基于Android的出租車智能管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計

賈興葦++王丹志

摘要：現(xiàn)代社會發(fā)展出租車智能管理系統(tǒng)能有效緩解有限的交通資源與日益增加的市民出行需求的矛盾。針對現(xiàn)有出租車打車軟件存在的各種問題，本系統(tǒng)將電召軟件與計價器、智能頂燈、監(jiān)控終端、空車牌等硬件設(shè)備有機地結(jié)合在一起，以電召司機端軟件作為重點，實現(xiàn)了普通運營、同一地點合乘、不同地點合乘等運營流程和訂單記錄查看、電子圍欄設(shè)置等其他功能，達到了“界面簡潔友好”、“操作簡單直觀”、“功能完整齊全”的要求。經(jīng)過專業(yè)測試人員系統(tǒng)測試，本系統(tǒng)能準確方便地實現(xiàn)用戶的需求，數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計準確率達到98%及以上，車輛數(shù)據(jù)上傳到后臺服務(wù)器及時準確。已經(jīng)在廣州市白云區(qū)試運營，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：計算機科學(xué)與技術(shù)；Android客戶端；出租車電召；車聯(lián)網(wǎng)；智能拼車

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2016.01.010

0 引言

出行是衣食住行幾大必要需求之一，而隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的出行在越來越快速、便利的同時也面臨著車輛過多、道路交通堵塞的問題，而這在大城市中尤為突出。所以，改善和發(fā)展城市交通系統(tǒng)迫在眉睫。近些年，出租車行業(yè)得到了極大的發(fā)展，作為城市公共交通的重要組成部分，給城市交通帶來了活力，方便了人們的出行，成為當前城市出行方式的主要選擇之一。然而，出租車運營仍然存在客流分布不均造成空載時間長、上下班高峰供不應(yīng)求、打車費用不斷上漲、出租車管理和服務(wù)不規(guī)范等問題。此外，由于出租車載客量有限，并且多數(shù)情況下是單乘載客，浪費資源。

要解決以上這些問題，就要將傳統(tǒng)的出租車與乘客之間的被動等待轉(zhuǎn)化為主動聯(lián)系，在出租車司機與乘客之間搭建方便、快捷的通信橋梁，來降低出租車空載率，減少乘客等待時間，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

本課題基于Android的出租車智能管理系統(tǒng)則具有以下特點：在Android平臺上實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端的基本交互功能；將高德地圖嵌入Android平臺內(nèi)，實現(xiàn)單機的GPS定位，并將經(jīng)緯度信息傳給服務(wù)器，處理后存入數(shù)據(jù)庫；將服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，記錄的可用位置信息傳遞至客戶端，并逐個顯示在客戶端（客戶端分為：乘客端和司機端）的地圖上；客戶端自行選擇單個擬打車對象（乘客端）或單個擬載客對象（司機端），開啟點對點交互請求，分為電話通信和手機生成訂單服務(wù)兩類；客戶端實現(xiàn)乘客端提交預(yù)約訂單，司機端處理預(yù)約訂單的功能。傳統(tǒng)的打車軟件只涉及用戶所使用的安卓手機，而本系統(tǒng)把電召和出租車本身的計價器，通信盒，預(yù)燈等硬件集為一體，不僅方便司機的使用，也便于交管部門的管理，能真正為解決現(xiàn)代城市交通堵塞問題提供幫助。

1 系統(tǒng)需求分析與架構(gòu)設(shè)計

1.1 需求分析

出租車智能管理系統(tǒng)司機端致力于提高司機接單效率的同時給用戶提供優(yōu)秀的信息呈現(xiàn)形式以及良好的用戶體驗。縱觀現(xiàn)在的一些打車軟件，往往是乘客端做的不錯，但是司機端卻差強人意，有的是表現(xiàn)形式單一，局限于文字描述和地圖呈現(xiàn)兩種模式，枯燥乏味，難以吸引眼球；有的是界面過于花哨，讓人應(yīng)接不暇，找不到重點。而本系統(tǒng)軟件界面由專業(yè)美工人員設(shè)計，簡潔大方，以黃色為基礎(chǔ)色調(diào)，按鈕、彈窗等為紅色背景色，且以廣州市標志性建筑物的浮雕式圖案作為背景，深受廣州本地司機群體的喜愛。呈現(xiàn)方式上結(jié)合了文字、圖片、地圖等多種方式，清晰直觀且大方美觀。

