【购买前必看】

1、关于我们

深度学习乐园是由python哥全职技术团队组建运营【团队成员为：复旦大学博士、华东理工爱丁堡博士、格拉斯哥博士、纽约大学硕士、浙江大学硕士】。

我们只做python业务，精通sklearn机器学习/torch深度学习/django/flask/vue全栈开发。

2、关于项目

我们从2018年开始，就专注于深度学习sci、ei、ccf、kaggle等，至今已有7年，共发表过10多篇顶刊顶会。

官网累积了数百个项目，已有3000多学员付费购买，圈子内有口皆碑：www.zzgcz.com （更多高级私密项目无法对外，联系微信定制：zzgcz_com）

3、售后承诺

包远程安装调试，所有项目均在本地运行通过，大部分都有截图和录屏。

支持二次修改，所有项目都是我们自己写的，改起来也非常容易。

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概述

1. 课题背景

1. 应用目的

需求分析

1. 用户需求分析

1. 用户信息管理功能

• 普通用户信息管理

1. 用户可以通过提供用户名、密码、邮箱等基本信息，在系统中注册新账号。
2. 系统应验证用户名和邮箱的唯一性，确保没有重复的用户账户。
3. 注册成功后，系统会向用户提供的邮箱发送确认邮件，以完成邮箱验证。

1. 用户通过用户名和密码登录系统。
2. 登录时，系统应验证用户名和密码的正确性，若正确则允许登录。
3. 验证密码时使用加密的散列函数进行匹配，不存储明文密码。
4. 防止暴力破解的措施，例如多次失败后账户暂时锁定或使用CAPTCHA验证。

1. 用户可以通过登录后的“账户设置”页面修改自己的密码。
2. 用户需输入当前密码、新密码和确认新密码，系统验证当前密码正确后允许修改。

• 管理员信息管理

1. 管理员可以查看所有注册用户的列表，包括用户名、邮箱、注册时间、角色等基本信息。
2. 管理员可以根据用户名或邮箱进行搜索。

1. 管理员可以删除指定用户的账户。
2. 删除操作需谨慎，系统应提示确认，删除后用户的相关信息将无法恢复。
   1. 普通用户对智慧系统的功能需求
   • 公交信息查询预测
3. 普通用户希望能随时查询公共交通工具的运营信息，包括静态信息和动态信息。静态信息包括：运营时间、票价、路线、发车时间到站时间等基本信息。动态信息包括：交通工具实时运营状态、拥挤情况、实时位置。
4. 系统应具备预测功能，根据静态和动态信息预测公交或地铁的到站时间以及到达时间。用户希望能够获取交通工具的实时拥挤情况，帮助合理安排出行。系统还最好能预测拥挤情况，提前告知用户是否有可能出现延误或拥堵情况，帮助用户更好地安排出行，选择不拥挤的交通工具和出行时间。

• 出行路线规划推荐

1. 用户可以输入起点和目的地，系统根据用户输入规划最佳公交路线，系统会提供多种方案供用户选择，显示换乘方式和所需时间。系统应能够根据实时公交信息动态调整路线规划，若某条线路拥堵或出现延误，系统应自动提供替代路线。
2. 系统基于用户输入的起点和终点，结合交通工具的实时运营信息，为用户提供偏好最优出行路线。考虑路况、天气、交通拥堵等因素，智能推荐适合的交通工具和路线。
   1. 管理者对智慧系统的功能需求
   • 公共交通流量监控

• 公共交通流量预测

• 线网优化

• 调度管理

• 公共交通事件信息发布

1. 其他需求分析

• 数据需求

1. 交通工具运营时间数据：包括各公交和地铁线路的运营时间表、首班车和末班车时间等。
2. 实时交通流量数据：包括各线路、站点和交通工具的实时客流量、历史客流数据等。
3. 票务数据：包括票价信息、售票记录等。
4. 天气数据：包括当前和预测的天气状况，对交通流量预测有重要影响。
5. 节假日信息： 节假日对交通流量有显著影响，系统需要考虑这些特殊日期的流量变化。
   • 性能需求
6. 高效的数据处理能力：系统应能处理大规模数据，快速响应用户查询，确保在高峰时段的 高并发访问下仍能保持稳定。
7. 实时性：系统需具备实时更新和显示数据的能力，确保用户和管理者获取的都是最新的交通信息。
8. 扩展性：系统设计应支持未来的扩展需求， 包括添加新的交通工具、增加新的数据源、升级数据处理算法、引入新的预测模型等。

