CN105551150A - 互联网+智能公共自行车交通管理系统及预约调度方法 - Google Patents

Abstract

一种互联网+智能公共自行车交通管理系统及预约调度方法,包括自行车智能控制模块的构建，以及与智能控制模块相适应的电控锁、用户智能终端app和服务器。本发明所述智能控制模块置于自行车车体内，加装于车上的电控锁，如果发生故障，服务器仍然能够马上获得自行车信息进行电控锁更换，自行车不会过多依赖易被破坏的锁具;所述服务器端可以实现用户数据、自行车数据和用户预约用车数据的基础数据库建立以及实时数据监视和历史数据分析的双向数据管理，数据的支撑能为整体公共交通的调度和管理提供决策依据;自行车的调度和管理颠覆了传统的估算模式，根据用户需求，自动化、智能化的进行优化迭代。<b />

Description

互联网+智能公共自行车交通管理系统及预约调度方法

技术领域

本发明涉及一种互联网+智能公共自行车交通管理系统及预约调度方法，应用于公共自行车交通行业。

背景技术

公共自行车交通系统（PublicBicycleSystem,PBS）是公司或组织在大型居住区、商业中心、交通枢纽、旅游景点等客流集聚地设置公共自行车租借站，随时为不同人群提供适于骑行的公共自行车，并根据使用时间的长短征收一定额度费用，以该服务系统和配套的自行车路网为载体，提供公共自行车出行服务的城市交通系统。

公共自行车作为一种“低碳减排”的绿色交通工具，在全国乃至世界范围内受到越来越多的推崇，被视为解决大城市交通问题的重要手段之一。各大城市提出“轨道+公交+慢行”的交通综合体，通过引入公共自行车实现慢行，为市民提供“最后一公里”的接驳。

现有的公共自行车交通系统，主要包括普通自行车、服务器、用户卡和各网点的大型支撑设备。各网点中的大型支撑设备包括：带刷卡功能的自行车锁柱、与服务器通信和管理锁柱的管理设备。网点的支撑设备是公共自行车的核心，可这套支撑设备却恰恰施工复杂、费用昂贵，导致网点固定、不灵活，不能根据用户的需求自行调配自行车。固定网点的布设不合理，常常导致用户借车后无桩可还车，或无车可借，很多城市投入多达几亿的资金，却由于布点不合理、车辆偷盗、借车不还、车辆损坏、维修不及时等诸多管理问题没有得到解决而告终。

申请公布号为CN104157080A的中国专利公开了一种自行车共享系统及其借还车方法，公布号为CN105205711A的中国专利公开了一种基于云服务平台的自行车互联互借系统及借还车方法。两个专利都提出在自行车上加装智能锁具，通过与用户智能终端App交互，实现自动开关锁。可以解决车辆不需要固定桩点借还的问题，实现车辆的灵活租借。但是两种方法只是提及了通过移动终端连接智能锁具实现借还，却未对自行车交通系统中最重要的问题：车辆调度和车辆防盗、维修管理提出解决方法。相关的智能锁具在申请公布号为CN105133966A中提及一种能实现远程控制、智能报警和GPS定位的自行车锁。但是自行车锁如果被恶意破坏或丢失，则公共自行车就变成普通自行车，其公共自行车的共享与服务交通意义就失去了。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提出一种互联网+智能公共自行车的交通管理系统，以及通过本平台实现预约调度和管理的方法。

本发明所述互联网+智能公共自行车交通管理系统包括自行车智能控制模块的构建，以及与智能控制模块相适应的电控锁、用户智能终端app和服务器;

本发明所述互联网+智能公共自行车交通管理系统包括:

（1）所述智能控制模块安装于自行车体内，每辆自行车具有唯一二维码,该智能控制模块包括充电电池、太阳能电板、脚踏驱动发电传感器、电源串联升压、降压模块、主控电路板、GSM模块或wifi模块、GPS模块、震动传感器、蜂鸣报警器、继电器;

所述主控电路板连接上述所有的独立模块，并通过外部太阳能或脚踏驱动发电获得电源后，根据各模块的不同电压需求进行升降压转换,GPS模块接收定位信息,GSM或wifi模块发送接收信息,震动传感器感应震动,蜂鸣报警器负责报警,继电器驱动电控锁;

为了支持智能控制模块,使用太阳能电板充电或脚踏板驱动充电，发电储存于充电电池内，并根据各种升降压模块满足不同模块间的电力需求;

GPS模块置于自行车内，在开锁、关锁、服务器发出定位请求以及闭锁状态发生震动时（偷盗），实现定位，并通过GSM或wifi模块发回给服务器;即使发生偷盗行为，由于智能模块置于自行车内，仍然能将被偷车辆的位置告诉服务器，便于追回车辆;

