Springboot公交车路线管理系统 毕业设计-附源码

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  摘 要

城市公交车查询(CBT)系统是当代城市交通管理的重要组成部分，能够提高城市公共交通的运行效率和服务质量。本文以Java为底层语言，开发了一款CBT系统。系统具有公交车线路的管理、公告信息的管理、用户的收藏等功能，能够为用户提供便捷的公交出行服务。

本文旨在介绍CBT系统的背景和研究意义，并分析当前CBT系统存在的问题和需求。同时，对系统的需求分析和设计进行详细阐述，包括用户需求、系统功能和架构设计等方面。接着，文章详细介绍了CBT系统的具体实现过程，包括html界面设计和开发、后端服务器的设计和实现以及数据库的规划和管理等方面。具体实现方案为：使用Spring Boot作为后端框架，利用Vue进行html页面的设计和开发，并使用MySQL进行数据存储。最后，本文对CBT系统进行了相应的测试，以验证了其正确性和稳定性。同时，与现有开源的程序进行比对，交叉验证本系统的优点和创新之处。最后，总结了程序中不完善的地方，并假设了如何进一步优化。

关键词：Java；Spring Boot；Vue；城市公交车查询系统

ABSTRACT

City bus inquiry (CBT) system is an important part of contemporary urban traffic management, which can improve the operation efficiency and service quality of urban public transportation. This paper develops a CBT system with Java as the underlying language. The system has the functions of bus line management, announcement information management, user collection and so on, which can provide users with convenient bus travel services.

This paper introduces the background and research significance of the CBT system, and analyzes the existing problems and requirements of the current CBT system. Then we detail the requirements analysis and design of the system, including user requirements, system function and architecture design. Then elaborated the specific implementation process of CBT system, including html interface design and development, design and implementation of back-end server and database planning and management. The specific design is: use Spring Boot as the back-end framework, use Vue for the design and development of html pages, and use MySQL for data storage.

Finally, the CBT system is tested accordingly to verify its correctness and stability. At the same time, compare with the existing open source programs to cross-verify the advantages and innovations of the system. Finally, the imperfections in the procedure are summarized and it assumes how to be further optimized.

Keywords: Java; spring boot; vue; city bus query system

第1章 绪论

1.1 研究背景

随着中国城市化步伐日益加速，城市出行问题日益受到人们的重视，而公交车作为城市公共交通工具之一，在城市生生活中承重着重要角色。但是，目前城市公交车的时刻表、线路等信息并不是十分善，市民在寻找公交车信息方面遇到了很多困难。针对这种情况，研究开发一种CBT系统就变得必须而且迫切。

1.2 研究现状

目前，国内外有许多软件都提供城市公交查询服务，其中包括“高德地图”、“百度地图”、“谷歌地图”等。虽然这些系统可以实现实时公交线路查询、站点查询、实时公交位置监控等功能，但在数据采集和定位等方面存在一些不足。因此，这些系统难以满足足够用户的精准查询需求。因此，设计和实现一款可靠、快速、准确的城市公交车查询系统已经成为当下亟待解决的问题。本文是基于Spring Boot[1]、MyBatis框架开发了一款基于Java的城市公交车查询系统，系统实现了公交车线路查询、站点查询、以及乘车规划等功能，提高了市民的查询体验。

1.3 目的和意义

城市公交是城市交通中不可或缺的一部分，尤其在大城市中，公交车是市民出行的主要方式之一。在以前乘坐公交车的过程中发了很多不足的地方，比如不知道公交车的具体位置、公交车到站时间以及如何选择最优换乘路线等问题。为了提升公交出行体验以及解决市民出行的时间，很多城市开始推出城市公交车查询系统。城市公交车查询系统主要是通过公交车上的GPS设备实时监测城市公交车的运行状态、查询公交车的具体位置、查询公交车到站时间，以及通过用户输入目的地通过大数据算法分析提供最优换乘路线等服务，为市民出行提供便利。本论文的主要研究内容包括：

1.分析现有城市公交查询系统的基本功能和技术实现方式，总结和归纳城市公交车查询系统设计中需要考虑的重要相关因素和技术要点；

2.设计一个基于Java语言的CBT系统，包括系统的总体架构、具体的实现过程、系统各个模块的设计和功能实现、系统测试和性能优化等；

3.探索并研究城市公交车查询系统的扩展性和可拓展性，增加对该系统的功能扩展和适应不同城市的可拓展性。

1.4 论文研究内容

本文将基于Java语言，使用MySQL数据库，采用前后端分离的设计模式，通过系统查询出来公交车的乘车路线和乘车方案，也可以实时的关注发布的一些公交车的公告，具体实现方案如下：

