基于ECharts的鐵路物流數(shù)據(jù)可視化效果的實現(xiàn)

孫遜 李潤澤 趙宏宇 劉斌

摘要：為了將從全國各省市年鑒中提取出來的鐵路物流數(shù)據(jù)以更直觀的方式展示，降低用戶的使用門檻，在以文本化方式展示數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了實現(xiàn)鐵路物流數(shù)據(jù)可視化的功能。將鐵路數(shù)據(jù)以可視化方式呈現(xiàn)有助于用戶迅速地從海量的鐵路物流數(shù)據(jù)中迅速獲取到所需要的重要信息，也可以更加直觀形象地表達數(shù)據(jù)所蘊含的信息，更易于用戶尋找數(shù)據(jù)變化的趨勢和規(guī)律以及發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間更深層次的聯(lián)系。應(yīng)用Javascript語言的可視化圖表庫ECharts實現(xiàn)了對鐵路物流Web項目中鐵路物流基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)據(jù)以及綜合指標(biāo)數(shù)據(jù)的動態(tài)展示，可以展示各個模塊隨著年份的走勢（折線圖）或者占比（扇形圖）情況。

關(guān)鍵詞： 鐵路物流; ECharts可視化庫; 數(shù)據(jù)可視化; 網(wǎng)頁項目; 動態(tài)可視化

中圖分類號：TP311 ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）32-0022-04

Realization of Visualization of Railway Logistics Data Based on ECharts

SUN Xun1，LI Run-ze2 ，ZHAO Hong-yu2，LIU Bin1

（1. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.，Ltd.， Wuhan 430063， China; 2.Southwest Jiaotong University， Chengdu 611765， China）

Abstract：To display the railway logistics data extracted from the yearbooks of various provinces and cities across the country in a more intuitive way and reduce the user's threshold for use， on the basis of displaying the data in a textual manner， the function of realizing railway logistics data visualization is proposed. Visualizing the railway data will help users quickly obtain the important information they need from the massive railway logistics data. It can ?express the information contained in the data more intuitively and visually. It is easier for users to look for trends and laws of data changes and discover deeper connections between data.Finally， the dynamic display of railway logistics basic index data and comprehensive index data in the railway logistics web project is realized by the use of visual chart library ECharts， which can display the trend （line chart） or proportion （fan chart） of each module with the year .

Key words： railway logistics; ECharts; data visualization; web project; dynamic visualization

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步深入社會各行各業(yè)，深刻地改變了人們之間的信息訪問與共享方式。不同的傳統(tǒng)行業(yè)也在充分探索與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的方式，在信息化浪潮中煥發(fā)出新的生機。鐵路物流數(shù)據(jù)分析與智能平臺Web項目中存在著大量的來自全國各個省市統(tǒng)計年鑒的基礎(chǔ)鐵路物流數(shù)據(jù)指標(biāo)，同時也存在著難以高效地利用海量無序的鐵路物流數(shù)據(jù)的問題?；谖谋净绞秸故捐F路物流數(shù)據(jù)不夠清晰直觀，使用戶難以迅速準(zhǔn)確地去捕捉巨量數(shù)據(jù)中的核心信息。如何更好地將這些數(shù)據(jù)展示給用戶，并在展示的基礎(chǔ)上對其進行分析、研究、挖掘成了當(dāng)務(wù)之急。將鐵路物流數(shù)據(jù)以圖表可視化形式展現(xiàn)比傳統(tǒng)的文本化展示更加直觀也更具有實用性，提高了數(shù)據(jù)的可讀性。在將數(shù)據(jù)可視化的同時也對數(shù)據(jù)進行了清洗降維，允許用戶按照不同需求對不同的指標(biāo)的對比、分析、計算結(jié)果進行可視化，從不同的維度來展現(xiàn)數(shù)據(jù)趨勢。

本文實現(xiàn)了基于ECharts的動態(tài)數(shù)據(jù)展示功能，允許用戶按照自己的需求交互式地在網(wǎng)頁上選擇不同的城市、不同的指標(biāo)、不同的年份并進行展示、對比、分析等，可以實時地在用戶增加新的數(shù)據(jù)或者刪除已有數(shù)據(jù)時動態(tài)地生成不同的圖表，包括柱狀圖、折線圖、餅狀圖等。

