一．研究目的及意义
本报告紧密围绕校园低碳出行推广核心需求，以引导师生养成绿色出行习惯、助力校园绿色交通管理数字化升级为目标，设计实现适配校园场景的低碳出行路径推荐系统，覆盖需求分析、功能开发至测试验证全流程，兼具理论与实践意义。具体研究目标为：通过多种采集方式精准获取师生步行、骑行等低碳出行数据，结合校园路网封闭性、高峰拥堵波动等特性优化路径规划算法，提供兼顾通畅性、安全性与节能性的个性化路线推荐；配套构建积分激励与数据可视化功能，通过碳减排量-积分挂钩、奖励兑换及数据展示强化师生低碳出行意识并引导长期践行，最终为校园绿色出行政策制定、交通资源优化配置提供数据支撑与技术赋能，助力低碳校园建设落地。研究意义方面，理论上立足校园场景特殊性，攻关出行数据采集、碳减排核算、多目标路径推荐等核心技术，丰富校园低碳出行领域研究成果，填补相关算法校园适配空白，构建“数据采集-路径优化-行为激励-数据支撑”闭环逻辑，为同类系统研发提供参考；实践上实现师生与管理方双向赋能，既为师生降低出行决策成本、强化绿色意识，也为管理方优化资源配置、制定政策提供精准数据，同时验证技术校园适用性，形成可复用架构模块，积累智慧交通建设经验，助力低碳校园与智慧校园协同发展。
二．国内外研究现状
2.1国外研究现状
在校园交通可持续发展研究领域，国外学界将校园视为城市复杂网络的微观缩影，研究聚焦步行、骑行等低碳出行的路网优化，以提升校园出行效率与可持续性。国际层面，Chen等[1]结合计划行为理论与技术接受模型，调研发现校园电动自行车不合规行为受感知有用性等认知因素驱动，学生低碳环境感知能力会影响出行选择，为交通干预方案提供了依据；Shin等[2]提出基于条件生成对抗网络的路线推荐方法，通过用户特征向量与锚点扩展算法生成个性化路线，解决了偏好捕捉不足的问题。
综上，现有研究虽提供了理论与技术支撑，但前者未联动路径推荐系统，后者未适配校园封闭路网与低碳场景特征，均缺乏对“行为引导-路径优化-低碳目标”全流程的整合性探索，难以直接服务于《校园低碳出行路径推荐系统设计与实现》的实践需求。
2.2国内研究现状
国内学界围绕校园低碳出行及相关技术支撑展开了多维度研究，为校园低碳出行路径推荐系统的设计与实现提供了多方面参考。其中，庄将将[3]提出物联网技术作为智慧校园建设的核心支撑，可通过感知层、网络层与平台层的协同运作实现校园管理数字化升级，在行为引导与激励机制领域，巨苗苗[4]以特定高校为案例，通过调研分析大学生低碳行为特征与激励偏好，提出“基础—进阶—社群”三层激励机制。代志涛等[5]则针对数据存储与同步的核心问题，提出基于数据版本管理、哈希比对等技术的智能化同步与修复方法，提升了MySQL与Redis组合架构下的数据同步准确性。碳足迹核算方面，蔡鑫等[6]以特定高校为案例，分析碳排放构成并设计低碳情景规划。个体出行决策研究中，邵丹萍等[7]构建低碳出行决策模型，证实碳积分激励的引导作用。场景与算法适配相关研究中，王志建等[8]提出基于道路网络建模的路径规划方法，但该研究未针对校园低碳出行的路网特征进行适配优化，难以直接应用于校园路径推荐系统的场景构建。胡耀炜等[9]提出的复杂动态环境下移动机器人双层路径规划方法，实现了高质量路径生成与动态障碍规避；郭孟泽等[10]的综述指出绿色出行目标导向下，深度强化学习能突破传统路径规划方法的局限性，但该研究未针对校园低碳出行场景的特性探讨算法适配与落地策略，难以指导校园低碳出行路径推荐系统的算法选型与优化。
综上，国内现有研究虽覆盖技术支撑、行为引导等多个维度，但存在明显的碎片化局限，既未围绕校园低碳出行路径推荐的核心目标形成技术、行为与低碳目标的协同整合，难以直接支撑系统的完整设计与落地实现。
三．本课题要解决的问题和拟采用的研究手段（途径）
3.1研究内容
