摘 要
随着经济与交通事业的飞速发展，汽车的保有量呈现上升趋势，公共停车位 智能化在信息时代显得尤为重要。面对有限的公共停车位与上升的汽车保有量， 通过合理利用公共停车位来提高车位的利用率是大势所趋。
基于上述背景，本论文围绕公共停车位智能管理展开研究，从研究背景与现 状分析、需求分析与系统设计、系统实现和测试等几个方面进行阐述。其系统采 用 SpringBoot+Vue 技术开发，数据存储于 MySQL 数据库。系统实现了入场停车、 出场缴费、投诉建议、违规处罚、论坛交流等基础功能。综合考虑车位价格/元、 等待时长/分、车位行驶距离/米、反向寻车距离/米、停车难度系数和安全系数 六种影响因素，利用熵权法计算权重，再用 TOPSIS 法进行车位评估排名来智能 推荐最优车位；智能显示等待空闲车位时长，方便用户决策是否继续等待车位等 智能化操作，则是系统的特色。
本系统既使车主方便快捷的获取公共停车位信息，也使停车场管理变得更为 系统化、智能化，其页面简洁美观，功能操作简便易行，系统实用性、可维护性 和可扩展性强。
关键词：公共停车位；车位推荐；智能；SpringBoot 框架；Vue 框架
ABSTRACT
With the rapid development of economy and transportation, the number of cars is on the rise. The intelligence of public parking spaces is particularly important in the information age. In the face of limited public parking spaces and rising car ownership, it is a general trend to improve the utilization of parking spaces by making rational
use of public parking spaces.
Based on the above background, this paper focuses on the intelligent management of public parking spaces, and expounds the research background and current situation analysis, demand analysis and system design, system implementation and testing. The system is developed with springboot+vue technology, and the data is stored in MySQL database. The system has realized the basic functions such as parking, payment, complaint and suggestion, violation punishment, forum communication, etc. Considering the six influencing factors of parking space price / yuan, waiting time / min, parking space driving distance / m, reverse search distance / m, parking difficulty coefficient and safety coefficient, the entropy weight method is used to calculate the weight, and the TOPSIS method is used to evaluate and rank the parking space to intelligently recommend the best parking space; The system features intelligent display of waiting time for idle parking spaces to facilitate users' decision-making on whether to continue to wait for parking spaces and other
