基于Spring Boot的公交线路查询系统

介绍

一个基于Spring Boot的公交线路查询系统可以帮助用户方便地查询城市中的公交线路信息。该系统可以提供线路查询、站点查询、路线规划等功能，提升市民出行的便捷性。

应用使用场景

1. 日常出行: 用户可以查询从当前位置到目的地的公交线路。
2. 旅游观光: 游客可以通过系统掌握当地公交线路信息，方便出行。
3. 紧急情况: 在需要迅速找到某个地点时可快速查询公交线路。

以下是实现上述功能的示例代码，使用Python和Flask构建一个简单的API服务。示例中假设我们有一个数据库存储公交线路信息，并使用SQLite作为数据库。

1. 创建数据库并插入示例数据

import sqlite3

# 创建数据库连接
conn = sqlite3.connect('bus_routes.db')
c = conn.cursor()

# 创建表格
c.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS bus_routes (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    start_location TEXT NOT NULL,
    end_location TEXT NOT NULL,
    route TEXT NOT NULL
)
''')

# 插入示例数据
routes = [
    ("LocationA", "LocationB", "Route1, Route2"),
    ("LocationC", "LocationD", "Route3, Route4"),
    ("LocationE", "LocationF", "Route5, Route6")
]

c.executemany("INSERT INTO bus_routes (start_location, end_location, route) VALUES (?, ?, ?)", routes)
conn.commit()
conn.close()

2. 创建Flask API服务

from flask import Flask, request, jsonify
import sqlite3

app = Flask(__name__)

def query_bus_route(start_location, end_location):
    conn = sqlite3.connect('bus_routes.db')
    c = conn.cursor()
    c.execute("SELECT route FROM bus_routes WHERE start_location=? AND end_location=?", (start_location, end_location))
    result = c.fetchone()
    conn.close()
    return result[0] if result else None

@app.route('/query', methods=['GET'])
def query():
    start_location = request.args.get('start')
    end_location = request.args.get('end')
    if not start_location or not end_location:
        return jsonify({"error": "Missing start or end location"}), 400
    
    route = query_bus_route(start_location, end_location)
    if route:
        return jsonify({"route": route}), 200
    else:
        return jsonify({"error": "No route found"}), 404

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

3. 使用示例

日常出行

用户可以通过API查询从当前位置到目的地的公交线路。例如：

GET /query?start=LocationA&end=LocationB

返回结果：

{
    "route": "Route1, Route2"
}

旅游观光

游客可以使用同样的API查询当地公交线路信息，例如：

GET /query?start=LocationC&end=LocationD

返回结果：

{
    "route": "Route3, Route4"
}

紧急情况

在需要迅速找到某个地点时，可以快速通过API查询公交线路，例如：

GET /query?start=LocationE&end=LocationF

返回结果：

{
    "route": "Route5, Route6"
}

原理解释

系统基于Spring Boot框架构建，利用RESTful API与前端交互，数据库存储公交线路数据。系统通过算法计算最优路径，给用户提供便捷的公交出行方案。

算法原理流程图

算法原理解释

1. 输入处理: 获取用户输入的起点和终点。
2. 数据库查询: 从数据库中查询所有包含起点和终点的公交线路。
3. 建立公交网络图: 将查询到的线路信息转化为图结构，其中每个站点为节点，公交线路为边。
4. 路径计算: 使用Dijkstra算法计算从起点到终点的最短路径。
5. 结果返回: 将计算出的最优路径返回给用户。

实际应用代码示例实现

项目结构

• src/main/java/com/example/bus/
  • controller/BusController.java
  • service/BusService.java
  • repository/BusRepository.java
  • model/BusRoute.java
• src/main/resources/application.properties

Controller

@RestController
@RequestMapping("/api/bus")
public class BusController {

    @Autowired
    private BusService busService;

    @GetMapping("/route")
    public ResponseEntity<List<BusRoute>> getRoute(@RequestParam String start, @RequestParam String end) {
        List<BusRoute> routes = busService.findRoutes(start, end);
        return new ResponseEntity<>(routes, HttpStatus.OK);
    }
}

Service

@Service
public class BusService {

    @Autowired
    private BusRepository busRepository;

    public List<BusRoute> findRoutes(String start, String end) {
        // 查询数据库, 创建公交网络图, 并使用Dijkstra算法计算最短路径
        // 这里只是简化版本，实际需要补充完整
        List<BusRoute> allRoutes = busRepository.findAll();
        // Dijkstra算法计算
        return dijkstraAlgorithm(allRoutes, start, end);
    }

    private List<BusRoute> dijkstraAlgorithm(List<BusRoute> allRoutes, String start, String end) {
        // 具体算法实现...
        return new ArrayList<>();
    }
}

Repository

@Repository
public interface BusRepository extends JpaRepository<BusRoute, Long> {
    // 自定义查询方法
}

Model

@Entity
public class BusRoute {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String routeName;
    private String startStation;
    private String endStation;
    private List<String> stations;

    // getters and setters
}

测试代码

单元测试

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class BusServiceTest {

    @Autowired
    private BusService busService;

    @Test
    public void testFindRoutes() {
        String start = "StationA";
        String end = "StationB";
        List<BusRoute> routes = busService.findRoutes(start, end);
        Assert.assertNotNull(routes);
        Assert.assertFalse(routes.isEmpty());
    }
}

部署场景

1. 本地开发环境：在本地搭建开发环境，运行和调试代码。
2. 测试环境：将应用部署到测试服务器，进行集成和系统测试。
3. 生产环境：在生产服务器上部署运行，服务实际用户。

材料链接

1. Spring Boot 官网
2. Dijkstra算法介绍
3. RESTful API设计指南

总结

基于Spring Boot的公交线路查询系统通过整合数据库、RESTful API以及路径规划算法，为用户提供高效便捷的公交查询服务。系统从用户需求出发，全面考虑了查询效率和用户体验。

未来展望

1. 多种交通工具整合：不仅限于公交，还可以加入地铁、打车等方式。
2. 智能推荐：根据用户历史数据和偏好，智能推荐最优路线。
3. 实时数据：整合实时公交数据，提供动态更新的线路和到站信息。