城市公共自行車調度系統的設計與實現

郭 琴,丑 洋

(陜西交通職業技術學院,陜西西安,710018)

城市公共自行車調度系統的設計與實現

郭 琴,丑 洋

(陜西交通職業技術學院,陜西西安,710018)

文章以區域調度理論為基礎，提出了構建城市公共自行車調度系統進行了構建，并以GSM通信技術、定位系統技術等為技術支撐，從而對系統進行了實現。

城市公共自行車；GSM通信技術；地理信息技術

隨著我國經濟和社會的發展，我國城市汽車保有量也在逐步的增長。根據來自北京交通委對北京市汽車增加量的統計顯示，北京每年汽車增加量以100萬量的速度在增長，由此產生的是北京交通的擁堵。同時根據環保部門對在2013年的統計數據顯示，我國每年的汽車尾氣排放接近1000萬噸。因此，為使得保證國家的可持續發展，我國政府從戰略的高度提出了大力構建城市清潔能源系統。城市公共自行車則作為其中的重要組成部分而受到政府的重視。而現階段城市公共自行車系統的構建在很多城市還處在發展的初級階段，在技術和管理方面還不夠成熟。本文對公共自行車調度系統的構建進行探討。

1 自行車調度系統需求分析

第二，車輛處理功能。通過對服務點的實時數據采集和監控，對服務點的車輛使用情況進行調度，當在現存的車輛在接近飽和或者是比較少的時候，系統則會根據設置的空位和相關的閥值發出相關的警報。而區域調度員則根據系統的警報對其進行相關的調度。而除了對正常車輛的處理以外，還必須對故障車輛進行處理。通過在自行車上安裝的RFID電子標簽，可實時對故障車輛進行定位并預警，從而提醒相關的維修人員能夠及時進行修理。

第三，調度優化功能。結合服務點自行車使用情況，對自行車輛的數量進行優化，同時選擇合適的調度路徑，以此保障整個自行車調度資源的合理、最大化利用。

對城市自行車的調度，則主要通過區域調度中心和后臺來完成不同服務點的車輛的調度。后臺則通過對不同服務網點的實時監控，從而對自行車站的車輛租還率進行監控，從而結合服務點的實際情況，對自行車站進行調度和優化，以此滿足城市交通的需要。因此，該系統的設計必須具備以下的功能：

第一，實時數據采集功能。在調度系統當中，不同的服務點其所處的位置和環境不一樣，服務的對象和人群也不一樣。同時，隨著需求不同，每天租車的數量也存在不確定性。因此，加強對服務點的數據采集，特別是車輛租還情況、車輛站點配車數量等的實時監控則成為調度的關鍵。而除了上述的數據，還包括自行車故障信息、服務點故障信息等的采集，以此方便區域調度中心進行調度。

2 調度系統設計原則

2.1 人性化

調度系統其服務的對象包含各類不同的人群，而作為公共服務資源，必須將“以人為本”的理念根植到服務系統中，對不同的人群采取人性化的服務的原則。因此，從技術人員的角度來講，系統必須具備良好的人機交互的界面，從而方便技術和管理人員對系統進行實時的監控和管理，并保證系統操作的方便性和簡潔性。而通過系統的服務，更多的是提高對該服務的滿意度，更好的滿足不同人群的需要。

2.2 可擴展性原則

系統的功能是根據用戶的需求而進行設計的。用戶的需求隨

著時間的推移在不斷的出現變化。因此，在對調度系統進行設計的時候，必須遵循在滿足現階段功能需求的情況下，還必須做好對系統的長期規劃，在系統中預留功能接口，便于開發人員對系統進行二次開發，更好的滿足用戶對調度系統的需求的變化，保證系統使用的連續性。采用模塊化的設計思想，并應用面向對象的系統和方法，降低對系統維護的成本。

2.3 先進性

該系統的組成包含各個不同的學科，如系統工程理論、RFID無線射頻技術、全球定位系統技術、運籌學等多學科。因此，要構建好該系統，則必須加強對現代先進技術的使用，從而更好的滿足用戶的需求。

3 系統整體架構設計

該調度系統主要分為系統目標、功能模塊和技術支持。其具體的架構如圖1所示。

圖1 系統整體架構設計

4 系統功能設計

通過上述對系統功能的需求分析，將系統的功能劃分為調度員管理、車輛調度模塊、實時監控模塊、故障信息處理、車輛調度優化等。

調度員管理模塊：系統中每個不同的調度員運用自己的工號和密碼登錄系統，從而實現對系統當中不同功能的應用操作。系統根據調度員信息的基礎上，合理對調度資源進行分配，并將具體工作分配給具體的工作人員。