intelligent operations.
This system not only makes the car owners obtain the public parking space information conveniently and quickly, but also makes the parking lot management more systematic and intelligent. Its page is simple and beautiful, the function operation is simple and easy, and the system is practical, maintainable and
expandable.
KEYWORDS: Public parking spaces;Parking space recommendation;Intelligence;
SpringBoot framework;Vue framework
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外研究现状 2
1.2.2 国内研究现状 2
1.2.3 研究现状评述 3
1.3 研究概述 3
1.3.1 研究目标 3
1.3.2 研究思路 4
1.3.3 研究方法 4
1.4 系统开发环境 4
1.4.1 技术选型 4
1.4.2 技术简述 5
1.5 论文结构 5
1.6 本章小结 6
2 系统需求分析 7
2.1 功能性需求分析 7
2.2 典型业务流程分析 8
2.2.1 入场停车业务流程 8
2.2.2 车位推荐业务流程 9
2.2.3 出场缴费业务流程 10
2.2.4 违规处罚业务流程 11
2.3 系统数据流分析 12
2.4 非功能性需求分析 13
2.5 可行性分析 14
2.6 本章小结 14
3 系统设计 15
3.1 系统架构设计 15
3.2 系统功能模块设计 15
3.3 后台管理详细设计 17
3.4 入场停车详细设计 17
3.5 车位推荐详细设计 18
3.5.1 推荐算法 19
3.5.2 模型求解 20
3.6 出场缴费详细设计 26
3.7 用户管理详细设计 26
3.7.1 令牌身份认证 26
3.7.2 Jasypt 加解密 27
3.8 数据库设计 28
3.8.1 数据库设计概述 28
3.8.2 数据库概念设计 28
3.8.3 数据库表设计 33
3.9 本章小结 39
4 系统实现 40
4.1 用户前台功能模块 40
4.1.1 注册登录模块 40
4.1.2 首页模块 41
4.1.3 车位信息模块 42
4.1.4 论坛交流模块 43
4.1.5 系统公告模块 45
4.1.6 个人中心模块 45
4.1.7 在线交流模块 46
4.2 用户后台功能模块 46
4.2.1 首页模块 46
4.2.2 个人中心模块 47
4.2.3 入场停车模块 48
4.2.4 投诉建议模块 48
4.2.5 我的收藏模块 49
4.3 管理员功能模块 50
4.3.1 登录模块 50
4.3.2 个人中心模块 50
4.3.3 用户模块 51
4.3.4 车位信息模块 52
4.3.5 出场缴费模块 53
4.3.6 违规处罚模块 54
4.3.7 系统模块 54
4.4 本章小结 56
5 系统测试 57
5.1 测试目的 57
5.2 功能测试 57
5.2.1 车位信息测试 57
5.2.2 入场停车测试 57
5.2.3 车位推荐测试 57
5.2.4 出场缴费测试 58
5.2.5 违规处罚测试 58
5.2.6 兼容性测试 59
5.3 集成测试 59
5.4 本章小结 59
6 总结与展望 60
6.1 总结 60
6.2 展望 60
参考文献 61
附录 63
致谢 71
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
随着互联网和交通运输行业的飞速发展，国民经济水平的提高，城市化进程 的速度加快，私家车数量不断增加，这为城市道路规划和停放车辆提出了新的难 题。而目前的现状却是停车位数量有限，车辆违规停放占用车位的现象比比皆是。 因此，对停车场有限的车位进行有效、合理的管理显得尤为重要，合理配置各种 资源，高效、便捷的使用停车场，成为众多物业管理人员急需解决的一大难题[1]。
