基于管-云-端的智能打車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

于明鷺，彭江琴

（1.南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003；2.南京郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)基因工程研究所，江蘇 南京 210003）

基于管-云-端的智能打車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

于明鷺1，2，彭江琴1，2

（1.南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003；2.南京郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)基因工程研究所，江蘇 南京 210003）

針對(duì)當(dāng)前打車軟件的各種弊端，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于車聯(lián)網(wǎng)中管-云-端架構(gòu)的智能打車系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用新型車載智能終端作為管系統(tǒng)來實(shí)時(shí)感知出租車信息并上傳至云端，功能強(qiáng)大的云平臺(tái)實(shí)時(shí)處理海量數(shù)據(jù)并將處理結(jié)果呈現(xiàn)在客戶端打車App上。該系統(tǒng)能夠顯著提升客戶滿意度、司機(jī)積極性，并能緩解交通擁堵，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

打車系統(tǒng)；車聯(lián)網(wǎng)；管-云-端

0 引言

目前，嘀嘀打車、快的打車等已覆蓋北京、上海、廣州、南京等各大城市。在各類打車軟件中，快的打車和嘀嘀打車分別在阿里巴巴和騰訊的支持下，成為主要競爭對(duì)手。2014年 2月，嘀嘀打車對(duì)司機(jī)和乘客的車費(fèi)補(bǔ)貼統(tǒng)一降低至 5元，進(jìn)入第二輪補(bǔ)貼階段，上千萬的用戶蜂擁而至。打車軟件之間的競爭不斷升級(jí)，為阿里巴巴、騰訊等巨頭帶來大批移動(dòng)支付用戶，使 “搶占 B端資源，建立支付場景”的競爭愈演愈烈［1］。 然而，也有不少用戶抱怨各類打車軟件存在弊端，如：

（1）一些打車軟件的“加價(jià)”功能在一定程度上讓普通乘客打車更加困難，也不符合政策法規(guī)，長此以往，將變成司機(jī)強(qiáng)勢的市場，司機(jī)的選擇權(quán)遠(yuǎn)大于乘客。

（2）存在嚴(yán)重的誠信問題，出租車司機(jī)在接受了定單后卻載了其他客人，乘客在提交訂單成功后放棄乘坐出租車或者搭乘其他出租車［2-3］。

（3）市場監(jiān)管機(jī)制不完善，對(duì)于部分打車軟件，黑車、克隆車也可以使用，嚴(yán)重影響乘客的打車體驗(yàn)。

針對(duì)上述問題，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于車聯(lián)網(wǎng)（Internet of Vehicle，IOV）中管-云-端架構(gòu)的智能打車系統(tǒng)。用戶需在手機(jī)等智能終端上安裝客戶端軟件，通過終端的自動(dòng)定位功能，用戶可以隨時(shí)在手機(jī)上查看周邊的可用車輛信息，并且可以直接呼叫司機(jī)，預(yù)約用車。每輛出租車需裝有智能車載終端，用于記錄和上傳出租車行車狀態(tài)信息（速度、位置等）。用戶通過虛擬計(jì)價(jià)器可準(zhǔn)確獲知源點(diǎn)到目的點(diǎn)的打車費(fèi)用，避免了費(fèi)用不清問題。司機(jī)和乘客使用該打車軟件都需通過實(shí)名認(rèn)證，確保信息安全。

1 系統(tǒng)功能需求分析

系統(tǒng)用戶分為兩類：司機(jī)和乘客。針對(duì)這兩種用戶設(shè)計(jì)兩類不同的客戶端App。

1.1 乘客端App

提供一款免費(fèi)打車 App，它可以根據(jù)乘客的位置和需求來提供可視化的信息，如空閑出租車和司機(jī)的信息（司機(jī)姓名，車牌號(hào)，電話號(hào)碼等）、司機(jī)的行車軌跡等。通過一鍵撥號(hào)，乘客就能聯(lián)系上司機(jī)。此外，該軟件有虛擬計(jì)價(jià)的功能，在獲得最佳路徑后自動(dòng)計(jì)算出距離，再根據(jù)司機(jī)實(shí)際行駛時(shí)間，以及設(shè)定的單價(jià)，按一種算法來計(jì)算出打車費(fèi)用，供乘客參考。這有效避免了費(fèi)用不清的問題［4］。

