摘 要
随着我国经济、移动技术、互联网技术的飞速发展，智能手机成为人们出行必不可少的一部分，伴随着共享经济，共享车也成为人们出行的主流选择。出行前通过手机进行车辆的预约，不仅节约了时间且方便了出行，而且大大减少了车辆数量，节约了资源也保护了环境。
本文设计的共享小巴约车系统主要由三个部分组成：移动端、运维 web 端和后台服务器端，运用了 Android 应用开发、百度地图 SDK、遥控控件开发、萤石云摄像数据拉取等技术，通过研发用户 APP、运维 Web 端以及后台运营管理中心，实现了用户、管理员及后台对车辆的应用与管理。
本系统实现了用户可以通过手机 APP 来进行车辆的预约，设置起点、终点、用车时间以及乘车人数，实时查看车辆轨迹、剩余路程以及预估剩余时间，可通过手机 APP 打开车门、关闭车门、确认发车、查看订单、在线支付。管理员通过手机 APP 可以对车辆进行监控和遥控，对车辆进行搜索，控制车辆的速度、角度和油门，也可以控制车内空调、灯光和声音，可以通过运维 web 端和后台服务器端对车辆、用户、订单等进行管理。系统利用百度地图 SDK 实现对车辆的实时监控，利用安卓的虚拟方向盘等控件对车辆进行遥控，利用数据库对车辆信息、用户信息和订单信息进行了管理，利用萤石云驱动对车内和车外进行视频监控，利用启发式算法对车辆进行调度。
本文先介绍了研究的背景、意义以及研究现状。其次介绍了系统开发过程中涉及到的技术研究。接着就系统在操作、技术可行性上进行了分析，并对系统的功能性需求进行了分析。随后在系统设计部分先对系统总体架构做出设计，对用户端、管理员端、运营端和后台端进行了详细设计。最后介绍了系统的功能实现和测试。
关键词： 共享车，服务系统，车联网，移动通信。
Abstract
With the rapid development of my country's economy, mobile technology,and Internet technology, smart phones have become an indispensable part of people's travel. With the sharing economy, shared cars have become the mainstream choice for people to travel. Making a vehicle reservation through a mobile phone before traveling not only saves time and convenience, but also greatly reduces the number of vehicles, saves resources and protects the environment.
The shared minibus ride-hailing system designed in this article is mainly composed of three parts: mobile terminal, operation and maintenance web terminal and back-end server terminal, using Android application development,Baidu map SDK, remote control development, fluorite cloud camera data extraction, etc. Technology, through the development of user APP, operation and maintenance Web terminal and background operation management center, to achieve the application and management of vehicles by users,administrators and background.
The system enables users to make vehicle reservations through the mobile APP, set the starting point, ending point, time of use and number of passengers, view the vehicle trajectory, remaining distance and estimated remaining time in real time, and can open and close the doors through the mobile APP , Confirm departure, view order, pay online. The administrator can monitor and remotely control the vehicle through the mobile phone APP,search the vehicle, control the speed, angle and throttle of the vehicle, andalso control the air conditioning, lighting and sound in the vehicle. The vehicle can be controlled through the operation and maintenance web terminal and the back-end server. , Users, orders, etc. The system uses the Baidu Map SDK to realize real-time monitoring of the vehicle, uses the Android virtual steering wheel and other controls to remotely control the vehicle, uses the database to manage the vehicle information, user information and order information, and uses the fluorite cloud drive to drive inside and outside the vehicle Carry out video surveillance and use heuristic algorithms to schedule vehicles.
This article first introduces the background, significance and current status of the research. Secondly, it introduces the technical research involved in the system development process. Then the system is analyzed in terms of operation and technical feasibility, and the functional requirements of the system are analyzed. Then in the system design part, the overall architecture of the system is designed first, and the user side, administrator side, operation side, and background side are designed in detail. Finally, the function realization and test of the system are introduced.