另一方面，汽车的保有量呈上升趋势，这为各停车场管理车辆提出了新的挑 战，传统的停车场在管理车位方面耗费了大量的人力、物力与财力，然而传统的 停车场管理模式不仅效率低下，还浪费了车主的时间与资源。因此，设计一套智 能化的公共停车位管理系统不仅能将上述问题迎刃而解，还能为用户和停车场管 理员提供良好的使用体验。智能化公共停车位管理系统致力于实现不停车进出控 制，在入场停车和出场缴费等一系列的流程中尽可能减少人员的干预，智能化的 管理模式不仅能为各停车场合理利用车位使其盈利最大化，还能提高各停车场的 工作效率和服务质量。因此，随着智能化与自动化的飞速发展，建立一套公共停 车位智能管理系统是社会流行的必然趋势。
1.1.2 研究意义
公共停车位智能管理系统对于国民经济水平、环境资源保护、国民生活质量 等各方面均有举足轻重的意义：
（1）减少无效交通，提高驾车出行者出行效率，加速社会发展。车主在停 车场寻找车位时存在信息不对称的情况，停车场不能实时更新车位状态，车主因 以巡游寻找车位的方式大量浪费了车主的时间，而且还容易造成道路阻塞，这为 道路增加了无形的交通压力。建立公共停车位智能管理系统可以为车主推荐最优 车位，引导车主快速停车，减少无效寻找车位的时间，提高车主停车的效率，加 速社会发展。
（2）缓解“停车难 ”问题，构建良好民生环境。随着城市化进程的加快， 特别在大城市，出行停车变得越来越难，汽车保有量与车位供需求之间的矛盾日 益尖锐。停车难的问题不仅影响到大、中城市经济、社会的发展，也为人们的工 作和生活造成了诸多麻烦。公共停车位智能管理系统能合理利用车位，从而有效 缓解停车难的问题。
（3）节能环保，促进人类社会可持续发展。随着科技的飞速发展，汽车已 经成为不可或缺的交通工具，然而随着交通产业的发展，汽车产量和保有量大幅
增加，随之而来环境与能源问题也日益突出。公共停车位智能管理系统能够提高 车主停车的效率，减少车辆行驶路程，从而降低了能源消耗，在节能环保的道路 上迈出一大步。
（4）促进停车场管理现代化，改善城市道路交通环境。作为先进的交通管 理系统之一，公共停车位智能系统以信息技术为先导，结合了当今流行的计算机 等技术，提升停车场的现代化管理水平，减少泊车者无效交通，以增强停车场内 和场外周边道路的通行质量，停车场内的信息数据可快速上传至交通管理部门， 为交通管理科学决策提供重点区域数据依据，提升交通管理决策的科学化、现代 化水平，从而改善城市交通环境。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外停车场智能化程度高，车辆进出停车场基本实现无人干预，除了基本功 能外，国外公共停车位智能管理系统还配备了车位引导系统、车位推荐系统、停 车场推荐系统等智能化功能。
在 2018 年 Azhar Somani[2]提出跨平台预订车位的停车系统。该系统通过智 能手机或者电脑端客户端注册登录信息，然后实时查询目的地点停车位情况。在 查询车位信息时，应用程序会自动推荐与目的地相近的停车位并且显示各个停车 位的价格以及坐标位置。最后，该系统设计一套智能终端设备，该设备内置距离 传感器检测车辆是否进入车位，以此来实时检测车位信息状态。
2019 年 Athira[3]等人将计算机视觉技术引入到车辆停车检测，提出了基于光 学字符的智慧停车系统。该系统利用图像处理的方法对停车位信息进行检测。首 先对停车场的所有车位进行编号，然后布置监控器用来覆盖所有车位。该系统以 所有车位均无车辆作为初始状态，然后监控器每隔 5s 实时捕捉图像。最终将识 别结果与初始状态对比分析即可得出车位处于空闲或占用状态。Hasan[4]提出基 于物联网和 TensorFlow 的智能停车系统。该系统首先在停车场内部布置无线局 域网，然后在每个停车位安装智能终端，用来检测车位状态。用户在线实时查车 位并预定车位。该系统通过利用深度学习网络检测车牌号来验证用户信息。同时， 停车场内部布置机器人， 自主为车主导航到车位，以此来减少找车位的时间[5]。
1.2.2 国内研究现状
上世纪 80 年代，汽车逐渐进入我国城市生活，后爆发增长。相较于国外， 国内的研究现状起步较晚，发展较快，但我国对公共停车位领域的研究成就逐渐 丰富、逐步系统化。
近年来，国内在公共停车位领域取得了卓越的成效。2019 年 4 月，厦门软 件职业技术学院张天云[6] ，基于 Android 设计和开发了智能停车管理系统，系统 可以实现预约车位、停车诱导和快速停车等功能，但未实现反向寻车的功能。2019
