張漢蓉 姜 霄 潘 凡

（嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314000）

0 引言

隨著人們生活水平的提高，路上的車輛越來(lái)越多，機(jī)動(dòng)車道上共享單車與騎車并騎的現(xiàn)象屢見不鮮，騎車的安全問題備受考驗(yàn)。 近年來(lái)共享單車已經(jīng)越來(lái)越多地引起人們的注意， 由于其符合低碳出行理念，給市民的出行帶來(lái)了極大便利， 在國(guó)內(nèi)外受到人們的追捧。 今年四月ofo 小黃車聯(lián)合交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院發(fā)布了 《2017 年中國(guó)主要城市騎行報(bào)告》，ofo 小黃車目前已連接超過(guò)250 萬(wàn)輛單車，為3000 萬(wàn)用戶提供累計(jì)超過(guò)5 億次出行服務(wù)。 但隨之而來(lái)的交通安全問題日益凸顯， 據(jù)調(diào)查， 在交通事故中90%都是死于顱腦損傷。 但大多數(shù)騎行者忽視戴安全頭盔這個(gè)小小的舉動(dòng)， 它是生命的重要保證。 如果不采取安全防范措施戴上安全頭盔， 一旦發(fā)生交通事故時(shí)， 受傷和死亡的機(jī)率相對(duì)于采取安全防范措施要高得多， 這樣不僅使共享單車騎行降低了人們質(zhì)量， 同時(shí)還增加了社會(huì)負(fù)擔(dān)，所以需要防患于未然。

由于共享單車發(fā)展過(guò)于迅速， 目前市場(chǎng)沒有同類型的頭盔產(chǎn)品投入， 本次設(shè)計(jì)研究項(xiàng)目希望通過(guò)預(yù)研，提高共享騎行的安全性，達(dá)到未雨綢膜的作用。

1 共享單車頭盔的防盜性能的研究

共享單車已經(jīng)在很多國(guó)家推廣。 近期， 在韓國(guó)首爾， 政府部門規(guī)定在租借共享單車的同時(shí)必須佩戴安全頭盔。 這樣的規(guī)定出發(fā)點(diǎn)非常好， 但是不可避免的在實(shí)施過(guò)程中遇到尷尬的事情。 據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 在為共享單車配備好免費(fèi)頭盔后發(fā)現(xiàn)一周后， 頭盔就少了218 個(gè)！被盜率達(dá)到了25.4%，針對(duì)該事件將決定是否繼續(xù)提供免費(fèi)租借頭盔業(yè)務(wù)。 據(jù)了解， 在實(shí)行這項(xiàng)規(guī)定前， 有關(guān)部門就在在共享單車停車架附近設(shè)置了保管柜，里邊的頭盔市民可以隨意取用。 歸還時(shí)，放在車籃或者保管柜里即可。試行期為一個(gè)月。5 天后，經(jīng)過(guò)盤點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，在該地區(qū)放置的858 個(gè)頭盔中，有218 個(gè)頭盔失去了蹤跡， 被盜率高達(dá)25.4%。 隨即政府部門發(fā)表申明， 希望市民可以將頭盔送回原地。 在第二天凌晨再次盤點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)， 已經(jīng)有一些頭盔還了回來(lái)， 被盜率下降到了5%，還有55 個(gè)頭盔不知道在何方。

如圖1 所示。

圖1 韓國(guó)共享單車頭盔保險(xiǎn)柜

所以針對(duì)共享單車的防盜問題， 筆者進(jìn)行了如下的研究。 由于頭盔體積大，不易放置，為了使頭盔更便攜。 通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì)方法與技術(shù)， 讓其與共享單車車體結(jié)合在一起。 筆者團(tuán)隊(duì)提出一體式的共享單車頭盔與車鎖，當(dāng)開啟共享單車車鎖時(shí)，頭盔鎖也同時(shí)打開。 當(dāng)使用結(jié)束后， 單車和頭盔一起歸還才能結(jié)束計(jì)費(fèi)，有效的解決了頭盔的防盜問題。

2 共享單車車鎖的結(jié)構(gòu)研究

常見的共享單車車鎖一共有三種

2.1 機(jī)械鎖

第一代投入市場(chǎng)的OFO 小黃車鎖是通過(guò)機(jī)械原理控制的，由于機(jī)械特性的限制，所以O(shè)FO 車鎖的密碼是固定的，OFO 車鎖內(nèi)部構(gòu)造就是一個(gè)鎖芯， 然后套上幾個(gè)有缺口的環(huán)， 當(dāng)所有缺口都和鎖芯上的卡子對(duì)上后鎖就開了。 這種鎖的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜， 缺點(diǎn)也是顯而易見的， 由于只有一個(gè)固定密碼， 所以更加容易被盜被破壞。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)性質(zhì)的智能鎖

膜拜單車的鎖就是這種鎖。 其內(nèi)部又中心控制單元、GPS 定位模塊、 無(wú)線移動(dòng)通信模塊、 機(jī)電鎖車裝置、電池、動(dòng)能發(fā)電模塊、充電管理模塊、車載加速度計(jì)等構(gòu)造。

