摘  要： 針對(duì)當(dāng)前打車(chē)軟件的各種弊端，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)中管-云-端架構(gòu)的智能打車(chē)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用新型車(chē)載智能終端作為管系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)感知出租車(chē)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(hù)端打車(chē)App上。該系統(tǒng)能夠顯著提升客戶(hù)滿(mǎn)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。

　　關(guān)鍵詞： 打車(chē)系統(tǒng)；車(chē)聯(lián)網(wǎng)；管-云-端

0 引言

　　目前，嘀嘀打車(chē)、快的打車(chē)等已覆蓋北京、上海、廣州、南京等各大城市。在各類(lèi)打車(chē)軟件中，快的打車(chē)和嘀嘀打車(chē)分別在阿里巴巴和騰訊的支持下，成為主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。2014年2月，嘀嘀打車(chē)對(duì)司機(jī)和乘客的車(chē)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(wàn)的用戶(hù)蜂擁而至。打車(chē)軟件之間的競(jìng)爭(zhēng)不斷升級(jí)，為阿里巴巴、騰訊等巨頭帶來(lái)大批移動(dòng)支付用戶(hù)，使“搶占B端資源，建立支付場(chǎng)景”的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈[1]。然而，也有不少用戶(hù)抱怨各類(lèi)打車(chē)軟件存在弊端，如：

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

　?。?）存在嚴(yán)重的誠(chéng)信問(wèn)題，出租車(chē)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(chē)或者搭乘其他出租車(chē)[2-3]。

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

　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)（Internet of Vehicle，IOV）中管-云-端架構(gòu)的智能打車(chē)系統(tǒng)。用戶(hù)需在手機(jī)等智能終端上安裝客戶(hù)端軟件，通過(guò)終端的自動(dòng)定位功能，用戶(hù)可以隨時(shí)在手機(jī)上查看周邊的可用車(chē)輛信息，并且可以直接呼叫司機(jī)，預(yù)約用車(chē)。每輛出租車(chē)需裝有智能車(chē)載終端，用于記錄和上傳出租車(chē)行車(chē)狀態(tài)信息（速度、位置等）。用戶(hù)通過(guò)虛擬計(jì)價(jià)器可準(zhǔn)確獲知源點(diǎn)到目的點(diǎn)的打車(chē)費(fèi)用，避免了費(fèi)用不清問(wèn)題。司機(jī)和乘客使用該打車(chē)軟件都需通過(guò)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(hù)分為兩類(lèi)：司機(jī)和乘客。針對(duì)這兩種用戶(hù)設(shè)計(jì)兩類(lèi)不同的客戶(hù)端App。

　　1.1 乘客端App

　　提供一款免費(fèi)打車(chē)App，它可以根據(jù)乘客的位置和需求來(lái)提供可視化的信息，如空閑出租車(chē)和司機(jī)的信息（司機(jī)姓名，車(chē)牌號(hào)，電話(huà)號(hào)碼等）、司機(jī)的行車(chē)軌跡等。通過(guò)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(lái)計(jì)算出打車(chē)費(fèi)用，供乘客參考。這有效避免了費(fèi)用不清的問(wèn)題[4]。

　　具體功能如下：

　?。?）地圖。能查看到周邊待客車(chē)輛情況，還可以通過(guò)列表進(jìn)行找車(chē)。確定好車(chē)輛后，點(diǎn)擊相應(yīng)車(chē)輛圖標(biāo)會(huì)出現(xiàn)司機(jī)及車(chē)輛信息，乘客可以直接通過(guò)提供的電話(huà)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(chē)軌跡也會(huì)在地圖中顯示出來(lái)。

　?。?）搜車(chē)?？梢酝ㄟ^(guò)車(chē)主名、車(chē)牌號(hào)、手機(jī)號(hào)來(lái)搜索感興趣的出租車(chē)。

　?。?）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(chē)費(fèi)用，透明直觀。

　?。?）收藏。能查看以往添加至收藏的車(chē)輛，即用戶(hù)的虛擬私家車(chē)隊(duì)信息。

　　（5）我的。能查看以往用車(chē)記錄，以備查用。

　?。?）更多。可以通過(guò)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(guò)智能終端來(lái)接收乘客的預(yù)約，并通過(guò)打車(chē)應(yīng)用來(lái)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：

　?。?）空閑。當(dāng)出租車(chē)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(chē)輛信息經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)處理后發(fā)送至乘客客戶(hù)端App。

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

　?。?）地圖。為出租車(chē)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。

　?。?）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(chē)費(fèi)用。

　?。?）更多?？梢酝ㄟ^(guò)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(chē)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(hù)端、車(chē)載智能終端（Global Intelligent IDentity，GID）和車(chē)云平臺(tái)組成。GID通過(guò)OBD連接到CAN總線(xiàn)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(chē)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊上傳至云平臺(tái)。云平臺(tái)提供了分布式離線(xiàn)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(hù)有價(jià)值的出租車(chē)及司機(jī)的數(shù)據(jù)和信息，并通過(guò)客戶(hù)端App界面將出租車(chē)信息展現(xiàn)出來(lái)[5]。

　　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(chē)輛特性，開(kāi)發(fā)了一款面向汽車(chē)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(chē)載終端，是車(chē)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(chē)牌）功能[6]。如圖2所示。