（1）搭建后台管理平台，实现公交车信息、路线、公告等基础数据的维护；

（2）设计PC端Web网页[2]，实现公交车路线查询、公告查询，路线收藏等功能；

（3）使用MySQL数据库[3-5]，实现CBT数据的收集、修改和利用；

（4）使用Vue.js等前端技术，对前端页面进行优化和美化，改善用户交互效果。

第2章 程序开发技术

基于需求分析，设计了系统的架构。采用了MVC架构，将系统划分为前端、后端和数据库三个模块。各自负责不同的功能模块，实现了松耦合的系统设计。其中Vue.js作为前端技术栈，主要用于用户和管理员界面的设计和实现[6]；使用Spring Boot作为后端技术栈，主要用于业务逻辑变更和数据库的访问；数据库使用MySQL进行数据存储。

2.1 系统架构设计

基于Spring Boot和Vue的城市公交车查询系统的架构设计如下图所示：

图2-1 系统架构图

2.2 后端技术

采用Spring Boot作为主要的后端框架，负责处理前端请求、业务逻辑变更、数据调用等功能。后端包括了控制器（Controller）、服务（Service）和数据访问对象（DAO）等模块，实现了对前端请求的响应和业务处理。

1. Spring Boot：是由Pivotal团队提供的全新框架，它主要是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程，它具有自动化配置、快速开发的特点，能够快速构建后端项目。相对于以前的ssm技术而言由繁入简，减少了各种文件配置，还提供了大量的工具类，例如自动配置、快速启动、嵌入式Web服务器等。可以让我们快速开发，这样可以大大节约我们的时间成本。
2. Spring MVC：是一种Web框架，它提供了丰富的功能和工具，例如请求处理、路由、视图解析、数据绑定等，用于构建RESTful风格的API。
3. MyBatis：提供ORM框架支持，可以简化数据库操作流程，提高开发效率和代码复用性，同时也便于后期维护。
4. Maven：提供了项目构建和依赖管理的工具，使得项目依赖和构建流程得以统一管理，更易于项目的维护和更新。。
5. Mysql是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，属于 Oracle 旗下产品。mysql功能强大有多种存储引擎，支持跨平台而且运行的速度非常快[5]。所以本系统将使用MySQL作为后端存储数据的数据库。

2.3 前端技术

前端采用了Vue.js作为主要的前端框架，通过组件化的方式进行开发，包括公交车线路查询、公告查询、用户收藏路线等功能模块。以下是前端技术架构的主要组成部分：

1. Vue.js是一个轻量级的框架，学习成本低，简单易上手，它保留了 react 框架的优点，实现了封装和重用，且组件间可以相互嵌套。并且还提供了丰富快捷的功能，例如组件化、状态管理、路由、动态绑定等，使得前端开发更加简洁和高效。
2. Vue Router是Vue.js官方提供的路由管理库，用于实现前端路由功能。该模式通过Vue Router来控制前端的路径，以完成与前端页面的切换。
3. Element UI是基于 vue 实现的一套不依赖业务的 UI 组件库，提供了丰富的PC端组件，减少用户对常用组件的封装，降低了开发的难易程度。并且Element UI还提供的各种组件，从而快速开发出美观、功能丰富的Web界面。
4. Axios是一种依托Promise的HTTP客户端，可以在前后端进行数据交换。通过发起HTTP请求，与后端进行数据传输和交换。

第3章 需求分析

在系统设计之前，首先进行了对城市公交车查询系统的需求分析。通过与用户和管理员的交流，明确了系统的功能需求，包括公交车线路信息的查询、公告的查询、公交车辆路线的收藏等。

3.1可行性分析

3.1.1技术可行性分析

本系统采用目前流行、成熟且广泛应用的技术架构，包括Spring Boot、MyBatis和Vue.js。这三种技术具有稳定性、可扩展性和易于维护的优点，同时，使用MySQL数据库。并且Java语言本身就是一种高度适合企业级应用开发的编程语言，具有大量的开源组件和丰富的框架，更能保证系统的安全性和稳定性。