具體功能如下：

（1）地圖。能查看到周邊待客車輛情況，還可以通過列表進(jìn)行找車。確定好車輛后，點(diǎn)擊相應(yīng)車輛圖標(biāo)會(huì)出現(xiàn)司機(jī)及車輛信息，乘客可以直接通過提供的電話聯(lián)系司機(jī)，方便快捷。預(yù)約的司機(jī)在接乘客途中的行車軌跡也會(huì)在地圖中顯示出來。

（2）搜車?？梢酝ㄟ^車主名、車牌號(hào)、手機(jī)號(hào)來搜索感興趣的出租車。

（3）計(jì)費(fèi)。在知道源點(diǎn)和目的點(diǎn)之后，實(shí)時(shí)計(jì)算打車費(fèi)用，透明直觀。

（4）收藏。能查看以往添加至收藏的車輛，即用戶的虛擬私家車隊(duì)信息。

（5）我的。 能查看以往用車記錄，以備查用。

（6）更多?？梢酝ㄟ^短信、郵件、微信、微博等分享軟件信息，以及聯(lián)系客服。

1.2 司機(jī)端App

司機(jī)通過智能終端來接收乘客的預(yù)約，并通過打車應(yīng)用來顯示乘客位置信息，再進(jìn)一步得到去接乘客的最優(yōu)路徑。具體功能如下：

（1）空閑。當(dāng)出租車空閑時(shí)，司機(jī)選擇接受訂單，則系統(tǒng)發(fā)送空閑狀態(tài)信息至云平臺(tái)，云平臺(tái)再將空閑車輛信息經(jīng)過實(shí)時(shí)處理后發(fā)送至乘客客戶端 App。

（2）忙碌。當(dāng)出租車不載客或者已經(jīng)載客時(shí)，司機(jī)選擇忙碌。

（3）地圖。為出租車司機(jī)規(guī)劃路徑，以便沿最佳路徑載客，節(jié)省時(shí)間和油耗。

（4）計(jì)費(fèi)。在知道源點(diǎn)和目的點(diǎn)之后，實(shí)時(shí)計(jì)算打車費(fèi)用。

（5）更多。可以通過短信、郵件、微信、微博等分享軟件信息，以及聯(lián)系客服。

2 系統(tǒng)架構(gòu)與硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)基于車聯(lián)網(wǎng)中的管-云-端架構(gòu)，如圖1所示。系統(tǒng)由智能手機(jī)、PC、PAD等客戶端、車載智能終端（Global Intelligent IDentity，GID）和車云平臺(tái)組成。GID通過OBD連接到CAN總線上，可智慧感知接口中的數(shù)據(jù)流，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，收集并提取出租車的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。這些數(shù)據(jù)通過通信模塊上傳至云平臺(tái)。云平臺(tái)提供了分布式離線計(jì)算系統(tǒng)、分布式準(zhǔn)實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)等，可以對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次組合、加工、分析和挖掘，從中提取對(duì)用戶有價(jià)值的出租車及司機(jī)的數(shù)據(jù)和信息，并通過客戶端App界面將出租車信息展現(xiàn)出來［5］。

圖1 管-云-端架構(gòu)

2.1 管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

IOV最核心的技術(shù)之一是根據(jù)車輛特性，開發(fā)了一款面向汽車的 GID終端。它是一個(gè)具有全球泛在聯(lián)網(wǎng)能力的通信網(wǎng)關(guān)和車載終端，是車輛智能信息傳感器，同時(shí)也具有全球定位和全球網(wǎng)絡(luò)身份標(biāo)識(shí) （網(wǎng)絡(luò)車牌）功能［6］。 如圖2所示。

圖2 GID

GID將汽車智能信息傳感器、汽車聯(lián)網(wǎng)、汽車網(wǎng)絡(luò)車牌三大功能融為一體，具體表現(xiàn)為：

（1）車輛狀態(tài)的信息感知功能：GID與汽車總線（OBD、CAN等）相連，內(nèi)嵌多種傳感器，可感知和監(jiān)控幾乎所有車輛的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)信息，包括車輛環(huán)境信息和車輛狀態(tài)診斷信息等；

