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章 綠道-公共自行車系統(tǒng)簡介
1.1 綠道-公共自行車概述
1.1.1綠道的概念
綠道就是沿著諸如河濱、溪谷、山脊線等自然走廊，或是沿著諸如用作游憩活動的廢棄鐵路線、溝渠、風景道路等人工走廊所建立的線型開敞空間，包括所有可供行人和騎車者進入的自然景觀線路和人工景觀線路。它是連接公園、自然保護地、名勝區(qū)、歷史古跡，及其他與高密度聚居區(qū)之間進行連接的開敞空間紐帶。從地方層次上講，就是指某些被認為是公園路(parkway)或綠帶(greenbelt)的條狀或線型的公園。1.1.2 公共自行車在綠道上的應用
綠道緣自發(fā)達國家，它是一種連接公園，自然保護地，風景名勝區(qū)，歷史古跡，沿府南河，可供行人和騎車者進入的綠色空間通道，如下圖所示。（圖片來源于網絡。）第二章 綠道-公共自行車方案
2.1 系統(tǒng)組成方案
2.1.1 系統(tǒng)結構圖
本系統(tǒng)采用集中控制、分布式管理的模式，由一個后臺管理系統(tǒng)和若干自行車服務點組成。自行車服務點通過網絡與后臺管理系統(tǒng)相連接，自行車服務點將車輛信息、租還信息發(fā)送到后臺管理系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)根據數(shù)據庫信息向自行車服務點回復數(shù)據。本系統(tǒng)設計的一大特點是采用網絡無關性設計，也就是本系統(tǒng)服務點與后臺管理中心之間的網絡由運營商根據當?shù)貙嶋H網絡環(huán)境來定，無論有線網絡還是無線網絡，無論是哪家電信運營商都可以使用。
2.1.2 自行車服務點結構圖
方式一方式二
其中，方式一能夠做到分級處理，先由工控機進行處理，然后再與后臺聯(lián)絡，減輕服務器壓力；方式二的優(yōu)點是成本低，由局域網路由器實時向后臺傳輸數(shù)據。
自行車服務系統(tǒng)由3部分組成，1個控制單元、若干鎖止器和1個密鑰系統(tǒng)。通過CAN總線與鎖止器系統(tǒng)相連接，工控機負責交易邏輯的處理，脫機數(shù)據存儲，卡片信息查詢等功能，鎖止器上送的卡片信息通過CAN總線傳輸?shù)焦た貦C，工控機根據卡片密鑰體系的要求傳送到密鑰系統(tǒng)完成計算密鑰。
自行車服務點系統(tǒng)具有兩大技術亮點：CAN總線技術的使用，密鑰系統(tǒng)的使用。
2.1.2.1 CAN總線
為了使本系統(tǒng)的工作效率達到，盡可能的提高用戶卡的刷卡速度，系統(tǒng)采用的通訊模式為多對多，傳統(tǒng)通訊模式不是點對點通訊就是廣播式通訊，很難滿足本系統(tǒng)的設計要求，針對本系統(tǒng)針對速度以及造價的要求，我們使用CAN總線解決，CAN總線的實現(xiàn)成本不高，而且能夠實現(xiàn)多對多的通訊模式。我們設計的CAN總線模塊分兩種，一種是安裝在鎖止器內部的CAN總線模塊，還有一種是安裝在工控機內部的CAN總線模塊，在這兩塊CAN模塊的配合之下系統(tǒng)能夠使用CAN總線穩(wěn)定的工作。
2.1.2.2 密鑰系統(tǒng)
作為一個的IC卡系統(tǒng)，IC卡的安全是必須要考慮的重要環(huán)節(jié)，作為IC卡安全體系的重要環(huán)節(jié)就是IC卡密鑰系統(tǒng)。而且為了保證本系統(tǒng)具備與建設部IC卡系統(tǒng)以及銀行IC卡系統(tǒng)相兼容，本系統(tǒng)配備密鑰管理系統(tǒng)。本密鑰系統(tǒng)最突出的特點就是PSAM卡共享方案，大大降低了系統(tǒng)建設成本，使系統(tǒng)大面積推廣成為了可能。
2.2 硬件系統(tǒng)方案
本系統(tǒng)所采用的硬件設備由5大部分組成分別是鎖止器系統(tǒng)、工控機系統(tǒng)、密鑰機系統(tǒng)、讀卡器系統(tǒng)、自行車系統(tǒng)。2.2.1 鎖止器系統(tǒng)
