基于Web GIS的智能共享汽車系統(tǒng)

徐濤　劉少華　王丹陽　王劉坤　凃懌聞

摘要：近十年伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GIS技術(shù)的快速發(fā)展，以及人們生活水平的顯著提高，共享汽車的智能化和人性化是一個(gè)趨勢(shì)。通過研究某App在某塊區(qū)域的車位，車流量等信息，建立了一個(gè)基于Web GIS的智能共享汽車系統(tǒng)，該系統(tǒng)將Python爬蟲，HTML，C#等相聯(lián)系，通過對(duì)于獲得的共享汽車位置進(jìn)行時(shí)空大數(shù)據(jù)分析，得出該區(qū)域內(nèi)的熱點(diǎn)地段，并給予商家一些關(guān)于調(diào)整車位，車輛數(shù)量等建議。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（Web GIS）;共享汽車系統(tǒng);空間數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）04-0080-03

Abstract： With the rapid development of the Internet and GIS industry， people's material life levels unceasing enhancement， car sharing is a trend of intelligence and humanization. By studying the parking space， traffic flow and other information of an App in a certain area， an intelligent car-sharing system based on Web GIS was established. This system connects Python crawler， HTML， C#， and so on， and through the spatiotemporal big data analysis of the received shared cars location，the system can get the hot spots in this region and give some suggestions to merchants about adjusting parking spaces， number of vehicles and so on.

Key words： Web Geographic Information System （Web GIS）; car-sharing system; spatial database

1 背景

在共享經(jīng)濟(jì)概念下共享汽車的基本定義可以理解為：第三方企業(yè)搭建平臺(tái)，將汽車所有者和需求者的信息予以對(duì)接，使得前者獲得額外收益，后者滿足出行需求[1]。共享汽車公司通過提供汽車一定時(shí)間內(nèi)使用權(quán)，豐富了市民出行的選擇，能夠滿足用戶個(gè)性化的出行需求。這種汽車共享的方式可以讓急需用車或者中低收入者減少購(gòu)車的那部分費(fèi)用，而對(duì)于汽車本身，也增加了其使用率增加了汽車資源的利用率，而且現(xiàn)行共享汽車的載體均為電動(dòng)汽車，對(duì)減少碳排放也是極為有利的[2]。同時(shí)國(guó)家也出臺(tái)了相應(yīng)的扶持政策，共享汽車市場(chǎng)是一個(gè)極具潛力的市場(chǎng)。

共享汽車最早是出現(xiàn)在歐洲的瑞士，然后再陸續(xù)地進(jìn)入如日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)的市場(chǎng)。在我國(guó)，共享汽車的市場(chǎng)正在由北上廣深這4個(gè)一線城市向二三線城市發(fā)展，而共享汽車的用戶主要集中在初入社會(huì)的年輕人、中低端收入家庭以及臨時(shí)需要用車等這些人群。據(jù)調(diào)查顯示，目前中國(guó)擁有共享汽車超過2.6萬輛，預(yù)計(jì)2025年，我國(guó)共享汽車將以45%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)[3]。

但是在這項(xiàng)重資產(chǎn)行業(yè)共享汽車投入使用的過程中也涌現(xiàn)了一些問題。比如對(duì)于管理者的車輛調(diào)動(dòng)難，車輛管理不易;對(duì)于用戶的找車難，停車難，車輛環(huán)境臟亂，使用體驗(yàn)感差等諸多問題。究其原因，是因?yàn)楣蚕斫?jīng)濟(jì)在很多方面，仍然沒有得到規(guī)范的管理，相關(guān)的系統(tǒng)不夠全面[4]。雖然國(guó)內(nèi)共享汽車行業(yè)已經(jīng)逐步從規(guī)?；瘮U(kuò)張進(jìn)入精細(xì)化運(yùn)營(yíng)與超預(yù)期服務(wù)的階段。但如果共享汽車想要長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，還需要在滿足用戶基本出行的同時(shí)，加快移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與汽車租賃行業(yè)的深度融合，才會(huì)帶來日益便利的租車體驗(yàn)[5]。未來，只有將用戶體驗(yàn)放在首位，通過對(duì)用戶出行痛點(diǎn)與多元化用車場(chǎng)景的不斷思考，改善產(chǎn)品與用戶的交互體驗(yàn)，讓用戶擁有極佳的產(chǎn)品體驗(yàn)，才能令企業(yè)不斷獲得用戶的認(rèn)可，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，并且全國(guó)范圍的推廣和應(yīng)用還需要政府的政策支持[6]。

2 系統(tǒng)功能模塊和體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)主要包括四大模塊，分別是用戶管理模塊、地圖操作模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及后臺(tái)功能模塊[7]。并且在對(duì)系統(tǒng)功能模塊的分析基礎(chǔ)上，分別對(duì)4個(gè)模塊進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)。

2.1 用戶登錄模塊

如圖1所示。

1）租車用戶：登錄/注冊(cè)，系統(tǒng)對(duì)用戶定位，并且導(dǎo)航至所選的停車網(wǎng)點(diǎn)，用戶可以查看自己的租車訂單（分為歷史訂單和正在進(jìn)行的訂單），自己的一些基礎(chǔ)信息，以及出行軌跡，可進(jìn)行論壇討論，發(fā)表自己對(duì)于車輛使用體驗(yàn)的一些感受，進(jìn)行安全反饋可以獲得相應(yīng)積分。

