城市公共自行车信息化平台设计与研究

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1、1软件工程研究生实验手册软件工程研究生实验手册课程名称：软件工程实验名称： 城市公共自行车信息化平台的设计与研究课程名称：软件工程实验名称： 城市公共自行车信息化平台的设计与研究学号：学号：153552姓名：宫晨专业班级：软件工程姓名：宫晨专业班级：软件工程 2 班指导教师：李登高实验时间：班指导教师：李登高实验时间：2015 年年 12 月月 28 日日2研究生课程考试成绩单 （试卷封面）院系软件学院专业软件工程学生姓名宫晨学号153552课程名称软件工程授课时间2015 年 9 月至 2015 年 12 月周学时学分简要评语考核论题城市公共自行车信息化平台的设计与研究总评成绩 （含平时成绩

2、）备注任课教师签名：日期：注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。3. 学位课总评成绩以百分制计分。3目录目录Chapter1：背景. 41.1 定义.41.2 意义.5Chapter2：理解. 52.1 特点.52.2 目标.6Chapter3：设计. 63.1 架构设计.63.2 流程设计（概要设计） 10Chapter4：展望.124Chapter1：背景：背景为了达到减少源自机动车出行的能源消耗、排放及污染，不仅需要采取限制小汽车出行的措施，同时要鼓励低碳交通方式，并改善矗行环境。在这

3、些低碳交通 方式中，自行车开始回归到人们的视野，其中公共自行车又备受关注。除了低碳减排的相对优势，公共自行车还具有很高的灵活性、高效的设施共享、 低被盗可能等好处， 因此近年来在我国得到快速发展。武汉、杭州、烟台、广州、北京、上海等地先后建立了公共自行车系统，据估计，全中国的公共自行车数量达到 61，400 辆，几乎是全世界公共自行车总数的一半。因此，中国的公共自行车实践将很大程度上影响公共自行车领域未来的发展， 其经验对于意向建立类似公共自行车系统的地方具有一定的参考借鉴。1.1 定义定义公共自行车通常由可供公众重复使用的自行车加上服务站点构成，用户可以在服务点存取公共自行车。公共自行车租赁

4、在我们中国一般是由运营商与当地政府合作建立的一种新型公共交通机制， 是为了弥补由城市地铁、公交组成的传统公共交通网的缺陷，以缓解从地铁、 公交站点到居民目的地之问 “最后一段路” 的交通难题。 在国外，纽约、伦敦、巴黎、阿姆斯特丹等国际大城市近年来纷纷建立了各自的公共自行车租赁系统；国内的北京、武汉、天津等城市也相继建立起各自的公共自行车租赁系统； 但国内外尚无资料表明有跨多个城市5的公共自行车管理系统建成。1.2 意义意义1、有利于城市节能减排，发展低碳经济；2、有助于区域公交线路网的合理规划，缓解交通拥挤；3、解决城市末端交通(公交不到，出租太贵，步行太远)；4、有利于取缔黑车等非法车辆；

5、5、方便社区内点到点(居住地和超市、菜场、医院、学校之间等)的交通；6、美化市容(自行车的乱停放)和减少偷盗；7、为城际间的旅行者提供了一种新的旅行方式等Chapter2：理解：理解2.1 特点特点1、整体规划、架构统一：新系统的建设建立在统一规划、分析、设计和开发基础上， 在应用框架及技术体系方面具有良好的系统性和完整性。2、良好的可伸缩：新系统有良好的可伸缩性，既可用于小型独立区域的公共白行车租赁管理， 也可以对多个相对独立的区域子系统进行集中管理，从而组成一个跨区域的大型自行车租赁平台。3、良好的可扩展性：新建的公共自行车租赁管理系统采用了三层体6系架构和 Web Service 技术，

