基于Python+大数据的共享单车数据可视化辅助分析系统设计与实现

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一.前言

在全球经济快速发展的背景下，共享单车作为一种新兴的共享经济模式，已经成为现代城市生活中不可或缺的一部分。随着共享单车规模的不断扩大，海量的骑行数据被产生，包括骑行轨迹、用户行为、车辆分布等信息。这些数据背后蕴含着丰富的有价值的信息等。然而，传统的共享单车运营方式面临信息不对称、调度不合理、用户需求不明确等挑战。因此，如何有效地利用这些数据，通过数据可视化的方式将其转化为直观、易于理解的信息，对于共享单车企业的运营管理、城市规划部门的交通规划以及用户的出行决策都具有重要意义。

大数据技术的快速发展为共享单车数据的处理和分析提供了强有力的支持。大数据技术能够高效地从复杂和多源的数据中提取有价值的信息，支持实时处理和决策。Python作为一种流行的编程语言，拥有丰富的数据处理和可视化工具等，为共享单车数据的可视化分析提供了完美的平台。通过Python的数据处理和可视化库，可以读取和处理共享单车数据，将其转化为可视化信息，如折线图、散点图、柱状图等，从而更加清晰地了解共享单车使用的规律和趋势。

二.技术环境

开发语言：Python
python框架：django
软件版本：python3.7/python3.8
数据库：mysql 5.7或更高版本
数据库工具：Navicat11
爬虫框架：Scrapy
大数据框架：Hadoop
开发软件：PyCharm/vs code
前端框架:vue.js

三.功能设计

管理员端的功能主要是开放给系统的管理人员使用，能够对用户的信息进行管理，包括对用户管理、场地信息、单车信息、租赁信息、归还信息、共享单车进行查看，修改和删除、新增等，对系统整体运行情况进行了解。

用户的功能主要是对个人账号和密码进行更新管理，对首页、场地信息、单车信息、公告信息、个人中心进行查询详情操作。
用户用例分析图，如图所示。

四.数据设计

系统需要数据库存储系统中的信息，MySQL数据库能够处理系统的信息，当考研信息爬虫与分析需要数据的时候，MySQL数据库能够取得数据交给服务端处理。MySQL数据库能够使用可视化软件操作，管理员可以在可视化软件对数据库的信息管理。
系统数据层设计包括了E-R设计，系统数据实体的设计依赖于E-R的分析和设计，通过E-R能够得到数据库表的设计，E-R能够描述系统所涉及到的实体，还能够描述系统中不同实体的联系和关系。系统总体E-R图如下所示：

五.部分效果展示

5.1前台用户功能实现效果

当游客打开系统的网址后，首先看到的就是首页界面。在这里，游客能够看到共享单车数据可视化辅助分析系统的导航条显示首页、场地信息、单车信息、公告信息等。系统首页界面如图所示：

用户点击单车信息；在单车信息页面的搜索栏输入单车编号等信息，进行查询，然后还可以查看单车编号、场地编号、价格/小时、车辆状态、实时时间、点击次数等信息，如有需要可以租赁、收藏等操作；如图所示。

用户点击场地信息；在场地信息页面的搜索栏输入场地编号等信息，进行查询，然后还可以查看场地名称、场地编号、场地名称、车辆数量、场地状态等信息，如图所示。

用户点击个人中心，在个人中心页面填写详细信息，进行更新信息操作，还可以对修改密码、租赁信息、归还信息、我的收藏等进行详情操作，如图所示。

5.2后台管理员功能实现效果

管理员登录，通过登录页面填写用户名和密码等信息，进行登录操作，如图所示。

管理员登录进入共享单车数据分析与辅助管理系统可以查看系统首页、用户、场地信息、单车信息、租赁信息、归还信息、共享单车、系统管理、个人中心等功能进行详细操作。

管理员点击场信页面，可以对场地编号、图片、场地名称、车辆数量、场地状态的信息进行搜索、新增、修改和删除等操作，如图所示。

单车信息管理功能实现是在Flask后端部分，您需要创建一个新的应用，然后在该应用下创建一个模型（models.py）来定义单车的数据结构，使用Flask的ORM来处理与MySQL数据库的交互，包括单车信息的增删改查等操作。接着，在views.py中编写视图逻辑来处理前端请求，使用Flask的URL路由（urls.py）将请求映射到相应的视图函数。对于数据的验证和序列化，可以使用Flask的表单或序列化器来实现。在前端Vue.js部分，将创建相应的Vue组件，在这些组件中使用axios或其他HTTP库与Flask后端的API进行交互，实现单车信息的展示、添加单车信息、编辑单车信息和删除单车信息等功能。状态管理可以通过Vuex来维护，比如在store目录下定义单车信息模块的状态、突变、动作和获取器。管理员点击单车信息；在单车信息页面通过对车辆状态、场地编号、单车编号等信息，进行搜索，新增、修改或删除单车信息等操作；如图所示。

管理员点击归还信息；在归还信息页面通过对订单编号、单车编号、起始场地、图片、价格/小时、骑行时长、总费用、骑行时间、归还时间等信息，进行搜索，新增、修改或删除单车信息等操作；如图所示。

管理员点击共享单车；在共享单车页面通过对订单、骑自行车、开始时间、起始位置1、起始位置2、结束时间、结束位置1、结束位置2等信息，进行爬虫数据、新增、修改或删除共享单车等操作；如图所示。

