城市公共自行车调度系统的设计与实现

郭 琴,丑 洋

(陕西交通职业技术学院,陕西西安,710018)

城市公共自行车调度系统的设计与实现

郭 琴,丑 洋

(陕西交通职业技术学院,陕西西安,710018)

文章以区域调度理论为基础，提出了构建城市公共自行车调度系统进行了构建，并以GSM通信技术、定位系统技术等为技术支撑，从而对系统进行了实现。

城市公共自行车；GSM通信技术；地理信息技术

随着我国经济和社会的发展，我国城市汽车保有量也在逐步的增长。根据来自北京交通委对北京市汽车增加量的统计显示，北京每年汽车增加量以100万量的速度在增长，由此产生的是北京交通的拥堵。同时根据环保部门对在2013年的统计数据显示，我国每年的汽车尾气排放接近1000万吨。因此，为使得保证国家的可持续发展，我国政府从战略的高度提出了大力构建城市清洁能源系统。城市公共自行车则作为其中的重要组成部分而受到政府的重视。而现阶段城市公共自行车系统的构建在很多城市还处在发展的初级阶段，在技术和管理方面还不够成熟。本文对公共自行车调度系统的构建进行探讨。

1 自行车调度系统需求分析

第二，车辆处理功能。通过对服务点的实时数据采集和监控，对服务点的车辆使用情况进行调度，当在现存的车辆在接近饱和或者是比较少的时候，系统则会根据设置的空位和相关的阀值发出相关的警报。而区域调度员则根据系统的警报对其进行相关的调度。而除了对正常车辆的处理以外，还必须对故障车辆进行处理。通过在自行车上安装的RFID电子标签，可实时对故障车辆进行定位并预警，从而提醒相关的维修人员能够及时进行修理。

第三，调度优化功能。结合服务点自行车使用情况，对自行车辆的数量进行优化，同时选择合适的调度路径，以此保障整个自行车调度资源的合理、最大化利用。

对城市自行车的调度，则主要通过区域调度中心和后台来完成不同服务点的车辆的调度。后台则通过对不同服务网点的实时监控，从而对自行车站的车辆租还率进行监控，从而结合服务点的实际情况，对自行车站进行调度和优化，以此满足城市交通的需要。因此，该系统的设计必须具备以下的功能：

第一，实时数据采集功能。在调度系统当中，不同的服务点其所处的位置和环境不一样，服务的对象和人群也不一样。同时，随着需求不同，每天租车的数量也存在不确定性。因此，加强对服务点的数据采集，特别是车辆租还情况、车辆站点配车数量等的实时监控则成为调度的关键。而除了上述的数据，还包括自行车故障信息、服务点故障信息等的采集，以此方便区域调度中心进行调度。

2 调度系统设计原则

2.1 人性化

调度系统其服务的对象包含各类不同的人群，而作为公共服务资源，必须将“以人为本”的理念根植到服务系统中，对不同的人群采取人性化的服务的原则。因此，从技术人员的角度来讲，系统必须具备良好的人机交互的界面，从而方便技术和管理人员对系统进行实时的监控和管理，并保证系统操作的方便性和简洁性。而通过系统的服务，更多的是提高对该服务的满意度，更好的满足不同人群的需要。

2.2 可扩展性原则

系统的功能是根据用户的需求而进行设计的。用户的需求随

着时间的推移在不断的出现变化。因此，在对调度系统进行设计的时候，必须遵循在满足现阶段功能需求的情况下，还必须做好对系统的长期规划，在系统中预留功能接口，便于开发人员对系统进行二次开发，更好的满足用户对调度系统的需求的变化，保证系统使用的连续性。采用模块化的设计思想，并应用面向对象的系统和方法，降低对系统维护的成本。

2.3 先进性

该系统的组成包含各个不同的学科，如系统工程理论、RFID无线射频技术、全球定位系统技术、运筹学等多学科。因此，要构建好该系统，则必须加强对现代先进技术的使用，从而更好的满足用户的需求。