震动传感器和蜂鸣报警器，能在发生震动或遭到破坏时，发出蜂鸣报警，并通过GSM或wifi模块发送报警信息给服务器;

GSM或wifi模块能接收服务器发送的指令唤醒主控模块，按照服务器的指令要求发回当前的车辆位置信息或其他相关信息。

（2）智能自行车内部通过继电器实现与外部电控锁的驱动连接，在主控电路板中留下引脚线或引申外部接口，连接外部具有固定输入电流的普通电控锁，内部通过接收指令驱动电控锁通电开锁，断电闭锁;电控锁安装在车上或停放点，灵活多用。

（3）在自行车智能控制模块和服务器端，设计加密的、针对不同车辆、不同时间的指令匹配算法，只要服务器发送开关锁指令，智能自行车能判断是否匹配，以自动完成开锁或关锁;

（4）用户智能终端app通过扫描自行车二维码，发送借还车请求给服务器，由服务器发送指令控制车辆的智能模块驱动电控锁;无需用户接收指令再和车辆交互，提高用户体验;

用户智能终端app具有地图导航和定位功能，能标记当前位置附近的可借车辆，还能查询特定范围内的可借车辆，并能实施导航，将用户从当前位置导航至选定的车辆处;

用户智能终端app提供在线反馈，可实时提交用车意见、车辆维修报告，便于服务器收集统一处理;

（5）服务器负责与智能控制模块的数据交互，接收智能自行车的定位和报警信息，发送车辆开关锁指令；同时，服务器也负责与用户智能终端app的数据交互，接收用户的借还车请求、预定请求和用车报告以及车辆报修。

服务器具有实时的数据监视功能，包括当前时间下的可借车辆数及位置信息、当前借车的用户信息、当前的预定信息、待维修的自行车信息等。

服务器具有历史数据分析与挖掘功能，为自行车交通管理系统实施调度提供决策。

服务器为每一位用户建立信用档案，依据使用情况和信息反馈情况，给予信用积分奖励，根据不同的信用积分建立不同的信用等级，赋予用户不同的使用和预约权限。

本发明所述的通过互联网+智能公共自行车交通管理系统实现预约调度方法包括下列步骤：

（1）预约方法：通过用户智能终端实现预约用车，具体包括时域车辆短时预约、地域提前预定预约、车辆连续预约;车辆的预约不仅可以增强用户体验，还能为车辆调度提供依据，根据用户需求调度车辆。

所述的时域车辆短时预约模式为：用户查看当前各地域内的可借车辆，锁定某辆车进行预定，预定成功后，车辆保留半个小时。

所述的地域提前预定预约模式为：用户要提前至少8个小时，预定某些地域的车辆，车辆的预定以地理位置为预定，不会锁定特定的车辆，由服务器端为用户分配预定成功的车辆，并设置在一定时间范围内开启借车。

所述的车辆连续预约模式为：某个用户在某个时间段内要连续使用某辆车，当有往返要求，或连续多个地方往返时，设置车辆连续使用预约，以免使用一次后被其它人借走。

（2）调度方法：包括用户自动优化迭代、曲线差对比调度、高峰时域模型调度:

所述的用户自动优化迭代模式为：基于智能自行车的不固定桩点模式，用户会根据需要停放在简易停放点，停放点由于装置简单成本低廉，可以以300米为半径（基本的设置原理），结合各大型商场、人口聚集地或交通换乘站为点铺开。而自行车的数量和位置，会因为智能化和自动化，根据用户的需求，由用户自动迭代，通过自动迭代优化的方式完成。不再需要根据地理位置、人口数、各项估计的调整系数来重新布设。自动迭代的优化方法完全颠覆传统的人工测量和预测方法，特别在流量具有反复往复中具有极大的适应性。

所述的曲线差对比调度：根据用户的预定数据和车辆的借还车位置数据，生成具体地域具体时间的车辆分布和需求曲线，直接根据曲线差完成调度任务，将闲置车辆调度到有需求的位置，并根据市场运行情况，决定是否要增加车辆、更好的管理车辆，方便精准。本方法可以弥补自动迭代方法中用户流向单一的问题。

所述的高峰时域模型调度：为了满足上下班高峰或节日高峰，根据高峰时间建立时域模型，结合现行的运行数据，进行车辆数量的调度，满足特殊的需求。

（3）车辆维修与防盗管理：服务器接收用户反馈的用车数据和维修报告，生成维修需求，并查询需要维修的车辆位置，及时快捷的进行维修。

车辆发出被盗报警后，如果车辆在闭锁状态下，位置在不停变动，说明车辆已经被盗，可根据车辆位置，追回车辆。由于智能模块置于车体内，如果车体被破坏，盗贼偷去也无法用车，可大大减少被盗风险。