Keywords: Car sharing, service system, car networking, mobile communication。
第1章 绪论
1.1、研究背景及意义。
共享经济，近年来在我们的身边层出不穷，其核心是共享，共同分享即资源属于多人共同拥有，这个词语入选了“2017 年度中国媒体十大流行语”[1]。在20 世纪 70 年代美国首先提出共享经济这一概念，如今已经进入人们生活的各个领域，共享充电宝、共享单车、共享汽车等词语存在于我们的身边。随着互联网的开发和渗透，人们在日常生活中共享的资源逐渐扩展到车辆、房屋等实体领域，而不再局限于虚拟产品。共享经济这种模式正在全球范围内进行扩散和传播，并积极影响着人们的行为和生活方式。
交通出行领域无疑为共享经济中影响最广的领域，由于社会经济高速发展的背景下，对乘车需求有很大程度的增长，传统的出行方式越来越难以满足人们个性化、高质量的出行[2]，共享车应运而生。共享车兴起的原因主要有，一是个性化高质量出行需求的提升：随着经济社会的迅速发展、人民生活水平的不断提高、出行需求的日渐频繁、出行时间和出行目的地更加灵活且复杂，大量人群在一天内某一集中时段需要出行，形成出行高峰期，与之同时，公共交通负载能力不足，形成了公共交通的供给满足不了需求，且服务质量较低，难以满足人们的出行需求[3]。二是打车难、服务差：传统出租车作为重要的个性化出行方式，管理制度及政策陈旧、利益格局调整困难，难以实现对于供给的及时有效的调整，同时也具有乘客议价能力弱、服务质量难以保证、难以实现及时有效监管等不足之处[4]。
三是技术发展使共享车服务成为可能：目前人们的活动轨迹逐渐数据化，共享车平台通过对数据的收集、存储、分析及处理，可进一步掌握大众出行的问题所在，并提出有针对性的解决方案，共享车拥有这样的线上平台，解决了乘客和司机之间的对于信息的接收的不对等的困难，移动智能终端的使用为出行领域发展打下了良好基础，移动智能终端的发展使得用户可以便捷地接入网络，来获取信息和获取服务，基于位置服务的技术使乘客与司机双方能实时了解服务的状态。作为顺势而生的共享车来说，它的诞生可谓快速有效的弥补了出行市场的需求，且凭借着便捷舒适的乘坐体验也逐渐获得了市场认可[5]。
汽车的发明改变了人们的出行方式也推动了社会的发展，但随着车辆的增多，交通问题逐渐显现，堵塞以及不安全碰撞事件时有发生，无人驾驶技术的出现有望解决此类问题[6]。无人驾驶是指通过传感器等设备利用对车外环境的感知，将信息传入车内的系统进行分析，根据感知到的其他车辆、道路状况、路边障碍等信息分析处理后，对车辆车速、加速度、转向等进行相应的控制，无需驾驶员手动操作或进行干预，从而安全、可靠的驾驶在道路上的一种技术。有相关研究显示无人驾驶比人类驾驶的安全性更高[7]，可以减少 90%以上的碰撞[8]。遥控驾驶是隶属无人驾驶领域的技术，由汽车制造商所研究和开发，已经可以达到大量生产，因为其研发不是很复杂，所以对于遥控驾驶的共享车系统的研究具有重大的现实意义。
1.2、国内外研究现状。
1.2.1、共享车研究现状。
网约车是互联网技术在汽车共享中产生的应用。早在 1999 年，美国就开始使用互联网来集成供求信息和提供信息发布平台。真正的互联网乘车平台诞生于2009 年，位于美国加利福尼亚的科技公司 Uber，优步开发了一种连接乘客和驾驶员的移动应用程序，并为乘用车租赁和实时乘车共享提供共享经济服务，它以其同名的乘车应用程序而闻名。
伴随着国外网约车平台的兴起，国内的网约车行业也逐渐发展起来。2010年易道用车是第一个出现在国内的网约车平台，2012 年滴滴和快滴及其他平台也陆陆续续出现，2014 年 Uber 正式进入中国，2015 年滴滴与快滴合并，2016年滴滴与 Uber 合并，滴滴逐渐垄断国内网约车平台市场。滴滴出行不仅拥有自己的 APP，同时通过支付宝、微信等第三方 APP 可以直接使用，免去了单独下载、提高了使用效率。滴滴出行不仅提供快车服务，且提供拼车、专车、顺风车、出租车服务，不同的服务效率为人们提供了更多的选择，丰富了人们出行的多样性。
1.2.2、遥控驾驶研究现状。
遥控驾驶实现无人驾驶的方式主要是由操作人员在后台利用有线、无线及网络来进行远程控制[9]，车辆的远程控制系统在无人驾驶技术中起着至关重要的作用，其发展有利于推动无人驾驶汽车商业化的进程。1925 年首款“无人”驾驶机动车 American wonder 是由无线电设备公司“Houdina Radio Contr-ol”设计的，它是在车后座增加一个无线电接收装置用于接收并编译无线电信号，后车发送的无线电信号用于控制该车的电动马达，以控制汽车的转向轮、刹车、加速器等，它所实现的无人驾驶只是车上无人，只能被称作遥控驾驶，因为仍然需要人来进行控制。1985 年 5 月 31,美国 ALV（自主地面车辆）计划在美国Rocky Mountains 上成功完成了对其自主陆地载具的测试，测试对象是一个八个轮的载具，其顶部装有摄像头。