共享單車電子圍欄技術(shù)使用調(diào)研報告

　　1. 背景描述

　　共享單車之所以與中國的高鐵，支付寶和網(wǎng)購一道，被老外稱之為中國的新四大發(fā)明之一，就源于它以綠色環(huán)保，高效共享的方式解決了人們最后一公里出行問題。對比原來的有樁停放的“共享單車”，現(xiàn)在“隨停隨放”的共享單車，在短短的幾年時間內(nèi)投放市場的數(shù)量就達到數(shù)千萬輛，受到廣大老百姓的喜愛。其原因，就是“隨停隨放”的自由所帶來的方便”。

　　然而，自由和管理是一個對立的統(tǒng)一，當“隨停隨放”缺乏管理時，就變成了亂停亂放，不僅給管理者和他人帶來極大的不方便，也給運營者帶來極大的困擾(目前的標配是：每1萬輛共享單車投放市場就需要50名管理人員)，這最終將會給使用者帶來真正的問題(找不到車，且使用成本增加)。

　　如何解決這個問題成了共享單車運營商和各地政府的難題。由于共享單車所發(fā)揮的重要作用，國家也將這一問題當作一件大事來抓，要求各地政府花大力氣來解決這一問題。目前，在所有可行的解決方案中，電子圍欄技術(shù)成了大家的首選，各運營商之間的競爭似乎主要集中在電子圍欄技術(shù)的競爭上了。目前全國各主要城市和運營商都在加快電子圍欄技術(shù)的研究和使用。其中，GPS電子圍欄技術(shù)由于存在的問題比較多，因而并沒得到大家的青睞，而藍牙電子標簽技術(shù)方案由于具有較高的可行性，則成了大家追捧的對象。下面我們就目前幾種電子圍欄技術(shù)及其使用情況加以簡單說明。

　　2. 現(xiàn)有共享單車電子圍欄技術(shù)介紹與分析

　　2.1 原則-不管使用哪一種技術(shù)，都必須要滿足如下幾個基本要求，它才會有真正的生命力和應(yīng)用推廣的可能：

　　一， 有足夠多的停放點方便停放，才能保留共享單車“停放自由”的生命力，因而必須要：

　　1) 造價低，安裝維護簡單方便(不供電，不破土)，而增加市政負擔

　　2) 可監(jiān)控用戶使用情況，通過獎罰規(guī)范停放。

　　二， 兼容現(xiàn)已投放市場的各種單車，而不會給運營商帶來額外負擔

　　三， 市政管理可以獲得單車使用數(shù)據(jù)(實時停放和使用流量數(shù)據(jù))

　　四， 有利于降低運營商的制造成本和運營成本

　　2.2 簡述-目前正在試點的共享單車電子圍欄技術(shù)有以下幾種：

　　(1) 基于衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)的電子圍欄，正在北京通州試點;

　　(2) 使用固定安裝在停放點的藍牙讀寫設(shè)備讀取車載藍牙標簽的電子圍欄，正在北京朝陽區(qū)的試點;

　　(北京東城區(qū)更是兼容并蓄，同時采用了以上兩種電子圍欄)

　　(3) 使用車鎖藍牙讀寫設(shè)備讀取固定安裝在停放點的藍牙標簽電子圍欄，(以小鳴單車為代表，正在上海，廣東等地試點);

　　(4) 西谷方案-使用戶手機藍牙讀取停放點藍牙電子標簽ID，同時讀取車載藍牙標簽的電子圍欄， (已完成技術(shù)方案驗證和測試，正在北京進行公司運營模式測試)，并擬在成都與交委合作，探討通過政府統(tǒng)一部署的運營管理模式，希望先在成都全面鋪開使用，然后向全國推廣。

　　2.3 詳述-各種電子圍欄技術(shù)的具體工作方式說明

　　(1)基于衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)的電子圍欄：

　　目前只有極少地方在使用，包括附件一中所描述的北京通州的試驗情況?？偟膩碇v，問題較多，正面報道很少。

　　這種方法就是在共享單車鎖中安裝有一個GPS模塊，以及移動網(wǎng)絡(luò)終端，與后臺網(wǎng)絡(luò)連接，利用一般GPS定位方法，將單車的停放點限制在地圖上規(guī)定停放點附近的一定范圍內(nèi)。采用這種方法的問題除了定位不準外，(特別是在城市建筑物比較多的環(huán)境中或是室內(nèi))，車鎖使用GPS和移動網(wǎng)絡(luò)終端來向后臺管理平臺傳送信息，將消耗大量的電能，因而車鎖的供電是一個大問題，另外還要交費(移動網(wǎng)絡(luò)流量費用)。