围绕校园低碳出行推广的实际需求，结合路径规划与数据管理技术，本课题主要开展以下几个方面的研究工作：
（1）校园低碳出行路径推荐系统的总体设计
结合校园出行特点，对系统进行整体规划，明确系统在出行数据采集、路径推荐、碳减排与积分计算、数据展示等方面的功能定位，构建完整的系统架构与业务流程。
（2）基于校园路网的低碳出行路径规划实现
以校园内部路网为基础，实现面向步行、骑行等低碳出行方式的路径规划功能，为用户提供相对合理的出行路线推荐。
（3）出行数据记录与碳减排、积分计算方法设计
对用户的低碳出行行为进行记录，并结合出行距离和方式，实现碳减排量与积分的基本计算和管理。
（4）出行数据展示与用户交互功能实现
通过界面形式对用户出行记录、积分情况和路径推荐结果进行展示，提升系统的可用性和用户参与度。
校园低碳出行路径推荐系统包括用户端和管理端，用户端包括四个功能，具体如下：
1.提供账号注册与登录的基础服务
2.支持个人信息的展示与维护
3.可切换步行、骑行等低碳出行方式
4.基于输入的起点与终点规划推荐兼顾通畅性与节能性的校园最优低碳出行路线
管理端包括六个功能，具体如下：
1.核算用户低碳出行对应的碳减排量
2.积分获取与兑换的相关规则
3.统计全校师生的低碳出行参与排名
4.对用户账号进行审核、维护等管理操作
5.查询用户的历史出行记录等数据
6.分析校园内的热门出行路线，为校园绿色交通管理提供数据支撑
校园低碳出行路径推荐系统实现功能图示意图如图1所示。

图 1校园低碳出行路径推荐系统实现功能示意图
3.2本课题要解决的问题
结合上述研究内容，本课题需要重点解决以下几个问题：
（1）系统功能分散、整体流程不清晰的问题
如果缺乏统一的系统设计，路径推荐、出行记录和积分管理等功能容易各自独立，难以形成完整的低碳出行服务体系。
（2）校园低碳出行路径缺乏有效推荐的问题
在校园出行中，用户往往依赖经验选择路线，缺乏结合路网信息的路径推荐支持，难以对低碳出行进行有效引导。
（3）低碳出行行为难以量化与持续记录的问题
仅鼓励低碳出行难以形成长期效果，需要将出行行为转化为可记录、可计算的数据，以支撑碳减排与积分激励机制。
（4）出行与积分信息展示不直观的问题
如果系统不能清晰展示用户的出行记录、积分变化等信息，将影响用户的参与积极性和系统的使用体验。
3.3拟采用的研究手段
（1）基于系统分析的整体架构设计方法
针对系统功能分散、流程不清晰的问题，本课题首先采用系统分析方法，对校园低碳出行的业务场景和功能需求进行全面梳理。在此基础上，对系统进行模块化设计，将系统划分为出行数据采集模块、路径推荐模块、碳减排与积分计算模块、数据存储模块以及用户界面模块等。
通过明确各模块的功能边界和数据交互关系，使系统整体运行流程更加清晰，避免功能交叉或逻辑混乱。同时，该方法有助于在系统实现过程中分阶段完成各模块的开发与集成，保证系统结构的合理性和后续扩展的可行性。
（2）基于校园路网的路径规划与推荐技术
针对校园低碳出行路径缺乏有效推荐的问题，本课题基于校园内部路网信息构建路径规划模型。通过对校园道路节点与连接关系进行建模，将校园道路抽象为图结构，在此基础上实现基本的路径搜索与推荐功能。
在路径推荐过程中，系统结合出行方式（如步行或骑行）对路径长度进行计算，并给出相对合理的路线选择。该方法能够利用已有的校园路网数据，实现路径规划逻辑，避免依赖复杂的外部地图服务，适用于校园范围内的低碳出行场景。
（3）基于出行距离的碳减排与积分计算方法
针对低碳出行行为难以量化和记录的问题，本课题通过对用户出行距离和出行方式进行记录，构建碳减排与积分的基础计算模型。系统根据用户选择的低碳出行方式，对出行距离进行统计，并结合预设的换算规则，估算对应的碳减排量和积分值。该方法能够将抽象的低碳出行行为转化为具体的数据指标，为积分激励机制提供依据。同时，通过对出行记录的持续保存，实现对用户低碳出行行为的长期跟踪和管理，增强系统的引导作用。
