公交站点、线路数据拓扑关系维护等。
　　三、系统数据模型设计
　　（一）公交站点数据集
　　Sm ID–Super Map保留字段，站点唯一标示。
　　Sm User ID-站点所属的交换点编号，公交换乘及查询经过该站点的线路用该字段。
　　Name–公交站点名称。
　　（二）线路数据集
　　Sm D–Super Map保留字段，线路唯一标示。
　　Sm User ID–线路标示，如果线路来回相同，则Sm User ID和Sm ID相同，而且上行/下行、内环/外环、大环/小环线路使用相同的Sm User。
　　Sm Length–表示线路的在下沙的总长度。
　　Name–线路名称。
　　Direction–行车方向，即如果线路来回相同，则该字段为空；否则使用上行/下行，内环/外环，大环/小环线路表示。
　　Forward Priority–表示该条线路的优先级，默认设置为0，其值越大，优先级越高，其值越小，优先级越低。
　　四、实例验证
　　（一）下沙概况。杭州经济技术开发区（简称杭州开发区）是1993年4月经国务院批准设立的国家级开发区，行政管辖面积104.7平方公里，随着开发区城市化的推进，交通基础设施日益完善，交通状况逐步优化。不仅外围交通极为便捷，而且区内交通较为流畅；不仅有通畅的路网，而且有比较完善的公交配套。原有的交通体系已不堪重负。如何改善下沙交通基础设施和提高城市交通服务水平、促进城市交通良性发展，使市民由于公交线路变化的空间信息获取不方便，公交出行的可靠性降低。这使得公交行业公交信息系统开发成为必要。
　　（二）数据采集。1.原始数据的准备。下沙背景图，包括道路交通信息和其他辅助背景信息（作为数字化的辅助使用）；交通线路资料，设置正确的投影系统，缺省使用大比例尺制图标准，单位为米。2.数据的数字化。首先把采集到的站点进行数字化：新建一个点数据集，增加一个字段表示站点名，参照线路资料和站点的地理位置，输入每一个站点的名称。然后进行公交路线数字化：该步骤是整个数字化乃至以后的公交查询、公交换乘分析的基础和关键，如果不能正确进行线路数字化，在后面的步骤中将不能建立相应的公交线路—站点的拓扑关系，公交查询、公交换乘分析将不能得到正确的结果。新建线数据集后，增加三个字段，分别是Name表示线路名称；Direction表示行车方向；For Ward Priority表示该条线路的优先级，类型为长整型，默认值设为0。其值越大，优先级越高，其值越小，优先级越低。
　　（三）数据的预处理和入库。公交网络由一系列的站点及连接站点的公交线路组成。公交线路信息是指公交线路与公交站点之间的对应关系，公交线路对应沿途停靠的站点，公交站点对应该站停靠的线路。在公交网络中，公交站点连接着经过该站点的多条公交路线。由于同一条公交线路上两个方向的站点和不同公交线路上的站点分布情况较为复杂，所以必须对其进行一定的分析，抽象成网络中的节点。
　　（四）主要功能实现。Super Map IS.NET公交分析功能，地图服务器在原有的基础上利用SMIS Bus Network组件，提供公交的换乘分析和公交查询，即：通过模糊查询确定起始站点和终止站点查找若干线路，查询某一线路经过的站点，查询某一站点的所有的线路。（1）公交站点查询。选择站点的名称，然后查询出站点，点击高亮显示就可以在地图数据中显示出来。（2）公交线路查询。选择线路的名称，然后查询出线路，点击高亮显示就可以在地图数据中显示出来。（3）确定站点查询。在本系统中，公交站点作为查询条件，确定出发、到达站点。输入公交站点名称，则直接查询该名称的公交站点集。（4）直达车查询。利用出发站点（集）、到达站点（集）的属性数据表，查找同名公交线路。如果没有直通车，则自动查找一次换乘。（5）一次换乘查询。利用出发站点（集）的属性数据表，查询过出发站点（集）的所有公交线路；对每一线路利用空间查询经过该线路的公交站点集，并和线路属性表对照，排除经过但不停靠的站点，得换乘站点集；换乘站点集与到达站点之间进行直通车查询，但要避免3路换3路的逻辑错误。如果没有一次换乘方案，则自动查找两次换乘。（6）两次换乘查询。查询过出发（集）、到达站点（集）的所有公交线路名称，综合查询空间与属性数据得到公交线路经过且停靠的公交站点集，在对应的两停靠站点集间进行直通车查询。
　　五、结论
　　本文设计并实现了一个基于GIS的公交管理信息系统，实现了基本的公交站点查询、线路查询、直达车查询、换乘查询等功能，并基于杭州下沙开发区的实例，验证了系统的有效性和高效性。系统能够方便快速的提供乘车方案，满足应用的要求；系统还提供了最优化乘车方案的可视化，实现了地图显示能力；系统解决了一些实际问题，具有一定的实用价值和市场前景。