CN107016738B - 一种基于聚集度的自适应停车方法和系统 - Google Patents

一种基于聚集度的自适应停车方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于聚集度的自适应停车方法和系统。该方法分利用用户取车和停车的时间差，以及位置信息更新车辆聚集度参数和规范停车区间，判断用户停车行为是否属于正常停车，若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费。该能有效解决共享单车乱停乱放、利用率低、资源浪费的问题，其运行机理简单、使用方便可靠，其运用车辆位置定位信息技术和车辆聚集度算法，依据共享单车的使用规律，自适应确定停车点，同时通过计费系统约束用车者，进行规范停车。

Description

一种基于聚集度的自适应停车方法和系统
技术领域
本发明及车辆位置定位信息技术、车辆停放技术领域，特别涉及一种基于聚集度的自适应停车方法和系统。
背景技术
共享单车是指企业与政府合作，在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是共享经济的一种新形态。相比以往的有桩单车，共享单车的受欢迎度更高。由于共享单车使用方便，价格较低，符合低碳出行理念，同时政府对这一新鲜事物也给予了支持，使得共享单车的投入规模不断加大。随着共享单车的持续使用，不断暴露出共享单车在管理的严重不足。主要表现为：其乱停乱放，有损城市市容；人为故意损坏，造成企业财产损失；停放在人烟稀少的区域，造成资源浪费。为应对此类问题目前使用方法有：共享单车进行传统的有桩停车或者划区域停车和召集志愿者进行人为管理。共享单车进行传统的有桩停车或者规划固定区域停车，会造成所设置停车点难以适应人们的取停车习惯，若设置不合理易造成停车点距目的地较远，使用不方便，违背共享单车为解决最后一公里的初衷；另外由于共享单车使用范围广、投入数量大，召集志愿者进行人为管理范围有限，造成人力资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于聚集度的自适应停车方法和系统，能有效解决共享单车乱停乱放、利用率低、资源浪费的问题，其运行机理简单、使用方便可靠，其运用车辆位置定位信息技术和车辆聚集度算法，依据共享单车的使用规律，自适应确定停车点，同时通过计费系统约束用车者，进行规范停车。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于聚集度的自适应停车方法，包括步骤：
(1)根据位置定位模块和时间计时模块，分别采集用户取车位置信息和时间信息，并将取车位置信息和时间信息分别发送给聚集度运算模块和计费运算模块；
(2)聚集度运算模块根据取车位置信息更新取车之后该区域的车辆聚集度参数；计费运算模块记录取车时间；
(3)根据位置定位模块和时间计时模块，分别采集用户停车位置信息和时间信息，并将停车位置信息和时间信息分别发送给聚集度运算模块和计费运算模块；
(4)聚集度运算模块根据停车位置信息，提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，同时将判断结果传输给计费运算模块；所述判断结果为正常停车或非正常停车；
(5)聚集度运算模块完成上述判断后，更新车辆聚集度参数和规范停车区间；
(6)计费运算模块根据记录的停车时间信息和取车时间信息，同时依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费。
本发明的有益效果是：本发明提供了共享单车聚集度的简单算法，并利用该聚集位置信息确定规范停车区间，规范停车区间可根据共享单车聚集度的变化进行动态调整，依据不同的处理结果进行分类计费，在给使用者带来更多的便利的同时，将共享单车集中在一起，便于管理，同时也提高了利用率，减小资源浪费，由于该方法原理简单、实用性强，因此便于推广。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤(4)聚集度运算模块根据停车位置信息，提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，其具体过程为：
A、B为两辆共享单车，为两停放车辆的纬度，λa、λb为两停放车辆的经度，为适应区间在纬线方向上的两点的纬度差值，Δλ为适应区间在经线方向上的两点的经度差值，则可得所述共享单车A的适应区间的长、宽分别为：
dw、dl分别为适应区间的长、宽，记dw＝dl＝d，则适应区间为正方形，其面积为S，则A、B的位置信息匹配度表示为:
ηAB＝SAB/S
