基于RFID的共享單車精準(zhǔn)定位停放系統(tǒng)

引 言

近年來，隨著國家 兩創(chuàng) 的大力推動(dòng)，我國互聯(lián)網(wǎng)租賃自行車（俗稱 共享單車 ）快速發(fā)展，在更好地滿足公眾出行需求、有效解決城市交通出行 最后一公里 問題、緩解城市交通擁堵、構(gòu)建綠色出行體系等方面發(fā)揮了積極作用， 有力推動(dòng)了分享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但同時(shí)也存在車輛亂停亂放、車輛運(yùn)營維護(hù)不到位、企業(yè)主體責(zé)任不落實(shí)、無序競爭等問題。李克強(qiáng)總理主持召開的關(guān)于促進(jìn)分享經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國務(wù)院常務(wù)會(huì)議上，明確鼓勵(lì)創(chuàng)新、包容審慎、規(guī)范有序的行業(yè)發(fā)展原則。交通部等十部委聯(lián)合出臺(tái)的《關(guān)于鼓勵(lì)和規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)租賃自行車發(fā)展的指導(dǎo)意見》，為互聯(lián)網(wǎng)單車的健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)一步指明了方向。 共享單車這個(gè)新事物是借助新技術(shù)發(fā)展起來的， 新事物有不足，這個(gè)方案好！ 李總理在考察共享單車電子驛站時(shí)說， 可以通過新技術(shù)來完善這個(gè)新事物，讓老百姓的出行更便利，管理更有序！ 為改變嚴(yán)峻的城市單車亂停亂放現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)資源的合理有效利用，就需要提高共享單車的精準(zhǔn)定位效率，避免出現(xiàn)亂停亂放現(xiàn)象，減少政府與社會(huì)管理成本， 提升城市形象。

1 系統(tǒng)組成

共享單車精準(zhǔn)定位停放系統(tǒng)的主要組成部分包括共享單車、RFID 電子車牌、站點(diǎn)管理器、感應(yīng)線圈、手機(jī) APP、單車監(jiān)管云平臺(tái)等。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖 1 所示。

1.1 電子車牌

工業(yè)級IP68可防水、防震、防腐蝕，一次性金屬扎帶安裝簡單，高效，完全獨(dú)立，無需修改現(xiàn)有單車的結(jié)構(gòu)，自帶電池， 持續(xù)工作時(shí)間可達(dá) 3年，對環(huán)境影響極小，不受雨雪洪水等惡劣天氣影響，停靠點(diǎn)指定區(qū)域誤差不超過 30cm，擁有多種安裝方式，適應(yīng)不同品牌單車的安裝。電子車牌如圖 2所示。

圖 2 電子車牌圖

1.2 站點(diǎn)管理器與感應(yīng)線圈

站點(diǎn)管理器包含觸發(fā)模塊、接收模塊、電源管理模塊、通信模塊、蓄電池、天線等，感應(yīng)電子識(shí)別器誤差在 30cm范圍內(nèi)，保證規(guī)范停車，感應(yīng)線圈最長可達(dá) 200m，覆蓋范圍廣，單個(gè)?？繀^(qū)域最大管理單車數(shù)量為 500 輛，可定時(shí)盤點(diǎn)?？繀^(qū)域單車數(shù)量，設(shè)備帶自測功能，可降低故障率。安裝在地面停車區(qū)域的線圈封裝在停靠保護(hù)套內(nèi)，鉚釘安裝在地面，設(shè)備既可接市電，又可使用太陽能、風(fēng)能等綠色能源。站點(diǎn)管理器與感應(yīng)線圈如圖 3 所示。

2 業(yè)務(wù)流程與技術(shù)路線

2.1 業(yè)務(wù)流程

(1) 單車開鎖 ：騎行者使用各共享單車 APP掃碼，通過藍(lán)牙、機(jī)械密碼等方式開鎖，保持流程一致；

(2) 騎行過程 ：在騎行過程中，單車平臺(tái)正常計(jì)費(fèi)；

(3) 尋找停靠點(diǎn)：單車需要停車時(shí)可以直接在道路上找到有明顯非機(jī)動(dòng)車停靠點(diǎn)標(biāo)識(shí)的區(qū)域停車，或者用單車平臺(tái)APP尋找停車區(qū)域；

