第三章 系統規劃與建置
3.3 系統構建
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位元標準物件(COM)，透過其開發之系統與程式，其原始碼與物件 模組均為開放而標準的，本研究之軟體系統部分將以VBA 為骨幹開 發系統主架構、查詢分析功能並結合ArcObjects 相關 GIS 物件架構 圖形展示環境與路線搜尋模式分析等項目。
(三) Netengine 1.2 ：NetEngine 提供 Visual Basic 開放式儲存，分析透過 一個類型訊息庫的分析多種網路，進行路網分析。本系統之系統功 能最短路徑之路網分析即透過 NetEngine 相關元件與函數進行空間 幾何分析。
3.3.2 公路汽車客運路線建置子系統
本研究於系統依需求分析後，將資料區分為三類：具有路線資訊、具有 站位資料及具有座標資料。以下小節將依路名建置路線、依站牌建置路線、
依座標建置路線因應三方案說明之。
一、依路名建置路線方案說明
因應許可證所敘述狀況提出之解決方案，處理模式為使用者告知前 後起迄端點與行駛路線之順序即可，因此部分困難點為台灣的道路編號 沒有任何規則性可言，道路狀況相當繁雜且於道路路段切割也無規則 性，同路名分割為路段線之組成是十分常見之現象，而且於道路資料庫 內，路名欄位高達五個，搜尋時需針對此五項欄位進行判斷，故此模式 讀入路段名稱與起迄點後，運用地理資訊系統之特點，進行點與線之間 的空間分析，進行套疊、相位、圖層間之搜尋，經交叉路口與下一交叉 路口之間邏輯上之判斷，決定出路線之行駛狀況，以產製行駛路線。以 下就依此模式流程做說明其流程圖如圖3.17 所示：
(一) 起迄路節線段選擇：由起迄端點座標定位至最近之道路路段上，此 為起/迄路線段且將此二條路線段存入交叉路口集合內。
(二) 同路名線段篩選：經由使用者輸入之路段名，依此路段所屬之鄉鎮 路段名搜尋此路線行駛路段之路名，將同路名節線段存入候選所有 路名集合，如圖3.12。
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圖3.12 行駛路段初步篩選狀況
(三) 交叉路口篩選：由行駛路段兩兩為交叉路口之方式，找出其交叉路 口之狀況且將此交叉路口狀況存入交叉路口集合內，如圖3.13。
圖3.13 交叉路口篩選狀況
(四) 可行解集合設定：依交叉路口集合路段為索引，設定可行解集合 Rs=
Φ。
(五) 國道與一般道路判別：本研究因考慮國道與一般公路客運之機制，
故於此步驟考慮是否有國道路線，由使用者輸入路線狀況，由拆解 字串進行辨別。若搜尋無國道部分則直接至步驟 12，若有國道字 串，則先將判斷出國道名與上/下交流道狀況。
起點
迄點
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(六) 國道路段節線篩選：將國道與交流道之狀況配合其方向性，由道路 圖層中進行篩選，因國道部分的道路屬性資料庫內道路序號欄位 (order)是有其相連性，故依上/下交流道判斷出起迄站之國道路段，
如圖3.14 所示，由 A 交流道其道路屬性資料庫道路序號欄位(order) 值為20、 B 交流道道路屬性資料庫道路序號欄位(order)值為 50。判 斷國道部分的屬性資料庫道路序號欄位(order)值為 21～49 之間，將 其整段國道部分篩選出來，存入國道可行解集合內。
圖3.14 國道部分邏輯判斷示意圖
(七) 交流道路段節線篩選：依交流道名稱及方向性篩選道路圖層中候選 之交流道路段。由第 i 個交流道開始搜尋鄰近之國道道路路段，且 進行國道路段編號之比對，若有符合者，則存入交流道暫存解；若 否，則判斷是否還有剩餘之交流道。
(八) 判斷剩餘之交流道路路段：若有，則繼續搜尋下一個交流道之狀況；
若無剩餘交流道，則將交流道暫存解集合與國道可行解集合存入可 行解集合。
(九) 市區路段交叉路口篩選：開始搜尋市區道路方面，依搜尋第 i 交叉 路口與第i+1 交叉路口之間的線段，由第 i 交叉路口之第 n 路段與 同路名的第i+1 交叉路口的第 n 路段比對，如果這兩段路線是重覆 的，即可判定他們是兩交叉路口之共同路線，即存入可行解集合內。
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(十) 產生候選暫存解集合：由上步驟主要為過濾兩交叉路口是無重疊路 段後，將此第i 交叉路口之第 n 路段為 Ra，且先設定暫存解 TRS=
Φ。
(十一) 篩選種子節線路段：依第 i 交叉路口與第 i+1 交叉路口之間為主 要搜尋節線路段之範圍，其第i 交叉路口與第 i+1 交叉路口之間 的距離為直徑，進行環域分析。於此範圍內搜尋第 N 條路口 Rn=Ra，令 Rn 此為種子路段。如圖 3.15 所示。
(十二) 種子節線搜尋交叉路口間節線路段：開始搜尋 Rn 之端點套疊道 路圖層，找附近相同路段名稱，存入暫存解。於每個找到的每個 路段判斷是否為第i+1 交叉路口的同路名 n 路段，如果是則將暫 存解存至可行解中，若不是則搜尋下一路段，直到此交叉路口內 之路段搜尋完畢為止。
圖3.15 一般道路部分邏輯判斷示意圖
第 i 個交叉路口 第 i+1 個交叉路口 篩選節線範圍
種子路段
第 i 個交叉路 第 i+1 個交叉
