基于多源信息融合的自行車計費策略研究

陳曉燕

摘 ?要：隨著人們生活水平的提高，人們生活節(jié)奏不斷加快，使得汽車使用率急劇增加，這也就常常導致城市交通出現(xiàn)堵塞的情況，每逢尖峰時間，上班族、旅游族、購物族的車便從四面八方涌入市中心。交通擁擠直接增加了居民的出行時間和成本，這不僅影響了市民的工作效率，還抑制了人們的日常活動。而共享單車的出現(xiàn)成功解決了人們的出行難題，滿足了大部分居民的短途出行要求。但伴隨而來的是共享單車的收費不合理問題，目前共享單車采用的計費策略仍然是根據(jù)租用時間和行駛距離來計算的，但這樣并未考慮到自行車的磨損和路況等細節(jié)，造成不同情況下收費的不合理性，而該文將全面考慮影響共享單車計費的各個因素，研究多源信息融合的自行車計費策略。

關(guān)鍵詞：交通擁堵 ?多源 ?自行車計費

中圖分類號：TB114 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）08（c）-0022-02

低碳生活，綠色出行，自行車正逐漸成為人們喜愛的交通工具。不僅歸因于其特有的靈活便捷、無污染、無能耗等特性，而且也是健康生活的必然選擇之一。因此，全國很多城市已經(jīng)部署了公共自行車租賃系統(tǒng)，為市民的出行帶來了極大的方便。高校作為人口密度大和人員流動領繁的社會群體之一，自然成為公共自行車服務的首選對象。

創(chuàng)立于2014年的ofo共享單車是國內(nèi)首家共享單車公司，提出了“以共享經(jīng)濟+智能硬件，解決最后一公里出行問題”的理念，首創(chuàng)無證共享單車出行模式，致力于解決大學校園的出行問題。基于移動APP和智能硬件開發(fā)，是目前中國規(guī)模最大的校園交通代步解決方案，為廣大高校師生提供便捷經(jīng)濟、綠色低碳、更高效率的校園共享單車服務。同時協(xié)助高校回收改造廢舊自行車，解決“僵尸車”問題。2016年，滴滴出行以數(shù)千萬美元戰(zhàn)略投備共享單車平臺。然而，共享單車系統(tǒng)采用的計費策略主要依賴于租用時間和行駛距離，尚未充分考慮自行車的實際磨損和使用的細節(jié)。例如，自行車是在平整的路面時行駛，還是在崎嶇不平的路面上行駛;租用時間范圍內(nèi)是持續(xù)不斷使用，還是斷斷續(xù)續(xù)使用，甚至根本就沒有使用（如碰到熟人聊天）。這些因素對應著自行車的不同磨損程度，應該在計費策略中區(qū)別對待。

該項目試圖全面分析公租自行車計費（城市自行車，特別是校園自行車）的可能影響因素，例如行駛距離、路面情況、租用時間、有效使用情況等因素，研究這些影響因素的感知與捕獲方法。基于量化的費用影響因素，研究并提出基于多源數(shù)據(jù)融合的計費策略。最終開發(fā)高效的實時計費系統(tǒng)。

1 ?研究內(nèi)容

該項目的研究內(nèi)容概括為如下3個方面： 基于手機內(nèi)嵌傳感器的計費策略影響因素捕獲與量化處理、基于多源感知數(shù)據(jù)的合理計費策路模型構(gòu)建以及基于合理策略模型的輕量級計費系統(tǒng)設計與研發(fā)。

1.1 基于手機內(nèi)嵌傳感器的計費策略影響因素捕獲與量化處理

智能手機已經(jīng)成為必備的個人通信工具，也是集成感知與計算能力的多功能移動計算平臺。特別是智能手機內(nèi)嵌的加速度傳感器、重力傳感器、GPS傳感器為自行車行程距離、行駛狀態(tài)等的量化和計算提供了依據(jù)。該項目需要研究利用騎車人攜帶的智能手機，實時感知并連續(xù)收集能夠反映自行車運行狀態(tài)的物理距離、道路狀況、使用狀態(tài)等信息，為合理計費策略模型的構(gòu)建提供依據(jù)。

1.2 基于多源感知數(shù)據(jù)的合理計費策略模型構(gòu)建

在充分調(diào)研、大量論證的基礎上，合理確定自行車計費策略的影響因素，將這些因素與感知數(shù)據(jù)之間建立對應關(guān)系。深入分析各因素與租費之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，最終建立因素關(guān)聯(lián)的合理計費策略模型，特別是建立參數(shù)自適應的動態(tài)調(diào)整模型。

1.3 基于合理策略模型的輕量級計費系統(tǒng)設計與研發(fā)

以建立的計費模型為依據(jù)，選用合適的語言開發(fā)工具，設計并開發(fā)基于手機平臺的云平臺客戶端系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動檢測自行車租用開始、使用及還車狀態(tài)，并基于這些狀態(tài)開啟、監(jiān)測及結(jié)束計費過程，最終將計算的費用提交云平臺服務器端，并選用合理的交互方式告知用戶。

2 ?軟件設計

該軟件由基礎數(shù)據(jù)管理、計費管理、庫存管理和維護管理4個部分組成（見圖1），其中基礎數(shù)據(jù)管理和維護管理將采用VC6.0來編寫，庫存管理、計費系統(tǒng)采用VS2013來開發(fā)。

在用戶打開這個軟件時，界面將會顯示4個功能，基礎數(shù)據(jù)管理將要求用戶輸入自行車號，而后就會顯示密碼。其中計費系統(tǒng)將通過GPS定位無偏移，其軟件將會實時顯示路程，軌跡數(shù)據(jù)可以導出成gpx文件在google earth等第三方軟件中瀏覽，采用重力傳感器來監(jiān)測路況，其次當用戶開鎖時將開始計費，其后根據(jù)自行車使用時的路況和路程采用不同收費方式。

軟件各個功能模塊簡介如下。

基礎數(shù)據(jù)管理：可以進行自行車號設置，密碼查詢。

計費管理：可以進行計時費用自動結(jié)算，積分兌換。

庫存管理：可以進行職分兌換查詢，收費項目查詢，消費積分生成查詢，每筆消費查詢。

維護管理：可以進行記賬號管理、數(shù)據(jù)備份恢復，上傳自行車受損程度。

3 ?軟件特點

該軟件針對的公租自行車計費策略問題，是客觀存在且有待解決的現(xiàn)實問題，因此具有客觀性和必要性，以及應用普適性。該軟件實現(xiàn)基于的感知與計算平臺依賴于每位用戶已有的智能手機，無需任何專門設備和額外投資，因此系統(tǒng)實現(xiàn)具有低成本性及應用推廣的可能性。

該項目研究針對的現(xiàn)實問題普適存在，因此在應用領域上具有創(chuàng)新性。研究面臨的基于多源感知的計費策略尚未解決，因此在研究問題上具有創(chuàng)新性。最終研發(fā)的系統(tǒng)完全依賴于個人手機這一智能計算平臺，數(shù)據(jù)感知、決策處理、人機交互等都無需額外專門設備，因此具有實現(xiàn)方法上的創(chuàng)新性。

4 ?結(jié)語

共享單車不僅安全、快捷，而且低碳環(huán)保。在緩解了交通擁堵現(xiàn)象的同時，解決了居民日常的出行問題，提升了城市活力;而合理的計費會減少人們的出行成本，提高用戶滿意度，讓人們的出行更加方便、舒適。

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