基于RFID的共享单车精准定位停放系统

引 言

近年来，随着国家 两创 的大力推动，我国互联网租赁自行车（俗称 共享单车 ）快速发展，在更好地满足公众出行需求、有效解决城市交通出行 最后一公里 问题、缓解城市交通拥堵、构建绿色出行体系等方面发挥了积极作用， 有力推动了分享经济的发展。但同时也存在车辆乱停乱放、车辆运营维护不到位、企业主体责任不落实、无序竞争等问题。李克强总理主持召开的关于促进分享经济发展的国务院常务会议上，明确鼓励创新、包容审慎、规范有序的行业发展原则。交通部等十部委联合出台的《关于鼓励和规范互联网租赁自行车发展的指导意见》，为互联网单车的健康可持续发展进一步指明了方向。 共享单车这个新事物是借助新技术发展起来的， 新事物有不足，这个方案好！ 李总理在考察共享单车电子驿站时说， 可以通过新技术来完善这个新事物，让老百姓的出行更便利，管理更有序！ 为改变严峻的城市单车乱停乱放现象，实现资源的合理有效利用，就需要提高共享单车的精准定位效率，避免出现乱停乱放现象，减少政府与社会管理成本， 提升城市形象。

1 系统组成

共享单车精准定位停放系统的主要组成部分包括共享单车、RFID 电子车牌、站点管理器、感应线圈、手机 APP、单车监管云平台等。系统拓扑图如图 1 所示。

1.1 电子车牌

工业级IP68可防水、防震、防腐蚀，一次性金属扎带安装简单，高效，完全独立，无需修改现有单车的结构，自带电池， 持续工作时间可达 3年，对环境影响极小，不受雨雪洪水等恶劣天气影响，停靠点指定区域误差不超过 30cm，拥有多种安装方式，适应不同品牌单车的安装。电子车牌如图 2所示。

图 2 电子车牌图

1.2 站点管理器与感应线圈

站点管理器包含触发模块、接收模块、电源管理模块、通信模块、蓄电池、天线等，感应电子识别器误差在 30cm范围内，保证规范停车，感应线圈最长可达 200m，覆盖范围广，单个停靠区域最大管理单车数量为 500 辆，可定时盘点停靠区域单车数量，设备带自测功能，可降低故障率。安装在地面停车区域的线圈封装在停靠保护套内，铆钉安装在地面，设备既可接市电，又可使用太阳能、风能等绿色能源。站点管理器与感应线圈如图 3 所示。

2 业务流程与技术路线

2.1 业务流程

(1) 单车开锁 ：骑行者使用各共享单车 APP扫码，通过蓝牙、机械密码等方式开锁，保持流程一致；

(2) 骑行过程 ：在骑行过程中，单车平台正常计费；

(3) 寻找停靠点：单车需要停车时可以直接在道路上找到有明显非机动车停靠点标识的区域停车，或者用单车平台APP寻找停车区域；

(4) 锁车通知：监管平台接收到停靠信号后会向对应单车平台发送允许锁车信号，单车平台向智能锁或者 APP 发送允许锁车的信号；

(5) 手动锁车：骑行者在收到 APP的锁车通知后，才允许进行锁车结账操作，否则即便用户强行锁车，平台依旧会继续收费，或者不允许锁车。

2.2 技术路线

(1) 停靠区域 ：停靠区域安装停靠感应线圈和通信设备， 共享单车按规范停车后向监管平台发送停车信息；

(2) 共享单车：安装感应标签，单车必须按规范区域停靠才会触发停靠点的感应线圈发起停车流程，否则无法停止扣费；

(3) 规范停放 ：当单车按规范停靠到规定区域后，单车上的电子停车标识会向监管平台发送停靠请求信号；

(4) 城市单车监管平台：建立城市单车监管平台，统一处理共享单车停车请求的接收、转发以及各单车品牌的授权、监控等管理；

(5) 企业单车平台：对共享单车平台升级，收到监管平台的锁车信号后利用APP通知客户锁车，未按规定停车将继续扣费或无法锁车。

3 方案优势与投入产出分析

厘米级精准定位、切实可行的低成本、方便实施的识别技术是解决共享单车乱停乱放、占道等市政难题的关键。实际案例如图 4 所示。

(1) 精准 ：可精准停放在停放点区域内，停靠误差不超过 30 cm，真正解决共享单车市政管理难题；

(2) 稳定 ：运行精准度不受气候、环境等影响，运行稳定停车区域可达 200 m；

(3) 开放：适用于所有单车品牌，有无 GPS、电单车自行车、运营非运营都可以停放，并对其进行管理；

(4) 简单：单车无须破坏性改装，操作方便，停放点施工方便，可风光亏补供电，减少市政建设、无线网络通信等路面施工；

(5) 低成本 ：传统有桩站点单个锁桩成本为 2500元，按 40 辆车的容量设计，建设成本约 15 万元，利用基于RFID的共享单车精准停放定位技术系统，可节约 55% 的建设成本。

同时，随着系统不断扩容（单车可最大扩展至 500 辆），系统平均单辆车的成本接近单车成本。

图 4 实际案例

4 结 语

基于RFID 的共享单车精准定位停放技术系统综合运用RFID 物联网、精准定位技术，以解决城市非机动车在管理过程中存在的突出问题。目前共享单车的乱停乱放、占用盲道、盲目投放等管理问题为公安、城管等城市非机动车管理部门所关注。该方案的提出为城市管理者提供了管理各类运营、非营运、电动、非电动等非机动车辆的新思路、新方法。