基于Web GIS的智能共享汽車系統

徐濤　劉少華　王丹陽　王劉坤　凃懌聞

摘要：近十年伴隨著互聯網技術和GIS技術的快速發展，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趨勢。通過研究某App在某塊區域的車位，車流量等信息，建立了一個基于Web GIS的智能共享汽車系統，該系統將Python爬蟲，HTML，C#等相聯系，通過對于獲得的共享汽車位置進行時空大數據分析，得出該區域內的熱點地段，并給予商家一些關于調整車位，車輛數量等建議。

關鍵詞：網絡地理信息系統（Web GIS）;共享汽車系統;空間數據庫

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：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

在共享經濟概念下共享汽車的基本定義可以理解為：第三方企業搭建平臺，將汽車所有者和需求者的信息予以對接，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間內使用權，豐富了市民出行的選擇，能夠滿足用戶個性化的出行需求。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車的那部分費用，而對于汽車本身，也增加了其使用率增加了汽車資源的利用率，而且現行共享汽車的載體均為電動汽車，對減少碳排放也是極為有利的[2]。同時國家也出臺了相應的扶持政策，共享汽車市場是一個極具潛力的市場。

共享汽車最早是出現在歐洲的瑞士，然后再陸續地進入如日本、英國等發達國家或地區的市場。在我國，共享汽車的市場正在由北上廣深這4個一線城市向二三線城市發展，而共享汽車的用戶主要集中在初入社會的年輕人、中低端收入家庭以及臨時需要用車等這些人群。據調查顯示，目前中國擁有共享汽車超過2.6萬輛，預計2025年，我國共享汽車將以45%的增長率增長[3]。

但是在這項重資產行業共享汽車投入使用的過程中也涌現了一些問題。比如對于管理者的車輛調動難，車輛管理不易;對于用戶的找車難，停車難，車輛環境臟亂，使用體驗感差等諸多問題。究其原因，是因為共享經濟在很多方面，仍然沒有得到規范的管理，相關的系統不夠全面[4]。雖然國內共享汽車行業已經逐步從規模化擴張進入精細化運營與超預期服務的階段。但如果共享汽車想要長遠的發展，還需要在滿足用戶基本出行的同時，加快移動互聯網、大數據、物聯網等技術與汽車租賃行業的深度融合，才會帶來日益便利的租車體驗[5]。未來，只有將用戶體驗放在首位，通過對用戶出行痛點與多元化用車場景的不斷思考，改善產品與用戶的交互體驗，讓用戶擁有極佳的產品體驗，才能令企業不斷獲得用戶的認可，從而實現可持續發展，并且全國范圍的推廣和應用還需要政府的政策支持[6]。

2 系統功能模塊和體系結構設計

該系統功能結構主要包括四大模塊，分別是用戶管理模塊、地圖操作模塊、數據分析模塊以及后臺功能模塊[7]。并且在對系統功能模塊的分析基礎上，分別對4個模塊進行了功能設計。

2.1 用戶登錄模塊

如圖1所示。

1）租車用戶：登錄/注冊，系統對用戶定位，并且導航至所選的停車網點，用戶可以查看自己的租車訂單（分為歷史訂單和正在進行的訂單），自己的一些基礎信息，以及出行軌跡，可進行論壇討論，發表自己對于車輛使用體驗的一些感受，進行安全反饋可以獲得相應積分。

2）管理員用戶：登錄/注冊，查看汽車流動軌跡圖，分析單點熱度，查看僵尸車的信息并對其進行回收，更合理的規劃停車網點以及對于網點汽車投放數量的規劃，查看租車論壇，并對所討論的詞條生成詞云圖用以反映用戶反映最強烈的問題，查看單點區域流入流出分析圖，查看自選時間段內的出行熱力圖。