6、大大降低了系统扩展过程中可能发生的相互干扰，使得系统具有良好的易扩展性。4、数据准确性高：由于新建的公共自行车租赁管理系统是在统一的框架下开发的， 系统的业务流程和数据流程都进行了缜密的分析和设计，因此，无论从数据的采集、传输，还是对数据的处理、保存和输出都做到了严密的一致性和完整性，从而提高了数据的可信度。5、规范化、易维护：新系统的开发是在统一、规范的开发模式下进行的，所有的设计文档、源程序、应用操作界面都具有一致性和规范化。因此，新建的公共自行车租赁管理系统便于操作、维护和规范化管理。2.2 目标目标讨论面向单个区域用户的自行车租赁系统面临的现状和问题， 明确了提供面向更广泛的区域、 跨

7、区域(城市)公共自行车管理系统丌发的必要性。提出新系统应该具有较大的可伸缩性，既可以满足完全独立的区域性公共白行车的运营管理， 又可以对各个相对独立的运营区域进行集中管理。Chapter3：设计：设计3.1 架构设计架构设计新建的公共自行车租赁管理系统采用客户端表示层、业务逻辑层、数据访问层的一二层体系结构。7其中客户端表示层拟采用基于 cs 的实现技术， 以便提供较强的实用性和可操作性；业务逻辑层采用基于 Web Services 的丌发技术，以方便调用、部署和扩展。由于采用了三层结构，客户端不需要直接访问数据库，而只需要调用 Web Services 即可，因此，客户端的部署可以比较灵活。

8、采用这种三层体系架构可以避免以往 cs 体系架构的弊端，即用户表示层与业务逻辑层之问的紧密耦合， 避免了部分业务逻辑采用存储过程或者 sql 语句直接写在客户端。三层结构的特点是在传统两层结构的基础上加入一个中间件层。它将 ClientServer 体系结构中原本运行在客户端的应用程序移到了中间层，在这个层面利用业界成熟的企业架构规范，将业务逻辑包含在本层中，使得整个系统的负载得以良好的均衡。并且中间层的出现，使得业务逻辑和界面实现得以分离，大大方便了业务逻辑的更改和添加。客户端只负责显示与用户交互的界面及少量的数据处理。客户端将收集到的信息提交给中问件服务器， 中问件服务器进行相应的业务处理

9、，再将处理结果反馈给客户机。公共自行车管理系统的架构图如下：运营总部子系统的应用功能主要包括：总部监视、总部查询、总部报表、系统维护、数据通信与接口等。其中，总部查询模块、总部报表模块是基于各区域子系统的统计汇总数据，提供运营总部所需的全局性综合查询、统计分析及报表打印等应用功能。8l、 区域子系统应用功能说明区域子系统的应用功能主要包括：会员卡管理、自行车管理、网点管理、客服管理、员工考勤管理、数掘监视、区域查询、区域报表、基础数据管理、系统维护、数捌通信与接口等。9其中，会员卡管理模块、自行车管理模块、网点管理模块和客服管理模块是公共自行车管理系统的四个核心业务模块， 而会员卡管理模块是其

10、中最为重要的核心业务模块。此外，基础数据管理模块、系统维护模块， 则为区域了系统的其它应用助能得以正常运行提供了支持与保障。2、 营运总部与区域的接口说明营运总部于系统可以接收来自各区域子系统的会员、自行车、网点、客服、员工等各种业务统计汇总数掘，做为总部数据监视、查询和统计报表的原始数据。这种数据的及时性要求不高，但准确性要求比较高，并要求严防数据重复上传。此外，营运总部子系统可以向各区域子系统发送消息及通过参数下发控制指定区域子系统能行使某些特定功能。运营总部子系统与区域了系统之问的接口主要通过 Web Service来实现。这是因为运营总部子系统与区域子系统的数据通信量比较少，采用 We

11、b Service 这种同步通信方式在技术实现上也比较简单。运营总部子系统与区域子系统之间的通信， 一般在凌晨各区域子系统批处理统计汇总后进行。3、区域与租车网点的接口说明区域子系统可以将会员黑名单、设备参数等下达给租车网点。而这种数据的下达和更新必须是及时的。同时，区域子系统可以接收来自各个租车网点的租还车交易数捌、设备状态数据等。区域子系统与租车网点之间的接口包括两部分： 一是租车网点与10通信服务器之问通过 GPRS 通信进行的数据交换；二是区域子系统业务数据库与通信服务器通过接口数据库进行数据交换。4、与卡设备的接口说明区域子系统客户端应用程序通过 API 调用(已经封装好的动态链接库