1 背景需求介紹

本文中物流數(shù)據(jù)的可視化是針對鐵路物流數(shù)據(jù)分析與智能平臺web項目中存在的海量的物流數(shù)據(jù)而實現(xiàn)。該項目中，基礎(chǔ)物流數(shù)據(jù)來自全國不同年份不同省份的統(tǒng)計年鑒，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理存入數(shù)據(jù)庫中后，在城市上、指標(biāo)上、年份上均無序排列，用戶無法迅速地定位目標(biāo)物流數(shù)據(jù)指標(biāo)，更無法從雜亂的數(shù)據(jù)中挖掘出更深層次的信息。除了基礎(chǔ)物流數(shù)據(jù)外，還有基于此的綜合物流數(shù)據(jù)。因此，迫切地需要將該項目中的物流指標(biāo)數(shù)據(jù)按照一定的順序展現(xiàn)給用戶，為進一步地查看、統(tǒng)計、分析做好基礎(chǔ)。

本文中基于ECharts的物流數(shù)據(jù)可視化分別提供了按照城市、按照指標(biāo)、按照年份三個不同維度的可視化，為用戶提供了多樣的可視化方式，有助于用戶直觀地觀察數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上進一步對數(shù)據(jù)進行分析等。

2 關(guān)鍵技術(shù)介紹

2.1 ZRender

ZRender是一個輕量級的Canvas類庫，MVC封裝，數(shù)據(jù)驅(qū)動，提供類Dom事件模型，提供了 Canvas、SVG、VML 等多種渲染方式。ZRender 也是 ECharts 的底層渲染器。ZRender Architecture通過MVC核心封裝實現(xiàn)圖形倉庫、視圖渲染和交互控制。ZRender具有數(shù)據(jù)驅(qū)動，完整的事件封裝，高效的分層刷新，豐富的圖形選項，強大的動畫支持，易于擴展等特色，這些特色使得它做各種動畫效果時十分有用，性能也更加出色，如圖1所示。

2.2 ECharts

ECharts，一個純 JavaScript 的圖表庫，可以流暢地運行在 PC 和移動設(shè)備上，兼容當(dāng)前絕大部分瀏覽器（IE8/9/10/11，Chrome，F(xiàn)irefox，Safari等），底層依賴輕量級的 Canvas 類庫 ZRender，提供直觀，生動，可交互，可高度個性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表。ECharts具有豐富的可視化類型，包括常規(guī)的折線圖、柱狀圖、散點圖、餅圖、k線圖，用于統(tǒng)計的盒形圖等等。ECharts由數(shù)據(jù)驅(qū)動，數(shù)據(jù)的改變驅(qū)動圖表展現(xiàn)的改變。因此動態(tài)數(shù)據(jù)的實現(xiàn)也變得異常簡單，只需獲取數(shù)據(jù)，填入數(shù)據(jù)，ECharts會找到兩組數(shù)據(jù)之間的差異然后通過合適的動畫去表現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化。除此之外ECharts還進行了移動端優(yōu)化并支持多維數(shù)據(jù)以及豐富的視覺編碼手段。

3 基于ECharts的可視化實現(xiàn)

ECharts作為一個純 JavaScript 的圖表庫，可以根據(jù)用戶需求來定制不同的可視化圖表，本文基于ECharts實現(xiàn)了柱狀圖，折線圖，餅狀圖三種不同類型的圖表，將物流指標(biāo)數(shù)據(jù)以圖形化的方式呈現(xiàn)給用戶。

在對ECharts進行基于鐵路物流數(shù)據(jù)的個性化設(shè)置前，需要將Echarts.js文件引入到<script>標(biāo)簽中，并在此標(biāo)簽中配置目標(biāo)可視化圖表的使用路徑。之后在<script>標(biāo)簽中加載用于顯示可視化圖表的Dom元素，初始化ECharts圖表，最后對回調(diào)函數(shù)中的option做個性化數(shù)值設(shè)置。接下來以柱狀圖為例進行說明。

在繪制物流數(shù)據(jù)可視化圖表時，首先使用getDataObj（）方法對Echarts圖表series的各種參數(shù)進行配置。之后基于準(zhǔn)備好的Dom，初始化ECharts圖表。最后在option配置tooltip，legend等屬性，生成可視化圖表，代碼如下。

function drawBar（）{

let checkedYears ?= [];

$（"：checkbox：checked"）.each（function（）{

checkedYears.push（（$（this）.parent（）.next（）.text（）））;

}）;

let series = [];//用于初始化相關(guān)參數(shù)

for（let i=0;i<vm.fields.length;i++）{

let obj = getDataObj（vm.fields[i]，chartType，

vm.getData（vm.fields[i]））;

let newData = [];

for（let k=0;k<vm.getYears.length;k++）

for（let j=0;j<checkedYears.length;j++）

if（vm.getYears[k]+""===checkedYears[j]）

newData.push（obj.data[k]）;

obj.data = newData;

series.push（obj）;

