共享单车安全体系大数据分析

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摘要：共享单车作为物联网云+时代产生的新事物，是一种新型的交通模式，它大大方便了市民的出行。随着各大共享单车运营商的加入，共享单车的数量呈现井喷式增加，从而引发了共享单车使用、停放、损坏、维护、安全等方方面面的问题。笔者在研究共享单车运行模式、核心技术的基础上，引入当下流行的物联网云技术和大数据处理方式，从安全和高效两方面对共享单车模式进行研究和分析，构建了基于物联网云+大数据分析的共享单车的高效安全体系，可供相关企业单位和政府部门参考。

关键词：物联网云；大数据；共享单车；安全体系

1引言

“共享单车”作为中国新时代的四大发明之一，是一种新型的交通模式，它给现代拥堵的大中城市带来了更多活力和生机，这种绿色环保、便捷、快速的交通形式大大方便市民的出行，并改善了城市的环境。近几年来，各大共享单车运营商的加入，使得共享单车的数量呈现井喷式的增加，从而引发了共享单车使用、停放、损坏、维护、安全等方方面面的问题。本文分析共享单车运营和管理中存在的问题，构建基于物联网+大数据分析的共享单车的高效安全体系，可供相关企业单位和政府部门参考。

2共享单车发展现状

我国作为自行车生产和使用大国，自行车的发展历程经历了几十年。随着工业现代化高度发展以及人们收入的提高，公共汽车、地铁、出租车、私家车、电动车等逐步替代了传统的自行车，自行车只能作为交通补充的出行方式。我国共享单车发展主要经历了两个阶段[1]。第一阶段是从2007年开始，该阶段服务采用的是“有桩”自行车模式，这种模式是以地方政府主导投入建设为主的公共自行车服务。这个阶段是部分大中型城市为了缓解交通拥堵现象、实现低碳环保、减少对空气的污染，提供的一种社会服务型事务。它的缺点是使用范围小（必须是指定区域）且提供的自行车数量少，只能有效解决城区部分出行问题，而且使用效率比较低，自行车的维护和管理不足，使得用户和自行车的数量不断减少。第二阶段是从2014年开始，该阶段服务采用的是“无桩”自行车模式。这种模式是由企业运营商投入建设为主的共享自行车收费服务。最大特点是使用灵活，即可随时随地用车和还车，这种平台极大方便了市民的出行，更有效解决了公共交通中最后几公里的问题。这种共享单车采用了GPS定位、二维码技术、智能解锁等移动互联网技术，具有操作简单、使用方便、廉价等优势，使单车出行重新成为广大市民短距离出行的首选，也有助于缓解城市的交通拥堵和环境污染等问题。截止到2016年底[2]，全国共享单车运营企业达30多家，例如，摩拜单车、ofo小黄车、小鸣单车、小蓝单车等。累计投放共享单车的数量超过1600万辆，注册用户达2800万。

3存在问题

随着各大共享单车运营商的加入，共享单车的数量呈现井喷式增加，从而引发了共享单车使用、停放、损坏、维护、安全等方方面面的问题。目前，共享单车所面临的问题主要有以下几方面。（1）共享单车企业盲目无序地发展，数量过多。目前共享单车的运营企业多达30家，大部分都属于新兴企业，由于人才资源和管理经验都不足，缺乏对用户行为的监控。（2）共享单车无序停放，随意占用人行道、马路等公共区域，使得交通和环境变差。（3）用户群体层次多，素质参差不齐，使得共享单车的丢失率、损坏率极高，大大增加了运营商的成本。