年 5 月，三亚学院郭芸君[7]基于微信平台设计了智能停车场低成本通信管理系统， 车主利用局域网登录公众号后即可查询和预约车位，当车主进入停车场寻找空闲 车位时，系统还设置了灯光控制功能方便照明停车场，但该系统没有定位导航和 反向寻找车位的功能。2019 年 6 月，大庆油田矿区服务事业部张钦玮[8]的智能化 立体停车系统在地下停车场的应用探讨，基于应对传统停车场成本高、车位少和 车位利用率较低等问题，地下智能立方体车库系统给出了围绕 PLC 展开且利用 REID 射频识别技术的应用[9] ，实现了不停车进出控制和无人化智能管理，该系 统不仅实现图像识别功能用来捕捉车牌号码，还实现了推荐车位等智能化的功能， 但该系统没有实现智能导航和反向诱导寻车功能。
1.2.3 研究现状评述
综上所述，学者对于停车问题分别建立了车位定价模型、车位推荐模型、停 车场设计模型等，为本文的研究提供了诸多的参考价值。但是，目前公共停车位 领域的研究现状仍然存在不足。首先，多数研究者只考虑到车位供需失衡的问题， 但并没有提出如何有效利用现有车位使其利用率得到最大化；其次，研究实用性 不高。尽管公共停车位领域在各方面已取得实质性的进展，但是目前多数停车位 系统均存在各方面的不足，不够系统化与智能化。
针对公共停车位领域，通过查阅大量文献获悉在公共停车位的研究呈现如下 痛点：一是缺乏理论创新，多数学者系统所采用的核心技术与思想均照搬于国外， 只实现系统基本功能，没有为用户提供系统化、智能化的服务；二是系统影响力 有限，多数学者的研究成果很难付诸于城市车位管理规划中，系统的影响力不够、 政策化力度不强。
1.3 研究概述
1.3.1 研究目标
本课题的研究目的是构建一个公共停车位智能管理系统，进而为车主提供更 好地服务体验。
本系统分为六大模块: 用户、车位、停车、投诉与违规、交流和系统管理模 块，六个模块互相协作配合，为用户提供舒适体验。
（1）构建一个公共停车位智能管理系统，为车主提供高效、便捷、安全、 智能化、 自动化服务体验。
（2）综合考虑车位价格/元、等待时长/分、车位行驶距离/米、反向寻车距 离/米、停车难度系数和安全系数六种影响因素，利用熵权法计算权重，再用
TOPSIS 法进行车位评估排名来智能推荐最优车位。
（3）促进理论联系实际的能力，通过本论文的撰写和系统的开发，旨在提 高综合运用所学的专业知识解决实际问题的能力。
1.3.2 研究思路
本系统的研究内容包括：根据项目所选用的开发环境和系统架构，对各功能 模块和用户进行需求分析，在系统设计阶段，采取总体与详细设计相结合，对系 统的功能模块加以实现，最后进行系统测试。
本系统采用面向对象的方法来满足系统开发过程中高质量、可靠性强、易维 护的需求。基于需求分析所得的功能模块加以系统实现，然后通过系统测试验证 系统的健壮性与可维护性。
1.3.3 研究方法
公共停车位智能管理系统的研究方法如下所示：
（1）面向对象的软件开发方法
面向对象的软件开发方法可以很好地适应系统可靠性、可维护性、可管理性 的需求，为用户提供更多优质的服务[10]。
（2）文献阅读法
通过知网、学校图书馆以及百度百科查询与课题相关的论文资料，然后将查 询到的资料进行归纳，学习论文的总体框架、学习对系统的需求分析，对优质论 文进行下载打印阅读，标记好优质部分用于参考。
（3）软件工程知识
使用软件工程中的软件开发设计流程，包括可行性分析、需求分析、总体与 详细设计、系统实现与测试。
（4）研究调查法
针对所研究的课题，对公共停车市场进行调查，利用适当的统计分析方法对 调研的大量数据进行分析，最终得到研究结果。
1.4 系统开发环境
1.4.1 技术选型
表 1.1 后端技术表
技术类型
软件产品
版本
框架、容器
SpringBoot
2.6.7
持久层框架
Mybatis
3.3.0
安全框架
Shiro
1.3.2
项目构建管理
Maven
3.6.3
实体对象构建工具
Lombok
1.16.20
数据格式转换
Fastjson
1.2.73
数据库
MySQL
5. 1
表 1.2 前端技术表
技术类型
软件产品
版本
编程语言
HTML
HTML5
编程语言
JavaScript
ECMAScript 2015
样式表编程语言
CSS
CSS3
前端框架
Vue
2.5.13
前端UI框架
Layui
2.5.5
1.4.2 技术简述
