面向用户个性化需求的“一站式”共享泊车系统

陈荣荣

（运城师范高等专科学校 山西 运城 044000）

1 引言

近年来，我国机动车保有量呈“井喷式”增长态势，机动车保有量的迅猛增长必然带来对停车泊位资源的旺盛需求，城市“停车难”问题日益凸显[1]。通过深入调研发现，当前我国城市小区泊位的日间平均使用率不足，停车难与泊位闲置现象并存。因此，城市“停车难”问题并不单纯是由泊位资源供不应求引起的，更深层次的原因在于泊位资源供需结构严重失衡[2]。

在此背景下，已有部分群体和个人希望借助互联网平台，通过开发泊车共享软件来盘活潜在的泊位资源。但经过调查发现，现有泊车软件存在诸多不足，主要表现在以下几个方面：（1）考虑泊车需求因素单一，无法满足泊位主及用户的多样化、个性化需求，导致共享积极性低；（2）用户泊车成功率低；（3）未考虑泊位共享过程中可能存在的小区安全隐患、泊位恶意占用问题。

基于上述分析，本系统基于共享经济模式，针对现有泊车软件存在的缺陷和不足，从用户偏好和个性化需求入手，充分考虑各种影响泊车的重要因素，设计开发了集多种功能于一体的“一站式”共享泊车系统，并将其命名为“优泊”。

2 设计原理

2.1 设计思路

通过微信小程序，泊位主和公共停车场发布车位共享信息。在寻找停车场时，用户输入目的地以及租用时间，系统自动推荐多种个性化泊车方案供其选择，用户预定成功后，即可导航前往停车场。用户出入车场时，在门禁处通过扫描车牌号与订单信息进行匹配，审核通过放行；用户到达车位后可通过开锁凭证，打开智能车位锁，完成停车，并计时收费；当车离开车位后，通过超声波测距，可使车锁复位。在上述过程中，服务器主要负责数据的中转、传输与存储。

2.2 系统实物设计

（1）智能车位锁：采用树莓派Broadcom BCM2835芯片为控制中心，配合超声波传感器检测车锁实况，运用基于时间的动态口令生成技术，通过蓝牙通信模块接收手机微信小程序的控制信息，从而控制步进电机的转动，达到开锁、关锁效果[3]。

（2）微信小程序：使用WXML、JavaScript和WXSS语言，实现前端渲染及后端服务器交互。通过向服务器提交出行目的地与租用时间，在小程序上显示经过模型计算后的多种推荐方案。借助腾讯地图API完成路线规划、显示街景等功能。利用微信小程序提供的蓝牙API向车位锁发送动态口令，完成控制。

（3）门禁安全管理系统：采用B/S模式进行开发，使用Ajax技术对后端对应RESTful API接口进行轮询并将返回的数据显示在页面上。

（4）服务器设计：作为本系统的核心，服务器采用Apache Tomcat配合Java EE进行开发部署，承载了用户鉴权、订单提交与查询、门禁信息提供、车位锁控制码提供、停车方案推荐等多项重要功能。

2.3 系统工作流程

系统工作过程主要包括两大环节。

（1）车位采集：系统通过微信小程序采集、储存、审核、传递共享车位信息。

（2）进出车场：系统根据用户的订单，诱导用户前往停车场；通过信息匹配，记录用户进出车场信息；给用户发送开锁凭证，控制车锁。

3 系统实现

系统具备的功能和实现方法如下。

3.1 车位采集

泊位主上传泊位信息至数据库，待审核后，提交车位闲置时间进行共享。泊位主也可管理共享车位，进行编辑、删除等操作，确保了泊位信息的准确性。

3.2 个性化泊位推荐方案

（1）均衡双方利益推荐：首先根据停车需求的时间差异，建立了基本的停车泊位分时段计费模型；通过查阅资料，确定相关指标，建立了用户停车总支出以及泊位主效益函数，综合考虑以上两者利益关系，建立车位分配模型、确定综合最优泊车方案，同时通过相应指标计算方法确定相应的距离最短、泊车费用最省方案[4]。

