基于大数据的智能公交系统时间表优化

目  录

1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文结构与章节安排

2 系统分析

2.1 可行性分析

2.1.1技术可行性分析

2.1.2 操作可行性分析

2.1.3经济可行性分析

2.2 系统功能分析

2.2.1 功能性分析

2.2.2 非功能性分析

2.3 系统用例分析

2.4系统流程分析

2.4.1用户登录流程

2.4.2信息添加流程

2.4.3信息删除流程

2.5本章小结

3 系统总体设计

3.1 系统架构设计

3.2 系统功能模块设计

3.3 数据库设计

3.3.1 数据库概念结构设计

3.3.2 数据库逻辑结构设计

3.4本章小结

4 系统详细设计与实现

4.1普通用户功能模块

4.1.1 用户注册界面

4.1.2 用户登录界面

4.1.3个人资料界面

4.1.4新闻资讯界面

4.1.5站点信息界面

4.1.6路线信息界面

4.2管理员功能模块

4.2.1 管理员功能界面

4.2.2系统用户界面

4.2.3 站点信息管理界面

4.2.4 路线信息管理界面

4.2.5 路线分类管理界面

4.2.6系统管理界面

4.2.7通知公告管理界面

4.2.7交流管理界面

5系统测试

5.1 系统测试用例

5.2 系统测试结果

结论

参考文献

致  谢

摘要

随着城市化进程的加快，公共交通系统的效率和服务质量日益受到关注。本文旨在研究和实现一个基于大数据的智能公交系统，通过Django框架对公交时间表进行优化，以提升公交服务的可靠性和用户体验。对当前公交系统中存在的时间表不准确、发车间隔不合理等问题进行了深入分析，并指出这些问题对乘客出行造成的负面影响。

基于大数据技术，本文设计了数据采集、存储和处理的完整流程。通过实时收集公交车辆的运行数据、乘客出行数据及交通流量数据，运用数据分析工具分析这些数据，以识别乘客的高峰出行需求和线路的运行瓶颈，从而为优化措施提供依据。

在系统实现过程中，利用Django框架搭建了智能公交系统的后端，设计了包括用户管理、站点信息管理、路线信息管理、路线分类管理、系统管理、留言管理、通知公告管理、资源管理和交流管理等功能模块。通过前端展示，系统提供了友好的用户界面，提升了用户的操作体验。经过系统的测试与验证，结果显示，优化后的时间表显著提高了公交的准点率，减少了乘客的等待时间。

最后，本文总结了研究成果及其不足之处，并对未来的研究方向提出了建议。通过本次研究，旨在为城市公共交通的智能化管理提供有益的借鉴和实践经验，推动城市交通的可持续发展。

关键词：Django；公交系统；大数据；Python

Abstract

With the acceleration of urbanization, the efficiency and service quality of public transportation systems are increasingly receiving attention. This article aims to study and implement an intelligent public transportation system based on big data, optimizing the bus schedule through the Django framework to enhance the reliability and user experience of public transportation services. An in-depth analysis was conducted on the issues of inaccurate schedules and unreasonable departure intervals in the current public transportation system, and the negative impact of these problems on passenger travel was pointed out.

Based on big data technology, this article designs a complete process for data collection, storage, and processing. By collecting real-time operational data of public transportation vehicles, passenger travel data, and traffic flow data, and using data analysis tools to analyze these data, peak travel demands of passengers and operational bottlenecks of routes can be identified, providing a basis for optimization measures.

In the process of system implementation, the backend of the intelligent public transportation system was built using the Django framework, and functional modules including user management, station information management, route information management, route classification management, system management, message management, notification and announcement management, resource management, and communication management were designed. Through front-end display, the system provides a user-friendly interface, enhancing the user experience. After system testing and verification, the results show that the optimized schedule significantly improves the punctuality of buses and reduces passenger waiting time.

Finally, this article summarizes the research results and their shortcomings, and provides suggestions for future research directions. Through this study, the aim is to provide useful reference and practical experience for the intelligent management of urban public transportation, and promote the sustainable development of urban transportation.

Keywords:Django； Public transportation system; big data; Python

1 绪论

1.1 选题背景和意义

随着城市化进程的加快，城市公共交通成为了人们日常出行的重要选择。然而，传统公交随着城市化进程的不断加快，公共交通作为城市交通的重要组成部分，其效率和服务质量愈发受到关注。然而，传统公交系统在时间表安排、发车频率和线路设计等方面常常存在诸多不足，这不仅导致了乘客的出行体验不佳，还影响了公共交通的整体利用率。乘客常常面临发车不准、等待时间过长、信息更新滞后等问题，进而使得许多人选择其他交通方式，这加剧了城市的交通拥堵和环境污染。因此，优化公交时间表，提高公共交通的运行效率显得尤为重要。

基于大数据技术的智能公交系统提供了一个有效的解决方案，通过对实时公交运行数据、乘客出行行为和交通流量信息的深入分析，管理者能够准确把握高峰出行需求和线路瓶颈。这种数据驱动的决策方法不仅有助于动态调整公交发车时间和频率，还能够优化线路设计，使之更加符合实际使用情况。通过科学合理的时间表优化，公共交通的准点率和服务质量将显著提高，乘客的等待时间和出行成本也将有效降低。

