摘 要：不同的共享單車采用的定位機制是不同的，本文將借助移動定位的性能的概念以及指標對于當前市場上存在的幾種代表性的共享單車進行橫向比較，指出不同定位機制下的定位性能的優(yōu)劣以及定位成本的差異，歸納總結出未來的共享單車的發(fā)展趨勢，并對共享單車所面臨的挑戰(zhàn)以及缺陷提出建議，讓共享單車為大眾提供更加優(yōu)質(zhì)的出行體驗。

關鍵詞：移動定位技術；共享單車；定位的精確度；定位成本；物聯(lián)網(wǎng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.131

0 引言

共享單車的核心步驟是找車，解鎖，計費，還車這四個步驟，非常依賴于對于單車的定位。移動定位技術的好壞將決定用戶的騎行體驗，收費合理性的判別，從而最終影響到APP的生存周期。不同的共享單車采用的定位機制是不同的，本文將借助移動定位的性能的概念以及指標對于當前市場上存在的幾種代表性的共享單車進行橫向比較。

1 共享單車定位性能指標

將從定位精準度，定位成本，出行大數(shù)據(jù)收集能力評價定位性能。

（1）定位精準度。定位精準度是指共享單車的空間實際位置與手機呈現(xiàn)的虛擬位置之間的偏差，對于共享單車的收費，出行的數(shù)據(jù)有著重大影響，是定位性能的核心指標

1）定位估計值的均方誤差MSE與均方根誤差RMSE：

（x y）是待定位端的實際位置，（x y）是待定位端的估計位置。

2）幾何精度因子GDOP?；九c待定位端之間的幾何位置對于定位精確度的影響的度量就是GDOP。

Y=AX A是基站位置Y與待定位端X之間的系數(shù)矩陣。

3）相對定位誤差RPE[1]。RPE是定位范圍最大半徑R與定位精度σ的比值。

（2）定位成本。定位裝置本身以及后期維護該裝置所需要的費用，以及裝置所能維持的生命周期。

（3）出行大數(shù)據(jù)收集能力。大數(shù)據(jù)時代下的共享單車公司，掌握了一手全面而又準確的用戶出行數(shù)據(jù)，挖掘用戶的出行規(guī)律，獲得更多的資本投入，在激烈的競爭中獲得更大的主動權。

2 機械鎖ofo的定位機制

以ofo，unibike為代表的機械鎖本身無定位功能，依賴于用戶的手機定位。

（1）基于GPS與蜂窩網(wǎng)絡的混合定位。ofo定位的方法很巧妙，ofo服務器在用戶騎行獲取密碼階段訪問服務器來獲得手機的位置信息，手機的位置即是車的位置，當用戶結束騎行時，ofo服務器就會把用戶手機所在位置當做是該輛小黃車的最終位置。把上一位用戶的還車位置理解為小黃車的當前位置，手機定位的精準度就決定了小黃車的定位精準度。

GPS定位準確度高，但是冷啟動時間長，能耗大，不適合當前智能移動終端的需要，蜂窩網(wǎng)絡輔助GPS的定位技術應運而生。GPS定位技術為主，蜂窩無線網(wǎng)絡中的GSM，GPRS，CDMA，WCDMA，LTE以及無線局域網(wǎng)WIFI充當輔助。

利用手機位置定位車的位置，定位成本低廉幾乎為0，由此小黃車的造價控制在300元左右?？墒钱斝↑S車的位置不與手機的位置重合，ofo服務器就會錯誤的記錄該車的位置，其他用戶按圖索車而不得，出行體驗降低，這也會給小黃車的維護調(diào)度帶來困難，不能規(guī)避單車被永久私藏的隱患。

3 ofo的基于GPRS蜂窩網(wǎng)絡的定位機制

基于網(wǎng)絡的定位技術也稱為反向鏈路定位技術，是目前使用最為廣泛的定位技術。該定位技術的特征是需要待定位端發(fā)出一些特定信號，基站接收到信號后把移動終端與自己的位置的相對信息發(fā)送到網(wǎng)絡系統(tǒng)中的信息處理中心，根據(jù)算法計算出帶定位端的位置。采取蜂窩網(wǎng)絡的定位，主要是采取對信號到MS的時間 時間差 角度進行測量，通過合理的計算估計出地理位置[2]。

（1）基于CELL-ID定位方法。利用待定位端所處基站及覆蓋半徑，來判斷位置，精確度與覆蓋半徑成正比。該技術特點鮮明，響應時間快，但是精確度低，在大型基站和農(nóng)村地區(qū)定位效果不理想。

（2）基于上行鏈路信號到達時間差（TDOA）定位方法。基本原理是利用到達基站的時間差來計算出待定位端與基站的距離，當基站的數(shù)目達到三個的時候利用三邊定位計算出待定位端的位置。因為距離公式是兩邊平方所以會得到兩個解，借助CELL-ID的半徑消除一個解。TDOA可以減少來自于基站與待定位端不同步的影響，定位精確度較高，但是不如基于GPS與蜂窩網(wǎng)絡的混合定位法。 其改進版本OTDOA -IPDL是TD -SCDMA系統(tǒng)下的一種定位方式，該定位方法是在OTDOA定位技術的基礎上，應用IPDL技術，目的是提高BS到MS之間測距準確性和可靠性。在IPDL期間，MS測量下行導頻信號，得到TOA，估算出MS與BS之間的距離。

ofo使用的新一代智能鎖是基于GSM/GPRS的三邊定位所以定位精度必然比不上當下的基于LTE與LTE-ADVANCE的OTDOA。

4 摩拜單車基于GPS與蜂窩網(wǎng)絡的混合定位

摩拜單車依賴的也是此技術所以不再贅述，但是與ofo不同的是摩拜單車把智能鎖的位置作為車的位置。摩拜單車的智能鎖定位精確度在10m左右，能耗低，續(xù)航能力強。并支持3G，4G網(wǎng)絡可以與云端進行通信，將車子的位置與電子鎖的狀態(tài)報送給云端，云端獲取單車端的出行數(shù)據(jù)，下達開鎖指令，使得以云端-單車端-云端的物聯(lián)網(wǎng)體系結構有效的運行，可以收集優(yōu)質(zhì)的用戶出行數(shù)據(jù)。但是集成大量功能的智能鎖也會帶來定位成本高的負擔?；?g4g的網(wǎng)絡在信號不好的地理環(huán)境下的魯棒性較差。

5 總結

通過分析比較發(fā)現(xiàn)，雖然以ofo與摩拜為代表的主流共享單車的定位技術有所差異，但是在物聯(lián)網(wǎng)的背景下最終的發(fā)展趨勢還是定位精度高，出行數(shù)據(jù)收集準確，方便管理的智能鎖。共享單車的成長也會助推物聯(lián)網(wǎng)更加穩(wěn)步快速的發(fā)展。

參考文獻：

[1]曹永升，梁勝祥，謝冠恒，鄭喜艷等.移動定位技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢術[A].電子技術應用，0258-7998（2015）01-0017-04.

作者簡介：陳圣輝（1995-），男，江蘇南通人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)絡工程。