3.1.2经济可行性分析

本系统的开发成本包括硬件、软件。硬件设备采用现有的PC机以及自带的开发工具和软件，因此成本不高。同时，由于中国城市化进程不断加速，公共交通的需求也将逐渐增大，因此该市场的前景非常广阔。所以可以更好的满足人们的不同需求，所以在未来有着较好的前景。

3.1.3操作可行性分析

本系统的操作可行性要求操作简单、方便，用户通过简单的输入或点击即可查询相关信息。本系统的前端框架Vue提供了友好的用户界面，并提供了明确的操作提示，用户可以轻松、快捷地操作查询公交信息。后端服务器部署在云平台上，用户只需要打开系统网址，即可在线使用无需安装软件，操作便捷。

综合上面的需求分析，我可以确定城市公交查询系统开发完全可行。

3.2系统运行环境

表3-1 运行环境

3.3系统流程分析

分析登录逻辑的流程，当用户登录的时候输入账号密码，前端会向后端发起请求，后端接收到前端传过来的数据，然后去通过用户的账号去查询，如果不能查询出来，系统会提示错误信息，如果能查询到数据，就比对数据库存储的数据和前端传过来的密码是否一致，如果一致就登录成功进入系统页面，如果不一样就登录失败，返回提示错误。具体流程如下图所示。

图3-1 程序操作流程图

分析数据新增的流程系统中新增公交车路线或者公告，首先我们会通过雪花算法生成一个id做为这条数据的主键，这个id是唯一的不会重复的，然后组装前端传过来的数据保存到数据库中，在保存的过程中我们会对数据进行校验，发现数据不对就会新增失败。反之则会保存到数据库中。

图3-2 信息添加流程图

分析数据修改的流程当前端调用修改的接口时，会传给后端需要修改的数据，但是这条数据中有一个唯一值的id，就是我们新增的时候生成存到数据库的，然后我们根据这个id去更新需要更新的数据，更新过程中如果出现错误都会导致更新失败，数据恢复成为修改之前的状态。

图3-3信息修改流程图

分析数据删除的流程，我们这里才用的是逻辑删除的方法，用一个字段做标识，用0代表未删除1代表删除。当我们新增数据的时候默认是0，当我们调用删除接口，通过这条数据的唯一值去进行删除的时候我们就会更新这个字段变成1，变成1的数据我们都不会返回给前端，这样就默认代表删除了，这种方式可以保证数据不丢失。

图3-4 信息删除流程图

第4章 系统设计

4.1 系统设计的原则

在规划过程中，满足一定的原则是必需的，这些原则可以帮助我们打造更加完善的系统。[16]设计原则主要有可拓展性，容错性，安全性，可维护性，用户友好性等原则。

4.2 功能结构设计

下面是管理员模式中可以操作的所有功能模块:

1. 用户后台:可以注册或者删除所有用户
2. 个人中心:查看和修改个人信息
3. 公交车路线管理: 增删改查公交车路线
4. 网站公告管理:对公号进行管理，可以让用户及时的发现公交车更改路线或者是有其他遗失的物品迅速找回。
5. 网站留言管理: 该模块用于收集用户的反馈意见，以改善系统的用户体验。

图4-1 管理员功能结构图

4.3 数据库设计

数据库设计是软件开发中最重要的一个环节，如果设计库设计不合理，可能会导致系统运行不稳定。对于数据库设计，我们一般都是根据不同的应用场景，分析数据之间的特点，然后考虑实体,属性，对象之间的关系，来确定我们要设计多少表和多少字段。然后在通过 E-R 图来展示。

4.3.1 数据库E-R图

E-R图是一种数据模型，能够描述数据实体之间的关系[11]。例如，在公交车查询系统中，我们可能需要存储路线信息、公交车信息、用户信息等，它们之间的关系可以通过 E-R 图来描述。绘制软件我们使用的是visio，这是当下绘制软件中使用者最多，评价最好，操作最为遍历的一款软件。

（1）管理员E-R图绘制结果如下：

                                               

图4-2 管理员实体属性图

（2）用户E-R图绘制结果如下：

图4-3 用户实体属性图

（3）网站公告E-R图绘制结果如下：

图4-4 网站公告实体属性图

4.3.2 数据库表结构

在进行数据库表结构设计之前，需要掌握数据类型、字段长度以及主键等知识。以用户信息表为例，设置一个主键来满足整体需求。类似地，根据公交线路查询系统的功能和设计要求，设计出该系统的数据表结构。如下列表所示：

