近日，在刚刚结束的第12届esri杯中国大学生gis软件开发竞赛（简称：esri开发竞赛）·web与移动应用开发组总决赛中，来自聊城大学的四位本科生，为了解决公共自行车调度、现有租赁点规模和分布、历史大数据挖掘等问题，独立开发设计的《杭州市公共自行车辅助调配与数据分析系统》，获得了大赛评审老师的一致认可，将该组的特等奖收入囊中。

聊城大学学生摘得特等奖桂冠

    当前，我国已在多个城市推出了公共自行车站点。公共自行车不仅为城市居民提供了便利，而且还是保护环境和缓解交通拥堵的有效途径之一。杭州市作为国内首批大规模推出公共自行车的城市，租赁站点从2008年建设至今已有3000余个，日租用量高峰时可达40万左右。但是公共自行车系统在运行过程中也存在一些问题。例如：公共自行车调度问题，如调度不及时容易造成在某些高峰时段租不到车或者无法还车，给用户带来不便；现有租赁点规模和分布问题，初期建设时租赁点的规模和网点分布并不合理，使得公共自行车受益人群较少；历史大数据挖掘问题，系统数据中心在运行过程中积累了大量的运行数据，但是并没有得到挖掘和利用。

 

    来自聊城大学环境与规划学院的霍一心、韩明扬、张旭蕾、李阳四位本科生意识到上述问题后，独立开发设计了一套《杭州市公共自行车辅助调配与数据分析系统》。他们以问题为导向，从点到面，从历史到实时，从动态到静态几个层面来进行功能的设计与实现，运用大数据思维充分挖掘公共自行车系统产生的海量数据，来辅助分析、解决公共自行车系统中存在的问题。《杭州市公共自行车辅助调配与数据分析系统》的功能主要分为四大块，分别是站点管理、站点监控、站点调配以及数据挖掘分析。

系统框架图

    其中，站点管理功能可实现对公共自行车系统中租赁点、调配中心、调配人员、调配车辆等信息的管理。在站点监控功能中，他们结合arcgis的实时数据处理分析扩展模块geoevent服务和mongodb数据库，搭建了完整的监控流程，提供了对调配车辆统一的监控管理。在监控面板上可显示当前车辆在线数、车辆所处位置、车速等详细信息。当有调配车辆出现超速现象或者是调配车驶出其应在的调配区时，系统会发送警告信息。此外，还可查看某一辆车的历史信息和违规记录。

 

    站点调配和数据挖掘分析是这个系统的两大核心功能。其中，站点调配又可分为任务分配和调配分区两大子功能。任务分配功能主要是辅助工作人员进行统一调度。比如，租赁点的保有量数据由geoevent进行监控，当保有量数据低于或者高于阀值时，说明该站点出现了需求不平衡现象，geoevent会随即发出警告信息。工作人员通过查看事件面板了解到最新事件后，根据系统提供的该站点当前运行状态，周边站点保有量以及调配车辆的任务情况等信息，可选择一辆调配车对站点进行调配。这一调配任务可通过任务分派面板直接下发到调配车辆的移动终端上。

 

    在调配分区功能中，他们根据站点长时间的交易大数据，计算得到站点之间联系程度的数据。再结合站点间的空间位置，运用r语言的聚类方法对站点进行聚类分析。这种方法兼顾了城市公共自行车系统租赁点的关联属性和地理位置属性，得到的调配区域能更好地实现系统调度的高效性和低成本目标。

双时段使用热度对比图

    数据挖掘分析模块主要具有区域站点分析、历史数据分析、站点选址评价以及自行车状态分析等功能。其中区域站点分析不仅可以查看某区域站点的服务覆盖能力和规模，还可交叉对比不同时段公共自行车的使用频率，从而直观地观察出使用高峰区域的迁移。在历史数据分析中，他们将空满桩时间作为判断站点是否运行良好的重要指标，从而寻找问题站点。而且，还可通过生成站点自行车的借出方向分布和来源方向分布，来判断用户的出行趋势。而在站点选址评价中，他们根据影响站点选址的四项指标——公交接驳能力、原有服务能力、需求潜力和步行距离，来评估站点的适宜性。而自行车状态分析方面，他们通过交易数据及rfid技术识别的自行车身份id，不仅可以统计自行车累计使用时长，还可对自行车的租借行为进行分析。然后他们再将结果配合gis的可视化优势进行展示，可向检修人员推送有问题自行车的当前位置，方便检修人员进行排查。

 

    在谈到这一系统的后续完善时，聊城大学的这几位学生表示，下一步他们计划将对调配任务的接收部分制作移动端，实现任务的实时发送汇报。还将对公共自行车的交易数据进行更多的挖掘，比如进行出行源与出行目的地分析、交通小区的影响区域分析等后续功能开发。以北京师范大学地理学与遥感科学学院教授刘慧平为代表的本届esri开发竞赛总决赛评审老师认为，该作品需求清晰，系统设计成熟，界面简洁、清爽，有效地应用gis技术，实用价值高，是一个从设计到实际效果都非常高水平的作品。最终，《杭州市公共自行车辅助调配与数据分析系统》以全场最高分摘得本轮比赛特等奖桂冠。据了解，因该参赛队伍的出色表现，比赛刚刚结束，小组成员就纷纷收到了多家业内用人单位的就业邀请。

 

    自2004年起，esri杯中国大学生gis软件开发竞赛已经成功举办十一届，在高等院校中有着广泛的影响力。大赛旨在激发在校学生学习、应用和交流gis技术的热情，增强学生的创造力和动手能力，大力推动gis技术在中国的普及，同时也为gis产业的发展选拔和储备大量优秀人才。