車輛調度則主要負責對城市公共自行車相關調度指令的發布，從而對各個不同的服務網點進行車輛的調配，使得該服務點都保持一定數量的自行車輛。而當服務點的自行車數量減少的時候，則調入其他服務點的自行車輛。而這個過程的完成則是通過實施監控對各個不同服務點的自行車分布來進行處理的。

圖2 車輛調度處理流程設計

動態監控模塊：通過對數據的采集，顯示出不同服務點的自行車的分布，并結合實施的依據，將過量的服務點的自行車調往供應不足的自行車的過程，以此實現對服務點自行車的合理分析，并實現資源的優化。而動態的監控則包括對服務點的監控和對自行車的監控。對服務點的監控則主要負責對自行車數量和租還情況等的監控，并在系統中設置閥值，在一定的數量之后系統會自動報警。而系統管理員則通過實時通信，獲取相應的信息，并對車輛情況進行處理；車輛監控則主要通過安裝的RFID設備對車輛進行實時的監控，包括車輛位置，并通過對電子標簽的讀取，將自行車的相關信息直接發送給調度中心，而調度中心則根據信息進行處理。

圖3 監控系統模塊流程設計

車輛處理模塊：該模塊主要包括對車輛模塊的細節的處理，如服務點車輛還車不成功、車輛零部件丟失、鎖車不正確等。而該模塊則對這些小故障進行檢測，并及時處理，而對不能處理的則通過工作人員向系統發出維修請求。另外還包括對運行途中的車輛的處理。在自行車發生故障之后，用戶將自行車送往周邊的服務點，并撥打調度服務號碼進行維修處理，系統在接收到相關的信息之后，通過其中的RFID設備對具體的位置和相關信息進行讀取。

調度的優化模塊則主要是通過對系統整體的信息進行分析，并通過相關的數學計算模型，對數據進行計算，從而可有效的實現對自信車的重新分布，并對服務點的數量和調度運輸的相關線路進行優化處理，從而最大限度的節約成本。

圖4 車輛調度優化流程設計

5 系統實現關鍵技術

5.1 GPS定位技術

全球定位系統作為傳統的定位系統，其是由美國在1994年建成的。該系統具備海、陸、空的全方位的實時導航和定位能力，通過地、空等一體化的監控，并通過各種終端設備，實現對物體的定位。

5.2 RFID定位技術

結合自行車調度系統的設計需求分析，其設計的數量比較大，同時其對數據的實時性要求非常高，因此采用RFID定位技術對其進行處理，通過在自行車到上面設置RFID讀取設備，在車身上則安裝電子標簽，從而可實現對一定區域內的自行車進行實時定位，更好的實現對自行車的定位處理。

5.3 數據庫技術

調度系統中，其由于數據的處理比較頻繁，對數據的處理比較大，并對數據的實時性比較高。系統對服務店的相關狀態信息，如狀態信息、車輛行駛信息、道路信息等進行采集和更新，并由此做出相應的決策。而在該系統中采用B/S模式，從而減輕對系統的可維護性。而各個不同的服務點的數據庫則采用Access數據庫系統，調度中心則采用企業級的Oracal數據庫運行。

6 結束語

城市公共自行車調度系統作為對城市環保的重要組成部分，在很大程度上緩解現階段的城市擁堵和環境污染具有一定的作用。同時，隨著技術的不斷發展，其在這方面的構建也在不斷的成熟。

石曉風.基于杭州經驗的集約型城市公共自行車系統規劃發展思路[D];浙江大學:碩士學位論文,2011

Design and implementation of city public bicycle system

Guo Qin,Chou Yang
(Shaanxi College of Communication Technology,Shaanxi Xi'an,710018)

Based on the regional scheduling theory,put forward the construction of city public bicycle scheduling system was constructed,and GSM communication technology,positioning system technology as the technical support,so as to implement the system.

city public bicycle;GSM communication technology;geographic information system

郭琴（1979-），女，碩士，講師，陜西省延安市人，主要從事交通工程的教學與科研工作

陜西省教育廳科研計劃項目資助（項目編號12JK0799）

丑洋（1980-），男，陜西丹鳳人,碩士，高級工程師，主要從事土建設計與施工研究工作。