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容：

1）檢索

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

②按停車點檢索：通過對于停車點的檢索，可以顯示該停車點以及附近停車點的空余停車位的數量、距離公里數等相關信息。

2）路線

當用戶搜索目的地時，地圖上會顯示距離所搜索地的最近幾個可停車點，根據用戶自己選擇的停車點，系統隨即會生成一條最優的駕駛路線，供用戶參考。

3）查看路況

即用戶可以根據道路顏色判斷現在的道路暢通情況，也可以設置一個未來時間段，后端會根據以前的數據模擬在該時間段大概率發生的路況，用以用戶對于出行時間，以及出行方式的選擇。

2.3 數據分析模塊

管理員可以看到生成的車輛軌跡圖，可以結合美團用戶的活躍度，來生成區域的動態熱力圖，從而在原有的停車網點的基礎上更加合理地規劃停車點以及停車網點投放車輛的數量。

2.4 后臺功能模塊

如下圖4所示。

后臺的功能管理主要是對于后端數據的管理，及時查看并處理用戶反映的問題，定期查看用戶安全反饋表，根據反饋表對于那些出現問題的車輛進行修理等。

3 數據庫管理設計

用同一存儲器對空間數據與屬性數據進行管理，分別存儲于shapefile文件和SQL-sever2012數據庫中的屬性數據，將通過采用 Geodatabase實現對于空間數據和屬性數據的統一管理，以避免空間和屬性信息不一致帶來的問題。

3.1 屬性數據庫設計

屬性數據庫是通過SQL-Server2012來建立，其中包括各種存儲過程，觸發器以及多張表的設計（這里只以車輛租用信息表為例）：

3.2 空間數據庫設計

空間數據庫通過shapefile來管理，shapefile中的Geodatabase存儲有關的空間信息[8]。如在共享汽車停車網點的圖層中，加入網點名字（Name），網點經度（Lon），網點緯度（Lat），車位總量（Num），閑置車位（Numre）等字段，有利于用戶根據自己的需求選擇停車位，也可根據經緯度進行導航尋找停車位。

4 系統實現

本系統采用ASP.net技術，是基于B/S開發模式的網站開發項目，開發工具主要有Visual Studio 2017，SQLserver2012，Dreamweaver，操作系統使用的是Windows 2007 / Windows2010，同時采用IE瀏覽器/Chrome瀏覽器，編程語言采用C#等。在需求分析，功能設計和數據庫設計的基本上，利用上述開發語言和工具，對租車平臺進行了實現，完成了上述功能，系統界面如圖5所示。

5 結束語

本文通過對Web GIS原理和特點的分析，結合現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等編程語言以及調用百度API等網絡技術進行基于Web GIS的系統設計和實現，實現了對于車輛，用戶等信息的組織和管理，然后通過時空數據分析，從中得到城市熱點區域，分析用戶行為，給予商家指導建議，并且輔助城市規劃決策，為智慧城市的建設增加一些參考信息。

參考文獻：

[1] 盧麗娜.我國共享汽車的發展現狀與問題淺析[J].福建商學院學報，2019（2）：70-73.

[2] 楊嘉倩，李雪瑩，唐金環.基于未來汽車共享的發展論述[J].商業經濟，2020（7）：61-62.

[3] 張耀丹.我國共享汽車的現狀及未來的發展[J].河北農機，2018（8）：59.

[4] 唐飛.租賃型網約車管理系統的設計與實現[D].南寧：廣西大學，2019.

[5] 汪易，李丹.創新形勢下共享汽車發展狀況與前景分析[J].全國流通經濟，2019（23）：133-134.

[6] 李竹可，趙芳，侯濤.公共電動車租賃系統——未來城市交通的解決方案[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（16）：29-30，40.

[7] 蔡永香，劉挺.基于LBS的貨運信息服務系統的設計與實現[J].地理空間信息，2015，13（2）：78-80，12.

[8] 孔德川.基于WebGIS的庫站地理信息系統設計與實現[J].河南科技學院學報（自然科學版），2014，42（1）：62-66.

【通聯編輯：謝媛媛】