4“智能共享单车”信息化技术

4.1智能共享单车。“智能共享单车”[3-4]是指将物联网设备（如GPS芯片、蓝牙芯片等）嵌入自行车，通过应用层的终端（如手机App软件）实现对共享单车的运用。它是由智能硬件、智能终端应用以及云智能系统服务平台三大部分组成。（1）智能硬件，主要致力于智能锁的研究与开发，包括智能锁加载GPS技术，以便能够实时获取定位信息，并通过物联网SIM卡实现智能锁和云平台的即时通信，以便实时监控车辆信息。（2）智能终端应用，系统主要致力于开发更便捷的手机APP或者微信扫一扫功能，为用户提供快速获取有效单车地点、在线支付等方式[5]。（3）云智能系统服务平台为数据存储提供更广阔的平台，为各项服务提供空间。4.2“共享单车”物联网。“共享单车”物联网是利用GPS技术、二维码、移动APP等技术实现对共享单车的定位、用户注册、使用、计费等监测与管理等功能。“共享单车”物联网技术有利于加快单车使用过程中实时数据的采集、传输和智能处理，是保证共享单车运营的基础。根据物联网技术构架，“共享单车”物联网也可分为感知层、网络层和应用层三层，如图1所示。图1“共享单车”物联网构架（1）感知层：该层有二维码标签、GPS、SIM卡等终端设备，用于共享单车地理位置和使用情况数据信息感知。（2）网络层：该层实现对感知层获取信息的传输，主要由3G、4G网络和蓝牙或WiFi等无线网络共同构建而成，形成了城市区域的物联网网络层，实现了共享单车物联网数据的传输与交互。（3）应用层：这层作为共享单车用户与共享单车物联网的接口，结合了共享单车定位监测监控、数据信息存储和分析等需求，是共享单车物联网智能应用的最终体现，实现了共享单车运营与信息化的融合。4.3“共享单车”大数据。随着物联网的广泛应用，各个行业应用领域的数据呈几何级的增加，大数据也就应运而生。“共享单车”大数据是指为了在共享单车使用过程更有效地从高采样频率获取的、大容量的、不同区域的单车定位和使用数据中获取价值而设计的新一代构架和技术。其数据来源主要是不同地理区域的单车数量、单车使用频率、单车损坏和丢失数据、注册用户等。

5共享单车高效安全体系

为了解决共享单车丢失、损坏等诸多安全问题，本文应用了共享单车物联网、云计算和大数据技术，通过在共享单车的智能锁中嵌入GPS定位技术，实时获取每辆单车的定位信息和使用情况数据，监控每辆单车的行程，然后采用云平台对共享单车各种监控系统数据进行统一存储和分析处理，实现共享单车安全有效的体系。该应用构架主要由信息感知层、数据传输层、云计算资源层、应用服务层、用户接口层五个部分组成，如图2所示。5.1信息感知层。信息感知层包括使用GPS定位设备、二维码、SIM卡等技术，主要用于定位共享单车基础数据信息采集。5.2数据传输层。数据传统层利用网络传输数据，该层的功能是把信息感知层采集到的数据，通过云平台的标准接口传输至云计算资源层。5.3云计算资源层。云计算资源层是整个共享单车安全体系构架的重要组成部分，是实现智能共享单车的信息化基础设施保障。它涵盖共享单车定位数据、用户注册数据、单车使用数据、区域数据、单车安全使用情况等。5.4应用服务层。应用服务层主要提供可见的面向管理人员的大数据分析决策系统，包括共享单车后台管理平台、数据决策分析平台。主要功能是对获取的信息通过人工智能以及数据挖掘技术分析哪些地点以及哪些线路单车使用率较高，提高这些地点和线路的单车投放量，并采取有效措施对该地段进行监管；跟踪每辆单车，对长期停放不使用的单车进行追访和维护，以便获取故障车辆，并及时对其进行维护，以便更好地投入使用；通过物联网云平台和大数据分析，对一年四季的使用量进行分析统计，以便对各个季节单车投放和回收进行有效控制，提高单车的利用率等。5.5用户接口层。用户接口层可通过移动终端APP接入该平台，使用平台提供的高效、丰富的应用服务。

6结语

基于物联网云+大数据分析的共享单车高效安全体系是利用GPS定位技术、网络数据存储传输、大数据分析等现代技术，结合共享单车监测监控、预测预警、应急救援等需求，采用云计算与大数据技术，实现对共享单车投入、使用、运营过程中的智能管理与控制，解决共享单车健康状态智能监测、共享单车运行情况的智能监测等问题，提高整个共享单车运营的效率。总之，共享单车是互联网时代衍生的一个产物，有其自身的优势和积极作用，同时也存在诸多的不足和需要完善的地方。共享单车要实现更大范围的高效共享还得借助于移动互联网和相关部门的监管。

参考文献

[1]张子轩,吴蔚.共享单车的现状、问题以及其发展对策建议[J].现代商业,2017(16):162-163.

[2]白婉莹.浅析共享单车的发展之路[J].中国商论,2017(11):1-2.

[3]余国磊.浅析“共享单车”运营和管理中存在的问题与对策[J].知识经济,2017(9):87-88.

[4]李琨浩.基于共享经济视角下城市共享单车发展对策研究[J].城市,2017(3):66-69.

[5]李学龙,龚海刚.大数据系统综述[J].中国科学:信息科学,2015,45(1):1-44.

作者:周扬 单位:无锡太湖学院