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1. 数据安全：系统需确保数据的安全性和隐私保护，包括数据的存储、传输和访问控制。
2. 权限管理：系统应实现不同用户级别的权限控制，确保普通用户和管理者只能访问和操作各自权限范围内的数据和功能。
   • 用户界面需求
3. 友好的用户界面：提供简洁、直观的用户界面，方便用户查询交通信息和管理者监控系统。
4. 多种数据展示形式：支持表格、图表、地图等多种数据展示形式，帮助用户和管理者直观 理解数据和预测结果。
5. 数据字典
   1. 数据存储条目

1. 数据流条目

• 预测操作

数据流名	预测
说明	将预测操作数据流传入智慧系统，进行预测
来源	普通用户或管理用户
去向	智慧系统中的预测处理部分
组成	时间+[站点|线路]

• 发布操作

数据流名	发布
说明	用于发布公共交通事件
来源	管理用户
去向	公共交通事件存储表
组成	公交事件

---

• 规划操作

数据流名	规划
说明	将规划操作数据流传入智慧系统，规划线路
来源	普通用户
去向	智慧系统中的规划处理部分
组成	时间+起点+终点

• 调度操作

数据流名	调度
说明	将调度操作数据流传入智慧系统，调度公交
来源	管理用户
去向	智慧系统中的调度处理部分
组成	时间+[智能调度|手动调度]+(调度计划)

• 路线优化操作

数据流名	路线优化
说明	将路线优化操作数据流传入智慧系统，优化公交线路
来源	管理用户
去向	智慧系统中的调度处理部分
组成	时间+[智能优化|手动优化]+(优化计划)

• 查询结果

数据流名	查询结果
说明	输出查询结构
来源	用户查询的数据表
去向	处理部分或用户
组成	对应查询表的表项

• 预测结果

数据流名	预测结果
说明	站点人流预测结果
来源	预测处理部分
去向	预测存储表
组成	人流预测表项

---

• 规划结果

数据流名	规划结果
说明	智能系统规划的多条路线
来源	规划处理部分
去向	用户
组成	{规划路线表项}

• 反馈

数据流名	反馈
说明	反馈用户操作是否成功
来源	调度或优化处理部分
去向	管理用户
组成	{规划路线表项}

1. 数据处理条目

• 公交查询

处理名	查询
描述	实现数据查询
输入数据流	查询操作流
输出数据流	查询结果
处理逻辑	根据输入内容查找对应存储，输出查询内容

• 人流预测

处理名	预测
描述	预测站点或路线人流
输入数据流	预测操作流+查询信息
输出数据流	查询操作+预测结果
处理逻辑	发出查询操作，结果作为输入，进行预测

• 路线规划

处理名	规划
描述	根据预测，规划合适出行路线
输入数据流	规划操作流+预测结果
输出数据流	预测操作+规划结果
处理逻辑	发出预测操作，结果为输入，进行规划

---

• 交通工具调度

处理名	调度
描述	调度公共交通工具
输入数据流	调度操作
输出数据流	调度反馈
处理逻辑	可手动调度和一键调度，给出完成反馈

• 线路优化

处理名	优化
描述	优化或修改当先线路
输入数据流	优化操作
输出数据流	优化反馈
处理逻辑	可手动修改路线或一键优化，给出完成反馈

1. 数据流图
   • 顶层图

• 1层图

• 2层图智慧公交系统部分

可行性分析

1. 技术可行性

1. 数据来源：

• 数据类型：静态数据和动态数据。
• 数据来源描述：上海市的交通管理部门，如上海市交通委员会，定期发布公交线路、地铁线路、票价、运营时间等公共交通的基础信息。这些数据一般以API或文件格式发布，供公共服务平台使用。
• 获取途径：通过与上海市交通委员会的合作或访问其开放数据平台，能够获取最新的公交和地铁的静态信息。
• 数据内容：
  • 公交和地铁的运营时间、票价信息、固定路线。
  • 特定时段或线路的客流高峰信息。
  • 站点分布信息，包括公交站点和地铁站点的位置坐标等。

• 数据类型：动态数据和历史数据。
• 数据来源描述：主要包括上海市公交集团和上海地铁运营公司等交通运营单位，这些企业通过智能调度系统和自动化设备，实时监控并记录公交车、地铁的运行状态。
• 获取途径：可通过与公交企业的合作，或者利用公交企业提供的开放接口和数据文件，实时获取运营数据。
• 数据内容：
  • 公交和地铁的实时位置信息，车厢内的乘客数量。
  • 公交和地铁的速度、到站时间、发车时间、实际运行路线等信息。
  • 线路的历史运营数据，用于客流量预测和交通优化分析。