(4) 鎖車通知：監(jiān)管平臺(tái)接收到?？啃盘?hào)后會(huì)向?qū)?yīng)單車平臺(tái)發(fā)送允許鎖車信號(hào)，單車平臺(tái)向智能鎖或者 APP 發(fā)送允許鎖車的信號(hào)；

(5) 手動(dòng)鎖車：騎行者在收到 APP的鎖車通知后，才允許進(jìn)行鎖車結(jié)賬操作，否則即便用戶強(qiáng)行鎖車，平臺(tái)依舊會(huì)繼續(xù)收費(fèi)，或者不允許鎖車。

2.2 技術(shù)路線

(1) ?？繀^(qū)域 ：?？繀^(qū)域安裝停靠感應(yīng)線圈和通信設(shè)備， 共享單車按規(guī)范停車后向監(jiān)管平臺(tái)發(fā)送停車信息；

(2) 共享單車：安裝感應(yīng)標(biāo)簽，單車必須按規(guī)范區(qū)域停靠才會(huì)觸發(fā)?？奎c(diǎn)的感應(yīng)線圈發(fā)起停車流程，否則無法停止扣費(fèi)；

(3) 規(guī)范停放 ：當(dāng)單車按規(guī)范?？康揭?guī)定區(qū)域后，單車上的電子停車標(biāo)識(shí)會(huì)向監(jiān)管平臺(tái)發(fā)送停靠請求信號(hào)；

(4) 城市單車監(jiān)管平臺(tái)：建立城市單車監(jiān)管平臺(tái)，統(tǒng)一處理共享單車停車請求的接收、轉(zhuǎn)發(fā)以及各單車品牌的授權(quán)、監(jiān)控等管理；

(5) 企業(yè)單車平臺(tái)：對共享單車平臺(tái)升級，收到監(jiān)管平臺(tái)的鎖車信號(hào)后利用APP通知客戶鎖車，未按規(guī)定停車將繼續(xù)扣費(fèi)或無法鎖車。

3 方案優(yōu)勢與投入產(chǎn)出分析

厘米級精準(zhǔn)定位、切實(shí)可行的低成本、方便實(shí)施的識(shí)別技術(shù)是解決共享單車亂停亂放、占道等市政難題的關(guān)鍵。實(shí)際案例如圖 4 所示。

(1) 精準(zhǔn) ：可精準(zhǔn)停放在停放點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，?？空`差不超過 30 cm，真正解決共享單車市政管理難題；

(2) 穩(wěn)定 ：運(yùn)行精準(zhǔn)度不受氣候、環(huán)境等影響，運(yùn)行穩(wěn)定停車區(qū)域可達(dá) 200 m；

(3) 開放：適用于所有單車品牌，有無 GPS、電單車自行車、運(yùn)營非運(yùn)營都可以停放，并對其進(jìn)行管理；

(4) 簡單：單車無須破壞性改裝，操作方便，停放點(diǎn)施工方便，可風(fēng)光虧補(bǔ)供電，減少市政建設(shè)、無線網(wǎng)絡(luò)通信等路面施工；

(5) 低成本 ：傳統(tǒng)有樁站點(diǎn)單個(gè)鎖樁成本為 2500元，按 40 輛車的容量設(shè)計(jì)，建設(shè)成本約 15 萬元，利用基于RFID的共享單車精準(zhǔn)停放定位技術(shù)系統(tǒng)，可節(jié)約 55% 的建設(shè)成本。

同時(shí)，隨著系統(tǒng)不斷擴(kuò)容（單車可最大擴(kuò)展至 500 輛），系統(tǒng)平均單輛車的成本接近單車成本。

圖 4 實(shí)際案例

4 結(jié) 語

基于RFID 的共享單車精準(zhǔn)定位停放技術(shù)系統(tǒng)綜合運(yùn)用RFID 物聯(lián)網(wǎng)、精準(zhǔn)定位技術(shù)，以解決城市非機(jī)動(dòng)車在管理過程中存在的突出問題。目前共享單車的亂停亂放、占用盲道、盲目投放等管理問題為公安、城管等城市非機(jī)動(dòng)車管理部門所關(guān)注。該方案的提出為城市管理者提供了管理各類運(yùn)營、非營運(yùn)、電動(dòng)、非電動(dòng)等非機(jī)動(dòng)車輛的新思路、新方法。