本发明的有益效果:与现有技术相比，本发明具有如下优势：

（1）智能控制模块置于自行车车体内，电控锁可以加装在车上，也可以加装在停车点，灵活多变。停车点的电控锁不再需要高成本、复杂施工，只要与智能模块进行连接，即可实现开关锁的驱动。加装于车上的电控锁，如果发生故障，服务器仍然能够马上获得自行车信息进行电控锁更换，自行车不会过多依赖易被破坏的锁具。

（2）服务器端可以实现用户数据（包括用户的基本信息、用户的借车情况）、自行车数据（包括自行车设备数据、自行车借还次数、自行车定位数据、自行车维修数据、自行车报警数据）和用户预约用车数据的基础数据库建立以及实时数据监视和历史数据分析的双向数据管理，数据的支撑能为整体公共交通的调度和管理提供决策依据。

（3）自行车的调度和管理颠覆了传统的估算模式，可根据用户需求，自动化、智能化的进行优化迭代。真正为自行车公共交通提供智能调度和科学决策。

附图说明

图1为本发明的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明中的方法为基础进行实施，以下给出详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本发明涉及一种智能公共自行车交通系统及调度管理平台，包括具有智能控制模块的智能自行车、用户智能app终端和服务器。

选取一个区域的范围，以300m为半径划设一个区，结合主干道路、公交站、地铁口、商场、小区、高校、广场、公园等大型商业区或人口聚集地放置简单的自行车停放架。用户的借还放入自行车停放架内。

用户安装app，通过注册和预交押金成为合法用户后，即可开始使用公共自行车系统完成车辆的租借。

用户需要实时借车，通过app搜索当前位置周边的可借车辆，并导航至车辆旁边，扫描车辆二维码发送借车请求。服务器端根据用户的信用等级，判断是否为合法用户。若合法，发送借车指令给车辆，车辆自动开锁，并发回当前车辆状态和位置数据给服务器。

用户需要预定车辆，可根据需要，选择时域车辆短时预约、地域提前预定预约、车辆连续预约三种模式中的一种。若半小时内会到达某个地方，想用车，则开启时域车辆短时预约模式，锁定某个位置的某辆车，到达后发送借车请求，即可用车。若是8小时以后，在某个位置某个时段需要用车，可开启地域提前预定预约，若预约成功，第二天提前半小时会收到成功提醒。若需要在某个地方连续使用某辆车，可开启车辆连续预约，预约连续使用次数，这辆车可在一定时间内专属于预定用户。每种预约的收费标准不同。

用户需要还车，点击app还车按钮，发送还车请求，服务器计算使用费用，缴费成功后，服务器发送指令给车辆，车辆自动关锁，并发回当前车辆状态和位置数据给服务器。

用户还可通过app完成车辆使用、车辆报修等信息的提交，通过信息的提交和借还车的情况积累信用分，可以具有不同的预约等级。达到一定等级的用户才具有预约特权，预约功能可以为不同场景下的不同用户提供便利，真正让自行车成为人们出行的公共交通工具。

对车辆的维修，可根据用户的实时反馈和维修报告，结合车辆的定位数据，整体高效的安排维修计划，实施车辆维修。

对车辆的调度，可根据高峰时段、单一流向区域通过系统提供的曲线数据，进行调度车辆的安排。

对车辆的偷盗问题，可根据报警信息和车辆定位数据，实施车辆追回。在偷盗发生时，通过蜂鸣报警也可对盗贼有一定的惊吓作用。

Claims (2)

1.一种互联网+智能公共自行车交通管理系统,其特征在于:所述管理系统包括自行车智能控制模块的构建，以及与智能控制模块相适应的电控锁、用户智能终端app和服务器;

（1）所述智能控制模块安装于自行车体内，每辆自行车具有唯一二维码,该智能控制模块包括充电电池、太阳能电板、脚踏驱动发电传感器、电源串联升压、降压模块、主控电路板、GSM模块或wifi模块、GPS模块、震动传感器、蜂鸣报警器、继电器;

所述主控电路板连接上述所有的独立模块，并通过外部太阳能或脚踏驱动发电获得电源后，根据各模块的不同电压需求进行升降压转换,GPS模块接收定位信息,GSM或wifi模块发送接收信息,震动传感器感应震动,蜂鸣报警器负责报警,继电器驱动电控锁;

为了支持智能控制模块,使用太阳能电板充电或脚踏板驱动充电，发电储存于充电电池内，并根据各种升降压模块满足不同模块间的电力需求;

GPS模块置于自行车内，在开锁、关锁、服务器发出定位请求以及闭锁状态发生因偷盗震动时，实现定位，并通过GSM或wifi模块发回给服务器;即使发生偷盗行为，由于智能模块置于自行车内，仍然能将被偷车辆的位置告诉服务器，便于追回车辆;