其中，ηAB、SAB、S分别为匹配度、A、B车适应区间的交集面积、适应区间的面积；
当ηAB＝0，则表示A、B为两停车位置相距较远，A、B为两车未发生聚集；
当0＜ηAB＜1，ηAB取值越大，则表示A、B为两停车位置相距越近；
当ηAB＝1，则表示A、B为两车发生聚集，将A、B车的适应区间的并集作为规范停车区；
则n辆共享单车，聚集度为：
其中，为聚集度、ηij为编号为i、j辆车的位置匹配度。
采用上述进一步方案的有益效果是：所述聚集的计算方法简洁高效、对硬件配置要求低。
进一步，所述步骤(6)的依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费，其计费计算方式为：
mright＝(ts-tg)×munit-price
merror＝(ts-tg)×munit-price+m0
其中mright、merror分别为正常停车费用、非正常停车费用；tg、ts分别为取车时间、停车时间；munit-price、m0分别为用车单价、押金。
采用上述进一步方案的有益效果是：若车辆未在规范停车内，将进行非正常计费，给用车者带来经济损失，迫使其停在规范停车区内；依据聚集度积分进行激励奖励措施，用户正常停车后将会获得和该规范停车区的聚集度相应的积分，停在聚集都越高的地方，将获取相应聚集度的积分也越高，达到一定分值，将进行用车优惠折扣，以激励奖励的形式，吸引用户将车停到规范停车区，将未在规范停车区的车，停到规范停车区。
另外，本发明还提供了一种基于聚集度的自适应停车系统，包括位置定位模块、时间计时模块、聚集度运算模块和计费运算模块；
所述位置定位模块：用于采集用户取车位置信息和停车位置信息，并将取车位置信息和停车位置信息发送给聚集度运算模块；
所述时间计时模块，用于采集用户取车时间信息和停车时间信息，并将取车时间信息和停车时间信息发送给计费运算模块；
所述聚集度运算模块，用于根据取车位置信息更新取车之后该区域的车辆聚集度参数；还用于根据停车位置信息提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，同时将判断结果传输给计费运算模块，并更新车辆聚集度参数和规范停车区间；所述判断结果为正常停车或非正常停车；
所述计费运算模块，用于根据记录的停车时间信息和取车时间信息，同时依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费。
采用上述进一步方案的有益效果是：依据聚集度确定的自适应停车规范区域，将会出现在用车多人口聚集的地方，以避免共享单车被抛弃荒野等问题同时也提高了共享单车的使用效率。
进一步，所述规范停车区间能根据车辆的聚集度参数，自适应改变规范停车区域的范围。
采用上述进一步方案的有益效果是：自适应停车规范区域能够根据车辆的数量自动调节规范区域的范围来满足不同数量的共享单车停车的需要。
进一步，所述位置定位模块为GPS定位模块。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的利用经纬度表示的相距较远的A、B辆车的适应区间；
图3为本发明的利用经纬度表示的相距较近的A、B辆车的适应区间；
图4为本发明的利用面积表示的相距较近的A、B辆车的适应区间；
图5为本发明的基于聚集度的多辆共享单车的规范停车区间。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于聚集度的自适应停车方法，包括步骤：
(1)根据位置定位模块和时间计时模块，分别采集用户取车位置信息和时间信息，并将取车位置信息和时间信息分别发送给聚集度运算模块和计费运算模块；
(2)聚集度运算模块根据取车位置信息更新取车之后该区域的车辆聚集度参数；计费运算模块记录取车时间；
(3)根据位置定位模块和时间计时模块，分别采集用户停车位置信息和时间信息，并将停车位置信息和时间信息分别发送给聚集度运算模块和计费运算模块；
(4)聚集度运算模块根据停车位置信息，提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，同时将判断结果传输给计费运算模块；所述判断结果为正常停车或非正常停车；
(5)聚集度运算模块完成上述判断后，更新车辆聚集度参数和规范停车区间；
(6)计费运算模块根据记录的停车时间信息和取车时间信息，同时依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费。
本发明的车辆聚集度的基本原理为：