表4-1在线提问表

表4-2用户表

表4-3留言建议表

表4-4网站公告评论表

表4-5公交路线表

表4-6收藏表

表4-7网站公告表

表4-8友情链接表

表4-9管理员表

表4-10公交路线评论表

第五章 系统实现

系统后端采用Spring Boot框架实现，包括控制层、服务层和数据层。

控制层：控制层主要负责处理用户请求和响应。它接受来自前端的请求，并根据请求中的参数执行相应的服务层方法。控制层还可以处理异常信息和返回结果，一般会将结果返回给客户端。

服务层：服务层主要负责业务逻辑的处理，通常包括预处理、处理、后处理等几个阶段。服务层负责将来自控制层的请求参数传递给数据访问层，并对数据进行处理。服务层还可以处理事务和调用外部接口进行计算和数据处理。

数据层：数据层负责与数据库进行交互，通过mybatis进行实现。

前端：采用Vue.js框架进行实现，包括用户界面和管理员界面。

5.1管理员功能实现

5.1.1 用户管理模块实现

可进行用户信息的增删改查等基本操作。

图5-1 用户管理页面

5.1.2 公交线路管理模块实现

管理员可进行公交路线信息的 CRUD 操作。

图5-2 公交线路管理页面

5.1.3 网站公告管理模块实现

管理员可以对网站公告信息进行CRUD操作。

图5-3 网站公告管理页面

5.1.4 友情链接管理模块实现

管理员可对链接信息进行CRUD操作。

图5-4 友情链接管理页面

5.2 用户功能实现

5.2.1 用户注册模块实现

使用者需要进行注册才能登录系统，注册时需要填写不重复的账号信息。

图5-5 用户注册页面

5.2.2 用户登录模块实现

用户在注册成功后，需要在登录界面输入正确的账号和密码才能成功登录系统。

图5-6 用户登录页面

5.2.3 公交线路详情模块实现

用户可以查看公交线路查询，可以收藏和评论公交线路。

图5-7 公交线路详情页面

5.2.4 我的收藏模块实现

用户收藏过的公交车路线信息可以在我的收藏里查看查询和删除。

图5-8 我的收藏页面

第6章 系统测试

6.1测试策略

为了保证系统的功能和安全性能，本文采用黑盒测试和白盒测试相结合的测试策略，覆盖系统的各个功能模块和安全性能要求[12-15]。其中，黑盒测试主要针对系统的功能测试，通过输入合法和非法数据，测试系统的输出结果是否符合预期。而白盒测试主要针对系统的安全性能测试，通过代码检查和安全测试工具，测试系统的安全性能是否满足要求。