12、)来访问与 PC 机直接相连的卡设备，存取 IC 卡信息和实现系统规定的卡业务功能。通过对卡设备接口的访问，主要实现售卡、换补卡、卡续期、退卡、充值、余额修补、积分修补、交易修补，以及卡验证、读取卡内信息(会员信息、充值信息、钱包信息、交易记录等)等的卡业务功能。3.2 流程设计（概要设计）流程设计（概要设计）公共自行车管理系统的功能设计采用经典的结构化、 模块化的设计方法。结构设计的一个显著特征是以应用功能来划分模块，这样能较好的保证模块间的低偶合和模块内的高内聚。 系统的核心业务功能主要在区域子系统，如下图所给出的流程设计图所示。111、会员卡管理模块主要提供对会员卡状态、会员卡帐户、会员

13、积分、卡片库存、综合查询等操作管理功能。2、自行车管理模块卡要提供对自行车状态、车辆维修、午辆库存、综合查询等操作管理功能。3、网点管理模块主要提供对网点信息管理、网点设备库存管理、网点综合查询等操作管理功能。4、客服管理模块主要提供对会员电话咨询服务和业务员电话咨询服务等操作处理功能。5、员工管理模块主要提供员工资料、岗位、考勤信息维护和查询等操作管理功能。考虑到各个运营区域将来的运营模式、人员组成各不相同，系统提供基础数据维护，将各类员工进行统一管理。另外，系统还提供一线员工考勤、信息查询等功能。6、报表管理模块主要提供对财务信息、自行车、会员卡、网点、员工考勤等信息进行汇总、统计等操作管

14、理功能。7、数据监视模块土要提供对自行车状态、网点及设备状念进行监视12并进行相应提示的功能。在运营区域中，由于人员流动的复杂性，使得网点自行车的存放量和借出量一直处于波动状念中， 及时跟踪这些状态并采取有效措施就显得十分重要。 系统针对自行车的状态和网点及设备的状态，进行持续临视，并支持采取多种方式(弹窗、Email、短信)通知相关人员，通过资源调配，达到资源平衡。8、基础数据管理模块主要提供对系统共用的各种基础数据进行维护的操作管理功能。本模块主要包括若干模块：组织结构维护、公用代码维护、运营结构维护、计费规则维护。9、系统维护模块主要提供对系统用户管理、权限设置、日志管理、参数设置及网点

15、设备程序等的操作管理功能。 考虑到运营系统中各子模块彼此功能独立，数据流层面又紧密相连，因此系统拟将各模块的设置放在一个单独的模块集中进行管理， 有利于系统的安全性和一致性。Chapter4：展望：展望公共自行车租赁管理系统目前尚未实现在多个区域子系统之间进行借还车。最主要的问题是计费方式太复杂，各区域的计费方式差别较大没有统一， 如何进行区域间子系统的费用清分结算是个非常棘手的难题，新系统建设之初没有就这个问题的解决达成一致意见。因此，新系统目前还不具备区域问的费用清结算能力。要实现多区域之间的租还车，还存在一些其它的难题。这些问题需要进一步共同研究和探讨，给出一个切实可行的方案，使公共自行车租赁管理系统在二期建设中，实现多区域之间的租还车。13总体上看， 公共自行车系统较大程度地改善了当地居民的出行质量，且潜在需求巨大。未来的研究将扩充数据，优化选择模型，纳入人们的社会经济属性， 应用模型预测不同公共自行车系统建设情景下的使用需求； 结合调查中的虚拟收费实验， 评估多种收费方案的效果；研究公共自行车相较其它方式的竞争力， 为优化城市交通出行结构提供借鉴。