一种应用于绿色共享单车的智能摩天地下停车系统及方法

本发明涉及机械自动化，特别是一种应用于绿色共享单车的智能摩天地下停车系统及方法。

背景技术：

1、近年来，我国汽车碳排放量占整个交通领域碳排放量的80%以上，其排放以一氧化碳、二氧化硫以及pm等为主的有害气体，其中二氧化硫作为酸雨的主要成分，为环境治理带来挑战。在此背景下，共享单车凭借其环保性、便捷性以及经济性等优势迅速发展，成为了治理交通污染的有效方法。然而，随着共享单车发展迅速，其所带来的一些弊端也正在逐步显现，目前共享单车的发展随着市场的争抢造成了产能过剩的情况，形成了新型浪费，并且共享单车乱停乱放现象也为公共安全带来了巨大隐患。

2、随着用户规模的不断扩大，使用场所的不断增加，共享单车乱停乱放的问题，已经成为其发展的瓶颈之一。由于共享单车作为新生事物，在传统建设城市规划中未提前对其进行规划，且难以估算城市对单车的容纳极限，进一步加剧了该现象的产生，因此共享单车的爆发式的增长致使不少绿化带、盲道都被共享单车所占据，使其成为城市治理的痛点之一。部分共享单车由于停放无序造成管理上的疏忽，不仅加剧了公共安全的隐患，更造成车辆的频繁损坏，从而大大增加了资源的浪费。因此，为了推动城市可持续发展以及“双碳”目标的达成，急需突破共享单车的管理瓶颈。

3、因此，用户群体追求着“随走随停”的便利性与城市治理的有序性之间的矛盾、企业间抢占市场的盲目性与精细化管理之间的矛盾、热点地区大量单车的聚集与城市道路基础设施规划之间的矛盾，严重制约了共享单车行业的发展。有学者尝试根据人群出行时间以及出行需求优化停车点的方式缓解该问题，该方法一方面需要计算该区域人流的出行规律，另一方面需要对该地的道路交通发布进行分析。随着社会的发展，人流与建筑会日新月异，其适配性会快速下降，因此该方法具有局限性较强、通用性不足的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种空间利用率高、土地占用少、对交通影响小、车辆保护性好、智能化程度高、运维成本低的绿色共享单车的停车系统及方法。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种应用于绿色共享单车的智能摩天地下停车系统，包括硬件系统与软件系统两个模块，其中硬件系统采用地下布设方式，由立体转储模块和运输存取模块两部分组成；软件系统由用户端小程序及管理平台构成；

3、所述立体转储模块用于实现共享单车在地下存储区的高密度存放及环形轨道内部的高效调度；

4、所述运输存取模块用于将地下存储区的单车及时、有序地转运到地面供用户使用；

5、所述用户端小程序用于为出行者的慢行交通需求提供一站式服务；

6、所述管理端平台用于管理者对共享单车进行管理与运维。

7、作为一种具体示例，所述立体转储模块设置在地下存储区，采用多层环形轨道设计，由自适应电动吊臂、动态平衡停车板和环形车架组成，通过自动调节角度保持共享单车的平稳运行，通过各构架间的相互配合，实现了共享单车的高密度存放及环形轨道内部的高效调度。

8、作为一种具体示例，所述运输存取模块采用存取车间、运输通道、待车长廊三部分构成的三级联动输送结构，通过停车板与待车长廊的智能对接以及卡扣式车架与电动吊臂的牢固结合，完成共享单车从待车长廊到运输通道再到存取车间的动线运输，把地下存储区的单车及时、有序地转运到地面供用户使用。

9、作为一种具体示例，所述用户端小程序包括地图界面、订单界面、骑行界面和个人中心界面；

10、所述地图界面依托gis空间信息技术实现停车场搜索功能，结合用户实时定位信息，基于城市路网拓扑结构构建加权图模型，利用dijkstra算法计算出用户当前位置到车场入口的最优导航路径；

11、所述订单界面记录每次骑行的相关数据，便于用户查询历史订单；

12、所述骑行界面在扫码使用后实时显示车辆运行状态、骑行时间、预估费用，支持临时锁车、上报故障操作，实现用户骑行过程的全透明化，便于精细化管控；

13、所述个人中心界面包括订单查询、消费统计、会员等级管理、优惠券领取与服务反馈功能，为用户提供从出行前规划、骑行中管控到出行后结算的完整服务闭环，实现地下单车调运系统与用户的高效交互，让交通出行更便捷、更智能。

14、作为一种具体示例，所述地图界面计算用户当前位置到车场入口最优导航路径的方法具体如下：

15、将路网表示为图，其中为节点集合，为边集合，采用dijkstra算法对用户当前位置到车场入口的综合通行代价最小路径进行规划计算，从而生成用户当前位置到车场入口的最优导航路径，公式如下：