设A、B为两辆共享单车，分别用λ表示纬度和经度，则可表示A、B坐标为 为适应区间在纬线方向上的两点的纬度差值，Δλ为适应区间在经线方向上的两点的经度差值，则可在A车所在的位置划分出一个由 四点围成的矩形区域，此时A点在该矩形的几何中心并称该区域为A车的适应区间SA；同样可在B车所在的位置划分出一个由 四点围成的矩形区域，此时B车在该矩形的几何中心并称该区域为B车的适应区间SB；设其矩形SA和SB中的位置信息采样点个数都为N个，利用聚集度运算模块对矩形SA和SB中的采样点进行位置信息进行匹配，若有n个采样点位置信息完全匹配，则A、B为两辆共享单车位置信息的匹配度可表示为：
ηAB＝n/N
由匹配度ηAB的取值范围0≤ηAB≤1。由此可判断:如图2所示，当ηAB＝0，表明A、B为两停车位置相距较远，A、B为两车未发生聚集。如图3所示，当0＜ηAB＜1，ηAB取值越大A、B为两停车位置相距越近，当ηAB＝1，A、B为两停车位置重合，此时称A、B为两车发生聚集，将A、B车的适应区间的并集作为规范停车区；
所述A、B车的规范停车区间是以经纬度来表示，在实际运用中不能直观的表现出来，为此采用Haversine公式计算适应区间，从而用空间距离来描述规范停车区间的范围，原理为：
其中haversinθ＝sin2(θ/2)＝(1-cosθ)/2，R为地球半径，为两停放车辆的纬度，Δλ为两停放车辆经度的差值，d为对应的球面距离。由此可得所述共享单车的适应区间的长宽。
dw、dl分别为适应区间的长、宽，记dw＝dl＝d，则适应区间为正方形，设其面积为S。
如图4所示，此时A、B的位置信息匹配度表示为:
ηAB＝SAB/S
其中ηAB、SAB、S分别为匹配度、A、B车适应区间的交集面积、适应区间的面积。若有n辆共享单车，定义聚集度为：
其中，为聚集度、ηij为编号为i、j辆车的位置匹配度。
如图5所示，四个正方形中心为停放的单车，分别编号为：1号2号3号4号。分别计算匹配度为：
η<sub>12</sub> η<sub>13</sub> η<sub>14</sub> η<sub>23</sub> η<sub>24</sub> η<sub>34</sub>
0.50 0.25 0 0 0 0
由此分析1、2、3号车发生聚集且聚集度为：
(其中i≠j)，以1、2、3号车适应区间的并集为规范停车区。4号车未在规范停车区内，属于非正常停车。
所述计费终端依据自适应停车终端的处理结果和取车计间模块和停车计间模块记录的时间差进行计费并进行责任划分，计算方式为：
mright＝(ts-tg)×munit-price
merror＝(ts-tg)×munit-price+m0
其中mright、merror分别为正常停车费用、非正常停车费用；tg、ts分别为取车时间、停车时间；munit-price、m0
分别为用车单价、押金。
本发明还提供了一种基于聚集度的自适应停车系统，包括位置定位模块、时间计时模块、聚集度运算模块和计费运算模块；
其中，位置定位模块：采用GPS定位模块，用于采集用户取车位置信息和停车位置信息，并将取车位置信息和停车位置信息发送给聚集度运算模块；
时间计时模块，用于采集用户取车时间信息和停车时间信息，并将取车时间信息和停车时间信息发送给计费运算模块；
聚集度运算模块，用于根据取车位置信息更新取车之后该区域的车辆聚集度参数；还用于根据停车位置信息提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，同时将判断结果传输给计费运算模块，并更新车辆聚集度参数和规范停车区间；其中，规范停车区间能根据车辆的聚集度参数，自适应改变规范停车区域的范围；
计费运算模块，用于根据记录的停车时间信息和取车时间信息，同时依据判断结果进行计费。
在本发明中，判断结果为正常停车或非正常停车；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费，迫使停车者，重新正常停车。
调研发现人口较多的区域相应的共享单车数量理应更多，人烟稀少的区域单车容易造成利用率低和遗失问题，采用聚集度的规范停车区域可以减小此类问题。
所述基于聚集度的自适应停车方法,依据共享单车的使用规律，自适应确定停车点，同时通过计费系统约束用车者，进行规范停车。
所述基于聚集度的自适应停车方法,原理简单，也可用于其他共享经济中的物品的管理中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于聚集度的自适应停车方法，其特征在于，包括步骤：
(1)根据位置定位模块和时间计时模块，分别采集用户取车位置信息和时间信息，并将取车位置信息和时间信息分别发送给聚集度运算模块和计费运算模块；
(2)聚集度运算模块根据取车位置信息更新取车之后该区域的车辆聚集度参数；计费运算模块记录取车时间；
