基于Web GIS的智能共享汽车系统

徐涛　刘少华　王丹阳　王刘坤　凃怿闻

摘要：近十年伴随着互联网技术和GIS技术的快速发展，以及人们生活水平的显著提高，共享汽车的智能化和人性化是一个趋势。通过研究某App在某块区域的车位，車流量等信息，建立了一个基于Web GIS的智能共享汽车系统，该系统将Python爬虫，HTML，C#等相联系，通过对于获得的共享汽车位置进行时空大数据分析，得出该区域内的热点地段，并给予商家一些关于调整车位，车辆数量等建议。

关键词：网络地理信息系统（Web GIS）;共享汽车系统;空间数据库

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）04-0080-03

Abstract： With the rapid development of the Internet and GIS industry， people's material life levels unceasing enhancement， car sharing is a trend of intelligence and humanization. By studying the parking space， traffic flow and other information of an App in a certain area， an intelligent car-sharing system based on Web GIS was established. This system connects Python crawler， HTML， C#， and so on， and through the spatiotemporal big data analysis of the received shared cars location，the system can get the hot spots in this region and give some suggestions to merchants about adjusting parking spaces， number of vehicles and so on.

Key words： Web Geographic Information System （Web GIS）; car-sharing system; spatial database

1 背景

在共享经济概念下共享汽车的基本定义可以理解为：第三方企业搭建平台，将汽车所有者和需求者的信息予以对接，使得前者获得额外收益，后者满足出行需求[1]。共享汽车公司通过提供汽车一定时间内使用权，丰富了市民出行的选择，能够满足用户个性化的出行需求。这种汽车共享的方式可以让急需用车或者中低收入者减少购车的那部分费用，而对于汽车本身，也增加了其使用率增加了汽车资源的利用率，而且现行共享汽车的载体均为电动汽车，对减少碳排放也是极为有利的[2]。同时国家也出台了相应的扶持政策，共享汽车市场是一个极具潜力的市场。

共享汽车最早是出现在欧洲的瑞士，然后再陆续地进入如日本、英国等发达国家或地区的市场。在我国，共享汽车的市场正在由北上广深这4个一线城市向二三线城市发展，而共享汽车的用户主要集中在初入社会的年轻人、中低端收入家庭以及临时需要用车等这些人群。据调查显示，目前中国拥有共享汽车超过2.6万辆，预计2025年，我国共享汽车将以45%的增长率增长[3]。

但是在这项重资产行业共享汽车投入使用的过程中也涌现了一些问题。比如对于管理者的车辆调动难，车辆管理不易;对于用户的找车难，停车难，车辆环境脏乱，使用体验感差等诸多问题。究其原因，是因为共享经济在很多方面，仍然没有得到规范的管理，相关的系统不够全面[4]。虽然国内共享汽车行业已经逐步从规模化扩张进入精细化运营与超预期服务的阶段。但如果共享汽车想要长远的发展，还需要在满足用户基本出行的同时，加快移动互联网、大数据、物联网等技术与汽车租赁行业的深度融合，才会带来日益便利的租车体验[5]。未来，只有将用户体验放在首位，通过对用户出行痛点与多元化用车场景的不断思考，改善产品与用户的交互体验，让用户拥有极佳的产品体验，才能令企业不断获得用户的认可，从而实现可持续发展，并且全国范围的推广和应用还需要政府的政策支持[6]。

2 系统功能模块和体系结构设计

该系统功能结构主要包括四大模块，分别是用户管理模块、地图操作模块、数据分析模块以及后台功能模块[7]。并且在对系统功能模块的分析基础上，分别对4个模块进行了功能设计。

2.1 用户登录模块

如图1所示。

1）租车用户：登录/注册，系统对用户定位，并且导航至所选的停车网点，用户可以查看自己的租车订单（分为历史订单和正在进行的订单），自己的一些基础信息，以及出行轨迹，可进行论坛讨论，发表自己对于车辆使用体验的一些感受，进行安全反馈可以获得相应积分。

2）管理员用户：登录/注册，查看汽车流动轨迹图，分析单点热度，查看僵尸车的信息并对其进行回收，更合理的规划停车网点以及对于网点汽车投放数量的规划，查看租车论坛，并对所讨论的词条生成词云图用以反映用户反映最强烈的问题，查看单点区域流入流出分析图，查看自选时间段内的出行热力图。