此外，智能公交系统的实施还能够提升信息透明度，使乘客能够实时获取公交到站信息、线路变更和其他重要通知，从而增强出行的便利性和安全感。这不仅改善了用户体验，还能吸引更多人选择公共交通出行，有助于缓解城市交通压力，促进城市可持续发展。综上所述，基于大数据的智能公交系统时间表优化研究，不仅具有重要的理论价值，还具有很强的现实意义，为提升城市公共交通的智能化管理提供了创新的思路与实践路径。

1.2国内外研究现状

基于大数据的智能公交系统时间表优化的研究在国内外具有广泛的关注，且在理论和实践层面均取得了一定的进展。

在国际上，许多城市积极应用大数据技术以提升公共交通效率。以美国纽约市为例，“NYC Transit”系统通过对实时公交数据和乘客出行模式的分析，开发了“Citymapper”应用。这款应用利用大数据提供实时公交到达信息、最佳出行路线及替代路线选择，极大地改善了用户体验。研究显示，该应用使得公共交通的使用频率显著增加，公交调度的灵活性也得到了提升。此外，伦敦交通局（TfL）也在公交优化方面取得了显著成效，通过大数据分析和机器学习，优化了公交车的发车频率和运行线路，减少了乘客的等待时间，提升了整体服务质量。

在亚洲方面，新加坡的“Land Transport Authority”同样运用了大数据进行公交系统优化。通过分析乘客的出行数据和交通流量，系统动态调整公交时间表和线路设置，以应对高峰时段的需求变化。这种基于大数据的调度策略有效提高了公交的准时率，并减少了拥堵现象。

在国内，随着智慧城市和智能交通的发展，基于大数据的公交系统优化也逐渐成为研究热点。例如，深圳市交通运输委员会采用大数据技术，实时监控公交车辆和乘客出行行为，通过数据分析优化公交的发车频率和运行路线。研究表明，在实施这些优化措施后，深圳公交的准点率提高了15%以上，乘客满意度显著提升。此外，成都市也开展了类似的研究，通过对公交运行数据的分析，优化了公交时间表，使得高峰时段的乘客流量得到了有效的管理。

在学术界，国内一些高校和研究机构也积极开展相关研究工作。例如，清华大学的交通研究中心提出了一种基于需求预测的公交时间表优化模型，利用历史公交数据和实时需求数据进行机器学习，动态调整发车时间，以实现更加灵活的公交服务。该模型通过模拟实验验证了其有效性，显示出较传统调度方法更优的性能。

此外，随着技术的发展，社交媒体和移动终端的普及也为大数据的应用提供了新的机遇。用户在社交网络上的出行分享和反馈，成为公交系统优化的重要数据来源。一些研究表明，结合社交媒体数据可以进一步提升公交调度的准确性和响应速度。

综上所述，国内外在基于大数据的智能公交系统时间表优化方面的研究和实践逐渐深入，成果显著。在未来，随着大数据技术的不断发展，公交系统的优化将更加智能化和人性化，促进公共交通服务质量的提升，并为城市的可持续发展提供支持。

1.3论文结构与章节安排

本文共分为六章，章节内容安排如下：

第一章为引言，此章节对所设计和实现的系统的背景和状况以及意义进行详细的论述以及说明，同时进行了论文整体框架的结构的简要介绍。

第二章为系统需求分析，章节所做的主要的工作是对系统进行了技术、经济和操作方面可行性的分析；对系统实行了总体功能的需求、用例分析。

第三章为系统的设计，主要是对系统的功能结构进行设计，并对系统数据库的概念结构以及物理结构的设计进行了分析。

第四章就是对系统的实现，根据系统功能的划分，分别的对系统所需要实现的前台客户功能和后台管理员功能进行了分析和说明。

第五章：系统测试。主要对系统的部分界面进行测试并对主要功能进行测试

第六章：总结。

2 系统分析

系统分析是开发一个项目的先决条件，通过系统分析可以很好的了解系统的主体用户的基本需求情况，同时这也是项目的开发的原因。进而对系统开发进行可行性分析，通常包括技术可行性、经济可行性等，可行性分析同时也是从项目整体角度进行的分析。然后就是对项目的具体需求进行分析，分析的手段一般都是通过用户的用例图来实现。下面是详细的介绍。

2.1 可行性分析

系统可行行分析是对系统对系统可行性进行一个探讨。在探讨系统的可行性上我们主要从技术上的可行性和经济上的可行性以及操作的可行性上进行分析，如果三个层面度通过，我们则认为系统是比较可行的。

2.1.1技术可行性分析

本系统采用Django作为开发框架，以其全面性和广泛适用性满足多种功能需求。在数据存储方面，我们选择了MySQL数据库，因其稳定性和高效性被广泛使用。此外，开发工具PyCharm提供了丰富的框架和函数库，显著提高了开发效率。经过三年多的学习与实践，已经对这些技术已熟练掌握，尤其是在Python编程方面具备较强能力。因此，基于Django、MySQL和PyCharm的组合，系统在技术上的可行性相当充足，为智能公交系统的成功实施奠定了坚实基础。