出租車智能管理系統(tǒng)司機端考慮到司機在開車期間不方便過多地操作終端，且司機把過多精力放在終端操作上也存在行車安全隱患，所以盡可能地使終端和軟件操作簡單化。在軟件使用工程中，絕大多數(shù)功能只需司機簡單的點擊屏幕就可實現(xiàn)，且屏幕點擊反應(yīng)靈敏，對連續(xù)點擊等易出錯的操作能正確清楚地加以識別。在終端表面還有上下左右方向鍵和確認、取消等多個按鍵，輔助實現(xiàn)額外的功能，也可以在屏幕點擊出現(xiàn)問題時代替實現(xiàn)操作。

1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖1所示，共囊括了十余種設(shè)備，系統(tǒng)以出租車調(diào)度屏為核心設(shè)備供用戶操作使用，來完成系統(tǒng)的主要功能。系統(tǒng)中車載信息服務(wù)終端負責(zé)車輛與后臺間的信息交互與控制，車載信息服務(wù)終端包括調(diào)度屏和監(jiān)控終端兩個設(shè)備。

調(diào)度屏：連接兩路攝像頭、計價器、后枕屏、CAN總線，計價器連接空重車牌。

監(jiān)控終端：連接智能頂燈、緊急報警按鈕、車控繼電器、ACC信號。

調(diào)度屏安裝在中控臺中間位置，便于司機和乘客操作。中控臺上包括調(diào)度屏和空重車牌，取消司機營運資格證牌，營運資格證在調(diào)度屏上顯示。監(jiān)控終端連接的外設(shè)和外部配件多，采用暗裝方式。

1.3 運營業(yè)務(wù)流程設(shè)計

運營業(yè)務(wù)總共有三種情況，分別為：普通運營流程、同一地點合乘流程、不同地點合乘流程。

1.3.1 普通運營流程

司機接載乘客上車，壓表后車載屏播報迎客信息。調(diào)度屏接收計價器發(fā)送的“重車”命令，同時調(diào)度屏LED屏無顯示，狀態(tài)“載客”燈亮。壓表30秒之后計價器開始打票頭。

乘客到達目的地后，司機起表，車載屏播報送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。乘客刷卡完畢之后車載屏提示乘客對司機進行評價。乘客點擊車載屏右側(cè)的評價按鍵進行評價，完成之后車載屏提示評價成功，并上傳本次運營紀錄至后臺。

1.3.2 同一地點合乘運營流程

司機在同一地點接到兩位同意合乘的乘客則執(zhí)行本流程。兩位乘客上車之后司機壓表，計價器開始計時，在計價器計時不超過30秒時長按IC鍵進入合乘優(yōu)惠模式，車載屏顯示合乘優(yōu)惠計價界面。

在第一位乘客下車時，司機點擊屏幕上的抵達鍵，此時計價器開始打印第一位下車乘客的車票，并向調(diào)度屏發(fā)送“收費”命令。此時車載屏播報第一位下車乘客的送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。扣費完畢之后提示第一位下車乘客進行評價，第一位乘客評價完畢之后車載屏播報“感謝您的評價”，車載屏上的合乘優(yōu)惠界面消失。

在第二位乘客下車時，司機起表，車載屏播報送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。乘客刷卡完畢之后車載屏提示乘客對司機進行評價。乘客點擊車載屏右側(cè)的評價按鍵進行評價，完成之后車載屏提示評價成功，并上傳本次合乘運營紀錄至后臺。

1.3.3 不同地點合乘運營流程

不同地點合乘的運營流程是針對需要合乘的兩個乘客上車地點不在統(tǒng)一位置設(shè)置的合乘運營流程，這個流程也分為兩種情況：第一個乘客先下車、第二個乘客先下車。

兩個流程的區(qū)別主要在哪一個乘客先下車的流程上，因此在這之前的流程一樣，如下述：

第一個乘客上車，司機壓表，車載屏播報迎客信息，計價器開始計時。30秒后計價器開始打印票頭信息。司機詢問當前乘客是否同意合乘，如果乘客同意則在計價器開始打印票頭信息之后短按計價器IC鍵通知車載屏允許合乘，此時車載屏允許司機接第二個乘客。

第二個乘客上車之后，司機長按計價器的IC鍵進入合乘優(yōu)惠模式，車載屏語音播報“進入合乘優(yōu)惠模式”，并顯示合乘優(yōu)惠計價界面。

（1）第一個乘客先下車合乘運營流程

一位乘客的車票，并向調(diào)度屏發(fā)送“收費”命令。此時車載屏播報第一位乘客的送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。扣費完畢之后提示第一位乘客進行評價，第一位乘客評價完畢之后車載屏播報“感謝您的評價”，車載屏上的合乘優(yōu)惠界面消失。

在第二位乘客下車時，司機起表，車載屏播報送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。乘客刷卡完畢之后車載屏提示乘客對司機進行評價。乘客點擊車載屏右側(cè)的評價按鍵進行評價，完成之后車載屏提示評價成功，并上傳本次合乘運營紀錄至后臺。