• 数据类型：动态数据。
• 数据来源描述：上海市的公交车和地铁通常配备有GPS定位设备、客流量传感器、速度计、视频监控等设备。通过这些传感器，能够实时采集交通工具的运营数据，提供精确的定位、乘客数量、车速等信息。
• 获取途径：通过传感器集成系统，定期将采集的数据传输至云端服务器，并通过实时数据接口开放供平台查询。
• 数据内容：
  • GPS实时定位，提供公交车或地铁的当前地理位置。
  • 车厢内的客流量数据，基于传感器的实时人数统计。
  • 实时速度，提供车辆的行驶速度，用于判断是否存在延误。

• 数据类型：动态数据和外部数据。
• 数据来源描述：上海市的第三方地图服务（如高德地图、百度地图）提供开放的API服务，能够获取实时的交通流量数据、道路拥堵情况、天气等外部数据。这些数据可以为公共交通的流量预测和路线规划提供外部参考。
• 获取途径：通过第三方地图服务的API，按需获取实时路况和天气数据。
• 数据内容：
  • 上海市的实时路况和交通拥堵信息，便于公交路线的动态调整。
  • 天气数据，能够影响客流量和出行需求（如降雨会增加地铁使用率）。
  • 假期或重大事件期间的特殊交通信息（如活动路线、封路等）。

1. 数据处理与实时监控技术：
   • 系统需要处理交通工具的实时数据和历史数据。可以使用 WebSocket 或 消息队列（如RabbitMQ, Kafka） 来传输实时数据，如公交车位置信息、乘客数量、道路拥堵状况等，以确保数据的实时性。
   • 数据分析和预测功能可以依赖于机器学习模型，比如基于时间序列的流量预测模型。对于复杂数据处理和预测，可以选择使用 Python 的 scikit-learn 或 TensorFlow 等机器学习库。
2. 地图与定位技术：
   • 系统可以集成 Google Maps API、Mapbox 或 高德地图 API 等第三方地图服务，以实现公交路线展示、站点分布和交通工具实时定位等功能。
   • 通过 GPS 和移动互联网获取交通工具的实时位置信息，并展示在地图上，为用户提供实时公交信息。
3. 应用可行性

1. 社会需求和用户基础：
   • 随着城市化进程的加快，城市交通面临越来越大的压力，尤其是在高峰时段。公共交通作为主要出行方式之一，存在管理优化的强烈需求。用户希望通过一体化平台便捷地查询公交信息，合理安排出行时间。
   • 系统的目标用户群体较为广泛，涵盖普通居民、通勤者以及交通管理部门的工作人员。平台能够显著提升出行体验、减少等待时间，并提高公共交通的管理效率。
2. 功能的实用性：
   • 平台功能设计针对公交车和地铁的实时信息查询、路线推荐、交通流量预测等用户需求，能够帮助用户合理安排出行。通过提供实时的到站提醒、路线规划等功能，系统能够提升用户的出行便捷性。
   • 对管理者而言，系统的流量监控、流量预测、调度管理和事件发布功能可以优化资源配置，实现交通资源的高效利用，并增强城市交通的整体管理水平。
3. 潜在的商业价值：
   • 该系统在实现公共交通信息管理优化的同时，也具备拓展其他商业化功能的潜力。例如，通过平台发布公交和地铁的广告、推送出行活动等，可以实现一定的广告收入。
   • 此外，系统的数据分析和流量预测功能对商业投资有潜在价值，可为交通工具扩展、站点布局提供数据支持。
4. 社会影响：
   • 通过提供实时公交信息和路线推荐服务，平台能够减少用户等待时间，促进绿色出行，减少私家车的使用频率，具有良好的社会效益。
   • 系统的应用将提升公共交通的吸引力和效率，缓解城市交通压力，增强居民对智慧交通的信任度和使用意愿。