2.1.2 操作可行性分析

操作可行性分析主要评估智能公交系统在实际运行中的可操作性和易用性。系统设计考虑了用户的实际需求，界面友好，操作简单，便于用户和管理员快速上手。通过直观的导航和清晰的功能划分，用户可以轻松获取公交信息、查询时间表和提交反馈。同时，培训和技术支持将为用户提供必要的帮助，确保系统能够顺利实施和运行。综上所述，该系统在操作上的可行性良好，能够满足不同用户群体的需求。

2.1.3经济可行性分析

经济可行性分析主要是考虑在系统开发的过程中所涉及到的费用问题，从全方位角度分析，费用主要涉及人力资本费用，相关设备费用，以及维护费用等。本次系统开发的整体规模都比较小，涉及到的费用较低，对于个人来讲，都可以承受，为此，经济可行性的分析也是行得通的。

2.2 系统功能分析

2.2.1 功能性分析

基于大数据的智能公交系统时间表优化主要划分为了普通用户和管理员这两大部分，具体功能描述如下：

• 普通用户功能介绍：

注册登录:普通用户可以通过手机号码、用户姓名、邮箱等信息进行注册和登录。系统支持密码找回功能，确保用户账户的安全性和便利性。

首页:首页展示系统的核心功能入口，用户可以快速浏览到自己需要的信息，并获取实时动态。

交流论坛:用户可以在论坛中参与讨论，分享乘车经验、提出建议或询问问题。论坛支持发帖、评论和点赞，鼓励用户积极互动，形成良好的社区氛围。

通知公告:发布的最新公告和重要通知将在此模块展示。用户可以随时查看，以便及时获取最新动态。

新闻资讯:提供与公交系统相关的新闻和信息更新，帮助用户了解公共交通的发展趋势和相关政策信息。

留言反馈:用户可以在此模块提交对公交系统的意见和建议，反馈乘车体验、时间表准确性等问题。系统将对用户的反馈进行收集和分析，以便进一步优化服务。

 站点信息:用户可以查询各个公交站点的信息，包括站点名称、位置、可到达的公交路线、实时到站信息等，方便用户进行线路规划和出行安排。

路线信息:提供详细的公交路线信息，包括起点、终点、途经站点、发车频率、预计到达时间等。用户可以根据自己的需求选择最合适的出行路线。

我的账户:用户可以在此模块管理个人账户信息，包括查看个人资料、修改密码等。确保用户账户的安全与隐私。

个人首页：展示用户的基本信息和乘车记录，提供个性化的使用体验。

收藏：用户可以收藏常用的站点、路线或重要公告，以便后续快速访问，提高使用效率。

管理员功能介绍：

登录:管理员通过专用的管理后台进行登录，采用安全的身份验证机制（如用户名和密码）确保系统的安全性。登录成功后，管理员将访问系统的各项管理功能。

 后台首页:后台首页是管理员的主要控制面板，展示系统的整体状态以及重要通知和快捷入口，便于管理员快速了解系统运行状态和进行操作。

系统用户管理:管理员可以查看和管理所有注册用户的信息，包括用户的注册状态、角色、活动记录等。支持对用户进行禁用、启用等操作，以维护系统的安全性与秩序。

站点信息管理:管理员能够添加、编辑和删除公交站点信息，包括站点名称、位置、交通设施等。确保用户获取最新、最准确的站点信息，提升服务质量。

路线信息管理:管理员负责维护公交路线信息，包括起点、终点、途经站点、发车频率等。可对路线进行调整、优化和更新，确保公交时间表的准确性和实用性。

 路线分类管理:该功能允许管理员对公交路线进行分类管理，便于用户在查询时快速找到所需的路线信息。可以自定义分类名称和标准，提升系统的灵活性和用户体验。

系统管理（轮播图）:管理员可以管理系统首页的轮播图，包括图片的上传、调整显示顺序和链接设置等。通过轮播图展示重要通知、活动宣传或系统更新，提高用户的关注度和参与度。

留言管理:管理员能够查看用户在留言反馈模块中提交的意见和建议，进行分类、回复或处理。及时响应用户反馈，提高用户满意度和服务质量。

通知公告管理:管理员可以发布和管理系统的通知公告，包括新增、编辑和删除公告信息。确保用户能够及时获取系统的重要信息和动态。

资源管理（新闻资讯、资讯分类）:管理员负责管理系统中的新闻资讯，包括发布新的资讯、编辑现有资讯和分类管理。可以根据用户需求和热点信息，维护资讯的相关性和时效性。

交流管理:管理员可以管理用户在交流论坛中的发帖和评论，包括审核、删除不当内容、维护社区秩序等。通过积极的管理，营造良好的交流氛围。

2.2.2 非功能性分析

基于大数据的智能公交系统时间表优化的非功能性需求比如基于大数据的智能公交系统时间表优化的安全性怎么样，可靠性怎么样，性能怎么样，可拓展性怎么样等。具体可以表示在如下2-1表格中：