　　(2)使用固定安裝在停放點的藍牙讀寫設(shè)備讀取車載藍牙標簽的電子圍欄

　　如下圖，這種方法就是在地下挖兩個坑，一個小坑安裝藍牙讀寫器(見圖中的銀灰色小方盒)用于讀取在它信號覆蓋范圍內(nèi)的共享單車的藍牙裝置(包括車鎖內(nèi)的藍牙模塊或外掛的藍牙標簽—)，通過控制調(diào)整藍牙讀寫器與車載藍牙標簽(車鎖內(nèi)置藍牙模塊或車體外掛藍牙標簽)之間的通信距離來控制共享單車的停放范圍;另一個“大坑”中則安放了用于連接小方盒藍牙讀寫器和移動通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，還有大的供電電瓶，或與市電連接的供電線路(參見圖中綠色蓋子的盒子)，大坑中的網(wǎng)關(guān)設(shè)備再將所讀到藍牙標簽的信息，通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳到后臺管理平臺，來實現(xiàn)對車輛停放的規(guī)范管理。

　　這種方法問題太多，不僅投入大，安裝運營維護成本高，既要挖坑還要供電，還要防盜，非常麻煩。需要政府花大錢才能實現(xiàn)。

　　(3) 使用車鎖藍牙讀寫設(shè)備讀取固定安裝在停放點的藍牙標簽的電子圍欄，以小鳴單車為代表，正在上海，廣東等地試點;

　　這種電子圍欄是在停放點豎立一個標識桿，在桿體上安裝了一個類似于藍牙i-beacon的電子標簽，周期性的向外發(fā)射ID信號，這個ID就代表了地圖上這個停放點的具體位置。而在藍牙車鎖中則安裝了一個藍牙標簽讀寫器，通過調(diào)整車鎖中藍牙標簽讀寫器與停放點處藍牙i-Beacon標簽的通信距離，來控制共享單車的停放范圍，實現(xiàn)對共享單車的停放管理。

　　這種方法的優(yōu)點是，除了挖坑立桿外，不需要外供電源，維護也簡單;

　　但缺點是：安裝在共享單車鎖中的藍牙讀寫器，以及向后臺管理平臺傳送信息的網(wǎng)絡(luò)終端，將消耗較多的電能，因而必須要使用大的電池并頻繁更換，這不僅加大了單車鎖的制造成本，也增加了單車的運營成本。此外，共享單車在城市中的停放點往往是長條形的，僅僅靠安裝在一個表示桿中的一個藍牙標簽很難控制信號范圍的覆蓋形狀，而如果要想降低定位精度，增加藍牙定位標簽則需要多立桿，從而增加成本并帶來更多的問題。另外，挖坑立桿在城市中還涉及市政規(guī)范管理的問題。

　　(4) 西谷方案-用戶手機藍牙讀取停放點藍牙電子標簽及車載藍牙標簽的電子圍欄

　　西谷方案與上述(2)(3)兩種方法原理相同，即：通過控制藍牙標簽與藍牙讀寫器的通信距離，來實現(xiàn)對共享單車停放位置的規(guī)范管理。

　　但西谷方案的獨特優(yōu)勢在于：

　　1)其藍牙標簽讀寫器既不埋在地下，也沒安裝在車鎖中，而是在用戶手機中，因而既不增加市政管理的負擔，也不增加運營商的負擔; 2)藍牙標簽直接黏貼在停車點地表面，因而不需挖坑立桿，簡單方便成本低，可以設(shè)置足夠多的停放點，最大程度保留了共享單車“隨意停放”的最大優(yōu)勢和生命力;3)這種做法可兼容現(xiàn)有已投放市場的各種運營商單車，在規(guī)范管理的同時，不僅沒有給運營商增加任何負擔，反而降低了運營成本，提高了運營效率; 4)為運營商簡化車鎖(不需充電)，全面降低成本和提高運營效率創(chuàng)造了條件

　　【4.1】在停放點只安裝一個或幾個不需維護的地表貼裝的藍牙標簽 (根據(jù)停車區(qū)域形狀以及定位精度要求)。此方式有兩項很明顯的優(yōu)勢：

　　- 其一，安裝部署極為方便，不破土，不立桿，兩分鐘就可以安裝一個，與貼在道路上的道釘類似，便于大批量、快速地的進行推廣部署;