}

const myChart = echarts.init

（document.getElementById（"chart"））;

let option = {

tooltip： {trigger： 'item'}，//trigger為item時僅該點的相關(guān)數(shù)據(jù)

xAxis： {data： checkedYears}，//橫軸為年份

yAxis： {type： 'value'}，//縱軸為數(shù)值

legend： {data ：vm.fields}，

series： series

};

myChart.setOption（option）;

}

4 基礎(chǔ)/綜合數(shù)據(jù)指標(biāo)的動態(tài)數(shù)據(jù)展示

4.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)/綜合數(shù)據(jù)指標(biāo)介紹

在本節(jié)中，我們主要介紹基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)以及在其之上衍生出的綜合數(shù)據(jù)指標(biāo)的動態(tài)展示功能。

在鐵路物流數(shù)據(jù)分析與智能平臺web項目中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)共有十大類：綜合數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，貿(mào)易數(shù)據(jù)，消費數(shù)據(jù)，金融數(shù)據(jù)，貨運數(shù)據(jù)，客運數(shù)據(jù)，交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，工業(yè)數(shù)據(jù)，綠色城市數(shù)據(jù)，每一類數(shù)據(jù)指標(biāo)下又有更具體的指標(biāo)劃分。這些數(shù)據(jù)來自全國不同省份不同年份的統(tǒng)計年鑒，數(shù)據(jù)量巨大，很難從中找到目標(biāo)信息，也不利于對數(shù)據(jù)進行分析。在該模塊中，實現(xiàn)了基于ECharts的動態(tài)數(shù)據(jù)展示功能，有利于用戶更加直接地了解相關(guān)數(shù)據(jù)，也可以幫助用戶將不同的指標(biāo)進行對比或者研究其發(fā)展趨勢。

在鐵路物流數(shù)據(jù)分析與智能平臺web項目中，除了十大類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)，還有在其之上衍生出的綜合指標(biāo)，分別如下：

商流輻射力=城市社會消費品額/（人均消費支出*總?cè)丝冢罕硎境鞘邢M中由其他地域帶動的能力，也表明了一個城市的商業(yè)活動對其他地區(qū)消費的影響程度和吸引能力，城市的商流輻射力越強，其流通產(chǎn)業(yè)對外部需求和消費的吸引力就越強。

物流輻射力=（貨運總量/地區(qū)生產(chǎn)總值）/（全國貨運總量/國內(nèi)生產(chǎn)總值）：反映一個城市在物流方面的優(yōu)勢，體現(xiàn)城市貨運對全國輻射能力，物流輻射力直接衡量了城市的貨運優(yōu)勢，體現(xiàn)了城市物流環(huán)節(jié)的運營效率。

貨源輻射力=絕對貨源輻射力：進口總額、出口總額、進出口總額;相對貨源輻射力：外貿(mào)依存度：衡量城市商品流通體系中非本城市商品的價值額，體現(xiàn)了城市對其他城市商品參與城市流通體系的吸引力和城市商品對周邊及海外城市的輻射力。

外貿(mào)依存度=進出口總額/國內(nèi)生產(chǎn)總值：反映一個地區(qū)的對外貿(mào)易活動對該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的影響和依賴程度的經(jīng)濟分析指標(biāo)，反映一個地區(qū)的外向程度。

貨運強度=某區(qū)段的貨運周轉(zhuǎn)量/區(qū)段線路的長度：鐵路全線或某一區(qū)段平均每公里線路所擔(dān)負的貨物周轉(zhuǎn)量。

人口經(jīng)濟密度=每年區(qū)域生產(chǎn)總值/城市或區(qū)域常住人口數(shù)：反映客觀上存在的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展相互關(guān)系的地區(qū)差異的指標(biāo)。

土地經(jīng)濟密度=每年區(qū)域生產(chǎn)總值/城市或區(qū)域面積：表征了城市單位面積上經(jīng)濟活動的效率和土地利用的密集程度。

進出口貿(mào)易生成系數(shù)=出入境貨運量/外貿(mào)進出口總額：反映貨物及運輸結(jié)構(gòu)的變化。

區(qū)域熵：Q=S/P，式中，Q為區(qū)域的經(jīng)濟區(qū)位熵，S和P分別為該區(qū)域GDP和人口數(shù)占全國的比重：衡量某一區(qū)域要素的空間分布情況，反映某一產(chǎn)業(yè)部門的專業(yè)化程度，以及某一區(qū)域在高層次區(qū)域的地位和作用等方面。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)研究中，運用區(qū)位熵指標(biāo)主要是分析區(qū)域主導(dǎo)專業(yè)化部門的狀況。