表2-1基于大数据的智能公交系统时间表优化非功能需求表

安全性	主要指基于大数据的智能公交系统时间表优化数据库的安装，数据库的使用和密码的设定必须合乎规范。
可靠性	可靠性是指基于大数据的智能公交系统时间表优化能够按照用户提交的指示进行操作，经过测试，可靠性90%以上。
性能	性能是影响基于大数据的智能公交系统时间表优化占据市场的必要条件，所以性能最好要佳才好。
可扩展性	比如数据库预留多个属性，比如接口的使用等确保了系统的非功能性需求。
易用性	用户只要跟着基于大数据的智能公交系统时间表优化的页面展示内容进行操作，就可以了。
可维护性	基于大数据的智能公交系统时间表优化开发的可维护性是非常重要的，经过测试，可维护性没有问题

2.3 系统用例分析

基于大数据的智能公交系统时间表优化的完整UML用例图分别如下图所示。

普通用户角色用例图如下图所示。

图2-1 普通用户角色用例图

管理员角色用例图如下图所示。

图2-2管理员角色用例图

2.4系统流程分析

2.4.1用户登录流程

对于系统的安全性的第一关，就是用户想要进入系统，必须通过登录窗口，输入自己的登录信息才可以进行登录，用户输入的信息准确无误后才可以进入到操作系统界面，进行功能模块的相对应操作，如果用户输入的信息不正确，则窗口出现提示框，用户登录失败，返回到第一步进行重新输入，如图2-3所示。

图2-3登录操作流程图

2.4.2信息添加流程

对于基于大数据的智能公交系统时间表优化，需要随时添加所需要的数据信息，对于用户添加信息，需要根据添加界面，根据选框的内容进行填写所要添加的数据信息，信息输入完成后判断数据信息是否符合要求，符合要求则添加完成，用户所添加的信息不符合要求，则需要返回到第一步，重新输入数据信息，再进行判断操作，如图2-4所示。

图2-4信息添加流程图

2.4.3信息删除流程

不管是哪个用户角色进入到不通的系统操作界面，都可以进行不同的信息内容的操作功能，对用系统数据信息的删除，用户一旦将信息删除，那么该删除的数据信息将无法恢复，所以用户在对数据删除事，一定判断删除的内容是否是确定要删除的，确定无误后选择确定删除操作，如图2-5所示。

图2-5信息删除流程图

2.5本章小结

本章主要通过对基于大数据的智能公交系统时间表优化的可行性分析、功能需求分析、系统用例分析、系统流程分析，确定整个基于大数据的智能公交系统时间表优化要实现的功能。同时也为基于大数据的智能公交系统时间表优化的代码实现和测试提供了标准。

3 系统总体设计

本章主要讨论的内容包括基于大数据的智能公交系统时间表优化的系统架构设计、功能模块设计和数据库系统设计。

3.1 系统架构设计

本基于大数据的智能公交系统时间表优化从架构上分为三层：表现层（UI）、业务逻辑层（BLL）以及数据层（DL）。

图3-1基于大数据的智能公交系统时间表优化系统架构设计图

表现层（UI）：又称UI层，主要完成本基于大数据的智能公交系统时间表优化的UI交互功能，一个良好的UI可以打打提高用户的用户体验，增强用户使用本基于大数据的智能公交系统时间表优化时的舒适度。UI的界面设计也要适应不同版本的基于大数据的智能公交系统时间表优化以及不同尺寸的分辨率，以做到良好的兼容性。UI交互功能要求合理，用户进行交互操作时必须要得到与之相符的交互结果，这就要求表现层要与业务逻辑层进行良好的对接。

业务逻辑层（BLL）：主要完成本基于大数据的智能公交系统时间表优化的数据处理功能。用户从表现层传输过来的数据经过业务逻辑层进行处理交付给数据层，系统从数据层读取的数据经过业务逻辑层进行处理交付给表现层。

数据层（DL）：由于本基于大数据的智能公交系统时间表优化的数据是放在服务端的mysql数据库中，因此本属于服务层的部分可以直接整合在业务逻辑层中，所以数据层中只有数据库，其主要完成本基于大数据的智能公交系统时间表优化的数据存储和管理功能。

3.2 系统功能模块设计

在上一章节中主要对系统的功能性需求和非功能性需求进行分析，并且根据需求分析了本基于大数据的智能公交系统时间表优化中的用例。那么接下来就要开始对本基于大数据的智能公交系统时间表优化的架构、主要功能开始进行设计。基于大数据的智能公交系统时间表优化根据前面章节的需求分析得出，其总体设计模块图如下图所示。

图3-2 基于大数据的智能公交系统时间表优化功能模块图

3.3 数据库设计

数据库设计一般包括需求分析、概念模型设计、数据库表建立三大过程，其中需求分析前面章节已经阐述，概念模型设计有概念模型和逻辑结构设计两部分。

3.3.1 数据库概念结构设计

下面是整个基于大数据的智能公交系统时间表优化中主要的数据库表总E-R实体关系图。

图3-2 基于大数据的智能公交系统时间表优化总E-R关系图

3.3.2 数据库逻辑结构设计

通过上一小节中基于大数据的智能公交系统时间表优化中总E-R关系图上得出一共需要创建很多个数据表。在此主要罗列几个主要的数据库表结构设计。

表access_token (登陆访问时长)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	token_id	int	10	0	N	Y		临时访问牌ID
2	token	varchar	64	0	Y	N		临时访问牌
3	info	text	65535	0	Y	N
4	maxage	int	10	0	N	N	2	最大寿命：默认2小时
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户编号:

表article (文章：用于内容管理系统的文章)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	article_id	mediumint	8	0	N	Y		文章id：[0,8388607]
2	title	varchar	125	0	N	Y		标题：[0,125]用于文章和html的title标签中
3	type	varchar	64	0	N	N	0	文章分类：[0,1000]用来搜索指定类型的文章
4	hits	int	10	0	N	N	0	点击数：[0,1000000000]访问这篇文章的人次
5	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
6	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
7	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
8	source	varchar	255	0	Y	N		来源：[0,255]文章的出处
9	url	varchar	255	0	Y	N		来源地址：[0,255]用于跳转到发布该文章的网站
10	tag	varchar	255	0	Y	N		标签：[0,255]用于标注文章所属相关内容，多个标签用空格隔开
11	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：文章的主体内容
12	img	varchar	255	0	Y	N		封面图
13	description	text	65535	0	Y	N		文章描述

表article_type (文章分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	type_id	smallint	5	0	N	Y		分类ID：[0,10000]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]决定分类显示的先后顺序
3	name	varchar	16	0	N	N		分类名称：[2,16]
4	father_id	smallint	5	0	N	N	0	上级分类ID：[0,32767]
5	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该分类的作用
6	icon	text	65535	0	Y	N		分类图标：
7	url	varchar	255	0	Y	N		外链地址：[0,255]如果该分类是跳转到其他网站的情况下，就在该URL上设置
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表auth (用户权限管理)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	auth_id	int	10	0	N	Y		授权ID：
2	user_group	varchar	64	0	Y	N		用户组：
3	mod_name	varchar	64	0	Y	N		模块名：
4	table_name	varchar	64	0	Y	N		表名：
5	page_title	varchar	255	0	Y	N		页面标题：
6	path	varchar	255	0	Y	N		路由路径：
7	position	varchar	32	0	Y	N		位置：
8	mode	varchar	32	0	N	N	_blank	跳转方式：
9	add	tinyint	3	0	N	N	1	是否可增加：
10	del	tinyint	3	0	N	N	1	是否可删除：
11	set	tinyint	3	0	N	N	1	是否可修改：
12	get	tinyint	3	0	N	N	1	是否可查看：
13	field_add	text	65535	0	Y	N		添加字段：
14	field_set	text	65535	0	Y	N		修改字段：
15	field_get	text	65535	0	Y	N		查询字段：
16	table_nav_name	varchar	500	0	Y	N		跨表导航名称：
17	table_nav	varchar	500	0	Y	N		跨表导航：
18	option	text	65535	0	Y	N		配置：
19	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表code_token

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	code_token_id	int	10	0	N	Y
2	token	varchar	255	0	Y	N
3	code	varchar	255	0	Y	N		验证码
4	expire_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	失效时间
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表collect (收藏)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	collect_id	int	10	0	N	Y		收藏ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	收藏人ID：
3	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
4	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
5	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
6	title	varchar	255	0	Y	N		标题：
7	img	varchar	255	0	Y	N		封面：
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表comment (评论)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	comment_id	int	10	0	N	Y		评论ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	评论人ID：
3	reply_to_id	int	10	0	N	N	0	回复评论ID：空为0
4	content	longtext	2147483647	0	Y	N		内容：
5	nickname	varchar	255	0	Y	N		昵称：
6	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
9	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
10	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
11	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表forum (论坛)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	forum_id	mediumint	8	0	N	Y		论坛id
2	display	smallint	5	0	N	N	100	排序
3	user_id	mediumint	8	0	N	N	0	用户ID
4	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
5	praise_len	int	10	0	Y	N	0	点赞数
6	hits	int	10	0	N	N	0	访问数
7	title	varchar	125	0	N	N		标题
8	keywords	varchar	125	0	Y	N		关键词
9	description	varchar	255	0	Y	N		描述
10	url	varchar	255	0	Y	N		来源地址
11	tag	varchar	255	0	Y	N		标签
12	img	text	65535	0	Y	N		封面图
13	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文
14	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
15	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
16	avatar	varchar	255	0	Y	N		发帖人头像：
17	type	varchar	64	0	N	N	0	论坛分类：[0,1000]用来搜索指定类型的论坛帖

表forum_type (论坛分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	type_id	smallint	5	0	N	Y		分类ID：[0,10000]
2	name	varchar	16	0	N	N		分类名称：[2,16]
3	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该分类的作用
4	url	varchar	255	0	Y	N		外链地址：[0,255]如果该分类是跳转到其他网站的情况下，就在该URL上设置
5	father_id	smallint	5	0	N	N	0	上级分类ID：[0,32767]
6	icon	varchar	255	0	Y	N		分类图标：
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表hits (用户点击)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	hits_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表message (留言板)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	message_id	int	10	0	N	Y		留言板ID:
2	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID:
3	title	varchar	64	0	Y	N		标题:
4	content	longtext	2147483647	0	N	N		内容:
5	nickname	varchar	32	0	N	N		昵称:
6	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像:
7	email	varchar	125	0	Y	N		留言者邮箱
8	phone	varchar	11	0	Y	N		留言者手机号码
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
11	reply	longtext	2147483647	0	Y	N		回复
12	reply_state	tinyint	4	0	Y	N	0	回复状态

