摘 要： 针对当前打车软件的各种弊端，设计实现了一种基于车联网中管-云-端架构的智能打车系统。该系统采用新型车载智能终端作为管系统来实时感知出租车信息并上传至云端，功能强大的云平台实时处理海量数据并将处理结果呈现在客户端打车App上。该系统能够显著提升客户满意度、司机积极性，并能缓解交通拥堵，具有很大的应用价值。

　关键词： 打车系统；车联网；管-云-端

0 引言

　　目前，嘀嘀打车、快的打车等已覆盖北京、上海、广州、南京等各大城市。在各类打车软件中，快的打车和嘀嘀打车分别在阿里巴巴和腾讯的支持下，成为主要竞争对手。2014年2月，嘀嘀打车对司机和乘客的车费补贴统一降低至5元，进入第二轮补贴阶段，上千万的用户蜂拥而至。打车软件之间的竞争不断升级，为阿里巴巴、腾讯等巨头带来大批移动支付用户，使“抢占B端资源，建立支付场景”的竞争愈演愈烈[1]。然而，也有不少用户抱怨各类打车软件存在弊端，如：

　　（1）一些打车软件的“加价”功能在一定程度上让普通乘客打车更加困难，也不符合政策法规，长此以往，将变成司机强势的市场，司机的选择权远大于乘客。

　　（2）存在严重的诚信问题，出租车司机在接受了定单后却载了其他客人，乘客在提交订单成功后放弃乘坐出租车或者搭乘其他出租车[2-3]。

　　（3）市场监管机制不完善，对于部分打车软件，黑车、克隆车也可以使用，严重影响乘客的打车体验。

　　针对上述问题，本文设计实现了一种基于车联网（Internet of Vehicle，IOV）中管-云-端架构的智能打车系统。用户需在手机等智能终端上安装客户端软件，通过终端的自动定位功能，用户可以随时在手机上查看周边的可用车辆信息，并且可以直接呼叫司机，预约用车。每辆出租车需装有智能车载终端，用于记录和上传出租车行车状态信息（速度、位置等）。用户通过虚拟计价器可准确获知源点到目的点的打车费用，避免了费用不清问题。司机和乘客使用该打车软件都需通过实名认证，确保信息安全。

1 系统功能需求分析

　　系统用户分为两类：司机和乘客。针对这两种用户设计两类不同的客户端App。

　　1.1 乘客端App

　　提供一款免费打车App，它可以根据乘客的位置和需求来提供可视化的信息，如空闲出租车和司机的信息（司机姓名，车牌号，电话号码等）、司机的行车轨迹等。通过一键拨号，乘客就能联系上司机。此外，该软件有虚拟计价的功能，在获得最佳路径后自动计算出距离，再根据司机实际行驶时间，以及设定的单价，按一种算法来计算出打车费用，供乘客参考。这有效避免了费用不清的问题[4]。

　　具体功能如下：

　　（1）地图。能查看到周边待客车辆情况，还可以通过列表进行找车。确定好车辆后，点击相应车辆图标会出现司机及车辆信息，乘客可以直接通过提供的电话联系司机，方便快捷。预约的司机在接乘客途中的行车轨迹也会在地图中显示出来。

