一种移动式城市公共自行车的管理系统及调度方法

1.一种移动式城市公共自行车的管理系统，其特征在于：包括有业务管理系统、用于移动终端和智能自行车，所述业务管理系统包括有用户信息管理模块、自行车信息管理模块和验证模块，所述用户信息管理模块和自行车信息管理模块分别与验证模块连接，所述用户移动终端包括有开关锁模块、扫码模块和支付模块，所述扫码模块、支付模块和开关锁模块依次连接，所述智能自行车包括有智能锁、识别码、通信模块、定位模块、供电模块和照明模块，所述供电模块分别与智能锁、通信模块、定位模块、供电模块和照明模块连接，所述智能锁与验证模块相互连接，所述验证模块与开关锁模块相互连接，所述扫码模块与识别码相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种移动式城市公共自行车的管理系统，其特征在于，使用方法包括以下步骤：
(1)查车：通过用户移动终端查询附近的自行车；
通过用户移动终端得到用户当前位置Puser＝(lat,lon)，将用户信息及其位置信息发送到业务管理系统，发送信息的格式为：(ID、Puser、Time)；业务管理系统将距离当前用户最近的未使用自行车的位置信息发送给用户移动终端，发送信息格式为：(ID、Pbike)；
(2)找车：用户通过移动终端提交租借预约及快速找车；
通过用户移动终端发送预约信息到业务管理系统，业务管理系统将响应信息返回给用户移动终端，用户根据用户移动终端地图上显示的位置信息寻找自行车；当用户与自行车在近距离范围内，用户移动终端和自行车可通过点对点进行连接，让自行车发出声音或光束提示，以快速找车；
(3)请求：用户移动终端扫描识别码与发送开智能锁请求；
用户移动终端扫描自行车上的识别码，获取自行车的信息，并向业务管理系统发送开锁请求，开锁请求至少包括用户信息与自行车信息；
(4)验证：业务管理系统验证开锁请求；
业务管理系统通过验证用户的合法性以及自行车的状态信息以验证开锁请求，用户的合法性包括合法用户与非法用户，自行车的状态包括预约状态、使用状态、停止状态；
(5)开锁：业务管理系统发送开锁指令与自行车返回开锁结果；
业务管理系统将用户移动终端发送过来的信息验证通过后，向自行车发送加密的开锁指令；自行车得到开锁指令后，进行开锁操作并返回开锁结果信息给业务管理系统，开锁成功则发送开锁成功信息，若开锁失败或锁出现故障，则发送开锁失败信息；
(6)确认：业务管理系统将信息返回给用户移动终端；
业务管理系统将自行车返回的信息发送给用户终端，以便于让用户了解锁是否被打开，若成功打开，则开始计时，此时的时刻记为t1；若打开失败提示用户重新开启或提示用户此车故障；
(7)监控：自行车定期发送位置信息到业务管理系统；
自行车定期发送位置信息到业务管理系统，以确定自行车的实时位置，保证自行车的安全性；
(8)还车：移动关锁，就近还车；
用户到达目的地后，找到安全地点，首先支付费用，支付费用时刻记为t2,价格记为pc，按时收费，费用根据公式(t2-t1)×pc计算得到，支付成功后便可以发送关锁命令，关锁与开锁的流程相同，关锁完成后即完成还车。
3.根据权利要求1或2所述的一种移动式城市公共自行车的管理系统，其特征在于：所述用户移动终端包括智能手机、PDA、平板电脑或专用手持终端设备。
4.一种移动式城市公共自行车管理系统的调度方法，其特征在于，该调度方法的步骤包括：
步骤1：对城市进行区域划分，实现人口分布合理的区域划分；
步骤2：计算每个区域的平衡度，分析各个区域公共自行车数量的合理性；
步骤3：当区域公共自行车数量过多时，通过奖励措施激励该区域用户将公共自行车骑出区域以外；
步骤4：当区域公共自行车数量过少时，通过奖励措施激励其他区域用户将公共自行车骑入该区域。
5.根据权利要求4所述的一种移动式城市公共自行车的调度方法，其特征在于：在步骤
1中，首先根据城市的行政区进行区域划分，然后根据各行政区的人口分布情况进行二次或多次矩形划分，令矩形区域的长为n，宽为m，通过设置矩形的长n与宽m来动态的设置矩形区域的面积大小。
6.根据权利要求4所述的一种移动式城市公共自行车的调度方法，其特征在于：在步骤
2中关于平衡度的计算，首先根据业务管理系统读取用户信息、用户借还车记录信息，分析每个区域有意愿使用公共自行车的人数Pi，再通过业务管理系统接收到的公共自行车的定位信息，确定每个区域的自行车数量Bi，从而计算出每个区域的平衡度bi＝Pi/Bi。
7.根据权利要求4所述的一种移动式城市公共自行车的调度方法，其特征在于：在步骤
2中，合理性与平衡度密切相关，平衡度拥有三个区间范围，其中平衡的区间范围可为[a,b]，超过[a,b]区间范围的为失衡状态；当计算的区域平衡度处于[a,b]区间范围内，则区域为平衡状态，即公共自行车的数量合理；当平衡度小于a时，处于失衡状态，即区域公共自行车的数量过多；当平衡度大于b时，同样处于失衡状态，即区域公共自行车的数量过少。
8.根据权利要求4所述的一种移动式城市公共自行车的调度方法，其特征在于：在步骤
3中，当区域公共自行车数量过多时，通过奖励措施激励该区域用户将公共自行车骑出区域以外，同时通过分析区域内用户的借还车以及行车记录，向该区域内可能使用公共自行车的用户推送短信或提示信息。
9.根据权利要求4所述的一种移动式城市公共自行车的调度方法，其特征在于：在步骤
4中，当区域公共自行车数量过少时，通过奖励措施激励其他区域用户将公共自行车骑入该区域；通过分析以往经过公共自行车数量过少区域的用户的借还车及行车记录，向可能到公共自行车数量过少区域的用户推送短信或提示信息。
10.根据权利要求8或9所述的一种移动式城市公共自行车的调度方法，其特征在于：所述奖励措施包括租车费用打折或者免费、向用户发放积分或虚拟货币。

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