2）管理員用戶：登錄/注冊(cè)，查看汽車流動(dòng)軌跡圖，分析單點(diǎn)熱度，查看僵尸車的信息并對(duì)其進(jìn)行回收，更合理的規(guī)劃停車網(wǎng)點(diǎn)以及對(duì)于網(wǎng)點(diǎn)汽車投放數(shù)量的規(guī)劃，查看租車論壇，并對(duì)所討論的詞條生成詞云圖用以反映用戶反映最強(qiáng)烈的問題，查看單點(diǎn)區(qū)域流入流出分析圖，查看自選時(shí)間段內(nèi)的出行熱力圖。

2.2 地圖操作模塊

如圖2所示。

地圖模塊所包含功能的具體內(nèi)容：

1）檢索

①按車型檢索：不同的用戶對(duì)于車型的需求不同，通過對(duì)于車型的檢索，查看符合要求車所在位置以及車輛的剩余油量、評(píng)論等相關(guān)信息;

②按停車點(diǎn)檢索：通過對(duì)于停車點(diǎn)的檢索，可以顯示該停車點(diǎn)以及附近停車點(diǎn)的空余停車位的數(shù)量、距離公里數(shù)等相關(guān)信息。

2）路線

當(dāng)用戶搜索目的地時(shí)，地圖上會(huì)顯示距離所搜索地的最近幾個(gè)可停車點(diǎn)，根據(jù)用戶自己選擇的停車點(diǎn)，系統(tǒng)隨即會(huì)生成一條最優(yōu)的駕駛路線，供用戶參考。

3）查看路況

即用戶可以根據(jù)道路顏色判斷現(xiàn)在的道路暢通情況，也可以設(shè)置一個(gè)未來時(shí)間段，后端會(huì)根據(jù)以前的數(shù)據(jù)模擬在該時(shí)間段大概率發(fā)生的路況，用以用戶對(duì)于出行時(shí)間，以及出行方式的選擇。

2.3 數(shù)據(jù)分析模塊

管理員可以看到生成的車輛軌跡圖，可以結(jié)合美團(tuán)用戶的活躍度，來生成區(qū)域的動(dòng)態(tài)熱力圖，從而在原有的停車網(wǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)上更加合理地規(guī)劃停車點(diǎn)以及停車網(wǎng)點(diǎn)投放車輛的數(shù)量。

2.4 后臺(tái)功能模塊

如下圖4所示。

后臺(tái)的功能管理主要是對(duì)于后端數(shù)據(jù)的管理，及時(shí)查看并處理用戶反映的問題，定期查看用戶安全反饋表，根據(jù)反饋表對(duì)于那些出現(xiàn)問題的車輛進(jìn)行修理等。

3 數(shù)據(jù)庫管理設(shè)計(jì)

用同一存儲(chǔ)器對(duì)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，分別存儲(chǔ)于shapefile文件和SQL-sever2012數(shù)據(jù)庫中的屬性數(shù)據(jù)，將通過采用 Geodatabase實(shí)現(xiàn)對(duì)于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，以避免空間和屬性信息不一致帶來的問題。

3.1 屬性數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

屬性數(shù)據(jù)庫是通過SQL-Server2012來建立，其中包括各種存儲(chǔ)過程，觸發(fā)器以及多張表的設(shè)計(jì)（這里只以車輛租用信息表為例）：

3.2 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

空間數(shù)據(jù)庫通過shapefile來管理，shapefile中的Geodatabase存儲(chǔ)有關(guān)的空間信息[8]。如在共享汽車停車網(wǎng)點(diǎn)的圖層中，加入網(wǎng)點(diǎn)名字（Name），網(wǎng)點(diǎn)經(jīng)度（Lon），網(wǎng)點(diǎn)緯度（Lat），車位總量（Num），閑置車位（Numre）等字段，有利于用戶根據(jù)自己的需求選擇停車位，也可根據(jù)經(jīng)緯度進(jìn)行導(dǎo)航尋找停車位。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用ASP.net技術(shù)，是基于B/S開發(fā)模式的網(wǎng)站開發(fā)項(xiàng)目，開發(fā)工具主要有Visual Studio 2017，SQLserver2012，Dreamweaver，操作系統(tǒng)使用的是Windows 2007 / Windows2010，同時(shí)采用IE瀏覽器/Chrome瀏覽器，編程語言采用C#等。在需求分析，功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本上，利用上述開發(fā)語言和工具，對(duì)租車平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，完成了上述功能，系統(tǒng)界面如圖5所示。

5 結(jié)束語

本文通過對(duì)Web GIS原理和特點(diǎn)的分析，結(jié)合現(xiàn)在所爬取的某共享汽車App的車輛及車位分布等信息，利用C#、JS、HTML等編程語言以及調(diào)用百度API等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行基于Web GIS的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于車輛，用戶等信息的組織和管理，然后通過時(shí)空數(shù)據(jù)分析，從中得到城市熱點(diǎn)區(qū)域，分析用戶行為，給予商家指導(dǎo)建議，并且輔助城市規(guī)劃決策，為智慧城市的建設(shè)增加一些參考信息。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】