（2）泛在通信功能：GID具有 V2V、V2I和自組網(wǎng)（SON、移動(dòng)Ad Hoc、AGPS等）的能力，具有車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)以及多制式之間的橋接與中繼功能，具備全球通信、全球定位與移動(dòng)漫游能力；

（3）汽車網(wǎng)絡(luò)車牌功能：GID從汽車、網(wǎng)絡(luò)、用戶中提取天然屬性，生成汽車的“網(wǎng)絡(luò)身份證”，使得每輛汽車在網(wǎng)絡(luò)中都具有一種天然、唯一的身份標(biāo)識(shí)。它不是一個(gè)標(biāo)簽，而是網(wǎng)絡(luò)可信標(biāo)識(shí)與尋址技術(shù)。

2.2 云系統(tǒng)設(shè)計(jì)

云架構(gòu)的車輛信息平臺(tái)是多源海量信息的匯聚。其應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)也是圍繞車輛的數(shù)據(jù)匯聚、計(jì)算、調(diào)度、監(jiān)控、管理與應(yīng)用而建立的。IOV云平臺(tái)可同時(shí)支持成百上千萬車載終端的并發(fā)訪問，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、挖掘及應(yīng)用。圍繞車輛產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，如車輛實(shí)體信息、涉車產(chǎn)業(yè)鏈信息、駕駛行為信息、車主的社會(huì)化信息、手機(jī)終端信息、車載智能終端感知信息等，支持全局搜索，支持與位置有關(guān)的跨地域、跨企業(yè)的車輛管理［7］。

本系統(tǒng)的云服務(wù)平臺(tái)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和控制的核心，是系統(tǒng)的后臺(tái)部分，主要功能有：（1）接收車載智能終端感知到的出租車狀態(tài)信息和客戶端感知到的乘客位置數(shù)據(jù)。（2）通過計(jì)算、挖掘接收到的海量信息，提取出分類的和有價(jià)值的信息來形成不同的智能模型。（3）響應(yīng)并推送結(jié)果到客戶終端 App上［8］。系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示，其中服務(wù)器及其用途如表1所示。

圖3 云平臺(tái)架構(gòu)

表1 云平臺(tái)服務(wù)器及其用途

2.3 端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的端指司機(jī)和乘客的智能手機(jī)、PC、PAD等客戶端 App［1］。

乘客端軟件工作流程如下：

（1）乘客在智能手機(jī)上打開該 App并登錄。

（2）具有導(dǎo)航功能的智能手機(jī)將乘客的位置信息發(fā)送至云端，同時(shí)空閑車輛通過 GID設(shè)備將相關(guān)信息上傳至云端。

（3）在接收到乘客端和出租車的信息后，云平臺(tái)再進(jìn)行處理并將處理得到的信息發(fā)送至乘客手機(jī)端，并通過手機(jī)App來顯示出租車的分布信息。

（4）乘客根據(jù)需要選擇一輛合適的車并與該車司機(jī)取得聯(lián)系。

（5）選中的司機(jī)通過 GID將其在行車過程中的信息不斷發(fā)送至云平臺(tái)，再通過云平臺(tái)分析處理后傳送給乘客，這樣就可以通過手機(jī) App來實(shí)時(shí)了解司機(jī)的行車路線、打車費(fèi)用和等待時(shí)間等信息。詳細(xì)流程如圖4所示。

圖4 乘客端及司機(jī)端的軟件工作流程

司機(jī)端軟件工作流程如下：

（1）司機(jī)打開該 App并登錄。

（2）點(diǎn)擊空閑狀態(tài)（若點(diǎn)擊忙碌則不發(fā)送該車信息至云平臺(tái)）。

（3）接到預(yù)約乘車電話。

（4）確定乘客位置并獲得最佳行駛路徑。

（5）開車去接乘客并把乘客送往目的地。詳細(xì)流程如圖4所示。

3 功能測試及系統(tǒng)優(yōu)勢

3.1 功能測試

功能測試中系統(tǒng)的軟硬件均符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，GID能按設(shè)定的回傳周期采集出租車行車狀態(tài)信息，并通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳至云平臺(tái)，云平臺(tái)能正確響應(yīng)大量乘客的要求，并將各種有用信息及時(shí)推送至乘客和司機(jī)終端。圖5所示為其中乘客端App部分截圖。