表notice (公告)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	notice_id	mediumint	8	0	N	Y		公告id：
2	title	varchar	125	0	N	N		标题：
3	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：
4	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
5	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表ordinary_users (普通用户)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	ordinary_users_id	int	10	0	N	Y		普通用户ID
2	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
3	user_gender	varchar	64	0	Y	N		用户性别
4	contact_number	varchar	16	0	Y	N		联系电话
5	date_of_birth	varchar	64	0	Y	N		出生年月
6	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
8	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表praise (点赞)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	praise_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	status	bit	1	0	N	N	1	点赞状态:1为点赞，0已取消

表route_classification (路线分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	route_classification_id	int	10	0	N	Y		路线分类ID
2	route_classification	varchar	64	0	Y	N		路线分类
3	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表route_information (路线信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	route_information_id	int	10	0	N	Y		路线信息ID
2	route_name	varchar	64	0	Y	N		路线名称
3	route_classification	varchar	64	0	Y	N		路线分类
4	departure_station	varchar	64	0	Y	N		出发站点
5	terminal_station	varchar	64	0	Y	N		终点站点
6	passing_through_scenic_spots	varchar	64	0	Y	N		途径景点
7	release_date	date	10	0	Y	N		发布日期
8	cover_photo	varchar	255	0	Y	N		封面图片
9	route_content	longtext	2147483647	0	Y	N		路线内容
10	hits	int	10	0	N	N	0	点击数
11	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
12	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
13	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
14	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表site_information (站点信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	site_information_id	int	10	0	N	Y		站点信息ID
2	site_number	varchar	64	0	Y	N		站点编号
3	site_name	varchar	64	0	Y	N		站点名称
4	site_location	varchar	64	0	Y	N		站点位置
5	site_images	varchar	255	0	Y	N		站点图片
6	site_introduction	longtext	2147483647	0	Y	N		站点介绍
7	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
8	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表slides (轮播图)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	slides_id	int	10	0	N	Y		轮播图ID：
2	title	varchar	64	0	Y	N		标题：
3	content	varchar	255	0	Y	N		内容：
4	url	varchar	255	0	Y	N		链接：
5	img	varchar	255	0	Y	N		轮播图：
6	hits	int	10	0	N	N	0	点击量：
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表upload (文件上传)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	upload_id	int	10	0	N	Y		上传ID
2	name	varchar	64	0	Y	N		文件名
3	path	varchar	255	0	Y	N		访问路径
4	file	varchar	255	0	Y	N		文件路径
5	display	varchar	255	0	Y	N		显示顺序
6	father_id	int	10	0	Y	N	0	父级ID
7	dir	varchar	255	0	Y	N		文件夹
8	type	varchar	32	0	Y	N		文件类型

表user (用户账户：用于保存用户登录信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_id	mediumint	8	0	N	Y		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
2	state	smallint	5	0	N	N	1	账户状态：[0,10](1可用|2异常|3已冻结|4已注销)
3	user_group	varchar	32	0	Y	N		所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限
4	login_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	上次登录时间：
5	phone	varchar	11	0	Y	N		手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时
6	phone_state	smallint	5	0	N	N	0	手机认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
7	username	varchar	16	0	N	N		用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称
8	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
9	password	varchar	64	0	N	N		密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成
10	email	varchar	64	0	Y	N		邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时
11	email_state	smallint	5	0	N	N	0	邮箱认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
12	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
13	open_id	varchar	255	0	Y	N		针对获取用户信息字段
14	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：

表user_group (用户组：用于用户前端身份和鉴权)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	group_id	mediumint	8	0	N	Y		用户组ID：[0,8388607]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]
3	name	varchar	16	0	N	N		名称：[0,16]
4	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该用户组的特点或权限范围
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	register	smallint	5	0	Y	N	0	注册位置:
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

3.4本章小结

整个基于大数据的智能公交系统时间表优化的需求分析主要对系统总体架构以及功能模块的设计，通过建立E-R模型和数据库逻辑系统设计完成了数据库系统设计。

4 系统详细设计与实现

基于大数据的智能公交系统时间表优化的详细设计与实现主要是根据前面的基于大数据的智能公交系统时间表优化的需求分析和基于大数据的智能公交系统时间表优化的总体设计来设计页面并实现业务逻辑。主要从基于大数据的智能公交系统时间表优化界面实现、业务逻辑实现这两部分进行介绍。

4.1普通用户功能模块

4.1.1 用户注册界面

基于大数据的智能公交系统时间表优化的用户可以进行注册登录，填写上自己的账号+密码+确认密码+昵称+邮箱+手机号等后再点击“注册”按钮后将会先验证输入的有没有空数据，再次验证密码和确认密码是否是一样的，最后验证输入的账户名和数据库表中已经注册的账户名是否重复，只有都验证没问题后即可用户注册成功。其用户注册界面展示如下图所示。