6.2 测试环境

本文采用Java编程语言、MySQL数据库、Tomcat服务器等技术开发系统，并采用Junit、Selenium等测试工具进行测试。具体测试环境如下：

（1）操作系统：Windows 10

（2）开发工具：IDEA

（3）编程语言：Java

（4）测试工具：Junit、Selenium

（5）数据库：MySQL

（6）Web服务器：Tomcat

6.3 测试用例设计

本文设计了一系列测试用例，覆盖了系统的各个功能模块和安全性能要求。测试用例包括输入数据、预期输出和实际输出等内容，用于检验系统的正确性和安全性。

6.3.1 用户注册测试用例

输入数据：用户名、密码、验证码、手机号码

预期输出：注册成功

实际输出：注册成功

6.3.2 用户登录测试用例

输入数据：用户名、密码、验证码

预期输出：登录成功

实际输出：登录成功

6.3.3 公交车路线测试用例

输入数据：路线起点站、路线的终点站

预期输出：展示符合条件的路线信息

实际输出：展示符合条件的路线信息

6.3.4 公交车路线收藏测试用例

输入数据：收藏公交车路线

预期输出：收藏成功，并在个人中心可以显示

实际输出：收藏成功，并在个人中心可以显示

6.3.5留言测试用例

输入数据：输入留言的信息

预期输出：在路线下可以查看评论的留言信息

实际输出：在路线在看到自己评论的留言信息

6.3.6留言回复测试用例

输入数据：输入需要回复的留言信息

预期输出：在对应的留言下回显回复的内容

实际输出：在对应的留言下回显回复的内容

6.3.6数据备份测试用例

输入数据：删除数据库数据

预期输出：数据恢复成功

实际输出：数据恢复成功

6.4 测试结果分析

经过多轮测试，本系统的各个功能模块和安全性能表现良好，测试结果如下：

（1）用户注册和登录功能正常，可以正确保存用户信息，并保障用户信息的安全性。

（2）公交车路线展示和搜索功能符合要求，可以根据站点名称、路线等条件进行查询，返回符合条件的公交车路线信息。

（3）留言回复和留言评论功能正常，可以正确留言和回复内容正确显示，并保障信息的安全性。

（4）公告功能正常，可以正确显示需要通知的公告，即使让用户可以查看，保障用户第一时间可以查看到。

（5）数据备份和恢复功能正常，可以正确备份和恢复系统数据，并保障数据的安全性。

综上所述，本系统的各项功能和安全性能表现优秀，符合预期要求。

6.5 测试结论

本文采用黑盒测试和白盒测试相结合的测试策略，覆盖了系统的各个功能模块和安全性能要求，通过多轮测试,本系统的各个功能模块和安全性能表现良好，测试结果符合预期要求。可以得出结论:本系统具有较高的功能性和安全性能，能够满足项目稳定运行的需求。

结 论

Java的城市公交车查询系统设计与实现，使用了Spring Boot和Vue.js技术栈实现的前端和后端，支持用户和管理员界面的功能。实现了公交车线路信息查询、到站时间查询、公交车辆位置更新等功能，提供了便捷的城市公交车查询服务。使用了Spring Boot作为后端框架，提供了IoC和AOP特性，简化了系统的开发和维护。

采用单元测试和集成测试方式对GBT各模块进行了测试，保证了系统的稳定和完整性。但仍然有一些改进的空间，例如可以进一步优化系统的性能和响应速度，增加系统的安全性和鲁棒性，提供更友好的用户界面和用户体验等。

未来可以进一步完善系统的功能，例如添加实时公交车位置的查询、公交车票务管理、用户反馈系统等功能，提高系统的实用性和用户体验。此外，还可以考虑将系统扩展到移动端平台，例如安卓端与ios端，方便用户在移动设备上查询公交车信息。同时，引入更多的人工智能技术，如推荐系统、数据挖掘等，以提升系统的灵活性。总的来说，本论文基于Java的城市公交车查询系统设计与实现，采用了Spring Boot和Vue.js作为技术栈，实现了一个功能完整、稳定性良好的GBT系统。

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致 谢

大学几年下来，不仅学到了计算机方面的专业知识，也学会了许多有关做人，有做事的道理。在现在这个紧张而又重要的时刻，要向大学老师们表示由衷的感谢，也需要向论文指导老师表达最真挚的谢意。指导老师在论文指导期间一直都是不厌其烦的进行指导，包括论文的题目选择，论文文章的结构，以及系统开发的功能设计等问题，都是指导老师的及时帮助，才有解决问题的信心与解决思路，正因为如此，才可以在短时间内得到成长，并成功完成毕业设计的作品制作与论文编写。短短几个月时间，指导老师的无私的奉献精神，以及指导老师的爱岗敬业的教学态度，也开始重新认识所学的专业知识，并有信心将所学知识与现实问题相结合，并提供一个可靠有效的解决方案。大学校园是温暖而又美好的，大学同学的无私帮助与建议，也让论文写作有了更多的思路。

至此，毕业设计即将结束，时间如白驹过隙，转眼间我的四年大学生涯就将结束。但对我的人生而言只是短暂的休整，即将步入社会，新的征程也将开始。这次毕业设计充分运用了在校四年以来学到的知识和技能，同时也新学习到了很多网站开发相关知识，通过这次论文写作的过程，我收获了很多。四年来，无论是在学习上亦或者是生活上，学校给予我的不仅仅是四年的时光，更多的是让我成长。在大学四年我结识了很多优秀的同学，也获到了老师优秀的教育和帮助。

在此，对大学同学一并表示感谢。成长与宝贵的学习机会也离不开大学校园这个平台，感谢大学校园给了更多学习的机会，结识到许多大学同学和优秀的校园老师，让大学生活变得如此丰富多彩！

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