摘 要
随着计算机信息技术的发展，越来越多的用户使用管理系统，各种信息化应用出现在停车管理中，特别是超时代停车场拥有大量的用户群，使用管理平台可以为人们的生活提供便利。另一方面，我国汽车保有量日益增加，各大城市停车难问题不断呈现。如何有效找到空闲停车位，是人们出行密切关注的问题。本文针对车位资源紧张的现状，通过搭建基于java的停车场车位管理系统，帮助用户快速找到空闲车位，解决城市停车难问题，帮助停车管理员提高管理效率。
本系统是选择面向对象的Java语言开发，通过spring boot框架进行设计，使用关系型数据库MySQL存储数据。使用BP神经网络预测车位状态，用户只需要通过浏览器访问系统即可获取泊车信息，并可以在线管理停车业务，实现了信息的科学管理与查询统计。本文先通过对相关系统的调研，提出开发基于java的停车场车位管理系统的意义，然后使用当前主流的技术进行开发，满足基于java的停车场车位管理系统的技术要求，分析系统需要实现的功能并进行设计。梳理业务流程，并根据功能设计数据库，最后通过编码实现，介绍实现的关键算法逻辑。在测试阶段通过测试用例来确保系统可以正常运行，并达到前期要求的目的。系统的实施方便了自动泊车管理，将信息化技术完美的应用在基于java的停车场车位管理系统中，使得自动泊车变得快捷高效。
关键词：Spring Boot；Java；停车管理；停车场
Abstract
With the development of computer information technology, more and more users use the management system, and various information applications appear in the parking management. In particular, there are a large number of users in the Super Age parking lot. The use of the management platform can provide convenience for people\'s life. On the other hand, the number of cars in China is increasing day by day, and the problem of parking difficulty in major cities is constantly emerging. How to find free parking space effectively is a problem that people pay close attention to when traveling. In view of the current situation of the shortage of parking space resources, this paper builds an automatic parking management system to help users quickly find free parking space, solve the problem of urban parking difficulties, and help parking administrators improve management efficiency.
The system is developed in the object-oriented Java language, designed through the spring boot framework, and uses the relational database MySQL to store data. Using B/S development mode, users only need to access the system through browser to obtain parking information, and can manage parking business online, realizing scientific management and query statistics of information. This paper first puts forward the significance of developing the automatic parking management system through the investigation of relevant systems, and then uses the current mainstream technology to develop, meet the technical requirements of the automatic parking management system, analyze the functions that the system needs to achieve and design. Sort out the business process, design the database according to the function, and finally implement it by coding, introducing the key algorithm logic. In the test phase, test cases are used to ensure that the system can operate normally and achieve the purpose of the preliminary requirements. The implementation of the system facilitates the automatic parking management. The perfect application of information technology in the automatic parking management system makes the automatic parking become fast and efficient.
