面向智慧出行的铁路数据可视化方法研究与实现

【摘要】：互联网的快速普及很大程度地改变了人们传播信息和获取信息的方式。其中,铁路客运信息展示和车票销售网站的出现给人们的出行便捷带来了革命性的变化。虽然铁路客运事业已经进入信息化时代,但其定位大都只是展示数据,在为用户提供数据分析以及决策支持等方面较为薄弱。近年来,不断发展的可视化技术使数据分析领域迎来了新的春天,用合适的可视化方法来展示复杂多样的数据,往往都能帮助用户更好的理解和分析数据。因此,本文旨在结合可视化技术来展现铁路数据,设计与实现面向智慧出行的铁路数据可视化工具,帮助用户更好地认识数据,获取信息,做出相应的决策。主要包括以下工作:1.针对现有的螺旋图可视化方法在展示大量的时间序列数据时,会出现因螺旋线交叉而导致视觉杂乱的问题,本文提出一种边绑定方法。首先将状态圆环上的数据点进行分类,然后在相邻的状态圆环之间设置虚拟绑定圆环,通过边绑定的函数,将状态圆环上的数据点映射到其对应的虚拟绑定圆环上,最后在状态圆环与其对应的虚拟绑定圆环之间绘制Bezier曲线,虚拟绑定圆环与虚拟绑定圆环之间绘制螺旋线,来实现边绑定的效果。为了增强视觉表达性,文中根据螺旋线的长短来渲染其颜色。实验结果表明,该边绑定算法能够有效地对大规模数据进行可视化,并能有效地缓解视觉杂乱的问题。2.提出了一种热图日历与树图联动可视化方法,充分利用热图日历和树图展示数据的特点,形象直观地展示了多层次的数据。该方法把父层的数据用热图日历表示,颜色的渲染通过一定的颜色阈值和计算方法得到。子层数据用切片和切块(Slice and Dice)算法计算并在树图上展示。本方法结合了热图日历与树图,能够形象直观地展示铁路路线数据中的余票量数据。3.以铁路相关数据为基础,设计并实现了面向智慧出行的铁路数据可视化工具。该工具针对旅客使用工具的基本需求和主观体验,实现了基于地图的换乘可行方案可视化,换乘方案的耗时、票价数据可视化,以及直达方案的多维数据可视化和余票量可视化等六个可视化模块。此外,还提供了很多简易的交互操作接口,方便用户获得详细的信息,辅助用户完成铁路客运出行方案的制定。