李昆,肖計劃

(北斗導航位置服務(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,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條例,對投放車輛的質量做了嚴格規(guī)定,強調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航與位置服務產(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上傳定位信息,到現(xiàn)在采用無線網(wǎng)絡通信技術(GPRS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、北斗定位系統(tǒng)相結合的多模定位技術[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)星導航定位、地理信息系統(tǒng)、無線通信、云計算等多種技術進行整合,建立共享自行車監(jiān)管與服務平臺,規(guī)范共享自行車的管理,通過共享自行車監(jiān)管與服務大數(shù)據(jù)可以幫助政府合理規(guī)劃城市交通基礎設施建設。

1 共享自行車監(jiān)管與服務平臺解決方案

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)域標示引導、收繳車輛等措施治理亂停亂放,這些方式都治標不治本,而且可能導致霸車、盜車、車輛損壞嚴重、用戶找車困難、城市公共資源浪費等問題[5]。隨著無線通信技術的發(fā)展,定位技術正向著更全面、更精準的方向前進[6]。北斗高精度衛(wèi)星定位技術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)域多個拐點地理坐標的采集;

2) 將采集后的多邊形坐標經(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)域拐點數(shù)據(jù)進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)車輛進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,對于未停入停放區(qū)車輛的用戶通過發(fā)送短消息進行報警提示并實施處罰。

除了監(jiān)管單個車輛的規(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)實時運行數(shù)量、區(qū)域內(nèi)非機動車停放位置和數(shù)量顯示、重點區(qū)域車輛總數(shù)上限預判預警數(shù)據(jù)、禁停區(qū)設置和報警提示數(shù)據(jù)、企業(yè)每輛車的實時停車位置數(shù)據(jù)、企業(yè)每輛車的實時訂單數(shù)據(jù)、車輛周轉率分析數(shù)據(jù)、責任區(qū)與車輛運維狀態(tài)等信息為政府部門提供決策支持服務。

平臺能夠為大眾出行提供精準的位置信息服務;為運營車輛監(jiān)管提供多維度動態(tài)數(shù)據(jù)服務;為城市管理和交通基礎設施建設提供決策支持服務。平臺管理結構或組成圖如圖2所示。

1.2 平臺總體架構

共享自行車政府監(jiān)管與服務平臺的運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)運營平臺作為監(jiān)管與服務平臺的數(shù)據(jù)來源,如圖3所示。

政府監(jiān)管與服務平臺分為4層架構:

1) 云平臺是平臺搭建的基礎保障,包含服務器、存儲設備、網(wǎng)絡系統(tǒng)、安全設備、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,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) 服務交換與支撐層是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的核心層,該層可以實時接收企業(yè)運營平臺推送的數(shù)據(jù),以及向企業(yè)平臺推送電子圍欄數(shù)據(jù);同時提供標準的API接口,供應用層調用。

4) 應用層主要以網(wǎng)頁(Web)頁面的展現(xiàn)形式,實現(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),通過結合軟件內(nèi)置的地圖導航模塊,對定位數(shù)據(jù)進行實例化顯示、位置定位和路徑規(guī)劃等功能[7],引導用戶有序停放,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導航衛(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)的用戶進行積分獎勵,對沒有停在圍欄內(nèi)的用戶,平臺將進行報警提示,且用戶會收到系統(tǒng)提醒短信并扣除個人積分。通過對匯總共享自行車的位置信息進行分析,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,如圖4～7所示。

2 結束語

共享自行車作為共享經(jīng)濟的代表,緩解了城市的交通壓力,增強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也給城市管理帶來了極大的挑戰(zhàn),需要在實踐中探索出一套行之有效的管理辦法。本文設計與實現(xiàn)的基于位置服務的共享自行車政府監(jiān)管與服務平臺能夠為大眾出行提供精準的位置信息,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),只有出圍欄后才認定是超出圍欄范圍,平臺采取短信提醒、扣除個人信用分及扣費等措施來監(jiān)管騎行用戶。實際應用中,平臺為運營車輛監(jiān)管提供多維度動態(tài)數(shù)據(jù)服務,為城市管理提供了新的途徑。