概念设计

1. 实体
2. 用户实体

1. 角色实体

1. 位置实体

1. 载具实体

1. 站点实体

1. 线路实体

1. 载具信息实体

1. 客流数据实体

1. 天气实体

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1. 节假日实体

1. 实体联系设计
2. 用户角色联系

1. 用户查询/更改联系

1. 位置相关的联系

1. 载具和载具信息联系

1. 载具线路联系

1. 线路站点联系

---

1. 用户角色联系

1. 站点客流信息联系

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1. 全局E-R图

逻辑设计

关系模型设计

关系表设计

1. 关系表设计

• 用户表（Users）

字段名	数据类型	约束	描述
lid	INT	主键，自动递增	用户的唯一标识符
username	VARCHAR(255)	非空，唯一	用户登录名
password	VARCHAR(255)	非空	加密后的用户密码
email	VARCHAR(255)	非空，唯一	用户的联系邮箱
role	VARCHAR(20)	非空	用户角色
Registration_Time	DATETIME	自动记录	用户注册的时间

• 公交信息表（Transit_Info）

字段名	数据类型	约束	描述
Transit_ID	INT	主键，自动递增	公交信息的唯一标识符
Route_ID	INT	外键	关联公交线路表
Vehicle_ID	INT	外键	关联车辆表
Operating_Time	TIME	非空	公交运营时间
Price	DECIMAL(5,2)	非空	票价
Departure_Time	TIME	非空	公交发车时间
Arrival_Time	TIME	非空	到站时间
Real_Time_Status	VARCHAR(50)	可空	公交车辆的实时运营状态，
Real_Time_Location	VARCHAR(255)	可空	公交车辆的实时位置信息
Crowding_Status	VARCHAR(50)	可空	公交实时拥挤情况

• 站点表（Station_Info）

字段名	数据类型	约束	描述
Station_ID	INT	主键，自动递增	站点的唯一标识符
Station_Name	VARCHAR(255)	非空	站点名称
Station_Type	VARCHAR(20)	非空	站点类型
Area_ID	INT	外键	关联区域表，站点所属区域
Latitude	FLOAT	非空	站点的地理纬度
Longitude	FLOAT	非空	站点的地理经度
Route_ID	INT	外键	关联线路表，站点所在线路
Sequence	INT	非空	站点在线路中的次序

• 线路表（Route_Info）

字段名	数据类型	约束	描述
Route_ID	INT	主键，自动递增	公交或地铁线路唯一标识符
Route_Name	VARCHAR(100)	非空	线路名称
Route_Type	VARCHAR(20)	非空	线路类型（"公交"或"地铁"）
Area_ID	INT	外键	关联区域表，线路所属区域
Start_Point	VARCHAR(255)	非空	线路的起点站
End_Point	VARCHAR(255)	非空	线路的终点站
Total_Stations	INT	非空	该线路经过的站点总数

• 站点实时流量表（Real_Time_Monitoring）

字段名	数据类型	约束	描述
Monitoring_ID	INT	主键，自动递增	实时监控记录的唯一标识符
Vehicle_ID	INT	外键	关联公交车辆表
Real_Time_Location	VARCHAR(255)	非空	实时车辆的地理位置
Passenger_Count	INT	非空	当前车辆的乘客数量
Speed	DECIMAL(5,2)	非空	当前车辆的行驶速度
Traffic_Status	VARCHAR(50)	非空	当前路况信息"畅通"or"拥堵"

• 站点流量预测表（Traffic_Flow_Prediction）

字段名	数据类型	约束	描述
Prediction_ID	INT	主键，自动递增	流量预测记录唯一标识符
Route_ID	INT	外键	关联公交或地铁线路表
Date	DATE	非空	预测日期
Time_Slot	TIME	非空	预测的时间段
Predicted_Flow	INT	非空	预测的客流量
Predicted_Crowd	VARCHAR(50)	非空	预测的拥挤情况

• 交通事件表（Transport_Events）

字段名	数据类型	约束	描述
Event_ID	INT	主键，自动递增	事件记录的唯一标识符
Event_Type	VARCHAR(50)	非空	事件类型，如"车辆故障"、"交通事故"
Description	TEXT	非空	事件的详细描述
Report_Time	DATETIME	非空	事件报告时间
Affected_Routes	TEXT	非空	受影响的公交或地铁线路，存储为JSON格式
Resolution_Status	VARCHAR(50)	非空	事件解决状态，如"已解决"、"处理中"

• 调度管理表（Dispatch_Management）

字段名	数据类型	约束	描述
Dispatch_ID	INT	主键，自动递增	调度管理记录的唯一标识符
Vehicle_ID	INT	外键	关联公交或地铁车辆表
Dispatch_Time	DATETIME	非空	调度时间
Route_ID	INT	外键	关联线路表
Action_Type	VARCHAR(50)	非空	调度类型，如"增班"、"减班"或"调整路线"

第三范式（3NF）满足

项目管理

1. 框架选择和开发平台

系统实现