基于公共自行車的共享電踏車行業(yè)分析與系統(tǒng)實現(xiàn)

毛方強 楊華 方勇 鄭寅 夏添

摘 要：文中通過城市公共自行車系統(tǒng)的電動智能化改造與升級迭代，借助智能充換電柜完成用戶電池租賃和更換，實現(xiàn)現(xiàn)有公共自行車“不踩不動、一踩智動”的車電分離混合型電力騎行模式，升級成本和日常運營維護管理成本更低，方便用戶使用?；诠沧孕熊囅到y(tǒng)的電助力分離模式是國內首創(chuàng)，是城市公共交通系統(tǒng)的重要補充，能夠積極鼓勵市民更多地使用慢行交通工具來完成短距離出行，為城市綠色生態(tài)交通體系的建設添磚加瓦，打造有序化綠色城市。

關鍵詞：共享電踏車；公共自行車；互聯(lián)網租賃電動助力自行車；電單車；綠色慢行交通系統(tǒng)

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）07-00-02

0 引 言

互聯(lián)網租賃電動助力自行車（俗稱“共享電踏車”）是移動互聯(lián)網和租賃電動助力自行車融合發(fā)展的新型服務模式，是分享經濟的典型業(yè)態(tài)。電踏車作為“人力+電助力”混合驅動的自行車，不同于一般的電動自行車，對于發(fā)展綠色交通具有積極作用。近年來，城市互聯(lián)網租賃電踏車快速發(fā)展，在更好地滿足公眾出行需求、有效解決城市交通出行3～10 km的問題、緩解城市交通擁堵、構建綠色出行體系等方面發(fā)揮了積極作用，有力推動了分享經濟的發(fā)展。但同時也存在車輛標準不符合國標、質量安全隱患、車速過快、鉛酸電池環(huán)境污染、車輛亂停亂放、線下運營維護管理不到位、企業(yè)主體責任不落實、用戶資金和信息安全風險等問題。如何充分利用城市公共自行車系統(tǒng)的現(xiàn)有資源與優(yōu)勢，尤其是站點的場地和電力網絡等資源，以及把城市單車有序化管理要求相結合，實現(xiàn)“有站、有家又有電”的共享電踏車模式成為了新課題。

1 行業(yè)分析

1.1 國內外行業(yè)分析

電踏車在國外已有二十多年歷史，目前歐洲傳統(tǒng)自行車的銷量正在持續(xù)減少，即便是自行車王國荷蘭亦如此，但與此同時智慧電單車的銷量卻在高速增長，市場占有率穩(wěn)步提高，英國、意大利、法國等均有同樣趨勢。德國博世預計到2022年每賣出3輛自行車中就有一輛是智慧電單車。

在國內，我國汽車年產量早已突破兩千萬輛，大量汽車在城市使用，其燃油消耗、尾氣排放、交通擁擠造成的社會成本高昂。當前，國內共享經濟日趨受大眾認同，與公交車、出租車、自駕車等交通方式相比，電踏車采用人力和電助力混合驅動，不排放污染物，出行更健康環(huán)保，中短途出行采用電踏車將成人們首選。現(xiàn)如今有政策支持與民眾接納，共享電踏車的發(fā)展和應用前景十分廣闊。

1.2 部委政策文件指引

2017年8月2日，交通運輸部首次公開發(fā)文表示，鼓勵投放符合國家標準的電踏車。提出“加強部門聯(lián)動，指導地方相關部門抓好互聯(lián)網租賃自行車政策落實工作，鼓勵相關城市引導運營企業(yè)投放符合國家標準的電踏車等服務產品，為電踏車發(fā)展營造良好環(huán)境”，對電踏車發(fā)展采取包容審慎的監(jiān)管。電踏車作為交通出行代步工具在國內外都有著龐大的用戶群體和豐富的不可替代的使用場景，因此鼓勵投放電踏車不僅符合社會發(fā)展的要求，更符合人們消費意識升級的要求。

2017年8月25日，工業(yè)和信息化部公開回應表示積極嘗試研究出臺支持“電踏車”發(fā)展的政策措施，努力從加快相關標準修訂工作、積極推動鋰離子電池在電動自行車領域的推廣和普及等方面促進“電踏車”產業(yè)健康有序發(fā)展，有計劃、有步驟地推動制定和實施工作，從而為產業(yè)的健康發(fā)展保駕護航。工信部認為“電踏車”具有體積小、重量輕、使用方便、健康環(huán)保等特點，不僅占用道路資源較少，而且騎行安全隱患更小，特別適合廣大工薪階層在路面交通較為緊張的大中城市中使用，能夠很好地滿足這部分人群的上下班通勤等短途出行需求。

2018年1月16日，由工業(yè)和信息化部、公安部、工商總局、質檢總局（國家標準委）四部委共同制訂的《電動自行車安全技術規(guī)范》面向社會征求意見。規(guī)范增加了防篡改、防火性能、阻燃性能、充電器保護等技術指標，并對電動自行車的車速限值、整車質量、腳踏騎行能力、外形、電池等技術指標作出要求，進一步完善電動自行車的標準體系，推動電動自行車行業(yè)深化供給側結構性改革和質量提升，實現(xiàn)高質量發(fā)展。該技術規(guī)范的適時出臺，以及技術參系數的明確，為行業(yè)的健康發(fā)展指明了方向。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