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(十三) 可行解節線路段產生：當此交叉路口內之路段搜尋完畢為止且未 與下一個 i+1 交叉路口的同路名路段相符合時，則移除暫存解內 之路段，由第 i 交叉路口之下一路段為種子路段 Rn，由步驟 6～
10 反覆搜尋，直到無剩餘路口。
(十四) 路線圖層產製：將可行解之路段由道圖層中篩選出可行解路段。
將篩選出道路路段，產製為shp 圖層，此為建置路線如圖 3.16 所 示。
圖3.16 判斷篩選後之路線顯示狀況
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圖3.17 依路段名為基礎之路線資料建置流程圖
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一、依站牌建置路線方案說明
此模式是依一般會提供站位點資料，故本研究想藉由站位點之空間定位 快速定位出站位點所在位置，透過GIS 空間資料庫空間分析功能，以利搜尋 更準確所在位置，由點定位執行最短路徑分析，進而產製公路汽車客運路線。
本研究也分析使用者對於站位的描述大致上區分為三種方式，地址定位、重 要地標定位、交叉路口定位，另一方面，本研究也考量國道路線部分，故將 交流道定位也列入考量，讓使用者輸入站位點、上下交流道等使此模式經由 點資料讓 Dijkstra 演算法計算兩點間的最短路徑，明確產製路線圖層資料。
以下就依此模式流程做說明其流程圖如圖3.19 所示：
(一) 定位選擇：由使用者選擇其站位之定位方式。此步驟依使用者選定 定位方式進行處理如圖3.18：
圖3.18 使用者選擇定位方式畫面
1. 重要地標定位：透過空間資料庫存取重要地標資料圖層，由重要 地標圖層中依其縣市別及重要地標名稱篩選出其點，將其圖點轉 換x、y 座標，並將該位置顯示於電子地圖上。
2. 地址定位：使用者所輸入之地址是否有篩選出符合該筆地址資料 之座標，直接至空間資料庫中取得該門牌號碼所在之點座標進行 定位，取得定位座標後地址定位由地址資料庫去比對，再判斷搜 尋結果若有商業大樓之狀況，只保留一個點座標存入站位資料
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庫，其餘再給與刪除之，避免重覆儲存資料，將該位置顯示於電 子地圖上。
3. 交叉路口定位：交叉路口定位因交叉路口不易變動，故本研究先 將交通部運輸研究所之節點圖層進行環域分析，搜尋出其點之交 叉路口，再將交叉路段之資料存入交叉路口資料庫內，若使用者 選擇交叉路口定位時，就由交叉路口資料去比對使用者所輸入之 查詢，若有相同交叉路口點資料，故需判斷重覆路口點，只保留 一個路口點座標存入站位資料庫，其餘再給予刪除之，避免重覆 儲存站位資料，將該位置顯示於電子地圖上。
4. 交流道定位：交流道定位道路圖層搜尋使用者所輸入之相關的訊 息，透過空間資料庫搜尋全省道路資料圖層，篩選後取得該交流 道之座標位置，由國道別、交流道名、及其方向性進行篩選，判 斷出使用者所選之交流道路段，再將取路段中間點為站位上/下交 流道定位點。
(二) 各點座標存入站位資料庫：經由不同定位方式之站位點座標，存入 站位資料庫內，同時點與相關屬性資料存入點集合，另外將基本資 料存入屬性資料庫內。
(三) 判斷各定位點之最近節線路段：由資料庫點座標資料轉換成點位 置，進行判斷其點之最近道路所屬路段。
(四) 計算點定位於最近節線路段之比例：由點位置取其最近節線路段之 比例，點位置為此站位於所屬路段之定位點。
(五) 路徑判斷：由於本方案是以兩站位點間以最短路徑為考量，故阻抗 值以長度計算之。將此點集合執行最短路徑，此部分運用 Dijkstra 演算法計算兩點間的最短路徑進行路徑選擇。
(六) 完成建置路線：於電子地圖上顯示站位狀況，產製路線。
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圖3.19 依站位點為基礎之路線資料建置流程圖
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二、依座標建置路線方案說明
該建置方式之主要概念係由於近年來利用全球定位系統或相關定位 儀器取得站牌地理座標資料已非難事且公車動態資訊系統日益普及，故 本研究在站牌地理座標已知前提下研擬出另一資料建置方法如圖3.20 所 示，其提升資料建置之作業效率，後續茲就相關步驟分別說明之。
圖3.20 依站牌座標為基礎之路線資料建置流程圖
(一) 建置站位點資料：先由全球定位系統或相關定位科技取得站位之座 標資料。另建置站位屬性基本資料。
(二) 各點座標存入站位資料庫：將經緯度資料、屬性資料匯入資料庫中。
(三) 判斷各定位點之最近節線路段：程式讀取資料庫經緯度座標後，轉 換站位點座標值，如圖3.21 所示。判斷各定位之座標其點之最近道 路所屬路段。
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圖3.21 程式轉座標為圖點之狀況
(四) 計算點定位於最近節線路段之比例：運用相關函數計算各站位點於 線段上之百分比，進行相關的函數控制、參數設定，設定阻抗值為 長度，執行最短路線分析。
(五) 完成建置路線：產生路線結果完成建置路線，產製此路線圖檔，如 圖3.22 所示。
圖3.22 執行最短路徑之狀況