基于位置服務(wù)的共享自行車政府監(jiān)管與服務(wù)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李昆,肖計(jì)劃

(北斗導(dǎo)航位置服務(wù)(北京)有限公司,北京 100083)

0 引 言

近年共享自行車開始迅猛出現(xiàn)在北京等大城市,一方面給出行帶來便利,同時(shí),投放量過大、亂停亂放等問題凸顯,監(jiān)管制度與辦法亟待完善。

為了規(guī)范共享自行車的使用,解決自行車“亂停亂放”的問題,政府制定了具有針對性的管理?xiàng)l例,對投放車輛的質(zhì)量做了嚴(yán)格規(guī)定,強(qiáng)調(diào)車輛上必須安裝有定位裝置[1]。例如,摩拜單車已全面支持“北斗+GPS+GLONASS”三模衛(wèi)星定位,定位速度更快、精度達(dá)到行業(yè)最高的亞米級[2];2017年4月6日,OFO小黃車與北京北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)公共平臺簽署了《北斗OFO小黃車戰(zhàn)略合作協(xié)議》,達(dá)成了戰(zhàn)略合作,OFO小黃車在京津冀地區(qū)配備了“北斗智能鎖”,從最初的依賴用戶手機(jī)上傳定位信息,到現(xiàn)在采用無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)(GPRS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、北斗定位系統(tǒng)相結(jié)合的多模定位技術(shù)[3]。

電子圍欄則是一種虛擬的停車區(qū)域,依據(jù)高精度的定位手段和地理信息系統(tǒng)(GIS)空間分析算法[4],判斷共享自行車是否在規(guī)定的范圍內(nèi)停放。

將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位、地理信息系統(tǒng)、無線通信、云計(jì)算等多種技術(shù)進(jìn)行整合,建立共享自行車監(jiān)管與服務(wù)平臺,規(guī)范共享自行車的管理,通過共享自行車監(jiān)管與服務(wù)大數(shù)據(jù)可以幫助政府合理規(guī)劃城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

1 共享自行車監(jiān)管與服務(wù)平臺解決方案

1.1 平臺總體思路

目前,監(jiān)管部門主要采取約談共享單車企業(yè)、停車區(qū)域標(biāo)示引導(dǎo)、收繳車輛等措施治理亂停亂放,這些方式都治標(biāo)不治本,而且可能導(dǎo)致霸車、盜車、車輛損壞嚴(yán)重、用戶找車?yán)щy、城市公共資源浪費(fèi)等問題[5]。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,定位技術(shù)正向著更全面、更精準(zhǔn)的方向前進(jìn)[6]。北斗高精度衛(wèi)星定位技術(shù)就為綜合治理亂停亂放問題提供了新方法,其主要思路如下(見圖1)。

1) 依托地面劃定的停車區(qū)域,采用北斗高精度采集終端完成地面停車區(qū)域多個(gè)拐點(diǎn)地理坐標(biāo)的采集;

2) 將采集后的多邊形坐標(biāo)經(jīng)過處理、符號化后,疊加到城市電子地圖上,形成虛擬的電子圍欄;

3) 利用共享自行車安裝的衛(wèi)星定位鎖上傳關(guān)鎖的最后位置經(jīng)緯度(x,y)數(shù)據(jù);

4) 通過車鎖位置數(shù)據(jù)與電子圍欄的多邊形區(qū)域拐點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊置分析與匹配,判斷車輛是否在圍欄內(nèi)或圍欄外停放;

5) 對于停入停放區(qū)車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),對于未停入停放區(qū)車輛的用戶通過發(fā)送短消息進(jìn)行報(bào)警提示并實(shí)施處罰。

除了監(jiān)管單個(gè)車輛的規(guī)范停放外,平臺通過宏觀數(shù)據(jù)分析可以獲得管理區(qū)域內(nèi)全部車輛的動(dòng)態(tài)平衡指數(shù)、各家企業(yè)在管理區(qū)域內(nèi)車輛投放總數(shù)、各家企業(yè)在管理區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)量、區(qū)域內(nèi)非機(jī)動(dòng)車停放位置和數(shù)量顯示、重點(diǎn)區(qū)域車輛總數(shù)上限預(yù)判預(yù)警數(shù)據(jù)、禁停區(qū)設(shè)置和報(bào)警提示數(shù)據(jù)、企業(yè)每輛車的實(shí)時(shí)停車位置數(shù)據(jù)、企業(yè)每輛車的實(shí)時(shí)訂單數(shù)據(jù)、車輛周轉(zhuǎn)率分析數(shù)據(jù)、責(zé)任區(qū)與車輛運(yùn)維狀態(tài)等信息為政府部門提供決策支持服務(wù)。