（2）第二個乘客先下車合乘運營流程

如果第二位乘客先下車，司機點擊屏幕上的抵達鍵，此時計價器開始打印第二位乘客的車票，并向調(diào)度屏發(fā)送“收費”命令。此時車載屏播報第二位乘客的送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。扣費完畢之后提示第二位乘客進行評價，第二位乘客評價完畢之后車載屏播報“感謝您的評價”，車載屏上的合乘優(yōu)惠界面消失。

在第一位乘客下車時，司機起表，車載屏播報送客信息，乘客在10秒內(nèi)將消費卡放置到車載屏的刷卡處進行刷卡消費，否則乘客需要支付現(xiàn)金進行消費。乘客刷卡完畢之后車載屏提示乘客對司機進行評價。乘客點擊車載屏右側(cè)的評價按鍵進行評價，完成之后車載屏提示評價成功，并上傳本次合乘運營紀錄至后臺。

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

電召司機端的主要功能模塊包含司機資格證模塊、導(dǎo)航地圖模塊、電召訂單模塊和功能菜單模塊四大模塊。司機資格證模塊用于在待機或查驗司機資格證時顯示司機資格信息，導(dǎo)航地圖模塊顯示由高德地圖提供的導(dǎo)航信息，電召訂單模塊用于接收電召訂單，功能菜單模塊包括記錄查看、多媒體娛樂等八個子模塊。下面分別介紹不同模塊的功能和適用環(huán)境。

2.1 司機資格證模塊

本模塊用于在車輛運行時顯示司機資格證相關(guān)信息，便于乘客監(jiān)督反饋運營途中遇到的問題。例圖2-1為司機刷司機資格證登陸后的司機資格證界面。居中顯示司機資格證信息，資格證信息為圖片文件。調(diào)度屏中預(yù)存本車司機的資格證圖片，最多10張，在終端安裝發(fā)行時，系統(tǒng)遠程下載。本車司機登陸后，按資格證號，從存儲區(qū)檢索出來后，用于顯示。資格證信息包括司機頭像、姓名、資格證號、服務(wù)單位、考核等級、發(fā)證日期、監(jiān)督電話等。資格證上方為通知欄，通知欄左方顯示的圖標從左到右依次代表gps信號狀態(tài)，3G信號狀態(tài)，司機登陸狀態(tài)，例圖中顯示的情況為gps未開啟，3G已連接，司機已登錄。通知欄右方顯示當前日期和時間。

2.2 導(dǎo)航地圖模塊

本模塊在車輛運行時為司機提供導(dǎo)航信息。例圖2-2為接受電召訂單后的地圖界面。主體內(nèi)容為地圖信息或?qū)Ш叫畔ⅲ貓D及導(dǎo)航信息來源于高德地圖。紫色直線代表導(dǎo)航線路，紫色圓圈代表車輛當前位置，綠色起標志代表訂單起點位置。左邊握手圖標為電召訂單按鈕，點擊后跳轉(zhuǎn)到訂單詳情頁面；左邊握手圖標上方為當前地圖所用比例尺，例圖中顯示為1厘米代表100米；左邊喇叭圖標為訂單信息播報按鈕，點擊時播放當前運行的電召訂單的起點、終點、聯(lián)系電話等具體信息；右邊放大鏡加號圖標點擊時控制縮小比例尺，放大地圖；放大鏡減號圖標點擊時控制放大比例尺，縮小地圖；齒輪圖標為菜單界面按鈕，點擊后跳轉(zhuǎn)到菜單界面。

2.3 電召訂單模塊

本模塊在終端接收到訂單信息時顯示訂單信息并提供接單、拒絕功能。如圖2-3所示，第一行顯示即時電召訂單，包括訂單起點、訂單終點、應(yīng)召按鈕、拒接按鈕，點擊應(yīng)召按鈕后接受訂單并跳轉(zhuǎn)到訂單詳情界面，點擊拒接按鈕后拒接訂單。第二行類似顯示預(yù)約電召訂單。左下角返回地圖按鈕，點擊后跳轉(zhuǎn)顯示地圖界面，齒輪按鈕點擊后跳轉(zhuǎn)顯示菜單界面。

2.4 功能菜單模塊

本模塊為用戶提供了包含豐富功能的菜單。界面如圖4-5所示，從左到右從上到下依次為司機考勤、電召業(yè)務(wù)、調(diào)度監(jiān)控、語音通話、營運業(yè)務(wù)、終端設(shè)置、管理設(shè)置、多媒體8個二級功能菜單按鈕和返回按鈕，點擊前8個按鈕會跳轉(zhuǎn)顯示對應(yīng)的二級功能菜單界面，點擊返回按鈕返回地圖按鈕。每一個二級子模塊均包含多個下級模塊、頁面，提供了考勤記錄查看、電召訂單記錄查看、調(diào)度文本信息查看、撥出接聽電話、運營記錄查看、音視頻播放等諸多功能，涵蓋了多達四十多個具體功能需求。