Keywords：Spring Boot; Java； Parking management; Automatic parking.
目 录
摘 要
I
ABSTRACT
II
第1章 绪论
1
1.1课题背景
1
1.2国内外应用的现状
1
1.3本系统设计的目的和意义
2
第2章 相关技术介绍
4
2.1 JAVA技术
4
2.2 MYSQL数据库
4
2.3 前端VUE框架
4
2.4 SPRINGBOOT框架
5
第3章 系统分析与设计
6
3.1 系统的需求分析
6
3.1.1 用户需求分析
6
3.1.2 系统用例图
6
3.1.3 用例描述
7
3.2 可行性分析
9
3.2.1 经济可行性
9
3.2.2 技术可行性
9
3.2.3 法律可行性
9
3.3 系统功能设计
9
3.3.1 用户注册模块
9
3.3.2 用户登录模块
10
3.3.3 停车场管理模块
11
3.3.4 预留停车管理模块
12
3.4 数据库设计
13
3.4.1 数据库ER图
13
3.4.2 数据库表设计
15
第4章 系统实现
22
4.1 管理员功能实现
22
4.1.1 管理员登录功能实现
22
4.1.2 车主管理功能实现
22
4.1.3 停车场管理功能实现
24
4.1.4 停车管理功能实现
25
4.2 车主功能实现
26
4.2.1 登录管理实现
26
4.2.2 个人中心功能实现
27
4.2.3 停车公告能实现
28
4.2.4 停车记录查询功能实现
28
第5章 系统测试
30
5.1 测试环境
30
5.2 功能测试
30
5.3 测试结论
32
总结
33
参考文献
34
致谢
36
第1章 绪论
1.1课题背景
在汽车行业发展势头良好的情况下,与汽车相关的行业如:自动泊车也随之兴起,并有良好的发展趋势。而自动泊车系统顾名思义是以自动化的设备来进行泊车的一套系统。自动泊车系统的普及,有利于手工业向自动化方向的转变。
随着全社会国民经济速度近年来的连续迅猛高增长,人民文化生活整体水平和日益水平的日益迅速和提高,近年来,私人小汽车出行消费数量逐年地大幅的增多,城市环境改善中产生的由于泊车和出行打车难等引发起来的巨大城市交通矛盾将变得也越来越地明显与尖锐,尤其是出现问题在北方某些省会大中城市会显得问题更为明显尖锐而突出。随着汽车经济时代的高速发展,人们生活水平都极大程度的都在提高,汽车司机们的泊车从业人群数量也自然的也是会的越来越多,泊车的这个大产业规模也都在的越来越多的在壮大,如何才能够在泊车这样一个众多的行业的泊车服务从业者大军中都能在脱颖而出,在我们目前中国这个汽车分秒钟必争的市场的大时代环境里它无疑是会更具有的一种极其的潜在和巨大的无比的巨大的市场价值优势和市场竞争的领先优势。同时合理使用它的同时也无疑将有效节约用了社会更多而有限资源的城市停车资源,实现符合当前国家建设成为全面的节约型发展新时期社会经济新发展的大时代需要。
1.2国内外应用的现状
在国外，由于城市化进程的发展，停车难的问题一样存在，但是由于发达国家信息技术应用较早，在解决停车问题上进行了研究和解决。日本通过停车场导引系统帮助用户快速找到车位，在导引系统中，通过显示屏显示停车场车位情况，绿色表明可以停车，并提供停车场区位指引，车主可以快速的到达停车场，完成停车，减少了违规乱停的现象，但是导引系统也存在一定的问题，比如驾驶员离开停车场后显示屏无法及时更新车位，导致车位利用率有限。通过网络的发展，将网络技术应用在智能停车管理系统中，在停车场布置传感器，结合停车出入口光电传感，将数据上传到服务器，通过数据库存储车位的状态，使用停车管理系统查询车位情况，提高整个停车场的利用率。而智能手机的发展也极大的帮助停车问题，一些国家将大屏显示器转换为手机屏幕，帮助车主通过自己手机可以快速的查询空闲停车位。在意大利开发了一款智能停车APP，车主可以将个人的停车位通过APP进行出售，其他车主查询空闲的车位并在线竞拍，停车APP的推出，为市民带来了便利，解决了停车问题。
在我国，因为信息技术发展较晚，又加上近两年汽车保有量迅速提升，造成停车难的问题突出明显。近年来各城市也纷纷使用停车诱导系统、停车预约系统、车位管理系统、车位预约系统解决停车问题。通过多渠道解决车位管理，帮助用户快速找到停车场。随着大数据的发展，停车难的问题逐渐得到缓解，在日常停车中，多种管理系统和停车方案可以合理的解决停车问题。但是在节假日高峰时期，仍然存在停车难，比如10.1节假日高峰期，各旅游景点、热门区域无法承受过多的车辆，造成停车困难。
当前市面上也存在许多成熟的案例，如丁丁停车、悠车位帮助用户提前预定并结合物联网技术，形成一套完整的app，实现车位的共享和预约，大大方便用户的使用。可见，为了解决城市停车难的问题，只有使用信息化的技术手段，才能有效的解决并缓解城市交通压力。
1.3本系统设计的目的和意义
随着信息技术的发展，将停车管理运用在系统中，实现超时代停车场管理，解决城市车辆乱停乱放等各种问题。
从城市发展方面来说，基于java的停车场车位管理系统将实现城市停车场智能管理，实现停车位的智能调配，帮助改善城市交通，提高城市交通的管理效率，也是解决交通拥堵的一种方法。
从车主角度来说，本基于java的停车场车位管理系统帮助车主在第一时间找到车位，不再为出行难很犯愁，可以利用更多的时间进行工作和学习。
对于停车场管理员，帮助管理员提高管理效率，有效解决人工记录效率低的问题。实现停车费用的智能计算，通过查询功能实现停车费用的统计、停车场空闲车位的统计，使得停车问题系统化、数字化、智能化。
第2章 相关技术介绍
2.1 JAVA技术
