面向用戶個(gè)性化需求的“一站式”共享泊車系統(tǒng)

陳榮榮

（運(yùn)城師范高等專科學(xué)校 山西 運(yùn)城 044000）

1 引言

近年來，我國機(jī)動(dòng)車保有量呈“井噴式”增長態(tài)勢，機(jī)動(dòng)車保有量的迅猛增長必然帶來對停車泊位資源的旺盛需求，城市“停車難”問題日益凸顯[1]。通過深入調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國城市小區(qū)泊位的日間平均使用率不足，停車難與泊位閑置現(xiàn)象并存。因此，城市“停車難”問題并不單純是由泊位資源供不應(yīng)求引起的，更深層次的原因在于泊位資源供需結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡[2]。

在此背景下，已有部分群體和個(gè)人希望借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過開發(fā)泊車共享軟件來盤活潛在的泊位資源。但經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有泊車軟件存在諸多不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）考慮泊車需求因素單一，無法滿足泊位主及用戶的多樣化、個(gè)性化需求，導(dǎo)致共享積極性低；（2）用戶泊車成功率低；（3）未考慮泊位共享過程中可能存在的小區(qū)安全隱患、泊位惡意占用問題。

基于上述分析，本系統(tǒng)基于共享經(jīng)濟(jì)模式，針對現(xiàn)有泊車軟件存在的缺陷和不足，從用戶偏好和個(gè)性化需求入手，充分考慮各種影響泊車的重要因素，設(shè)計(jì)開發(fā)了集多種功能于一體的“一站式”共享泊車系統(tǒng)，并將其命名為“優(yōu)泊”。

2 設(shè)計(jì)原理

2.1 設(shè)計(jì)思路

通過微信小程序，泊位主和公共停車場發(fā)布車位共享信息。在尋找停車場時(shí)，用戶輸入目的地以及租用時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)推薦多種個(gè)性化泊車方案供其選擇，用戶預(yù)定成功后，即可導(dǎo)航前往停車場。用戶出入車場時(shí)，在門禁處通過掃描車牌號與訂單信息進(jìn)行匹配，審核通過放行；用戶到達(dá)車位后可通過開鎖憑證，打開智能車位鎖，完成停車，并計(jì)時(shí)收費(fèi)；當(dāng)車離開車位后，通過超聲波測距，可使車鎖復(fù)位。在上述過程中，服務(wù)器主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)、傳輸與存儲。

2.2 系統(tǒng)實(shí)物設(shè)計(jì)

（1）智能車位鎖：采用樹莓派Broadcom BCM2835芯片為控制中心，配合超聲波傳感器檢測車鎖實(shí)況，運(yùn)用基于時(shí)間的動(dòng)態(tài)口令生成技術(shù)，通過藍(lán)牙通信模塊接收手機(jī)微信小程序的控制信息，從而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到開鎖、關(guān)鎖效果[3]。

（2）微信小程序：使用WXML、JavaScript和WXSS語言，實(shí)現(xiàn)前端渲染及后端服務(wù)器交互。通過向服務(wù)器提交出行目的地與租用時(shí)間，在小程序上顯示經(jīng)過模型計(jì)算后的多種推薦方案。借助騰訊地圖API完成路線規(guī)劃、顯示街景等功能。利用微信小程序提供的藍(lán)牙API向車位鎖發(fā)送動(dòng)態(tài)口令，完成控制。

（3）門禁安全管理系統(tǒng)：采用B/S模式進(jìn)行開發(fā)，使用Ajax技術(shù)對后端對應(yīng)RESTful API接口進(jìn)行輪詢并將返回的數(shù)據(jù)顯示在頁面上。

（4）服務(wù)器設(shè)計(jì)：作為本系統(tǒng)的核心，服務(wù)器采用Apache Tomcat配合Java EE進(jìn)行開發(fā)部署，承載了用戶鑒權(quán)、訂單提交與查詢、門禁信息提供、車位鎖控制碼提供、停車方案推薦等多項(xiàng)重要功能。

2.3 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)工作過程主要包括兩大環(huán)節(jié)。

（1）車位采集：系統(tǒng)通過微信小程序采集、儲存、審核、傳遞共享車位信息。

（2）進(jìn)出車場：系統(tǒng)根據(jù)用戶的訂單，誘導(dǎo)用戶前往停車場；通過信息匹配，記錄用戶進(jìn)出車場信息；給用戶發(fā)送開鎖憑證，控制車鎖。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)具備的功能和實(shí)現(xiàn)方法如下。

3.1 車位采集

泊位主上傳泊位信息至數(shù)據(jù)庫，待審核后，提交車位閑置時(shí)間進(jìn)行共享。泊位主也可管理共享車位，進(jìn)行編輯、刪除等操作，確保了泊位信息的準(zhǔn)確性。

3.2 個(gè)性化泊位推薦方案

（1）均衡雙方利益推薦：首先根據(jù)停車需求的時(shí)間差異，建立了基本的停車泊位分時(shí)段計(jì)費(fèi)模型；通過查閱資料，確定相關(guān)指標(biāo)，建立了用戶停車總支出以及泊位主效益函數(shù)，綜合考慮以上兩者利益關(guān)系，建立車位分配模型、確定綜合最優(yōu)泊車方案，同時(shí)通過相應(yīng)指標(biāo)計(jì)算方法確定相應(yīng)的距離最短、泊車費(fèi)用最省方案[4]。