2.2 地图操作模块

如图2所示。

地图模块所包含功能的具体内容：

1）检索

①按车型检索：不同的用户对于车型的需求不同，通过对于车型的检索，查看符合要求车所在位置以及车辆的剩余油量、评论等相关信息;

②按停车点检索：通过对于停车点的检索，可以显示该停车点以及附近停车点的空余停车位的数量、距离公里数等相关信息。

2）路线

当用户搜索目的地时，地图上会显示距离所搜索地的最近几个可停车点，根据用户自己选择的停車点，系统随即会生成一条最优的驾驶路线，供用户参考。

3）查看路况

即用户可以根据道路颜色判断现在的道路畅通情况，也可以设置一个未来时间段，后端会根据以前的数据模拟在该时间段大概率发生的路况，用以用户对于出行时间，以及出行方式的选择。

2.3 数据分析模块

管理员可以看到生成的车辆轨迹图，可以结合美团用户的活跃度，来生成区域的动态热力图，从而在原有的停车网点的基础上更加合理地规划停车点以及停车网点投放车辆的数量。

2.4 后台功能模块

如下图4所示。

后台的功能管理主要是对于后端数据的管理，及时查看并处理用户反映的问题，定期查看用户安全反馈表，根据反馈表对于那些出现问题的车辆进行修理等。

3 数据库管理设计

用同一存储器对空间数据与属性数据进行管理，分别存储于shapefile文件和SQL-sever2012数据库中的属性数据，将通过采用 Geodatabase实现对于空间数据和属性数据的统一管理，以避免空间和属性信息不一致带来的问题。

3.1 属性数据库设计

属性数据库是通过SQL-Server2012来建立，其中包括各种存储过程，触发器以及多张表的设计（这里只以车辆租用信息表为例）：

3.2 空间数据库设计

空间数据库通过shapefile来管理，shapefile中的Geodatabase存储有关的空间信息[8]。如在共享汽车停车网点的图层中，加入网点名字（Name），网点经度（Lon），网点纬度（Lat），车位总量（Num），闲置车位（Numre）等字段，有利于用户根据自己的需求选择停车位，也可根据经纬度进行导航寻找停车位。

4 系统实现

本系统采用ASP.net技术，是基于B/S开发模式的网站开发项目，开发工具主要有Visual Studio 2017，SQLserver2012，Dreamweaver，操作系统使用的是Windows 2007 / Windows2010，同时采用IE浏览器/Chrome浏览器，编程语言采用C#等。在需求分析，功能设计和数据库设计的基本上，利用上述开发语言和工具，对租车平台进行了实现，完成了上述功能，系统界面如图5所示。

5 结束语

本文通过对Web GIS原理和特点的分析，结合现在所爬取的某共享汽车App的车辆及车位分布等信息，利用C#、JS、HTML等编程语言以及调用百度API等网络技术进行基于Web GIS的系统设计和实现，实现了对于车辆，用户等信息的组织和管理，然后通过时空数据分析，从中得到城市热点区域，分析用户行为，给予商家指导建议，并且辅助城市规划决策，为智慧城市的建设增加一些参考信息。

参考文献：

[1] 卢丽娜.我国共享汽车的发展现状与问题浅析[J].福建商学院学报，2019（2）：70-73.

[2] 杨嘉倩，李雪莹，唐金环.基于未来汽车共享的发展论述[J].商业经济，2020（7）：61-62.

[3] 张耀丹.我国共享汽车的现状及未来的发展[J].河北农机，2018（8）：59.

[4] 唐飞.租赁型网约车管理系统的设计与实现[D].南宁：广西大学，2019.

[5] 汪易，李丹.创新形势下共享汽车发展状况与前景分析[J].全国流通经济，2019（23）：133-134.

[6] 李竹可，赵芳，侯涛.公共电动车租赁系统——未来城市交通的解决方案[J].现代工业经济和信息化，2016，6（16）：29-30，40.

[7] 蔡永香，刘挺.基于LBS的货运信息服务系统的设计与实现[J].地理空间信息，2015，13（2）：78-80，12.

[8] 孔德川.基于WebGIS的库站地理信息系统设计与实现[J].河南科技学院学报（自然科学版），2014，42（1）：62-66.

【通联编辑：谢媛媛】