随我国社会经济的快速发展,越来越多的中小学校开始提供校车服务,校车逐渐成为接送学生的重要交通工具。使用校车服务可以保障学生出行安全,减少上学和放学时间段的交通拥堵,不仅减轻了家长的负担,更减少了交通高峰时段接送学生的私家车数量。同时,校车服务减缓了交通压力,减少尾气排放造成的环境污染,能够塑造良好的交通环境。校车路径规划是校车运营中的关键环节。良好的校车路径规划能够提高校车服务质量和效率。然而,目前我国大部分地区采用人工方式规划校车路线,工作量极大。因校车路径规划涉及学校位置、学生分布、校车容量、停车场位置、交通网络等因素,人工方式的路径规划难以兼顾校车成本与服务质量,可能造成校车利用率偏低、行车路线过长或投入成本过高等问题。鉴于校车路线规划的复杂性,迫切需要使用计算机软件来代替人工进行更科学、高效的路线规划。本文基于ArcGIS设计并实现一个校车路径规划系统,目标是为中小学校或校车公司提供一个通用、灵活的校车路径规划工具。ArcGIS具备强大的空间分析功能,其中网络分析模块提供了车辆路径优化(VRP)功能,可用于校车路径规划。其基本步骤是:准备学校、学生站点、车场和车辆数据;建立道路网络数据集,计算站点之间的距离和校车行驶时间;在VRP模块中建立校车路径规划模型,进而调用VRP优化算法进行路径规划。建立校车路径规划问题模型比较复杂,且针对不同的需求,操作流程差异也较大。因此,本文综合分析校车路径规划需求,设计校车路径规划系统的基本功能,基于ArcGIS开发校车路径规划工具,大幅度简化操作流程和系统操作界面;并结合WebGIS技术开发校车路径规划系统,使用户可以在浏览器端方进行数据管理和路径规划等操作,实现科学便捷的校车路径规划。本文主要工作总结如下:(1)完成了校车路径规划系统需求分析。针对教育主管部门、校车运营企业、中小学校、公众等不同用户进行校车路径规划需求分析,明确系统功能需求和数据需求。(2)研究了基于ArcGIS的校车路径规划方法。针对多种校车路径规划需求,利用ArcGIS网络分析模块的车辆路径优化(VRP)功能,确定校车路径规划的数据准备、详细操作流程,为校车路径规划系统开发奠定基础。(3)完成了校车路径规划系统的设计。基于ArcGIS技术,设计系统总体架构及软硬件配置,设计了基础地理数据库和业务数据库、系统功能模块等。使用GIS关键技术包括ArcGIS网络数据集、路径优化模块、Web服务、Python程序设计等,并选择FlexViewer技术,确立系统开发流程和开发模式等。(4)完成了校车路径规划系统系统开发。首先,在ArcGIS中完成了基于ArcPy的校车路径规划工具开发;其次,进行系统部署及相关服务的发布和调用;第三,开发相关功能模块,主要包括地图基本操作功能、数据维护功能、规划工具地用功能、路径方案下载功能等,并提供简单易用的用户界面。(5)完成了一个校车路径规划案例研究。在系统中准备案例数据,并针对多个实际应用场景进行校车路径规划和分析,测试所开发系统的实用性,并验证校车路径规划在成本和服务质量上的优势。综上,本文设计并实现了一个基于ArcGIS的网络校车路径规划系统,案例测试表明该系统能够满足常见校车路径规划需求。案例研究也表明,与现有校车运营方案相比,本文规划方案能降低校车运行成本。