与此同时，Carnegie Mellon University 和 Ma-ssachusetts Institute of Technology 都做了关于无人车的研究。1986 年,Carnegie Mellon University 开始进行车辆电脑控制系统的研究，其研发的 Nav-lab 系列的工作原理是传感器信息由工控机接收并分发到各个控制单元采取核心处理的方式来实现对车辆的控制。2004 年至 2007 年美国举办了 DARPA 无人驾驶比赛，2005 年 Stanford University 改装的大众 Touareg 多功能车在经历了七个多小时的长途跋涉后成功地穿越一系列复杂道路最先到达终点。2007 年大赛上也涌现了一批高校与企业联合研发的无人驾驶车，大大的加速了无人驾驶的发展，促进了技术的交流。Google 于 2009 年提出了自主驾驶汽车项目，2012年获得了自主驾驶汽车测试许可，这是自主研发汽车的标志性事件，2015 年发布的第三代无人驾驶车是一个没有油门没有方向盘只有一个启动键的纯电无人驾驶汽车。2015 年 1 月，福特公司利用当时现有的设备和标准 4G-LTE 技术对数千英里外的汽车进行了遥控驾驶的测试，因为是借助网络进行的远程控制，所以这辆车不需要物理机制来控制油门、方向盘和制动踏板,只需要使用显示器、模拟方向盘和模拟汽车踏板，就能够实现远程驾驶。
中国也在 1980 年开始进行了遥控驾驶方面的研究，哈工大、沈阳自动化研究所和国防科技大学参与了国家立项的“遥控驾驶的防核化侦察车”项目。1989年国防科技大学开发出中国第一辆智能汽车，1992 年开发出中国第一辆真正自主行驶的汽车。自 2008 年起，我国举行了智能车未来挑战赛，极大的推动了我国无人驾驶技术的发展和应用。2015 年,百度无人驾驶车实现首次在混合路况下进行全自动驾驶，驾驶道路包括城市道路、环路及高速道路等，该车在高精度地图、感知决策方面有了重大的突破。各大高校、车企与互联网公司的强强联合，使我国无人驾驶技术有了飞速的发展[10]。2018 年，青岛的慧拓公司推出了“第三代平行遥控无人驾驶系统”，该系统分为三部分：平行驱动控制系统、遥控驱动系统和无人驾驶系统，无人驾驶系统的监控和指引由平行驱动控制系统完成，接收请求指令和危急情况下由遥控驱动系统进行控制。2019 年 11 月，5G 远程控制驾驶在进博会亮相，根据 5G 远程驾驶现场的演示视频来看,用户在室内通过操控方向盘,即可远程驾驶在室外的车，进行行驶转弯等一系列动作，实现了“人在家中坐，车在路上开”。未来在 5G 环境下，远程遥控驾驶的意义将更加重大。
【由于本篇文章为硕士论文，如需全文请点击底部下载全文链接】
1.3、本文研究工作.
1.4、论文结构.
第2章 相关技术研究
2.1 、Android 相关理论介绍
2.2 、MySQL数据库.
2.3、CAN通信
2.4、遥控驾驶
2.5、车辆调度
2.6、本章小结
第3章 共享小巴约车系统需求分析及总体设计
3.1、系统功能性需求分析.
3.1.1 、手机端APP需求
3.1.2、后台端需求
3.2、系统总体设计
3.2.1、系统设计总则
3.2.2、系统架构设计.
3.2.3、系统业务层次设计
3.3 、本章小结
第4章 共享小巴约车系统详细设计.
4.1、手机端APP设计
4.1.1、用户功能
4.1.2、车辆监控
4.1.3、车辆遥控
4.2、后台端设计
4.2.1、管理功能
4.2.2、视频监控功能
4.2.3、数据库管理.
4.2.4、调度管理.
4.3、接口设计.
4.4、本章小结
第5章 共享小巴约车系统实现与测试
5.1、手机端APP功能实现
5.2、后台端功能实现.
5.3、共享小巴约车系统测试
第6章 总结
本文对共享小巴约车系统进行了研究与实现，利用移动端应用、车载终端、和后台中心，通过研发用户 APP，运维 web 以及后台服务器，实现用户、管理员及后台对车辆的应用。
本文的主要工作如下：
1. 从研究背景和意义的角度阐明了本文的选题背景。介绍了在共享经济和网约车技术下该共享小巴约车系统的研究与实现带给人们的便利。
2. 介绍了相关技术 Android 的相关理论、My SQL 数据库、CAN 通信、遥控驾驶以及车辆调度。这些技术为系统的实现提供了技术的支持。
3. 对整个共享小巴约车系统进行了需求的分析，阐述了该系统各部分的预期达到的功能，利用用例图表现出来。对这些功能进行了详细的设计，通过流程图、时序图和功能表的方式展示出来，如用户使用 APP 进行车辆的预约、实时监控、订单支付以及个人信息的管理；管理员使用 APP 进行车辆的搜索和遥控；后台进行管理以及车辆的调度。通过编码实现整个系统的功能，对实现的方式进行了介绍，如利用百度地图 SDK 进行定位、路线规划，使用户进行实时监控，通过遥控控件的开发使管理员实现对车辆的遥控，利用数据库对车辆信息、用户信息和订单信息进行了管理，利用萤石云摄像头对视频进行监控，利用启发式算法的结合进行车辆的调度。最后对共享小巴约车系统进行了测试，展示了系统的实现。
参考文献.