　　（2）搜车。可以通过车主名、车牌号、手机号来搜索感兴趣的出租车。

　　（3）计费。在知道源点和目的点之后，实时计算打车费用，透明直观。

　　（4）收藏。能查看以往添加至收藏的车辆，即用户的虚拟私家车队信息。

　　（5）我的。能查看以往用车记录，以备查用。

　　（6）更多。可以通过短信、邮件、微信、微博等分享软件信息，以及联系客服。

　1.2 司机端App

　　司机通过智能终端来接收乘客的预约，并通过打车应用来显示乘客位置信息，再进一步得到去接乘客的最优路径。具体功能如下：

　　（1）空闲。当出租车空闲时，司机选择接受订单，则系统发送空闲状态信息至云平台，云平台再将空闲车辆信息经过实时处理后发送至乘客客户端App。

　　（2）忙碌。当出租车不载客或者已经载客时，司机选择忙碌。

　　（3）地图。为出租车司机规划路径，以便沿最佳路径载客，节省时间和油耗。

　　（4）计费。在知道源点和目的点之后，实时计算打车费用。

　　（5）更多。可以通过短信、邮件、微信、微博等分享软件信息，以及联系客服。

2 系统架构与硬件设计

　　本系统基于车联网中的管-云-端架构，如图1所示。系统由智能手机、PC、PAD等客户端、车载智能终端（Global Intelligent IDentity，GID）和车云平台组成。GID通过OBD连接到CAN总线上，可智慧感知接口中的数据流，并进行实时分析处理，收集并提取出租车的实时状态信息。这些数据通过通信模块上传至云平台。云平台提供了分布式离线计算系统、分布式准实时计算系统等，可以对原始数据进行多层次组合、加工、分析和挖掘，从中提取对用户有价值的出租车及司机的数据和信息，并通过客户端App界面将出租车信息展现出来[5]。

　　2.1 管系统设计

　　IOV最核心的技术之一是根据车辆特性，开发了一款面向汽车的GID终端。它是一个具有全球泛在联网能力的通信网关和车载终端，是车辆智能信息传感器，同时也具有全球定位和全球网络身份标识（网络车牌）功能[6]。如图2所示。

　　GID将汽车智能信息传感器、汽车联网、汽车网络车牌三大功能融为一体，具体表现为：

　　（1）车辆状态的信息感知功能：GID与汽车总线（OBD、CAN等）相连，内嵌多种传感器，可感知和监控几乎所有车辆的动态与静态信息，包括车辆环境信息和车辆状态诊断信息等；

　　（2）泛在通信功能：GID具有V2V、V2I和自组网（SON、移动Ad Hoc、AGPS等）的能力，具有车内联网以及多制式之间的桥接与中继功能，具备全球通信、全球定位与移动漫游能力；

　　（3）汽车网络车牌功能：GID从汽车、网络、用户中提取天然属性，生成汽车的“网络身份证”，使得每辆汽车在网络中都具有一种天然、唯一的身份标识。它不是一个标签，而是网络可信标识与寻址技术。

　　2.2 云系统设计

　　云架构的车辆信息平台是多源海量信息的汇聚。其应用系统架构也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用而建立的。IOV云平台可同时支持成百上千万车载终端的并发访问，实现对海量数据的存储、分析、挖掘及应用。围绕车辆产生的各类数据，如车辆实体信息、涉车产业链信息、驾驶行为信息、车主的社会化信息、手机终端信息、车载智能终端感知信息等，支持全局搜索，支持与位置有关的跨地域、跨企业的车辆管理[7]。

　　本系统的云服务平台是数据存储、处理和控制的核心，是系统的后台部分，主要功能有：（1）接收车载智能终端感知到的出租车状态信息和客户端感知到的乘客位置数据。（2）通过计算、挖掘接收到的海量信息，提取出分类的和有价值的信息来形成不同的智能模型。（3）响应并推送结果到客户终端App上[8]。系统架构如图3所示，其中服务器及其用途如表1所示。

　2.3 端系统设计

　　本系统的端指司机和乘客的智能手机、PC、PAD等客户端App[1]。

　　乘客端软件工作流程如下：

　　（1）乘客在智能手机上打开该App并登录。

　　（2）具有导航功能的智能手机将乘客的位置信息发送至云端，同时空闲车辆通过GID设备将相关信息上传至云端。

　　（3）在接收到乘客端和出租车的信息后，云平台再进行处理并将处理得到的信息发送至乘客手机端，并通过手机App来显示出租车的分布信息。

　　（4）乘客根据需要选择一辆合适的车并与该车司机取得联系。

　　（5）选中的司机通过GID将其在行车过程中的信息不断发送至云平台，再通过云平台分析处理后传送给乘客，这样就可以通过手机App来实时了解司机的行车路线、打车费用和等待时间等信息。详细流程如图4所示。