（4）基于数据存储与可视化的用户交互实现方法
针对出行与积分信息展示不直观的问题，本课题在系统中引入MySQL数据库技术与数据可视化展示技术。系统采用MySQL搭建结构化数据存储架构，将用户的出行记录、碳减排数据、积分变化等信息按照标准化数据格式进行统一存储与高效管理，支持出行轨迹、积分明细等数据的快速查询与批量检索，保障数据存储的安全性与一致性。
通过图表、列表等形式展示用户出行情况和积分累计结果，使用户能够直观了解自身低碳出行行为及其成效，从而提高系统的可用性和用户参与度。同时，基于MySQL存储的结构化数据，也为后续的校园低碳出行统计分析、管理决策制定提供了可靠的数据支撑。
四．工作进度安排
设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期
1 撰写开题报告，完成开题答辩 2025年12月05日~2025年12月30日
2 资料收集，需求分析 2025年12月31日~2026年02月01日
3 系统设计、编码 2026年02月02日~2026年03月01日
4 系统测试、撰写论文 2026年03月02日~2026年04月01日
5 论文修改完善、查重 2026年04月02日~2026年04月30日
6 论文定稿、答辩 2026年05月01日~2026年05月25日
五．参考文献
[1]CHEN H, GUO Y, LI L. Promoting sustainable mobility on campus: uncovering the behavioral mechanisms behind non-compliant e-bike use among university students [J]. Sustainability, 2025,17(15):7147-7747.
[2]SHIN S, NGUYEN L V, NALEPA G J, etal. Conditional Generative Adversarial Network-Based Travel Route Recommendation[J]. Computers, Materials& Continua, 2025,86(1):1-40.
[3]庄将将. 物联网技术在智慧校园建设中的应用探析[J]. 中国宽带, 2025,21(11):190-192.
[4]巨苗苗. 基于校园场景的大学生低碳行为激励机制设计研究——以丽江文化旅游学院为例[J]. 社会科学Ⅱ辑, 2025(6):155-157.
[5]代志涛, 孙曌华, 杨同委. 基于MySQL与Redis的数据一致性同步与修复方法研究[J]. 信息科技, 2025(6):12-17.
[6]蔡鑫, 孟凡鑫, 孙宇彤, 等. 高校校园碳足迹核算及零碳校园规划路径分析——以北京师范大学海淀校园为例[J]. 环境科学与资源利用, 2024(9):170-177.
[7]邵丹萍, 李思琪, 张梓祎, 等. 数字赋能低碳校园：青年低碳行为培育研究 [J]. 现代商贸工业, 2025,(23):35-37
[8]王志建,刘士杰,周锦瑶,等. 考虑个性化出行需求的多模式公交路径规划[J]. 西南交通大学学报, 2022,57(06):1319-1325+1333.
[9]胡耀炜, 汤萍萍, 张晖, 等. 复杂动态环境中移动机器人双层路径规划方法[J]. 控制与决策, 2025,40(10):2995-3004.
[10]郭孟泽.绿色出行目标导向下的交通规划设计优化路径研究 [J]. 运输经理世界, 2025,(25):61-63.