图4-1注册界面图

注册代码：

def Register(self, ctx):

        print("===================注册=====================")

        userService = service_select("user")

        body = ctx.body

        if "username" not in body and body["username"] == '':

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户名不能为空",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        if "user_group" not in body and body["user_group"] == '':

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户组不能为空",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        if "password" not in body and body["password"] == '':

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "密码不能为空",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        post_param = body

        post_param['nickname'] = body["nickname"] or ""

        post_param['password'] = md5hash(body["password"])

        obj = userService.Get_obj({"username": post_param['username']}, {"like": False})

        if obj:

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户名已存在",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        ret = {

            "error": {

                "code": 70000,

                "message": "注册失败",

            }

        }

        bl = userService.Add(post_param)

        if bl:

            ret = {

                "result": {

                    "bl": True,

                    "message": "注册成功"

                }

            }

        return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

4.1.2 用户登录界面

基于大数据的智能公交系统时间表优化中的用户是可以通过自己的账户名和密码进行登录的，当用户输入完整的自己的账户名和密码信息并点击“登录”按钮后，将会首先验证输入的有没有空数据，再次验证输入的账户名+密码和数据库中当前保存的用户信息是否一致，只有在一致后将会登录成功并自动跳转到基于大数据的智能公交系统时间表优化的首页中；否则将会提示相应错误信息，用户登录界面如下图所示。

图4-2用户登录界面图

登录代码：

def Login(self, ctx):

        print("===================登录=====================")

        ret = {

            "error": {

                "code": 70000,

                "message": "账户不存在",

            }

        }

        body = ctx.body

        password = md5hash(body["password"]) or ""

        obj = service_select("user").Get_obj(

            {"username": body["username"]}, {"like": False}

        )

        if obj:

            user_group = service_select("user_group").Get_obj({'name': obj['user_group']}, {"like": False})

            if user_group and user_group['source_table'] != '':

                user_obj = service_select(user_group['source_table']).Get_obj({"user_id": obj['user_id']},                                                                       {"like": False})

                if user_obj['examine_state'] == '未通过':

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "账户未通过审核",

                        }

                    }

                    return ret

                if user_obj['examine_state'] == '未审核':

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "账户未审核",

                        }

                    }

                    return ret

            if obj["state"] == 1:

                if obj["password"] == password:

                    timeout = timezone.now()

                    timestamp = int(time.mktime(timeout.timetuple())) * 1000

                    token = md5hash(str(obj["user_id"]) + "_" + str(timestamp))

                    ctx.request.session[token] = obj["user_id"]

                    service_select("access_token").Add(

                        {"token": token, "user_id": obj["user_id"]}

                    )

                    obj["token"] = token

                    ret = {

                        "result": {"obj": obj}

                    }

                else:

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "密码错误",

                        }

                    }

            else:

                ret = {

                    "error": {

                        "code": 70000,

                        "message": "用户账户不可用，请联系管理员",

                    }

                }

        return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

4.1.3个人资料界面

在右上角前点击“我的账户”中的个人资料，可以对头像、昵称、邮箱等信息进行管控。个人资料界面如下图所示。

图4-3个人资料界面图

4.1.4新闻资讯界面

当用户点击“新闻资讯”这一菜单按钮，会显示管理员在后台发布的所有的公交资讯信息，支持通过关键词对资讯进行搜索，选择需要的资讯信息点击可以进入到资讯信息详细的介绍界面，同时可以进行点赞、收藏和评论等操作，新闻资讯界面如下图所示。

图4-4新闻资讯界面图

4.1.5站点信息界面

当用户点击“站点信息”这一菜单按钮，会显示管理员在后台发布的所有的站点信息，支持通过关键词进行搜索，用户可以查询各个公交站点的信息，包括站点名称、位置、可到达的公交路线、实时到站信息等，方便用户进行线路规划和出行安排。站点信息界面如下图所示。

图4-5站点信息界面图

站点信息添加代码：

def Add(self, ctx):

body = ctx.body

unique = self.config.get("unique")

obj = None

if unique:

qy = {}

for i in range(len(unique)):

key = unique[i]

qy[key] = body.get(key)

obj = self.service.Get_obj(qy)

if not obj:

error = self.Add_before(ctx)

if error["code"]:

return {"error": error}

error = self.Events("add_before", ctx, None)

if error["code"]:

return {"error": error}

result = self.service.Add(body, self.config)

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

res = self.Add_after(ctx, result)

if res:

result = res

res = self.Events("add_after", ctx, result)

if res:

result = res

return {"result": result}

else:

return {"error": {"code": 10000, "message": "已存在"}}

4.1.6路线信息界面

提供详细的公交路线信息，包括起点、终点、途经站点、发车频率、预计到达时间等。用户可以根据自己的需求选择最合适的出行路线。路线信息界面如下图所示。

图4-6路线信息界面图

4.2管理员功能模块

4.2.1 管理员功能界面

管理员可以查看后台首页、系统用户、站点信息管理、路线信息管理、路线分类管理、系统管理、留言管理、通知公告管理、资源管理、交流管理等，并且可以根据需要进行相应的操作。管理员功能界面如下图所示。