各地農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占GDP比重（農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/GDP總量）*100%：反映各地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在區(qū)域生產(chǎn)中所占據(jù)的地位，一般來說，現(xiàn)代化程度高的區(qū)域農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟中所占的地位是比較低的。

地區(qū)貿(mào)易差異度=∑（Ti-T'）2/T）：Ti表示區(qū)域內(nèi)各地區(qū)貿(mào)易額，T'和T表示區(qū)域內(nèi)各地區(qū)平均貿(mào)易額和總貿(mào)易額。

消費對經(jīng)濟增長的貢獻率=（當(dāng)年消費-上年消費）/（當(dāng)年國內(nèi)生產(chǎn)總值-上年國內(nèi)生產(chǎn)總值）：反映了區(qū)域內(nèi)各地區(qū)貿(mào)易發(fā)展水平差異程度的值越大說明地區(qū)結(jié)構(gòu)失衡越嚴重。

金融服務(wù)使用率=人均從銀行獲得貸款/人均GDP;人均從銀行獲得存款/人均GDP：用于衡量地方金融水平。

各運輸方式客運量占綜合運輸客運總量的比重=一定時期公路運輸完成的客運量/同時間內(nèi)綜合運輸客運總量：體現(xiàn)各客運行業(yè)在客運綜合運輸體系中的地位，是衡量行業(yè)運輸能力的基礎(chǔ)性指標(biāo)，客運量反各運輸方式周轉(zhuǎn)量占綜合運輸客運周轉(zhuǎn)量的比重=一定時期公路運輸完成的客運周轉(zhuǎn)量/同時間內(nèi)綜合運輸客運周轉(zhuǎn)總量：體現(xiàn)各客運行業(yè)在客運綜合運輸體系中的地位，是衡量行業(yè)運輸能力的基礎(chǔ)性指標(biāo)，周轉(zhuǎn)量是運輸和運輸距離的運輸生產(chǎn)產(chǎn)量，反映出位移需求活動中發(fā)生的實際空間位移的大小。

中西部地區(qū)貿(mào)易比重=（中部和西部地區(qū)進出口貿(mào)易額/我國貿(mào)易總額）*100%：中部和西部地區(qū)進出口貿(mào)易額占我國貿(mào)易總體比重。

外貿(mào)對GDP貢獻率=凈出口增量/GDP增量：凈出口增量與GDP增量的比值，反映經(jīng)濟增長中由外貿(mào)增長所引起的部分，其比值越大，說明外貿(mào)對經(jīng)濟增長的影響力越大。

在該模塊中，用戶同樣可以分別按指標(biāo)、按城市、按年份將目標(biāo)綜合指標(biāo)可視化，提供了不同城市不同年份不同指標(biāo)之間的對比、發(fā)展趨勢、占比等各運輸方式周轉(zhuǎn)量占綜合運輸客運周轉(zhuǎn)量的比重=一定時期公路運輸完成的客運周轉(zhuǎn)量/同時間內(nèi)綜合運輸客運周轉(zhuǎn)總量：體現(xiàn)各客運行業(yè)在客運綜合運輸體系中的地位，是衡量行業(yè)運輸能力的基礎(chǔ)性指標(biāo)，周轉(zhuǎn)量是運輸和運輸距離的運輸生產(chǎn)產(chǎn)量，反映出位移需求活動中發(fā)生的實際空間位移的大小。

中西部地區(qū)貿(mào)易比重=（中部和西部地區(qū)進出口貿(mào)易額/我國貿(mào)易總額）*100%：中部和西部地區(qū)進出口貿(mào)易額占我國貿(mào)易總體比重。

外貿(mào)對GDP貢獻率=凈出口增量/GDP增量：凈出口增量與GDP增量的比值，反映經(jīng)濟增長中由外貿(mào)增長所引起的部分，其比值越大，說明外貿(mào)對經(jīng)濟增長的影響力越大。

無論是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)還是綜合數(shù)據(jù)指標(biāo)，都為用戶提供了分別按照城市、指標(biāo)、年份進行可視化的選擇，也都為用戶提供了柱狀圖、折線圖、餅狀圖三種不同的可視化圖形，有助于用戶從不同維度去分析數(shù)據(jù)。