其工作原理是由中心控制單元通過(guò)無(wú)線移動(dòng)通信模塊與后臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行連接， 把從GPS 模塊獲取的位置信息發(fā)送給后臺(tái)管理系統(tǒng)， 后臺(tái)系統(tǒng)標(biāo)識(shí)成功后通過(guò)通信模塊向中心控制單元發(fā)送解鎖指令。 接收到后臺(tái)發(fā)送的機(jī)電鎖車裝置開、 關(guān)鎖的狀態(tài)信息后開啟機(jī)械鎖的控制插銷開鎖成功， 當(dāng)用戶使用完成鎖車時(shí)， 會(huì)觸發(fā)電子控制模塊的鎖車控制開關(guān)， 然后中央控制器通過(guò)無(wú)線移動(dòng)通信模塊通知后臺(tái)管理系統(tǒng)鎖車，后臺(tái)確認(rèn)成功后結(jié)束計(jì)費(fèi)。

2.3 藍(lán)牙轉(zhuǎn)接技術(shù)的智能鎖

用戶安裝APP 后， 可以通過(guò)單車的藍(lán)牙智能鎖進(jìn)行定位，然后通過(guò)用戶手機(jī)中的APP 完成與后臺(tái)的交互，再由用戶手機(jī)的藍(lán)牙來(lái)完成與車鎖的交互， 完成開鎖和閉鎖功能。 這款智能鎖具有開鎖穩(wěn)定、超低功耗的特點(diǎn)。

通過(guò)以上三款鎖的對(duì)比和分析， 智能鎖更符合與共享頭盔結(jié)合使用。

3 一體式車鎖的結(jié)構(gòu)研究

圖2 一體式車鎖與頭盔的犀牛建模圖

一體式的共享單車頭盔與車鎖將專用頭盔卡扣在車座下方的車鎖與擋泥板附近。 在車鎖上設(shè)計(jì)鎖扣槽， 將頭盔的懸掛裝置鎖扣和車鎖相連接。 擋泥板上的底座設(shè)計(jì)可使頭盔固定穩(wěn)定， 便于安全解鎖。 頭盔的懸掛裝置采用超高分子量聚乙烯纖維材料， 防盜防破壞。 當(dāng)用戶解鎖車輛，車鎖和頭盔鎖扣同時(shí)開啟。

簡(jiǎn)化頭盔的造型設(shè)計(jì)，使其易于批量制造，成本低但安全性高。 并且考慮了風(fēng)阻的影響。 原有的二維碼設(shè)計(jì)在車鎖上， 由于頭盔遮擋， 所以在共享頭盔的頂部表面和單車車頭處設(shè)置了二維碼。

車鎖和頭盔的結(jié)構(gòu)完美鍥合， 頭盔表面的卡扣結(jié)構(gòu)可以固定在車鎖上， 并且通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)識(shí)別頭盔是否歸還。 如圖2 所示。

4 一體式車鎖的使用流程

根據(jù)以上研究， 筆者得出共享單車在安裝了一體式車鎖后用戶的使用流程。

首先，找到一輛符合的共享單車，確認(rèn)頭盔和單車本身毫無(wú)損壞的情況下，打開相應(yīng)的APP。掃描頭盔或者車身的二維碼， 通過(guò)藍(lán)牙連接后， 車鎖和頭盔鎖同時(shí)自動(dòng)打開，并開始計(jì)費(fèi)。 用戶從車后座處取下頭盔，并按照要求佩戴后開始騎行。

在用戶結(jié)束騎行后，歸還單車的步驟如下。 找到一個(gè)合適的停車點(diǎn)，將共享單車停穩(wěn)后，取下頭盔，安裝到車后座的車鎖處后，手動(dòng)按下車鎖，鎖內(nèi)的檢測(cè)裝置會(huì)檢測(cè)頭盔是否歸還，若已經(jīng)歸還，藍(lán)牙鎖將“已鎖”狀態(tài)通過(guò)手機(jī)上傳到云端，用戶在App 界面結(jié)束用車。 若無(wú)歸還共享頭盔，用戶則無(wú)法還車。但是如果設(shè)備故障，用戶通過(guò)APP 報(bào)修后才能還車。 流程圖如圖3 所示。

圖3 開始用車和結(jié)束用車業(yè)務(wù)流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)應(yīng)用于共享單車出行安全， 當(dāng)交通安全發(fā)生時(shí)保護(hù)騎行者的頭部， 避免人們由于此頭部受創(chuàng)而造成的傷亡。 我們?yōu)榱硕酱儆脩粼隍T共享單車時(shí)佩戴頭盔， 采用頭盔與共享單車車體結(jié)合的方式。 考慮到防盜等問題， 我們將車鎖與頭盔鎖結(jié)合在一起， 從而達(dá)到一人一車一頭盔的目的， 使騎單車必戴頭盔成為一種出行習(xí)慣。