圖5 乘客端App截圖

乘客在智能終端下載并安裝該打車軟件，首先進(jìn)行注冊(cè)并登錄，然后點(diǎn)擊地圖標(biāo)志可顯示周圍的出租車信息，選擇其中一輛出租車并聯(lián)系司機(jī)，司機(jī)在 15 min內(nèi)來到乘客所在地將乘客接走，乘客體驗(yàn)良好，方便舒適快捷。

3.2 系統(tǒng)優(yōu)勢

（1）方便：客戶可通過智能終端，隨時(shí)隨地全天候地獲取離客戶最近的待客空車。

（2）舒適：無論客戶是躺在床上，還是坐在會(huì)議室，都可以隨時(shí)召喚空車到門口等候，無須忍受風(fēng)吹日曬。

（3）靈活：通過該 App，可以實(shí)現(xiàn)異地預(yù)約接機(jī)、單程接送客人或老人、電召車輛同時(shí)也電召配套服務(wù)，做到時(shí)間靈活、空間靈活、服務(wù)靈活。

（4）安全：車輛信息都是通過實(shí)名認(rèn)證，可以知道司機(jī)聯(lián)系方式和車輛信息，保證了客戶乘車安全。

（5）主動(dòng)：乘客可根據(jù)個(gè)人的需要和出行習(xí)慣選擇更適合的司機(jī)和車。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種基于 IOV中管-云-端架構(gòu)的智能打車系統(tǒng)。作為 IOV的一個(gè)典型應(yīng)用，本系統(tǒng)從根本上解決了打車難的問題。從傳統(tǒng)的人找車、車找人的被動(dòng)狀態(tài)，變?yōu)槿苏臆嚨闹鲃?dòng)狀態(tài)，達(dá)成高效的用車匹配。未來將基于本系統(tǒng)的功能增加拼車、租車、代駕等功能，助力于智慧交通建設(shè)。

［1］王桐.鞍山市交通局安卓平臺(tái)打車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.大連：大連理工大學(xué)，2014.

［2］DOW C R，LEE Y H，WANG S C，et al.A geo-aware location based taxi carrying system ［C］.Con.ITNG，2014：53-58.

［3］Liu Siyuan，Pu Jiansu，Luo Qiong，et al.VAIT：a visual analyticssystem formetropolitan transportation［J］.IEEE Trans.Intell.Trans.Syst，2013，14（4）：1586-1596.

［4］迪納科技.車小二產(chǎn)品主打膠片［EB/OL］.（2012-12-21）［2015-04-01］.http：//www.cpsdna.com/article-157.html.

［5］劉南杰.崛起的車聯(lián)網(wǎng) ［J］.音響改裝技術(shù)，2013（11）：50-52.

［6］司桂芳，劉南杰，趙海濤.基于 GID的網(wǎng)絡(luò)車牌管理系統(tǒng)［J］.電信科學(xué)，2014，30（3）：94-97.

［7］崔正杰，劉南杰，趙海濤.基于管-云-端結(jié)構(gòu)的汽車遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2014，33（24）：91-94.

［8］謝寒冰，賀松.基于 3G的移動(dòng)云系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2014，33（6）：4-7.

Design of intelligent taxi system based on carrier-cloud-client

Yu Minglu1，2，Peng Jiangqin1，2
（1.Institute of Telecommunications&Information Engineering，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003，China；2.Network Gene Engineering Research Institute，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003，China）

According to the disadvantages of current taxi software， an intelligent taxi system based on carrier-cloud-client architecture is designed and implemented in this paper.The system employs advanced intelligent vehicle terminals to sense taxi status information，and then send them to cloud platform.A powerful cloud platform is used to send results to customer′s taxi applications in smart terminals after processing mass data.The proposed system can significantly improve customer satisfaction，driver enthusiasm and ease traffic jam.So the proposed system has great application prospects.

taxi system；internet of vehicle；carrier-cloud-client

TP393

A

1674-7720（2015）23-0087-04

于明鷺，彭江琴.基于管-云-端的智能打車系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（23）：87-90.

2015-08-15）

于明鷺（1991-）通信作者，女，碩士研究生，主要研究方向：車聯(lián)網(wǎng)。E-mail：yuminglu_njupt@163.com。

彭江琴（1990-），女，碩士研究生，主要研究方向：車聯(lián)網(wǎng)。