平臺能夠?yàn)榇蟊姵鲂刑峁┚珳?zhǔn)的位置信息服務(wù);為運(yùn)營車輛監(jiān)管提供多維度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù);為城市管理和交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供決策支持服務(wù)。平臺管理結(jié)構(gòu)或組成圖如圖2所示。

1.2 平臺總體架構(gòu)

共享自行車政府監(jiān)管與服務(wù)平臺的運(yùn)行涉及到共享自行車的智能鎖傳輸與各共享自行車企業(yè)運(yùn)營平臺作為監(jiān)管與服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)來源,如圖3所示。

政府監(jiān)管與服務(wù)平臺分為4層架構(gòu):

1) 云平臺是平臺搭建的基礎(chǔ)保障,包含服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全設(shè)備、操作系統(tǒng)、虛擬化軟件等。

2) 數(shù)據(jù)層是平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),可劃分為位置數(shù)據(jù)、停放區(qū)圍欄與禁停圍欄數(shù)據(jù)、空間GIS數(shù)據(jù)3部分,其中位置數(shù)據(jù)是通過企業(yè)運(yùn)營平臺推送的自行車定位數(shù)據(jù),由智能鎖落鎖后15 s內(nèi)上傳獲得;停放區(qū)圍欄與禁停圍欄數(shù)據(jù)通過北斗高精度終端外業(yè)采集獲得;空間GIS數(shù)據(jù)是作為定位背景使用的城市交通電子地圖數(shù)據(jù)。

3) 服務(wù)交換與支撐層是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的核心層,該層可以實(shí)時(shí)接收企業(yè)運(yùn)營平臺推送的數(shù)據(jù),以及向企業(yè)平臺推送電子圍欄數(shù)據(jù);同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口,供應(yīng)用層調(diào)用。

4) 應(yīng)用層主要以網(wǎng)頁(Web)頁面的展現(xiàn)形式,實(shí)現(xiàn)共享自行車信息管理、企業(yè)考核、數(shù)據(jù)宏觀統(tǒng)計(jì)等功能。

1.3 平臺主要功能

利用衛(wèi)星定位和電子圍欄技術(shù)監(jiān)控共享自行車狀態(tài),并將電子圍欄信息同步至共享自行車企業(yè)APP端,后臺管理程序通過讀取上傳的定位數(shù)據(jù),通過結(jié)合軟件內(nèi)置的地圖導(dǎo)航模塊,對定位數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例化顯示、位置定位和路徑規(guī)劃等功能[7],引導(dǎo)用戶有序停放,騎行用戶可以按照APP提示將車輛停入附近電子圍欄內(nèi),在停車落鎖瞬間上傳全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)定位數(shù)據(jù),平臺通過GIS空間分析判斷,對停在圍欄以內(nèi)的用戶進(jìn)行積分獎(jiǎng)勵(lì),對沒有停在圍欄內(nèi)的用戶,平臺將進(jìn)行報(bào)警提示,且用戶會收到系統(tǒng)提醒短信并扣除個(gè)人積分。通過對匯總共享自行車的位置信息進(jìn)行分析,可以掌控各投放企業(yè)的共享自行車投放總量、停車位置、潮汐熱點(diǎn)區(qū)域、故障和僵尸車分布等信息為政府監(jiān)管部門和車企提供宏觀決策支持服務(wù),如圖4～7所示。

2 結(jié)束語

共享自行車作為共享經(jīng)濟(jì)的代表,緩解了城市的交通壓力,增強(qiáng)了人們綠色出行的觀念,得到了政府部門的支持[8]。但是共享自行車目前仍處于發(fā)展的初始階段,給人們帶來出行便捷的同時(shí)也給城市管理帶來了極大的挑戰(zhàn),需要在實(shí)踐中探索出一套行之有效的管理辦法。本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基于位置服務(wù)的共享自行車政府監(jiān)管與服務(wù)平臺能夠?yàn)榇蟊姵鲂刑峁┚珳?zhǔn)的位置信息,擁有北斗雙模定位模塊的智能鎖,目前的定位精度保證在10 m以內(nèi),針對圍欄邊界處的違規(guī)和爭議問題,目前采取的措施是將平臺邊界都算入圍欄內(nèi),只有出圍欄后才認(rèn)定是超出圍欄范圍,平臺采取短信提醒、扣除個(gè)人信用分及扣費(fèi)等措施來監(jiān)管騎行用戶。實(shí)際應(yīng)用中,平臺為運(yùn)營車輛監(jiān)管提供多維度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù),為城市管理提供了新的途徑。