5.3可视化大屏展示功能实现效果

由于爬取的数据过多，本系统使用数据仓库架构，它包含了数据存储、数据集成、数据清洗、数据转换和数据分析等多个方面。利用Flask框架搭建前端网站，定义一个Flask应用实例，并配置密钥以保护用户会话的安全性。为了确保前端请求时能快速获取到结构清晰、适于展示的数据，设计一系列query函数来建立与MySQL数据库的连接，这些函数作为API接口供前端调用。同时，在前端通过HTML构建页面的结构，利用CSS进行样式定制，创建出既能展示数据又能嵌入图表的卡片布局，系统基本情况展示，在这里能查看到归还信息总数、共享单车总数、订单统计、骑行统计、场地使用统计、场地收入统计等数据，如图所示。

六.部分功能代码

import scrapy
import pymysql
import pymssql
from..items import xiangmuItem
import time
import re
import random
import platform
import json
import os
from urllib.parse import urlparse
import requests
import emoji
classxiangmuSpider(scrapy.Spider):
    name ='xiangmuSpider'
    spiderUrl ='https://url网址'
    start_urls = spiderUrl.split(";")
    protocol =''
    hostname =''def__init__(self,*args,**kwargs):super().__init__(*args,**kwargs)# 列表解析defparse(self, response):
        
        _url = urlparse(self.spiderUrl)
        self.protocol = _url.scheme
        self.hostname = _url.netloc
        plat = platform.system().lower()if plat =='windows_bak':passelif plat =='linux'or plat =='windows':
            connect = self.db_connect()
            cursor = connect.cursor()if self.table_exists(cursor,'xiangmu')==1:
                cursor.close()
                connect.close()
                self.temp_data()returnlist= response.css('ul.subject-list li.subject-item')for item inlist:

            fields = xiangmuItem()

            fields["laiyuan"]= self.remove_html(item.css('div.pic a.nbg::attr(href)').extract_first())if fields["laiyuan"].startswith('//'):
                fields["laiyuan"]= self.protocol +':'+ fields["laiyuan"]elif fields["laiyuan"].startswith('/'):
                fields["laiyuan"]= self.protocol +'://'+ self.hostname + fields["laiyuan"]
            fields["fengmian"]= self.remove_html(item.css('div.pic a.nbg img::attr(src)').extract_first())
            fields["xiaoshuoming"]= self.remove_html(item.css('div.info h2 a::attr(title)').extract_first())

            detailUrlRule = item.css('div.pic a.nbg::attr(href)').extract_first()if self.protocol in detailUrlRule:passelif detailUrlRule.startswith('//'):
                detailUrlRule = self.protocol +':'+ detailUrlRule
            else:
                detailUrlRule = self.protocol +'://'+ self.hostname + detailUrlRule
                fields["laiyuan"]= detailUrlRule

            yield scrapy.Request(url=detailUrlRule, meta={'fields': fields},  callback=self.detail_parse)# 详情解析defdetail_parse(self, response):
        fields = response.meta['fields']try:if'(.*?)'in'''div#info span a::text''':
                fields["zuozhe"]= re.findall(r'''div#info span a::text''', response.text, re.S)[0].strip()else:if'zuozhe'!='xiangqing'and'zuozhe'!='detail'and'zuozhe'!='pinglun'and'zuozhe'!='zuofa':
                    fields["zuozhe"]= self.remove_html(response.css('''div#info span a::text''').extract_first())else:
                    fields["zuozhe"]= emoji.demojize(response.css('''div#info span a::text''').extract_first())except:pass# 去除多余html标签defremove_html(self, html):if html ==None:return''
        pattern = re.compile(r'<[^>]+>', re.S)return pattern.sub('', html).strip()# 数据库连接defdb_connect(self):type= self.settings.get('TYPE','mysql')
        host = self.settings.get('HOST','localhost')
        port =int(self.settings.get('PORT',3306))
        user = self.settings.get('USER','root')
        password = self.settings.get('PASSWORD','123456')try:
            database = self.databaseName
        except:
            database = self.settings.get('DATABASE','')iftype=='mysql':
            connect = pymysql.connect(host=host, port=port, db=database, user=user, passwd=password, charset='utf8')else:
            connect = pymssql.connect(host=host, user=user, password=password, database=database)return connect

    # 断表是否存在deftable_exists(self, cursor, table_name):
        cursor.execute("show tables;")
        tables =[cursor.fetchall()]
        table_list = re.findall('(\'.*?\')',str(tables))
        table_list =[re.sub("'",'',each)for each in table_list]if table_name in table_list:return1else:return0@main_bp.route("/python05c7298x/danchexinxi/save", methods=['POST'])defpython05c7298x_danchexinxi_save():'''
    '''if request.method =='POST':
        msg ={"code": normal_code,"msg":"success","data":{}}
        req_dict = session.get("req_dict")if danchexinxi.count(danchexinxi, danchexinxi,{"danchebianhao":req_dict["danchebianhao"]})>0:
            msg['code']= crud_error_code
            msg['msg']="单车编号已存在"return jsonify(msg)for key in req_dict:if req_dict[key]=='':
                req_dict[key]=None
        error= danchexinxi.createbyreq(danchexinxi, danchexinxi, req_dict)if error!=None:
            msg['code']= crud_error_code
            msg['msg']= error
        return jsonify(msg)

为什么选择我们

大学毕业那年，曾经有幸协助指导老师做过毕业设计课题分类、论文初选（查看论文的格式）、代码刻录等打杂的事情，也帮助过同界N多同学完成过毕业设计工作，毕业后在一家互联网大厂工作8年，先后从事Java前后端开发、系统架构设计等方面的工作，有丰富的编程能力和水平，也在工作之余指导过别人完成过一些毕业设计的工作。2016年至今，团队已指导上万名学生顺利通过毕业答辩，目前是csdn特邀作者、CSDN全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/B站/知乎等平台优质作者,计算机毕设实战导师，专注于大学生项目实战开发,讲解,毕业答疑辅导，欢迎咨询~✌

最后

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