16、

17、式中与为权重系数，且满足，取值范围[0,1]；表示节点i与节点j之间的实际步行距离，表示该路段的预计通行时间，与分别为路径搜索范围内距离与时间的归一化基准值。

18、作为一种具体示例，所述管理端平台包括首页模块、数据概览模块、实时监控模块和用户管理模块；

19、所述首页模块包括系统功能简介、总体运营概况，以及时事新闻报表，便于管理者快速了解当前整体状态；

20、所述数据概览模块用于运营数据的统计分析，包括车辆使用情况、品牌对比、收入统计、损坏率，全面呈现运营情况，为后续决策提供数据支撑；

21、所述实时监控模块基于dbscan密度聚类算法对共享单车进行热力识别，并结合当地地下管线状况与可实施性来进行停车场选址，并展示车辆在不同停车场车辆的具体借还情况、停车场周边和站点停车情况，通过整合这些监控数据，管理者能快速、便捷地对停车场进行调度与调整；

22、所述用户管理模块用于进行用户行为分析，包括共享单车品牌使用情况、停放地点分布及用户使用热度数据。

23、一种应用于绿色共享单车的智能摩天地下停车方法，基于所述的智能摩天地下停车系统，包括用户端小程序的实现方法和管理端平台的实现方法。

24、作为一种具体示例，所述用户端小程序的实现方法包括以下步骤：

25、步骤1.1、用户打开小程序的“地图”界面，查询附近停车场位置和车辆情况，根据地图指示到达最近的停车场，打开小程序扫描二维码，下达取车指令；

26、步骤1.2、运输存取模块接到指令后，地下停车场内动态停车板沿环形轨道开始运动，使停车板与待车长廊精准对接；自适应电动吊臂运转至待车长廊，与卡扣式车架紧密结合，牢牢抓住单车坐垫；自适应电动吊臂沿着运输通道上的轨道运动，将单车运输到存取车间；用户从存取车间取走车辆，小程序进入骑行页面；

27、步骤1.3、若用户骑行时发现单车有故障，可点击骑行界面上的“上报故障”，取消行程后重新下达取车指令；

28、步骤1.4、用户完成骑行后，点击骑行页面上的“查询还车点”，根据导航提示到最近的地下停车场还车；将单车放入存取车间，点击骑行界面上的“结束行程”；若用户对订单有疑问，可点击小程序内的“个人中心”界面，查询订单相关情况；

29、步骤1.5、单车放入存取车间后，自适应电动吊臂与车架结合，环形轨道开始运转将单车运输至停车板，完成车辆回收。

30、作为一种具体示例，所述管理端平台的实现方法包括以下步骤：

31、步骤2.1、管理端平台对接用户端小程序后台中的“订单界面”数据，获取单车使用情况基本数据，并将其整理汇总到管理端平台首页，管理者打开管理端平台首页即可快速查看整体运营状况，初步把握单车的使用、存取情况；

32、步骤2.2、管理端平台利用算法将用户端小程序传递过来的全部数据进行精细化整理与分类，将其汇总到管理端平台的“数据概览”界面，打开“数据概览”界面，管理者即可清晰把握车辆使用量、收入情况、损坏率数据，根据数据情况调整车辆投放量和骑行单价，及时安排故障车辆维修；

33、步骤2.3、管理端平台的“实时监控”界面采集借还车时用户端小程序使用的位置信息，利用dbscan密度聚类算法对借还车位置信息进行聚类热点分析，管理者通过热点分析结果判断站点位置是否处于热点高度拟合区域，及时对偏离高度拟合区的站点进行位置调整，增设高度拟合区内的站点，实现共享单车智能化调度；

34、步骤2.4、管理端平台的“用户管理”界面收集用户端小程序中的用户基本信息和用户反馈信息，全面统计用户特征、骑行爱好数据，管理者利用该界面的信息精准绘制用户画像，针对性的扩大用户范围，并通过该界面对用户在“个人中心”中的反馈进行一键式处理，高效解决用户问题，提高用户体验。

35、本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1）硬件储存部分采用多层立体转储结构，通过环形轨道与动态停车板实现高密度储存，对交通影响小，提升了空间利用率；（2）采用“地下隐藏-地上微扰”的设计，减少对土地的占用，减少了自然与人为对车辆的破坏，车辆保护性好；（3）采用智能化的硬件系统设计，电动臂杆调节停车板倾斜角度，辅助单车进入待车长廊，卡扣，吊臂与轨道等多重措施防止车辆发生倾斜与脱落，三级联动运输板块支持高峰期的快速调度，智能化程度高；（4）具有动态范围搜索停车场功能，结合三维地图为用户优化取车路线以及行驶路径，有效解决传统共享单车中“找车难、找场难”的出行痛点，提高了用户体验；（5）能够全面监控单车实时数据，快速查看整体运营状况，降低了共享单车运维成本，实现了城市共享单车停放与回收智能化管理。