图4-7管理员功能界面图

4.2.2系统用户界面

管理员可以对系统中所有的用户角色进行管控，包含了管理员、普通用户这两种角色，如果需要添加新的用户，点击页面中的“添加”按钮根据提示输入上用户信息，点击“提交”以后在对应的用户界面就可以查看到了，可以点击用户后面的“删除”按钮直接删除某一用户。系统用户管理界面如下图所示。

图4-8系统用户界面图

4.2.3 站点信息管理界面

管理员负责管理公交站点的数据，包括添加、编辑和删除站点信息。系统应支持上传站点位置图、配套设施信息等，确保用户获取到最新、最准确的站点数据。这一功能能够提高公交服务的可达性和用户体验。站点信息管理界面如下图所示。

图4-9站点信息管理界面图

4.2.4 路线信息管理界面

管理员能够对公交线路进行全面管理，包括设定起点、终点、途经站点、发车频率等。该功能还应支持实时调整线路信息，以应对交通状况变化或乘客需求波动，从而优化时间表和服务质量。路线信息管理界面如下图所示。

图4-10路线信息管理界面图

4.2.5 路线分类管理界面

此功能允许管理员对公交线路进行分类，便于用户在查询时快速找到所需的路线信息。管理员可以自定义分类标准，例如按区域、线路长度或服务类型进行分类，以提升系统的灵活性和用户体验。路线分类管理界面如下图所示。

图4-11路线分类管理界面图

4.2.6系统管理界面

管理员可以对系统前台展示的轮播图进行增删改查，方便用户进行查看。轮播图管理界面如下图所示。

图4-12 系统管理界面图

4.2.7通知公告管理界面

管理员点击“通知公告管理”这个菜单，可以查看到系统中所有添加的通知公告，支持通过标题对系通知公告进行查询，添加、删除等操作。通知公告管理界面如下图所示。

图4-13 通知公告管理界面图

4.2.7交流管理界面

管理员可以管理用户在交流论坛中的发帖和评论，审核内容以维护社区秩序。这一功能旨在促进良好的用户互动，确保论坛内的信息真实有效，营造友好的交流氛围。交流管理界面如下图所示。

图4-14 交流管理界面图

5系统测试

5.1 系统测试用例

系统开发到了最后一个阶段那就是系统测试，系统测试对软件的开发其实是非常有必要的。因为没什么系统一经开发出来就可能会尽善尽美，再厉害的系统开发工程师也会在系统开发的时候出现纰漏，系统测试能够较好的改正一些错误，为后期系统的维护性提供很好的支持。通过系统测试，开发人员也可以建立自己对系统的信心，为后期的系统版本的跟新提供支持。

用户登录功能测试：

表5-1 用户登录功能测试表

用例名称	用户登录系统
目的	测试用户通过正确的用户名和密码可否登录功能
前提	未登录的情况下
测试流程	1) 进入登录页面 2) 输入正确的用户名和密码
预期结果	用户名和密码正确的时候，跳转到登录成功界面，反之则显示错误信息，提示重新输入
实际结果	实际结果与预期结果一致

站点信息查看功能测试：

表5-2 站点信息查看功能测试表

用例名称	站点信息查看
目的	测试站点信息查看功能
前提	用户登录
测试流程	点击站点信息列表
预期结果	可以查看到所有站点信息信息
实际结果	实际结果与预期结果一致

管理员添加路线分类界面测试：

表5-3 添加路线分类界面测试表

用例名称	添加路线分类测试用例
目的	测试路线分类添加功能
前提	管理员正常登录情况下
测试流程	1）管理员点击路线分类，然后点击添加后并填写信息。 2）点击进行提交。
预期结果	提交以后，页面首页会显示新的路线分类
实际结果	实际结果与预期结果一致

路线信息搜索功能测试：

表5-4路线信息搜索功能测试表

用例名称	路线信息搜索测试
目的	测试路线信息搜索功能
前提	无
测试流程	1）在搜索框填入搜索关键字。 2）点击搜索按钮。
预期结果	页面显示包含有搜索关键字的路线信息
实际结果	实际结果与预期结果一致

密码修改功能测试：

表5-5 密码修改功能测试表

用例名称	密码修改测试用例
目的	测试管理员密码修改功能
前提	管理员用户正常登录情况下
测试流程	1）管理员密码修改并完成填写。 2）点击进行提交。
预期结果	使用新的密码可以登录
实际结果	实际结果与预期结果一致

留言反馈展示功能测试：

表5-6留言反馈展示功能测试表

用例名称	留言反馈展示测试用例
目的	测试留言反馈展示功能
前提	用户正常登录情况下
测试流程	1）搜索查看站点信息，点击留言反馈。 2）填写留言反馈信息，点击进行提交。
预期结果	留言成功
实际结果	实际结果与预期结果一致

5.2 系统测试结果

通过编写基于大数据的智能公交系统时间表优化的测试用例，已经检测完毕用户登录模块、站点信息查看模块、添加路线分类界面模块、路线信息搜索功能模块、密码修改模块、留言反馈展示功能测试，通过这6大模块为基于大数据的智能公交系统时间表优化的后期推广运营提供了强力的技术支撑。