4.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按照城市可視化

在該模塊中，用戶首先選擇目標(biāo)城市，然后選擇目標(biāo)指標(biāo)，進行查詢后即可將對應(yīng)城市對應(yīng)指標(biāo)物流數(shù)據(jù)進行可視化。生成以年份為橫軸，指標(biāo)數(shù)值為縱軸的柱狀圖。圖2為湖北省武漢市2010-2017年綜合數(shù)據(jù)指標(biāo)的可視化。在圖表上方有不同指標(biāo)所對應(yīng)的顏色標(biāo)簽，用戶可以通過點擊標(biāo)簽將對應(yīng)標(biāo)簽從圖中隱藏，同時可視化圖表的坐標(biāo)軸也會隨之改變，如圖3所示。

除了為用戶提供可視化圖表之外，還會在下方基于圖表生成對應(yīng)的表格，用戶可以在表格中選擇隱藏部分年份，從而更加直接地觀察目標(biāo)年份的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，如圖4所示。

該模塊中除了實現(xiàn)柱狀圖之外，還實現(xiàn)了折線圖、餅狀圖，用戶可以動態(tài)地選擇不同的圖形來滿足需求。當(dāng)用戶將不同的指標(biāo)或年份等參數(shù)加入圖表中時，都會動態(tài)重新繪制相關(guān)圖表。從柱狀圖中可以直觀地看出不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)以及各個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)之間的差異，從折線圖中可以清晰地看出不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)隨著時間的發(fā)展趨勢，而從餅狀圖中可以看出某一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)的占比情況。除此之外，無論是哪種圖表，都可以在鼠標(biāo)指針放上去時顯示更加詳細的信息，如圖5-圖7所示。同時不同的圖表中都會使用不同的顏色來標(biāo)記不同的指標(biāo)，使得相關(guān)信息更加直觀地展現(xiàn)出來。

4.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按照指標(biāo)可視化

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按照城市可視化主要是展示同一城市不同指標(biāo)不同年份的物流指標(biāo)數(shù)據(jù)，而按照指標(biāo)可視化則是展示同一指標(biāo)不同城市不同年份之間的關(guān)系，同樣也提供了柱狀圖、折線圖、餅狀圖三種不同的可視化圖表以及對應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，如圖8所示。

4.4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按照年份可視化

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可視化部分除了上文所提到的按照城市可視化和按照指標(biāo)可視化之外，還提供了按照年份可視化，展示同一年份不同城市不同指標(biāo)的物流指標(biāo)數(shù)據(jù)。與前兩部分不同的是，由于是同一年份的物流指標(biāo)數(shù)據(jù)做比較，這一部分取消了折線圖，并分別提供了以指標(biāo)為橫軸和以城市為橫軸的柱狀圖以及以指標(biāo)為一圈和以城市為一圈的餅狀圖，如圖9、圖10所示。

4.5 綜合數(shù)據(jù)可視化

在該模塊中，用戶同樣可以分別按指標(biāo)、按城市、按年份將目標(biāo)綜合指標(biāo)可視化，提供了不同城市不同年份不同指標(biāo)之間的對比、發(fā)展趨勢、占比等。

由于計算綜合指標(biāo)的公式中某些數(shù)據(jù)指標(biāo)無法直接從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中獲取，因此在該模塊中提供了相關(guān)計算頁面，允許用戶自己輸入相關(guān)參數(shù)進行運算，并將對應(yīng)的綜合指標(biāo)結(jié)果可視化，如圖11所示。

5 總結(jié)

本文實現(xiàn)了基于ECharts的動態(tài)數(shù)據(jù)展示功能，解決了海量鐵路物流數(shù)據(jù)文本化展示不夠直觀清晰導(dǎo)致用戶難以有效挖掘核心信息的問題，節(jié)省了用戶的時間，提高了對鐵路物流信息的利用效率。鐵路物流數(shù)據(jù)可視化將鐵路物流數(shù)據(jù)分析與智能平臺Web項目中的數(shù)十個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標(biāo)以及在此基礎(chǔ)上衍生出來的綜合數(shù)據(jù)指標(biāo)根據(jù)用戶要求動態(tài)展示出來，并且允許用戶無需插件、直接通過網(wǎng)頁的動態(tài)響應(yīng)式渲染數(shù)據(jù)視圖并與之交互?；贓Charts實現(xiàn)了柱狀圖、折線圖、餅狀圖三大圖表，在每種圖表中都用不同顏色來對不同的指標(biāo)進行區(qū)分，有助于用戶更加直觀地對數(shù)據(jù)進行查看、對比、分析。從柱狀圖中可以直觀地看出不同指標(biāo)的數(shù)據(jù)量以及它們的差異，從折線圖中可以看出不同指標(biāo)隨著時間的發(fā)展趨勢，從餅狀圖中可以看出不同指標(biāo)所占比例。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】