3 系统整体架构设计

该调度系统主要分为系统目标、功能模块和技术支持。其具体的架构如图1所示。

图1 系统整体架构设计

4 系统功能设计

通过上述对系统功能的需求分析，将系统的功能划分为调度员管理、车辆调度模块、实时监控模块、故障信息处理、车辆调度优化等。

调度员管理模块：系统中每个不同的调度员运用自己的工号和密码登录系统，从而实现对系统当中不同功能的应用操作。系统根据调度员信息的基础上，合理对调度资源进行分配，并将具体工作分配给具体的工作人员。

车辆调度则主要负责对城市公共自行车相关调度指令的发布，从而对各个不同的服务网点进行车辆的调配，使得该服务点都保持一定数量的自行车辆。而当服务点的自行车数量减少的时候，则调入其他服务点的自行车辆。而这个过程的完成则是通过实施监控对各个不同服务点的自行车分布来进行处理的。

图2 车辆调度处理流程设计

动态监控模块：通过对数据的采集，显示出不同服务点的自行车的分布，并结合实施的依据，将过量的服务点的自行车调往供应不足的自行车的过程，以此实现对服务点自行车的合理分析，并实现资源的优化。而动态的监控则包括对服务点的监控和对自行车的监控。对服务点的监控则主要负责对自行车数量和租还情况等的监控，并在系统中设置阀值，在一定的数量之后系统会自动报警。而系统管理员则通过实时通信，获取相应的信息，并对车辆情况进行处理；车辆监控则主要通过安装的RFID设备对车辆进行实时的监控，包括车辆位置，并通过对电子标签的读取，将自行车的相关信息直接发送给调度中心，而调度中心则根据信息进行处理。

图3 监控系统模块流程设计

车辆处理模块：该模块主要包括对车辆模块的细节的处理，如服务点车辆还车不成功、车辆零部件丢失、锁车不正确等。而该模块则对这些小故障进行检测，并及时处理，而对不能处理的则通过工作人员向系统发出维修请求。另外还包括对运行途中的车辆的处理。在自行车发生故障之后，用户将自行车送往周边的服务点，并拨打调度服务号码进行维修处理，系统在接收到相关的信息之后，通过其中的RFID设备对具体的位置和相关信息进行读取。

调度的优化模块则主要是通过对系统整体的信息进行分析，并通过相关的数学计算模型，对数据进行计算，从而可有效的实现对自信车的重新分布，并对服务点的数量和调度运输的相关线路进行优化处理，从而最大限度的节约成本。

图4 车辆调度优化流程设计

5 系统实现关键技术

5.1 GPS定位技术

全球定位系统作为传统的定位系统，其是由美国在1994年建成的。该系统具备海、陆、空的全方位的实时导航和定位能力，通过地、空等一体化的监控，并通过各种终端设备，实现对物体的定位。

5.2 RFID定位技术

结合自行车调度系统的设计需求分析，其设计的数量比较大，同时其对数据的实时性要求非常高，因此采用RFID定位技术对其进行处理，通过在自行车到上面设置RFID读取设备，在车身上则安装电子标签，从而可实现对一定区域内的自行车进行实时定位，更好的实现对自行车的定位处理。

5.3 数据库技术

调度系统中，其由于数据的处理比较频繁，对数据的处理比较大，并对数据的实时性比较高。系统对服务店的相关状态信息，如状态信息、车辆行驶信息、道路信息等进行采集和更新，并由此做出相应的决策。而在该系统中采用B/S模式，从而减轻对系统的可维护性。而各个不同的服务点的数据库则采用Access数据库系统，调度中心则采用企业级的Oracal数据库运行。

6 结束语

城市公共自行车调度系统作为对城市环保的重要组成部分，在很大程度上缓解现阶段的城市拥堵和环境污染具有一定的作用。同时，随着技术的不断发展，其在这方面的构建也在不断的成熟。

石晓风.基于杭州经验的集约型城市公共自行车系统规划发展思路[D];浙江大学:硕士学位论文,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，硕士，讲师，陕西省延安市人，主要从事交通工程的教学与科研工作

陕西省教育厅科研计划项目资助（项目编号12JK0799）

丑洋（1980-），男，陕西丹凤人,硕士，高级工程师，主要从事土建设计与施工研究工作。