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

　?。?）車(chē)輛狀態(tài)的信息感知功能：GID與汽車(chē)總線(xiàn)（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(chē)輛的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)信息，包括車(chē)輛環(huán)境信息和車(chē)輛狀態(tài)診斷信息等；

　?。?）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(chē)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；

　?。?）汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)車(chē)牌功能：GID從汽車(chē)、網(wǎng)絡(luò)、用戶(hù)中提取天然屬性，生成汽車(chē)的“網(wǎng)絡(luò)身份證”，使得每輛汽車(chē)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(chē)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(chē)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(wàn)車(chē)載終端的并發(fā)訪問(wèn)，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(chē)輛產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù)，如車(chē)輛實(shí)體信息、涉車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈信息、駕駛行為信息、車(chē)主的社會(huì)化信息、手機(jī)終端信息、車(chē)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(chē)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(chē)載智能終端感知到的出租車(chē)狀態(tài)信息和客戶(hù)端感知到的乘客位置數(shù)據(jù)。（2）通過(guò)計(jì)算、挖掘接收到的海量信息，提取出分類(lèi)的和有價(jià)值的信息來(lái)形成不同的智能模型。（3）響應(yīng)并推送結(jié)果到客戶(hù)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。

　　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(hù)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(kāi)該App并登錄。

　?。?）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(chē)輛通過(guò)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(chē)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(guò)手機(jī)App來(lái)顯示出租車(chē)的分布信息。

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

　?。?）選中的司機(jī)通過(guò)GID將其在行車(chē)過(guò)程中的信息不斷發(fā)送至云平臺(tái)，再通過(guò)云平臺(tái)分析處理后傳送給乘客，這樣就可以通過(guò)手機(jī)App來(lái)實(shí)時(shí)了解司機(jī)的行車(chē)路線(xiàn)、打車(chē)費(fèi)用和等待時(shí)間等信息。詳細(xì)流程如圖4所示。

　　司機(jī)端軟件工作流程如下：

　?。?）司機(jī)打開(kāi)該App并登錄。

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

　　（3）接到預(yù)約乘車(chē)電話(huà)。

　?。?）確定乘客位置并獲得最佳行駛路徑。

　?。?）開(kāi)車(chē)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(cè)試及系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　3.1 功能測(cè)試

　　功能測(cè)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(chē)行車(chē)狀態(tài)信息，并通過(guò)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。

　　乘客在智能終端下載并安裝該打車(chē)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?chē)某鲎廛?chē)信息，選擇其中一輛出租車(chē)并聯(lián)系司機(jī)，司機(jī)在15 min內(nèi)來(lái)到乘客所在地將乘客接走，乘客體驗(yàn)良好，方便舒適快捷。

　　App主界面默認(rèn)為地圖界面，地圖上分布的車(chē)輛圖標(biāo) 表示周邊可用的車(chē)輛，藍(lán)色圓點(diǎn) 指明用戶(hù)當(dāng)前位置，定位按鈕 的作用是把用戶(hù)當(dāng)前位置設(shè)為屏幕中心。點(diǎn)擊任意一個(gè)車(chē)輛圖標(biāo) ，可以看到該車(chē)的詳細(xì)信息（車(chē)牌號(hào)、司機(jī)姓名、電話(huà)號(hào)碼、業(yè)務(wù)信息）；點(diǎn)擊收藏按鈕 ，可以將服務(wù)滿(mǎn)意的車(chē)輛收藏，形成自己的虛擬私家車(chē)隊(duì)；點(diǎn)擊電話(huà)號(hào)碼，可以進(jìn)入撥號(hào)界面。

　　點(diǎn)擊收藏圖標(biāo) ，可以進(jìn)入軟件的收藏功能模塊，點(diǎn)擊列表中任意一項(xiàng)條目的電話(huà)號(hào)碼可以進(jìn)入撥號(hào)界面，撥號(hào)操作同上所述。

　　點(diǎn)擊歷史圖標(biāo) ，可以進(jìn)入軟件的歷史功能模塊，點(diǎn)擊列表的任一項(xiàng)條目可以進(jìn)入撥號(hào)界面，撥號(hào)操作同上所述。

　　點(diǎn)擊更多圖標(biāo) ，可以進(jìn)入軟件的更多功能模塊，包括分享軟件、聯(lián)系客服兩項(xiàng)服務(wù)。

　　3.2 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　?。?）方便：客戶(hù)可通過(guò)智能終端，隨時(shí)隨地全天候地獲取離客戶(hù)最近的待客空車(chē)。

　　（2）舒適：無(wú)論客戶(hù)是躺在床上，還是坐在會(huì)議室，都可以隨時(shí)召喚空車(chē)到門(mén)口等候，無(wú)須忍受風(fēng)吹日曬。

　?。?）靈活：通過(guò)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(chē)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。

　?。?）安全：車(chē)輛信息都是通過(guò)實(shí)名認(rèn)證，可以知道司機(jī)聯(lián)系方式和車(chē)輛信息，保證了客戶(hù)乘車(chē)安全。

　?。?）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(chē)。

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(chē)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(chē)難的問(wèn)題。從傳統(tǒng)的人找車(chē)、車(chē)找人的被動(dòng)狀態(tài)，變?yōu)槿苏臆?chē)的主動(dòng)狀態(tài)，達(dá)成高效的用車(chē)匹配。未來(lái)將基于本系統(tǒng)的功能增加拼車(chē)、租車(chē)、代駕等功能，助力于智慧交通建設(shè)。

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