震动传感器和蜂鸣报警器，能在发生震动或遭到破坏时，发出蜂鸣报警，并通过GSM或wifi模块发送报警信息给服务器;

GSM或wifi模块能接收服务器发送的指令唤醒主控模块，按照服务器的指令要求发回当前的车辆位置信息或其他相关信息;

（2）智能自行车内部通过继电器实现与外部电控锁的驱动连接，在主控电路板中留下引脚线或引申外部接口，连接外部具有固定输入电流的普通电控锁，内部通过接收指令驱动电控锁通电开锁，断电闭锁;电控锁安装在车上或停放点，灵活多用;

（3）在自行车智能控制模块和服务器端，设计加密的、针对不同车辆、不同时间的指令匹配算法，只要服务器发送开关锁指令，智能自行车能判断是否匹配，以自动完成开锁或关锁;

（4）用户智能终端app通过扫描自行车二维码，发送借还车请求给服务器，由服务器发送指令控制车辆的智能模块驱动电控锁;无需用户接收指令再和车辆交互，提高用户体验;

用户智能终端具有地图导航和定位功能，能标记当前位置附近的可借车辆，还能查询特定范围内的可借车辆，并能实施导航，将用户从当前位置导航至选定的车辆处;

用户智能终端app提供在线反馈，可实时提交用车意见、车辆维修报告，便于服务器收集统一处理;

（5）服务器负责与智能控制模块的数据交互，接收智能自行车的定位和报警信息，发送车辆开关锁指令；同时，服务器也负责与用户智能终端app的数据交互，接收用户的借还车请求、预定请求和用车报告以及车辆报修;

服务器具有实时的数据监视功能，包括当前时间下的可借车辆数及位置信息、当前借车的用户信息、当前的预定信息、待维修的自行车信息;

服务器具有历史数据分析与挖掘功能，为自行车交通管理系统实施调度提供决策;

服务器为每一位用户建立信用档案，依据使用情况和信息反馈情况，给予信用积分奖励，根据不同的信用积分建立不同的信用等级，赋予用户不同的使用和预约权限。

2.一种互联网+智能公共自行车预约调度方法,其特征在于:

（1）预约方法：通过用户智能终端实现预约用车，具体包括时域车辆短时预约、地域提前预定预约、车辆连续预约;车辆的预约不仅可以增强用户体验，还能为车辆调度提供依据，根据用户需求调度车辆;

所述的时域车辆短时预约模式为：用户查看当前各地域内的可借车辆，锁定某辆车进行预定，预定成功后，车辆保留半个小时;

所述地域提前预定预约模式为：用户要提前至少8个小时，预定某些地域的车辆，车辆的预定以地理位置为预定，不会锁定特定的车辆，由服务器端为用户分配预定成功的车辆，并设置在一定时间范围内开启借车;

所述车辆连续预约模式为：某个用户在某个时间段内要连续使用某辆车，当有往返要求，或连续多个地方往返时，设置车辆连续使用预约，以免使用一次后被其它人借走;

（2）调度方法：包括用户自动优化迭代、曲线差对比调度、高峰时域模型调度:

所述用户自动优化迭代模式为：基于智能自行车的不固定桩点模式，用户会根据需要停放在简易停放点，停放点由于装置简单成本低廉,以300米为半径，结合各大型商场、人口聚集地或交通换乘站为点铺开;而自行车的数量和位置，会因为智能化和自动化，根据用户的需求，由用户自动迭代，通过自动迭代优化的方式完成;不再需要根据地理位置、人口数、各项估计的调整系数来重新布设;自动迭代的优化方法完全颠覆传统的人工测量和预测方法，特别在流量具有反复往复中具有极大的适应性;

所述曲线差对比调度：根据用户的预定数据和车辆的借还车位置数据，生成具体地域具体时间的车辆分布和需求曲线，直接根据曲线差完成调度任务，将闲置车辆调度到有需求的位置，并根据市场运行情况，决定是否要增加车辆、更好的管理车辆,方便精准;本发明弥补了自动迭代方法中用户流向单一的问题;

所述高峰时域模型调度：为了满足上下班高峰或节日高峰，根据高峰时间建立时域模型，结合现行的运行数据，进行车辆数量的调度，满足特殊的需求;

（3）车辆维修与防盗管理：服务器接收用户反馈的用车数据和维修报告，生成维修需求，并查询需要维修的车辆位置，及时快捷的进行维修;

车辆发出被盗报警后，如果车辆在闭锁状态下，位置在不停变动，说明车辆已经被盗，根据车辆位置，追回车辆;由于智能模块置于车体内，锁不会被丢弃和破坏，如果车体被破坏，盗贼偷去也无法用车，大大减少被盗风险。