　　司机端软件工作流程如下：

　　（1）司机打开该App并登录。

　　（2）点击空闲状态（若点击忙碌则不发送该车信息至云平台）。

　　（3）接到预约乘车电话。

　　（4）确定乘客位置并获得最佳行驶路径。

　　（5）开车去接乘客并把乘客送往目的地。详细流程如图4所示。

3 功能测试及系统优势

　　3.1 功能测试

　　功能测试中系统的软硬件均符合设计标准，GID能按设定的回传周期采集出租车行车状态信息，并通过通信网络上传至云平台，云平台能正确响应大量乘客的要求，并将各种有用信息及时推送至乘客和司机终端。图5所示为其中乘客端App部分截图。

　　乘客在智能终端下载并安装该打车软件，首先进行注册并登录，然后点击地图标志可显示周围的出租车信息，选择其中一辆出租车并联系司机，司机在15 min内来到乘客所在地将乘客接走，乘客体验良好，方便舒适快捷。

　　App主界面默认为地图界面，地图上分布的车辆图标表示周边可用的车辆，蓝色圆点指明用户当前位置，定位按钮的作用是把用户当前位置设为屏幕中心。点击任意一个车辆图标，可以看到该车的详细信息（车牌号、司机姓名、电话号码、业务信息）；点击收藏按钮，可以将服务满意的车辆收藏，形成自己的虚拟私家车队；点击电话号码，可以进入拨号界面。

　　点击收藏图标，可以进入软件的收藏功能模块，点击列表中任意一项条目的电话号码可以进入拨号界面，拨号操作同上所述。

　　点击历史图标，可以进入软件的历史功能模块，点击列表的任一项条目可以进入拨号界面，拨号操作同上所述。

　　点击更多图标，可以进入软件的更多功能模块，包括分享软件、联系客服两项服务。

　3.2 系统优势

　　（1）方便：客户可通过智能终端，随时随地全天候地获取离客户最近的待客空车。

　　（2）舒适：无论客户是躺在床上，还是坐在会议室，都可以随时召唤空车到门口等候，无须忍受风吹日晒。

　　（3）灵活：通过该App，可以实现异地预约接机、单程接送客人或老人、电召车辆同时也电召配套服务，做到时间灵活、空间灵活、服务灵活。

　　（4）安全：车辆信息都是通过实名认证，可以知道司机联系方式和车辆信息，保证了客户乘车安全。

　　（5）主动：乘客可根据个人的需要和出行习惯选择更适合的司机和车。

4 结论

　　本文设计了一种基于IOV中管-云-端架构的智能打车系统。作为IOV的一个典型应用，本系统从根本上解决了打车难的问题。从传统的人找车、车找人的被动状态，变为人找车的主动状态，达成高效的用车匹配。未来将基于本系统的功能增加拼车、租车、代驾等功能，助力于智慧交通建设。

　参考文献

　　[1] 王桐.鞍山市交通局安卓平台打车系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学，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 analytics system for metropolitan transportation[J]. IEEE Trans. Intell. Trans. Syst， 2013，14（4）： 1586-1596.

　　[4] 迪纳科技.车小二产品主打胶片[EB/OL].（2012-12-21）[2015-04-01]. http：//www.cpsdna.com/article-157.html.

　　[5] 刘南杰.崛起的车联网[J].音响改装技术，2013（11）：50-52.

　　[6] 司桂芳，刘南杰，赵海涛.基于GID的网络车牌管理系统[J].电信科学，2014，30（3）：94-97.

　　[7] 崔正杰，刘南杰，赵海涛.基于管-云-端结构的汽车远程实时监控系统设计[J].微型机与应用，2014，33（24）：91-94.

　　[8] 谢寒冰，贺松.基于3G的移动云系统的研究与设计[J].微型机与应用，2014，33（6）：4-7.