(3)根据位置定位模块和时间计时模块，分别采集用户停车位置信息和时间信息，并将停车位置信息和时间信息分别发送给聚集度运算模块和计费运算模块；
(4)聚集度运算模块根据停车位置信息，提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，同时将判断结果传输给计费运算模块；所述判断结果为正常停车或非正常停车；
(5)聚集度运算模块完成上述判断后，更新车辆聚集度参数和规范停车区间；
(6)计费运算模块根据记录的停车时间信息和取车时间信息，同时依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费；
所述步骤(4)聚集度运算模块根据停车位置信息，提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，其具体过程为：
A、B为两辆共享单车，为两停放车辆的纬度，λa、λb为两停放车辆的经度，为适应区间在纬线方向上的两点的纬度差值，Δλ为适应区间在经线方向上的两点的经度差值，则可得所述共享单车的适应区间的长、宽分别为：
R为地球半径，dw、dl分别为适应区间的长、宽，记dw＝dl＝d，则适应区间为正方形，其面积为S，则A、B的位置信息匹配度表示为:
ηAB＝SAB/S
其中，ηAB、SAB、S分别为匹配度、A、B车适应区间的交集面积、适应区间的面积；
当ηAB＝0，则表示A、B为两停车位置相距较远，A、B为两车未发生聚集；
当0<ηAB≤1，ηAB取值越大，则表示A、B为两停车位置相距越近；
当ηAB＝1，则表示A、B为两车发生聚集，将A、B车的适应区间的并集作为规范停车区；
则n辆共享单车，聚集度为：
其中，为聚集度、ηij为编号为i、j辆车的位置匹配度。
2.根据权利要求1所述的基于聚集度的自适应停车方法，其特征在于，所述步骤(6)的依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费，其计费计算方式为：
mright＝(ts-tg)×munit-price
merror＝(ts-tg)×munit-price+m0
其中mright、merror分别为正常停车费用、非正常停车费用；tg、ts分别为取车时间、停车时间；munit-price、m0分别为用车单价、押金。
3.一种基于聚集度的自适应停车系统，其特征在于，包括位置定位模块、时间计时模块、聚集度运算模块和计费运算模块；
所述位置定位模块：用于采集用户取车位置信息和停车位置信息，并将取车位置信息和停车位置信息发送给聚集度运算模块；
所述时间计时模块，用于采集用户取车时间信息和停车时间信息，并将取车时间信息和停车时间信息发送给计费运算模块；
所述聚集度运算模块，用于根据取车位置信息更新取车之后该区域的车辆聚集度参数；还用于根据停车位置信息提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，同时将判断结果传输给计费运算模块，并更新车辆聚集度参数和规范停车区间；所述判断结果为正常停车或非正常停车；
所述计费运算模块，用于根据记录的停车时间信息和取车时间信息，同时依据判断结果进行计费；若正常停车，则按正常计费；否则，按非正常计费；
所述聚集度运算模块根据停车位置信息提取该区域的车辆聚集度参数，并判断车辆是否在规范停车区间内，其具体过程为：
A、B为两辆共享单车，为两停放车辆的纬度，λa、λb为两停放车辆的经度，为适应区间在纬线方向上的两点的纬度差值，Δλ为适应区间在经线方向上的两点的经度差值，则可得所述共享单车的适应区间的长、宽分别为：
R为地球半径，dw、dl分别为适应区间的长、宽，记dw＝dl＝d，则适应区间为正方形，其面积为S，则A、B的位置信息匹配度表示为:
ηAB＝SAB/S
其中，ηAB、SAB、S分别为匹配度、A、B车适应区间的交集面积、适应区间的面积；
当ηAB＝0，则表示A、B为两停车位置相距较远，A、B为两车未发生聚集；
当0<ηAB≤1，ηAB取值越大，则表示A、B为两停车位置相距越近；
当ηAB＝1，则表示A、B为两车发生聚集，将A、B车的适应区间的并集作为规范停车区；
则n辆共享单车，聚集度为：
其中，为聚集度、ηij为编号为i、j辆车的位置匹配度。
4.根据权利要求3所述的基于聚集度的自适应停车系统，其特征在于，所述规范停车区间能根据车辆的聚集度参数，自适应改变规范停车区域的范围。
5.根据权利要求3所述的基于聚集度的自适应停车系统，其特征在于，所述位置定位模块为GPS定位模块。
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