（2）基于用戶偏好推薦：當(dāng)用戶到達(dá)新的目的地時(shí)，搜集其意愿范圍內(nèi)的停車位，根據(jù)停車位的指標(biāo)特征使用K-means聚類將其分為k類，使用Knn分類方法將用戶歷史訂單中停車位歸類。在此類別中使用皮爾遜相關(guān)系數(shù)計(jì)算其相似度并排序，得到最接近于用戶偏好的停車位[5]。模型流程見圖1、圖2。

圖1 均衡泊位主和用戶雙方利益的推薦模型

圖2 基于用戶偏好的推薦模型

圖1公式中：Ti，Ui（i=1，2，3）——分別代表工作日高峰時(shí)段、非工作日高峰時(shí)段以及工作日非高峰時(shí)段的停車總時(shí)間及設(shè)計(jì)停車?yán)寐省?/p>

Pi——第i個(gè)時(shí)間段的設(shè)計(jì)停車價(jià)格。

ti——共享車位第j次停車所停留時(shí)間，當(dāng)用戶i匹配泊位j時(shí)，xji為1，否則，其等于0。

CDi——駕駛者出行的行程費(fèi)用。

CGi——行駛至停車場的行程油耗費(fèi)用。

Csi——次巡邏費(fèi)用。

CPi——共享車位第次停車泊車費(fèi)用。

3.3 尋車場導(dǎo)航

系統(tǒng)通過調(diào)用騰訊地圖API，誘導(dǎo)用戶到達(dá)停車場。

3.4 安全管理

對于車場安全管理模塊，車輛出入時(shí)，門禁安全管理系統(tǒng)根據(jù)錄取的車輛信息與訂單信息匹配，審核通過后放行并記錄車輛出入時(shí)間。用戶出入時(shí)，門禁管理人員可通過用戶提供的有效信息進(jìn)行比對、放行、記錄；對于泊位安全管理模塊，用戶通過藍(lán)牙連接，利用開鎖憑證，使鎖臂下降，完成停車，當(dāng)通過超聲波測距模塊檢測到車輛離開車位一定時(shí)間后，可使車位鎖自動(dòng)復(fù)位，避免車位被惡意占用。

4 創(chuàng)新特色及優(yōu)勢

4.1 創(chuàng)新特色

（1）可推薦多種個(gè)性化泊車方案。系統(tǒng)將用戶泊車費(fèi)用模型和泊位主效益函數(shù)相結(jié)合來分配車位，綜合考慮泊位主和用戶雙方利益，并基于用戶偏好為其推薦停車位，用戶可選擇性強(qiáng)。

（2）采用多重方案，安全管理有保障。用戶注冊采取實(shí)名制，上傳車位信息需審核，確保信息真實(shí)；開發(fā)門禁安全管理系統(tǒng)，為小區(qū)安全管理提供便利；設(shè)計(jì)智能車位鎖測距模塊，避免車位被惡意占用。

（3）建立有效預(yù)測模型，用戶泊車成功率高。系統(tǒng)通過搜集公共停車場3月內(nèi)的有效泊位數(shù)據(jù)特征，建立小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，對公共停車場的泊位進(jìn)行預(yù)測，供用戶進(jìn)行參考，可大大提高用戶泊車的成功率[6]。

4.2 作品優(yōu)勢

（1）系統(tǒng)性能穩(wěn)定、功能完備、用戶體驗(yàn)良好。系統(tǒng)集車位采集、管理、推薦、預(yù)定、導(dǎo)航與小區(qū)安全管理等功能于一身，可以一體化解決共享車位過程中可能存在的問題，經(jīng)現(xiàn)場測試及用戶反饋表明，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定、功能完備、用戶體驗(yàn)良好。

（2）可彌補(bǔ)現(xiàn)有同類產(chǎn)品的諸多不足。①彌補(bǔ)了同類產(chǎn)品未考慮住宅小區(qū)的閑置車位及未能將大量潛在泊位資源有效利用的不足；②彌補(bǔ)了同類產(chǎn)品無法結(jié)合用戶偏好等泊車因素推薦多種個(gè)性化泊車方案的不足；③彌補(bǔ)了同類產(chǎn)品中可能存在的安全管理問題以及進(jìn)出車場時(shí)間較長的問題；④彌補(bǔ)了同類產(chǎn)品中可能出現(xiàn)的共享泊位被惡意占用的問題。

5 結(jié)語

通過與同類產(chǎn)品的對比、問卷調(diào)查及現(xiàn)場測試，表明本系統(tǒng)應(yīng)用前景良好。主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

（1）與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，系統(tǒng)更完善。未來電子身份證普及會使“身份認(rèn)證”環(huán)節(jié)技術(shù)更加可靠、安全。在室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)成熟之后，將其引入系統(tǒng)中，使其與室外導(dǎo)航有機(jī)結(jié)合，可進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。

（2）用戶基數(shù)大，便于推廣。微信作為使用率最高的社交軟件之一，其推出的微信小程序平臺擁有無需下載注冊、跨平臺兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了用戶即點(diǎn)即用、跨平臺體驗(yàn)高度一致等特性，進(jìn)而使大面積推廣成為可能。

（3）符合國家政策導(dǎo)向。根據(jù)國家相關(guān)政策，原則上不再建設(shè)封閉住宅小區(qū)，已建成的住宅小區(qū)要逐步打開。實(shí)現(xiàn)內(nèi)部道路公共化，合理配置停車設(shè)施，鼓勵(lì)社會參與，放寬市場準(zhǔn)入，逐步緩解停車難問題。同時(shí)，北京、廣州以及成都等城市也相繼出臺了鼓勵(lì)小區(qū)泊位共享的相關(guān)政策，這些政策的出臺，使本系統(tǒng)的應(yīng)用前景更加廣闊。