基于位置服務的共享自行車政府監管與服務平臺設計與實現

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,監管制度與辦法亟待完善。

為了規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”三模衛星定位,定位速度更快、精度達到行業最高的亞米級[2];2017年4月6日,OFO小黃車與北京北斗導航與位置服務產業公共平臺簽署了《北斗OFO小黃車戰略合作協議》,達成了戰略合作,OFO小黃車在京津冀地區配備了“北斗智能鎖”,從最初的依賴用戶手機上傳定位信息,到現在采用無線網絡通信技術(GPRS)、全球定位系統(GPS)、北斗定位系統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域,依據高精度的定位手段和地理信息系統(GIS)空間分析算法[4],判斷共享自行車是否在規定的范圍內停放。

將北斗衛星導航定位、地理信息系統、無線通信、云計算等多種技術進行整合,建立共享自行車監管與服務平臺,規范共享自行車的管理,通過共享自行車監管與服務大數據可以幫助政府合理規劃城市交通基礎設施建設。

1 共享自行車監管與服務平臺解決方案

1.1 平臺總體思路

目前,監管部門主要采取約談共享單車企業、停車區域標示引導、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域,采用北斗高精度采集終端完成地面停車區域多個拐點地理坐標的采集;

2) 將采集后的多邊形坐標經過處理、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星定位鎖上傳關鎖的最后位置經緯度(x,y)數據;

4) 通過車鎖位置數據與電子圍欄的多邊形區域拐點數據進行空間疊置分析與匹配,判斷車輛是否在圍欄內或圍欄外停放;

5) 對于停入停放區車輛進行數據統計,對于未停入停放區車輛的用戶通過發送短消息進行報警提示并實施處罰。

除了監管單個車輛的規范停放外,平臺通過宏觀數據分析可以獲得管理區域內全部車輛的動態平衡指數、各家企業在管理區域內車輛投放總數、各家企業在管理區域內實時運行數量、區域內非機動車停放位置和數量顯示、重點區域車輛總數上限預判預警數據、禁停區設置和報警提示數據、企業每輛車的實時停車位置數據、企業每輛車的實時訂單數據、車輛周轉率分析數據、責任區與車輛運維狀態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;為運營車輛監管提供多維度動態數據服務;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運營平臺作為監管與服務平臺的數據來源,如圖3所示。

政府監管與服務平臺分為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、網絡系統、安全設備、操作系統、虛擬化軟件等。

2) 數據層是平臺的數據基礎,可劃分為位置數據、停放區圍欄與禁停圍欄數據、空間GIS數據3部分,其中位置數據是通過企業運營平臺推送的自行車定位數據,由智能鎖落鎖后15 s內上傳獲得;停放區圍欄與禁停圍欄數據通過北斗高精度終端外業采集獲得;空間GIS數據是作為定位背景使用的城市交通電子地圖數據。

3) 服務交換與支撐層是實現數據共享的核心層,該層可以實時接收企業運營平臺推送的數據,以及向企業平臺推送電子圍欄數據;同時提供標準的API接口,供應用層調用。

4) 應用層主要以網頁(Web)頁面的展現形式,實現共享自行車信息管理、企業考核、數據宏觀統計等功能。

1.3 平臺主要功能

利用衛星定位和電子圍欄技術監控共享自行車狀態,并將電子圍欄信息同步至共享自行車企業APP端,后臺管理程序通過讀取上傳的定位數據,通過結合軟件內置的地圖導航模塊,對定位數據進行實例化顯示、位置定位和路徑規劃等功能[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,在停車落鎖瞬間上傳全球導航衛星系統(GNSS)定位數據,平臺通過GIS空間分析判斷,對停在圍欄以內的用戶進行積分獎勵,對沒有停在圍欄內的用戶,平臺將進行報警提示,且用戶會收到系統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的共享自行車投放總量、停車位置、潮汐熱點區域、故障和僵尸車分布等信息為政府監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,需要在實踐中探索出一套行之有效的管理辦法。本文設計與實現的基于位置服務的共享自行車政府監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,針對圍欄邊界處的違規和爭議問題,目前采取的措施是將平臺邊界都算入圍欄內,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管騎行用戶。實際應用中,平臺為運營車輛監管提供多維度動態數據服務,為城市管理提供了新的途徑。