基于java的停车场车位管理系统后台使用面向对象的Java技术进行编程，Java语言是sun公司开发的，具有面向对象的特点，目前在市场占有率上居高临下，在经过多年的发展中，Java语言一直深受程序员的喜爱。Java可以跨多平台进行编程，不限于Windows操作系统，通过编译后生成类文件，为不同的管理系统提供接口操作。Java语言作为一种服务器端的语言，可以为目前流行的APP、微信小程序提供后台支持，一些复杂的算法和逻辑都在Java中得以实现，并返回结果给前台。所以Java是面向后台编程，与其对应的是前台。Java的前台语言是JSP，通过JSP读取后台的方法实现数据的展现，JSP可以和Java进行很好的对接。
2.2 MySQL数据库
数据库是基于java的停车场车位管理系统不可或缺的组成部分，本系统使用MySQL数据库的原因是其安全、稳定、成熟、可靠性强。MySQL是一个关键性的数据库，比起大型数据库，关系型MySQL数据库具有很强的灵活性。MySQL不但可以和Java语言进行搭建系统，也可以和php、python等进行搭配。MySQL数据库可以存储多种格式的内容，常见的有文本，也可以存储整数、浮点数、日期，还可以存储二进制字节，程序中对文件或图片进行处理，转换为二进制数据后。将整个的二进制内容保存在对应的数据库类型字段中，这些二进制文件一般比较大，如果存储在数据库中，比较占用数据库的存储空间。特别是对于具有大量文件系统来说，往往是通过存储文件的路径来实现减轻数据库的读取效率。
2.3 前端Vue框架
Vue可以和第三方进行整合。Vue.js兼具安angular.js和react.js优点，以数据驱动和组件思想构建，提供简洁理解的API，可以快速的使用并上手。Vue可以实现页面开发，手机应用开发用程序开发。Vue是通过官方的脚手架工具进行创建，然后完成开发时通过命令进行安装。Vue支持响应式布局，根据浏览器面对的大小自动显示布局。
2.4 SpringBoot框架
Springboot是一个全新的Java框架，简化了配置，提高了开发效率。作为目前Java开发框架的领导者，Springboot基于spring4.0进行设计。可以创建可执行的jars，内嵌了tomcat容器，简化了操作。Springboot通过自动化的Spring容器实现，不需要通过XML进行复杂的配置。
Spring框架是Java的开源框架，具有反转特性，通过控制反转实现依赖收入，管理容器的生命周期。实现数据持续化管理，通过控制反转进行项目维护，利用Java的反射机制对项目进行统一。Spring框架具有面向切片的框架，提供基本的aop特性，可以进行事务管理和远程访问，还支持Spring和事务一起使用，灵活的对数据访问进行控制。
Springboot具有开箱即用和约定优于配置的策略特点。开箱即用指的是不需要通过复杂的配置文件使用程序的注解来替代，可以让程序员更加关注于具体的业务，实现了轻配置重开发的目的。约定优于配置也是减少了XM配置，可以实现代码的编译打包自动化管理。配置虽然实现了自动化工作，但是也增加了代码的灵活性，不便于程序的调试跟踪。
Springboot常用的注解包括@configuration、@bean、@ComponentScan、@PropertySource、@Impor、@MapperScan，通过注解方法替代了XML的配置。执行流程是通过Springboot对象实例，然后执行run方法。完成后便利加载SpringApplicationRunListener，调用他们的其他的方法创建当前的Springboot的配置环境，然后遍历所有的environmentPrepared方法。然后通过@EnableAutoConfiguration获取IOC容器配置，调用 ApplicationContext 的方法，最后执行执行finished() 方法，完成调用。
2.5 BP神经网络
BP（Back Propagation）神经网络是一种基于误差反向传播的多层前馈神经网络，也是应用最广泛的监督学习算法之一。它由输入层、隐含层和输出层构成，通过正向传播计算输出结果，反向传播不断修正权重与偏置，使网络输出不断逼近预期值，最终实现数据预测、模式识别与智能决策。在基于BP神经网络的停车场管理系统中，该算法核心用于车位状态智能预测，是实现智慧停车的核心技术。
BP神经网络的工作流程分为正向传播与误差反向传播两个阶段。正向传播时，系统将停车场实时采集的特征数据，如天气状况、日期类型、时段、历史车位使用率、车辆入场数量等作为输入层参数，数据经过加权求和与激活函数处理后传输至隐含层。隐含层作为特征提取核心，对多维度数据进行非线性映射与特征融合，挖掘停车行为与车位状态之间的潜在关联，最终将处理结果传输至输出层，得到车位空闲/已满状态、车位使用率等预测结果。若输出结果与实际目标值存在误差，则启动误差反向传播流程。
反向传播阶段，算法采用梯度下降法，将输出层的误差逐层反向传递至输入层，按照误差最小化原则，动态调整各层神经元之间的连接权重和阈值。通过不断迭代训练，降低预测误差，提升模型的准确性与稳定性。当误差达到设定阈值或迭代次数满足要求时，网络训练完成，形成成熟的预测模型，可直接应用于停车场实时管理中。
在本停车场管理系统中，BP神经网络展现出极强的实用性。针对天气、时段等影响车位使用的关键因素，模型可快速计算不同条件下的车位空闲概率，例如晴天、阴天、雨雪天气对应的车位使用率差异，精准预测车位状态。系统结合训练好的BP模型，实时动态更新车位状态，替代传统固定规则判断，实现车位状态的智能化自适应调整。同时，该算法还能预测短期停车流量，辅助系统进行车位调度、收费策略优化与出入口管控，提升停车场运营效率。
相较于传统算法，BP神经网络具备强大的非线性拟合能力与自适应学习能力，能够适配停车场复杂多变的使用场景，有效处理多因素耦合影响下的决策问题。在实际应用中，该算法训练速度快、预测精度高，可稳定适配中小型停车场的实时管理需求。通过BP神经网络的赋能，本系统摆脱了传统停车管理的被动模式，实现了从人工管控到智能决策的升级，大幅提升了停车场资源利用率与用户体验，为智慧停车系统的高效运行提供了可靠的算法保障。
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