3 系統(tǒng)測試

本系統(tǒng)結(jié)合了白盒測試和黑盒測試的方法嚴格執(zhí)行單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試等測試過程。

在軟件開發(fā)過程中，開發(fā)人員在每個功能模塊開發(fā)完成后進行了嚴格的單元測試，測試后統(tǒng)計Bug數(shù)量并提交相應(yīng)的測試報告。然后改進Bug并提交Bug修改報告。

在系統(tǒng)測試過程中，由中國智能交通公司測試部專業(yè)測試人員采用黑盒測試的方法，對智能出租車管理系統(tǒng)的軟硬件功能均進行了嚴格、完整的測試。在第一次測試中提出了300多個Bug，并按重要程度劃分為4個等級后向開發(fā)人員提交了測試報告。開發(fā)人員認真改正了所有的Bug.最終由測試人員再次進行測試，并提交了系統(tǒng)性能報告，報告主要內(nèi)容如下：

3.1 可靠性和可擴展性

3.1.1 可靠性

1.數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計準確率達到98%及以上。

2.調(diào)度屏進行語音通話后，能夠立即進入數(shù)據(jù)通信狀態(tài)，過渡時間應(yīng)小于30秒。

3.具有良好的斷線重連功能。

4.上線日起3個月試用期內(nèi)發(fā)現(xiàn)的全部缺陷（不含“建議項”）數(shù)量與系統(tǒng)總代碼行數(shù)的比例不超過0.1Bug/KLOC。

5.本系統(tǒng)需為出租司機提供全天業(yè)務(wù)調(diào)度服務(wù)，因此系統(tǒng)應(yīng)具有較高可用性，具體要求為：調(diào)度屏系統(tǒng)服務(wù)時間：24小時。最大可接受故障恢復(fù)時間：4小時。每年恢復(fù)時間大于4小時的故障次數(shù)小于1次/5000小時。

3.1.2 可擴展性

1.擴展調(diào)度屏通用數(shù)據(jù)接口。

2.在調(diào)度屏應(yīng)用程序微量修改后，可適應(yīng)其他硬件后臺調(diào)度系統(tǒng)。

3.擴展數(shù)據(jù)庫存儲空間，提高系統(tǒng)存儲能力。

3.2 安全性

為保證數(shù)據(jù)安全性，調(diào)度屏與后臺調(diào)度系統(tǒng)之間的交互信息采用自定義通信協(xié)議組包并完成校驗，傳輸層協(xié)議為UDP協(xié)議。調(diào)度屏與后臺調(diào)度系統(tǒng)之間要預(yù)留接口，支持對交互信息的加密處理。遠程通信網(wǎng)絡(luò)安全調(diào)度屏應(yīng)至少支持采用APN撥號方式，其中，APN口令由后臺調(diào)度系統(tǒng)同一管理，調(diào)度屏不提供具體管理功能。為了防止在信號不良的條件下出現(xiàn)斷網(wǎng)問題，調(diào)度屏具備斷網(wǎng)重連功能。主要是要能夠及時檢測3G連接狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)斷網(wǎng)，則重新?lián)芴枺⒅匦屡c后臺調(diào)度系統(tǒng)建立UDP通訊鏈路。

4 結(jié)論

總體來說，傳統(tǒng)的打車軟件只涉及用戶所使用的安卓手機，而本系統(tǒng)把電召終端和出租車本身的計價器，通信盒，預(yù)燈等硬件集為一體，不僅方便司機的使用，也便于交管部門的管理，為真正提升現(xiàn)代城市出租車服務(wù)提供了可能，推動了城市智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。

但是從用戶使用習(xí)慣和軟件實際效果來看，本系統(tǒng)仍然存在許多可以改進和完善的地方。例如，在視頻、音頻資源頻繁調(diào)用的情況下軟件會出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象；監(jiān)控視頻上傳流暢程度高度依賴于當前的3G網(wǎng)絡(luò)通暢狀態(tài)，當3G網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不佳或者無網(wǎng)絡(luò)的時候，延遲較大；硬件設(shè)備方面也還存在可以改進的地方，包括車載終端屏幕是電阻屏，在不使用點擊棒用手指觸摸時反應(yīng)不靈敏；車內(nèi)攝像頭拍攝的照片和視頻雖然滿足目前設(shè)計需求，但與市面上常用的行車記錄儀的清晰程度仍有差距。