面向用戶個性化需求的“一站式”共享泊車系統

陳榮榮

（運城師范高等專科學校 山西 運城 044000）

1 引言

近年來，我國機動車保有量呈“井噴式”增長態勢，機動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]。通過深入調研發現，當前我國城市小區泊位的日間平均使用率不足，停車難與泊位閑置現象并存。因此，城市“停車難”問題并不單純是由泊位資源供不應求引起的，更深層次的原因在于泊位資源供需結構嚴重失衡[2]。

在此背景下，已有部分群體和個人希望借助互聯網平臺，通過開發泊車共享軟件來盤活潛在的泊位資源。但經過調查發現，現有泊車軟件存在諸多不足，主要表現在以下幾個方面：（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、個性化需求，導致共享積極性低；（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安全隱患、泊位惡意占用問題。

基于上述分析，本系統基于共享經濟模式，針對現有泊車軟件存在的缺陷和不足，從用戶偏好和個性化需求入手，充分考慮各種影響泊車的重要因素，設計開發了集多種功能于一體的“一站式”共享泊車系統，并將其命名為“優泊”。

2 設計原理

2.1 設計思路

通過微信小程序，泊位主和公共停車場發布車位共享信息。在尋找停車場時，用戶輸入目的地以及租用時間，系統自動推薦多種個性化泊車方案供其選擇，用戶預定成功后，即可導航前往停車場。用戶出入車場時，在門禁處通過掃描車牌號與訂單信息進行匹配，審核通過放行；用戶到達車位后可通過開鎖憑證，打開智能車位鎖，完成停車，并計時收費；當車離開車位后，通過超聲波測距，可使車鎖復位。在上述過程中，服務器主要負責數據的中轉、傳輸與存儲。

2.2 系統實物設計

（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況，運用基于時間的動態口令生成技術，通過藍牙通信模塊接收手機微信小程序的控制信息，從而控制步進電機的轉動，達到開鎖、關鎖效果[3]。

（2）微信小程序：使用WXML、JavaScript和WXSS語言，實現前端渲染及后端服務器交互。通過向服務器提交出行目的地與租用時間，在小程序上顯示經過模型計算后的多種推薦方案。借助騰訊地圖API完成路線規劃、顯示街景等功能。利用微信小程序提供的藍牙API向車位鎖發送動態口令，完成控制。

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

（4）服務器設計：作為本系統的核心，服務器采用Apache Tomcat配合Java EE進行開發部署，承載了用戶鑒權、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重要功能。

2.3 系統工作流程

系統工作過程主要包括兩大環節。

（1）車位采集：系統通過微信小程序采集、儲存、審核、傳遞共享車位信息。

（2）進出車場：系統根據用戶的訂單，誘導用戶前往停車場；通過信息匹配，記錄用戶進出車場信息；給用戶發送開鎖憑證，控制車鎖。

3 系統實現

系統具備的功能和實現方法如下。

3.1 車位采集

泊位主上傳泊位信息至數據庫，待審核后，提交車位閑置時間進行共享。泊位主也可管理共享車位，進行編輯、刪除等操作，確保了泊位信息的準確性。

3.2 個性化泊位推薦方案

（1）均衡雙方利益推薦：首先根據停車需求的時間差異，建立了基本的停車泊位分時段計費模型；通過查閱資料，確定相關指標，建立了用戶停車總支出以及泊位主效益函數，綜合考慮以上兩者利益關系，建立車位分配模型、確定綜合最優泊車方案，同時通過相應指標計算方法確定相應的距離最短、泊車費用最省方案[4]。

（2）基于用戶偏好推薦：當用戶到達新的目的地時，搜集其意愿范圍內的停車位，根據停車位的指標特征使用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系數計算其相似度并排序，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段、非工作日高峰時段以及工作日非高峰時段的停車總時間及設計停車利用率。

Pi——第i個時間段的設計停車價格。

ti——共享車位第j次停車所停留時間，當用戶i匹配泊位j時，xji為1，否則，其等于0。

CDi——駕駛者出行的行程費用。

CGi——行駛至停車場的行程油耗費用。

Csi——次巡邏費用。

CPi——共享車位第次停車泊車費用。

3.3 尋車場導航

系統通過調用騰訊地圖API，誘導用戶到達停車場。

3.4 安全管理

對于車場安全管理模塊，車輛出入時，門禁安全管理系統根據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間。用戶出入時，門禁管理人員可通過用戶提供的有效信息進行比對、放行、記錄；對于泊位安全管理模塊，用戶通過藍牙連接，利用開鎖憑證，使鎖臂下降，完成停車，當通過超聲波測距模塊檢測到車輛離開車位一定時間后，可使車位鎖自動復位，避免車位被惡意占用。

4 創新特色及優勢

4.1 創新特色

（1）可推薦多種個性化泊車方案。系統將用戶泊車費用模型和泊位主效益函數相結合來分配車位，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。

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

（3）建立有效預測模型，用戶泊車成功率高。系統通過搜集公共停車場3月內的有效泊位數據特征，建立小波神經網絡預測模型，對公共停車場的泊位進行預測，供用戶進行參考，可大大提高用戶泊車的成功率[6]。

4.2 作品優勢

（1）系統性能穩定、功能完備、用戶體驗良好。系統集車位采集、管理、推薦、預定、導航與小區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，經現場測試及用戶反饋表明，本系統性能穩定、功能完備、用戶體驗良好。

（2）可彌補現有同類產品的諸多不足。①彌補了同類產品未考慮住宅小區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彌補了同類產品無法結合用戶偏好等泊車因素推薦多種個性化泊車方案的不足；③彌補了同類產品中可能存在的安全管理問題以及進出車場時間較長的問題；④彌補了同類產品中可能出現的共享泊位被惡意占用的問題。

5 結語

通過與同類產品的對比、問卷調查及現場測試，表明本系統應用前景良好。主要表現在以下3個方面。

（1）與先進技術結合，系統更完善。未來電子身份證普及會使“身份認證”環節技術更加可靠、安全。在室內定位導航技術成熟之后，將其引入系統中，使其與室外導航有機結合，可進一步提升系統性能。

（2）用戶基數大，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、跨平臺兼容性強等優點，真正實現了用戶即點即用、跨平臺體驗高度一致等特性，進而使大面積推廣成為可能。

（3）符合國家政策導向。根據國家相關政策，原則上不再建設封閉住宅小區，已建成的住宅小區要逐步打開。實現內部道路公共化，合理配置停車設施，鼓勵社會參與，放寬市場準入，逐步緩解停車難問題。同時，北京、廣州以及成都等城市也相繼出臺了鼓勵小區泊位共享的相關政策，這些政策的出臺，使本系統的應用前景更加廣闊。