基于公共自行車的共享電踏車系統(tǒng)除包含公共自行車系統(tǒng)的鎖止器、站點控制器以外，另有智能充換電柜、電池寶、電動助力車、移動端與后臺管理系統(tǒng)等部分?；诠沧孕熊嚨墓蚕黼娞ぼ囅到y(tǒng)如圖1所示。

2.1 智能充換電柜

配備32寸高清觸摸顯示器，廣告、操作引導輪番播出，支持市民卡和自主研發(fā)APP租借，操作簡單，租還方便；與后臺系統(tǒng)實時通信，可隨時掌握每個智能充換電柜的情況；智能判斷電池電量，對電池寶進行智能充電；有兩個型號，分別支持12或28個電池寶，腔體獨立設計，多重防護；智能判斷電池電量，自動分配；與管理后臺通信，異常情況自動報警；獨立穩(wěn)控系統(tǒng)，過熱、漏電、過充實時保護；28組移動式電源模塊，單塊重量1 kg，容量為100 W·h，單塊支持配速行程約15 km；APP移動端智能化管理。智能充換電柜如圖2所示。

2.2 電池寶

公共自行車插上電池寶就可助力騎行，不僅可作為充電寶使用，給手機等電子產品充電，緊急情況下還能作為應急照明使用。支持公共自行車助力騎行15 km，或者給大約10部手機充電，照明7天，儲能0.1 kW·h，具備城市應急能源屬性。電池寶是一款革新性的電源，采用進口電芯，配備了復雜的可編程操作系統(tǒng)，保證高性能，智能和安全，所采用的材料及標準：18650三元鋰電芯，36 V，2.7 Ah，2C放電，智能再生充電，5 V/1.5 A，USB輸出，過充、過流、過放保護，PC+ABS材質，重量1 kg，尺寸為190 mm×135 mm×55 mm，執(zhí)行QB/T2947.3-2008標準。電池寶如圖3所示。

2.3 電動助力車

電動助力車采用一體化電源及控制模塊，內置LED大燈及雙模尾燈，一體式鋁鎂合金車輪；內置智能傳感器，非零啟動，限速為15 km/h，更安全；人力/智能混動雙模騎行，不踩不動，一踩“智”動；1～10 km城市公共出行新方式，人體工學車型，多重免維護、騎行安全設計；共享電動助力車可以直接定制生產，或者直接對現(xiàn)有公共自行車車輛進行簡單改裝，加裝電機、電池盒（內含控制器）、速度傳感器，不會對車體結構造成重大的影響。電動助力車如圖4所示。

2.4 移動端

用戶端APP方便用戶使用，用戶下載此APP注冊、登錄后掃描智能柜上的租賃二維碼即可在線租賃電池。

移動應用便于維護人員對智能柜電池的監(jiān)控、操作和調運，維護人員通過該應用可實時查看附近智能柜的位置與狀態(tài)，若智能柜出現(xiàn)問題或電池滿儲則提示相應人員去解決。

2.5 后臺管理系統(tǒng)

后臺管理系統(tǒng)包含運營管理模塊、智能柜監(jiān)控模塊、會員管理模塊、基礎信息管理模塊、圖表管理模塊等。系統(tǒng)運營人員可以監(jiān)控所有智能柜的運行狀態(tài)，了解所有電池的租還情況，及時處理出問題的智能柜和訂單。后臺管理系統(tǒng)如圖5所示。

3 結 語

各市應充分貫徹落實各部委對共享電踏車的方針政策與指導意見，基于城市公共自行車系統(tǒng)現(xiàn)有的龐大體量及站點電力網絡等資源優(yōu)勢，以及出色的線下運營服務能力，出臺鼓勵共享電踏車發(fā)展的政策與措施并給予相關制度資金等配套支持，為城市市民提供信得過、有保障的電踏車產品與服務，持續(xù)加強對運營服務、用戶安全、網絡押金與動態(tài)管理等的監(jiān)管考核，促進綠色出行在城市的健康持續(xù)深入發(fā)展。

參考文獻

[1]王佩瑋，楊志和. 基于物聯(lián)網技術的公共自行車租賃管理系統(tǒng)[J]. 物聯(lián)網技術，2015，5（2）：60-62.

[2]陳怡. 公共自行車租賃系統(tǒng)車輛監(jiān)管平臺設計與實現(xiàn)[D]. 重慶：重慶郵電大學，2016，

[3]張子軒，吳蔚. 共享單車的現(xiàn)狀、問題以及其發(fā)展對策建議[J]. 現(xiàn)代商業(yè)，2017（15）：162-163.

[4]李敏蓮. 共享單車市場調研與分析[J]. 財經界（學術），2017（5）：121-123.

[5]九三學社中央參政議政部. 九三學社兩會議題：關于推進電踏車綠色出行的建議[J]. 中國自行車，2017（5）：38-39.

[6]崔麗媛. 訪清華大學交通研究所副所長楊新苗教授 電踏車：未來城市交通的一抹“新綠色”[J]. 交通建設與管理，2017（3）：90-93.

[7]楊新苗，何少辰，嚴正奇. 用電踏車替代電摩的探討[J]. 道路交通管理，2017（8）.

[8]裴軒，張軍. 城市公共電單車造型設計與創(chuàng)新研究[J]. 裝飾，2016（7）.