城市公交车道借行预约系统的设计

2023-11-10周海俊

黑龙江科学 2023年20期

关键词：时段公交车页面

周海俊

(广东省佛山市南海软件科技园广东东软学院,广东佛山 528225)

随着社会车辆保有量的提升,大部分城市道路交通呈现供需不均衡状态,而公交车道中尚有许多可利用空间,故需开发城市公交车道借行预约系统,优化城市道路资源分配,提高交通运行效率。

1 发展现状

1.1 交通现状

2023年一季度,我国100个主要城市中,通勤交通达到严重拥堵的有1个,中度拥堵的有5个,轻度拥堵(缓行)的有27个[1],其中通勤交通拥堵程度最严重的城市为北京,高峰拥堵指数为2.085,通勤高峰实际速度为25.63 km/h。汽车保有量日益增加,中度拥堵以上的城市数量明显增加,交通拥堵情况有进一步加重的趋势。同比2022年一季度,78%的城市通勤高峰交通拥堵指数上涨,平均涨幅为6.42%,最大涨幅为22.76%,涨幅前三的城市依次为武汉、上海、长春。环比2022年四季度,全国100个主要城市中,65%的城市通勤高峰交通拥堵指数上涨,平均涨幅9.87%,最大涨幅为34.67%,涨幅前三的城市依次为兰州、武汉、石家庄。

有学者指出,大部分城市道路交通供需不均衡,即城市道路交通需求明显大于道路资源供给,这将进一步加剧道路交通压力。应加快城市道路资源供给,缓解城市道路交通供需不均的矛盾[2]。

1.2 公交车道发展现状

公交专用车道是城市交通网络建设的配套基础设施,有两种专用时段,即24 h只允许公交车行驶与通勤时段只能公交车行驶其余时间才允许其他社会车辆行驶,通勤时段的设置每个城市略有不同。目前,大部分城市通勤时段公交车道几分钟才通过一辆公交车,而其他车道社会车辆堵塞严重,故城市公交车道利用率有待提高。多地已有专门针对公交专用车道开放的相关措施[3-5],这些管理政策对提升公交车道的利用率及缓解非公交车道的拥堵程度有一定的积极作用。

图1 2023Q1通勤高峰交通拥堵指数同比2022Q1上涨TOP 10城市Fig.1 TOP 10 cities of 2023Q1 commuter peak traffic congestion index increase compared with 2022Q1

2 系统分析

2.1 需求分析

大部分公交车道的启用时段是早晚高峰,在此期间除公交车外的其他社会车辆不能在公交车道上行驶。而早晚高峰是城市交通最为拥挤的时段,此时非公交车道堵塞严重,而公交车道空间较大,利用并不充分。由此设计了城市公交车道借行预约系统,需求分析如下：车主根据出行需要,在系统预约借用公交车道的时段,预约成功后将车辆预约信息同步至系统数据库。当违章摄像头拍摄到行驶在公交车道内的车辆时,系统将车牌号码与数据库中的车牌号码进行比对,若该车处于预约时间段内则不进行处罚。为保证公交车运行效率,后台可根据路况自动或手动设置借行预约数量上限,车主预约借行公交车道应按时长收费(如某车主预约某日早上7点30到8点借行公交车道总计30 min,假设收费0.1元/min,则借行费用为3元)。

2.2 可行性分析

技术可行性分析。本系统采用前后端分离开发模式,前端包括小程序与网页,普通用户通过小程序进行借行预约及车辆信息绑定等操作,管理员通过网页端对系统进行管理,后端用于处理预约信息、车辆信息、车牌比对等。后端开发基于SpringBoot框架,使用MySq l 8.0.31数据库。目前,微信小程序、网页、SpringBoot、MySql的开发技术已十分成熟,故系统开发具备技术可行性。

非技术可行性分析。本系统的运作依赖交管部门数据库中与公交车道相关的交通数据,故需交管部门的授权。目前部分城市为提升公交车道的利用率,缓解交通拥堵,制定了相关措施,以精准分配道路资源,探索适时适度开放公交车道[6],故本系统具有应用可行性。

3 系统设计

3.1 总体设计

城市公交车道借行预约系统包含前端与后端部分。前端由微信小程序及后台管理网页组成。车主注册并登录微信小程序后可设置车辆信息及用户身份信息,通过预约模块查看所在城市中每个时段的预约情况,根据出行需要设置预约借行时间并提交订单,系统会反馈预约是否成功的信息。通过订单模块可删除未出行的订单及查看历史订单信息。

管理员可通过后台管理网页查看数据,根据历史数据对不同时段的可预约借行数量设置限制,通过订单管理模块查找用户订单,对订单进行修改或删除操作。还可进行删除用户、修改信息、查看用户等操作。

3.2 业务流程设计

已注册用户的预约借行公交车道业务流程如下：登录微信小程序,在预约模块中查看各个预约时段的预约情况,设置预约时间,缴费后即可生成订单。在预约时间段内,车辆可合法行驶在公交车道上,不会受到处罚。

后台管理员手动或自动调整各个时间段的可预约数量。在发生事故或有交通调控等情况下,可手动调整公交车道可预约借行数量。通常情况下系统默认选择自动调整公交车道可预约借行数量。

系统自动调整公交车道可预约借行数量所使用的算法可根据城市主要道路行车平均速度、车辆密度等因子判断,具体算法可在系统部署后经反复实践调查来满足实际需要。

3.3 系统架构设计

采用前端与后端分离模式,便于开发及维护。

前端由Web页面和微信小程序构成,Web页面的开发使用Vue框架,微信小程序的开发使用MINA框架[7]。Web页面供系统管理员使用,通过Web页面对系统进行运维。微信小程序供用户使用,进行注册登录、绑定个人信息、预约付款等操作。用户使用微信小程序产生的数据交由后端处理,与后端的数据交互通过RESTful风格的WebService接口实现,后端开发基于SpringBoot框架与MySQL。小程序由负责渲染页面结构及样式的渲染层,负责逻辑处理、数据请求、接口调用等功能的逻辑层构成。

后端由DAO层、Service层及Controller层构成。DAO层负责存储用户预约数据、个人信息等,通过设计接口和类配合MySQL实现。Service层将DAO封装成一个服务,根据请求中的车牌号、预计出发时间等信息检查公交车道的可用性,计算预约费用。Service层调用DAO层将预约信息存储到数据库中,记录车主的预约状态。Controller层负责业务模块的流程控制,将小程序或Web页面发送的请求传送到Service层进行处理。后端将处理结果封装成Json数据形式发送给前端微信小程序或Web页面。

当有车辆违规行驶在公交车道上,后端会从交管部门的数据库中获取相关数据,将车牌与本地数据库中的预约信息进行对比,如果车辆处于预约时间段内,则不予处罚,否则,进行相应的处罚处理,并将违章记录存储到数据库中。