　　- 其二，采用標簽位置定位而不需要GPS，不用強迫用戶開啟手機GPS導(dǎo)致用戶反感。

　　【4.2】共享單車的停放位置信息和開鎖取車以及鎖車停放的信息，都是通過用戶的手機傳到后臺管理平臺的(參見下面附圖)，即：以用戶手機作為藍牙讀寫器。這樣，既不需要在單車鎖中安裝網(wǎng)絡(luò)通信終端模塊(如同摩拜車鎖中的GPRS模塊)，也不需要專門在停放點安裝一個固定帶有網(wǎng)關(guān)的藍牙標簽讀寫器(如同上文的方案(2)與方案(3))。

　　須知：競爭最終是綜合成本的競爭!特別是現(xiàn)在政府要求運營商零押金用車，這無疑給那些依靠押金來運營的共享單車運營商帶來很大的壓力!這樣，不僅停放點的用于定位的地表貼裝的藍牙標簽非常簡單，而且藍牙鎖中的藍牙模塊，也僅僅是一個低功耗的藍牙標簽(而非復(fù)雜的藍牙讀寫器)，它們都不需要額外供電，一個簡單的紐扣電池就可以使用幾年。這不僅降低了整個系統(tǒng)，包括車鎖和定位裝置的制造成本，同時也大大降低了整個系統(tǒng)的運營成本。從而不僅滿足了前述共享單車使用電子圍欄來實現(xiàn)規(guī)范停放管理的所有要求，而且，為所有運營商提供了進一步全面降低成本的有效方案。

　　【4.3】用戶手機APP在共享單車開鎖或停放時，不僅要按照[4.2]的描述，從藍牙鎖中的藍牙模塊獲取開鎖信息或關(guān)鎖信息，還需要讀取停放點處所部署的藍牙標簽信息，然后一并傳到后臺管理平臺，包括傳給市政管理辦公室和共享單車運營商，由此，實現(xiàn)對共享單車的實時精確定位，用戶信息追蹤與管理，以及根據(jù)共享單車使用的實時流量信息的有效調(diào)度。

　　【4.4】有了規(guī)范的定位管理，車輛隨意停放和丟失的情況將大大減少。運營商也就再沒有必要安排大量的人手到處去尋找亂停亂放的單車了。(目前，每萬輛單車標配的維護人員是50人，這是一筆非常巨大的開支) 當然，在車鎖中安裝GPS模塊也變得沒有必要。真正極個別有意盜竊車輛的人，即使安裝了GPS模塊也無法解決。

　　【4.5】成都西谷已經(jīng)開發(fā)好一整套解決方案(包括藍牙智能鎖，配套的手機APP，以及停放點位置控制藍牙標簽)，下圖便是西谷共享單車電子圍欄涉及到的全部設(shè)備：藍牙鎖和定位標簽中的藍牙都是間隙性近距離通信的低功耗藍牙標簽，都可使用紐扣電池驅(qū)動，幾年不需更換電池，系統(tǒng)簡單，可靠，綜合成本非常低!(這里的車鎖的尺寸還可以小很多)

　　【4.6】對于那些現(xiàn)在已經(jīng)投放市場的，使用共享單車鎖內(nèi)網(wǎng)絡(luò)模塊上傳鎖車信息的共享單車，例如摩拜單車，可繼續(xù)使用原來的單車鎖不需更換， 只需在現(xiàn)有APP中增加一些讀取定位藍牙標簽ID的代碼即可，并要求在接收到通過車鎖直接上傳的鎖車信息的有限時間內(nèi)，接收到停車點的藍牙定位標簽的ID信息，從而實現(xiàn)對鎖車位置的控制。對于OFO這樣使用機械鎖的共享單車，除了上述在現(xiàn)有APP中增加讀取位置標簽ID的代碼，從而增加定位的功能外，最好的辦法還是將原來機械鎖換成本方案的藍牙智能鎖，其所獲得的效益，將遠遠大于現(xiàn)有車鎖帶來的成本開支和其他各種額外的損失。

　　3. 結(jié)論：

　　顯然，成都西谷方案不僅簡單實用，且照顧了各方面的近期和長遠的利益。按照成都市主城區(qū)50米距離內(nèi)可找到一個停放點(100米間距計算)，整個成都市繞城以內(nèi)實現(xiàn)全覆蓋，全部電子圍欄系統(tǒng)總造價不會超過2000萬元左右。而其維護管理成本也非常低。電子圍欄的使用將極大地降低人工維護費用，按照沒使用電子圍欄時的管理要求，1萬輛共享單車目前需要50個維護人員計算，成都市目前共享單車數(shù)量是80萬左右，維護人員將達4000人，人均3000元/月,總計月開支1200萬。僅此一項效益就足以說明問題。

　　附表：幾種共享單車電子圍欄比較

（本文作者為成都西谷曙光數(shù)字技術(shù)有限公司、四川西谷物聯(lián)科技有限公司董事長兼首席科學(xué)家廖應(yīng)成）