本系统采用 SpringBoot+Vue 技术架构和 MySQL 数据库。
（1）SpringBoot
SpringBoot 设计目的是用来简化新 Spring应用的初始搭建以及开发过程。该 框架使用了特定的方式来进行配置，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。 通过这种方式，SpringBoot 致力于在蓬勃发展的快速应用开发领域成为领导者。
（2）Vue
Vue 是一套用于构建用户界面的渐进式框架。与其它大型框架不同的是，Vue 被设计为可以自底向上逐层应用。Vue 的核心库只关注视图层，不仅易于上手， 还便于与第三方库或既有项目整合。另一方面，当与现代化的工具链以及各种支 持类库结合使用时，Vue 也完全能够为复杂的单页应用提供驱动[11]。
（3）MySQL
MySQL 数据库因其速度快、体积小、可靠性和其开放源代码的特点可以说 是当下最流行的关系数据库管理系统。关系数据库将数据分别保存在不同的表中， 这样做的好处是可以很好的增加速度、增加灵活性。
1.5 论文结构
公共停车位智能管理系统从功能、业务流程、数据流图、开发环境等方面进 行需求分析，对公共停车位智能管理系统的典型业务、架构、数据库进行详细设 计，再对系统的功能模块加以开发实现和测试，从而开发出一个切实可行的公共 停车位智能管理系统。
论文结构详细介绍如下所示：
第一章、绪论。阐述了公共停车位的研究背景与意义、研究现状，对系统所 用的研究目标、思路、方法和开发环境进行简述。
第二章、系统需求分析。重点阐述了公共停车位的需求分析，从典型业务流 程、数据流图出发，对系统非功能需求和可行性分析进行探讨。
第三章、系统设计。对系统的功能模块、流程图、算法模型、系统架构和数 据库表结构加以设计。
第四章、系统实现。将系统各功能模块加以编码实现。
第五章、系统测试。评判系统是否可以上线运行。
第六章、总结与展望。总结系统的优势和不足，为进一步开发实现制定实质 性的方案。
1.6 本章小结
本章通过对国内外文章和期刊的研究，分析了公共停车位的背景和意义，结 合公共停车位的现状，提出了研究内容和思路。最后，综合上述研究结果，对研 究方法、技术和开发环境进行了讨论。
2 系统需求分析
2.1 功能性需求分析
根据目前的背景与现状，经过长期的调查研究，从用户和系统需求的角度出 发，逐步将业务需求转为功能性需求。本系统将权限分为用户、停车场管理员、 系统管理员三种。
（1）用户操作用例。用户登录系统，操作用例包括：入场停车、出场缴费、 预约车位、获取最优车位、查询等待空闲车位时长、查看违规处罚、发布投诉建 议、发起论坛交流、添加收藏，如图 2. 1 所示。
图 2.1 用户操作用例图
4 系统实现
4.1 用户前台功能模块
4.1.1 注册登录模块
通过填写用户名、密码、联系电话、车牌号码等信息完成用户注册，注册后 输入用户名、密码，即可进入公共停车位智能管理系统，如图 4.1 、4.2 所示。
图 4.1 用户注册页面
用户注册模块编程思路：
当用户注册时，首先，在数据库中保存当前的用户信息之前，先判断当前用 户名是否存在，如果存在则直接返回错误；如果当前用户名不存在则保存用户信 息，并将用户的密码进行加密处理。
用户注册模块核心源代码：
@IgnoreAuth
@RequestMapping(“/register”)
public R register(@RequestBody YonghuEntity yonghu){
YonghuEntity user = yonghuService.selectOne(new EntityWrapper <YonghuEntity>().eq(“yonghuming”, yonghu.getYonghuming())); if(user!=null) {
return R.error(“注册用户已存在”);
}
return R.ok();
}
图 4.2 用户登录页面
用户登录模块编程思路：
当用户登录时，根据用户输入用户名去数据库中查询是否存在该用户名，如 果存在,则判断密码是否一致，如果一致，则用户登录成功；如果不一致,则用户 输入错误。判断密码是否一致时，根据数据库加密密码与对接收密码进行 Jasypt 加密之后比较即可。最后，保存用户登录标记到 Session 中。
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