（2）基于用户偏好推荐：当用户到达新的目的地时，搜集其意愿范围内的停车位，根据停车位的指标特征使用K-means聚类将其分为k类，使用Knn分类方法将用户历史订单中停车位归类。在此类别中使用皮尔逊相关系数计算其相似度并排序，得到最接近于用户偏好的停车位[5]。模型流程见图1、图2。

图1 均衡泊位主和用户双方利益的推荐模型

图2 基于用户偏好的推荐模型

图1公式中：Ti，Ui（i=1，2，3）——分别代表工作日高峰时段、非工作日高峰时段以及工作日非高峰时段的停车总时间及设计停车利用率。

Pi——第i个时间段的设计停车价格。

ti——共享车位第j次停车所停留时间，当用户i匹配泊位j时，xji为1，否则，其等于0。

CDi——驾驶者出行的行程费用。

CGi——行驶至停车场的行程油耗费用。

Csi——次巡逻费用。

CPi——共享车位第次停车泊车费用。

3.3 寻车场导航

系统通过调用腾讯地图API，诱导用户到达停车场。

3.4 安全管理

对于车场安全管理模块，车辆出入时，门禁安全管理系统根据录取的车辆信息与订单信息匹配，审核通过后放行并记录车辆出入时间。用户出入时，门禁管理人员可通过用户提供的有效信息进行比对、放行、记录；对于泊位安全管理模块，用户通过蓝牙连接，利用开锁凭证，使锁臂下降，完成停车，当通过超声波测距模块检测到车辆离开车位一定时间后，可使车位锁自动复位，避免车位被恶意占用。

4 创新特色及优势

4.1 创新特色

（1）可推荐多种个性化泊车方案。系统将用户泊车费用模型和泊位主效益函数相结合来分配车位，综合考虑泊位主和用户双方利益，并基于用户偏好为其推荐停车位，用户可选择性强。

（2）采用多重方案，安全管理有保障。用户注册采取实名制，上传车位信息需审核，确保信息真实；开发门禁安全管理系统，为小区安全管理提供便利；设计智能车位锁测距模块，避免车位被恶意占用。

（3）建立有效预测模型，用户泊车成功率高。系统通过搜集公共停车场3月内的有效泊位数据特征，建立小波神经网络预测模型，对公共停车场的泊位进行预测，供用户进行参考，可大大提高用户泊车的成功率[6]。

4.2 作品优势

（1）系统性能稳定、功能完备、用户体验良好。系统集车位采集、管理、推荐、预定、导航与小区安全管理等功能于一身，可以一体化解决共享车位过程中可能存在的问题，经现场测试及用户反馈表明，本系统性能稳定、功能完备、用户体验良好。

（2）可弥补现有同类产品的诸多不足。①弥补了同类产品未考虑住宅小区的闲置车位及未能将大量潜在泊位资源有效利用的不足；②弥补了同类产品无法结合用户偏好等泊车因素推荐多种个性化泊车方案的不足；③弥补了同类产品中可能存在的安全管理问题以及进出车场时间较长的问题；④弥补了同类产品中可能出现的共享泊位被恶意占用的问题。

5 结语

通过与同类产品的对比、问卷调查及现场测试，表明本系统应用前景良好。主要表现在以下3个方面。

（1）与先进技术结合，系统更完善。未来电子身份证普及会使“身份认证”环节技术更加可靠、安全。在室内定位导航技术成熟之后，将其引入系统中，使其与室外导航有机结合，可进一步提升系统性能。

（2）用户基数大，便于推广。微信作为使用率最高的社交软件之一，其推出的微信小程序平台拥有无需下载注册、跨平台兼容性强等优点，真正实现了用户即点即用、跨平台体验高度一致等特性，进而使大面积推广成为可能。

（3）符合国家政策导向。根据国家相关政策，原则上不再建设封闭住宅小区，已建成的住宅小区要逐步打开。实现内部道路公共化，合理配置停车设施，鼓励社会参与，放宽市场准入，逐步缓解停车难问题。同时，北京、广州以及成都等城市也相继出台了鼓励小区泊位共享的相关政策，这些政策的出台，使本系统的应用前景更加广阔。