鎖止器系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的執(zhí)行機構是與用戶打交道最多的系統(tǒng)，我公司研發(fā)的鎖止器是集成我公司多年自行車租賃系統(tǒng)研發(fā)經驗基礎上結合杭州公共自行車系統(tǒng)實際運營經驗，推陳出新研發(fā)的第三代鎖止器，具有國內，國際的特點。本鎖止器系統(tǒng)采用車把鎖方案，具有適應車型多的特點，可以針對不同車型靈活調節(jié)高度。車把鎖的位置較高，刷卡界面與用戶眼睛的距離更近方便乘客刷卡，避免了乘客彎腰刷卡低頭看屏幕的尷尬。本系統(tǒng)車把鎖連接位置寬大堅固，抗破壞能力強，本鎖止器采用金屬沖壓成型，結構強度大，抗破壞能力強。
3d裝配圖
2.2.2 控制單元
控制單元是整個系統(tǒng)的大腦，負責實現(xiàn)交易邏輯，記錄交易記錄，同時工控機還有液晶屏幕與交互按鍵，可以方便實現(xiàn)與乘客交互，通過屏幕可以顯示乘客卡片的信息。控制單元采用32位處理芯片，運算速度快，對外預留端口有CAN總線接口、串行接口、網線接口。CAN總線接口與鎖止器連接，接收鎖止器發(fā)送來的數(shù)據，向鎖止器發(fā)送控制指令。串行接口與密鑰系統(tǒng)相連負責密鑰運算。網線接口負責控制單元與網絡連接，通過網絡控制單元可以連接到后臺管理系統(tǒng)，向后臺管理系統(tǒng)發(fā)送交易數(shù)據，同時接收后臺管理系統(tǒng)發(fā)送過來的控制信息。
2.2.3 密鑰機系統(tǒng)
密鑰機系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的安全核心，本系統(tǒng)通過sam卡進行密鑰的運算，sam卡作為密鑰的載體也是密鑰運算的主體，sam卡的使用也是目前建設部IC卡管理系統(tǒng)和人民銀行IC卡管理系統(tǒng)的核心。如果運營商與一卡通運營商或銀行合作則必須使用密鑰機作為密鑰運算的主體。2.2.4 自行車系統(tǒng)
本系統(tǒng)中使用的自行車采用了自行車無關的設計理念，也就是說本系統(tǒng)可以使用任何樣式自行車，本系統(tǒng)不固定樣式自行車，運營商可以根據自己實際需要選擇適合自己的自行車。本系統(tǒng)采用的自行車連接件，只需要將自行車連接件與運營商提供的各種型號的自行車連接，該型號自行車就可以在本系統(tǒng)中使用。采用這種設計方案，可以給運營商限度的靈活性，而且還為運營商提供一種差異化租車解決方案，運營商可以根據不同車輛的價值提供給乘客多種租還車價格，也就是說運營商可以按照普通價格提供普通自行車給市民作為普通出行使用，也可以提格提供一個像山地車、跑車這樣的特殊車輛給市民健身使用。差異化供車可以使系統(tǒng)能夠容納更多用戶群體，可以使系統(tǒng)的效益化。2.2.5 監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控系統(tǒng)可以做到對自行車點的全方位監(jiān)控，對可能出現(xiàn)的不法行為、不規(guī)范行為或是需要求助的行為做到及時的響應或事后的調整。
監(jiān)控系統(tǒng)可采用局域網攝像頭，利用局域網進行高速低成本數(shù)據傳輸。
2.3 軟件系統(tǒng)方案
2.3.1 自行車綜合管理系統(tǒng)
2.3.1.1 軟件組成結構
自行車綜合管理系統(tǒng)是后臺管理系統(tǒng)的軟件核心，運行后自行車租賃系統(tǒng)的后臺，分為6個子系統(tǒng)，車輛IC卡管理系統(tǒng)、數(shù)據接收處理服務系統(tǒng)、車輛及站點狀態(tài)查詢系統(tǒng)、車輛調度管理系統(tǒng)、乘客糾紛解決系統(tǒng)、報表統(tǒng)計查詢系統(tǒng)。2.3.1.2 數(shù)據處理能力
本系統(tǒng)設計數(shù)據處理能力為：l 自行車保有量100萬輛
l 租賃點保有量5000個（根據服務器配置情況來定，每個服務器可以為500個租賃點提供服務。）
l 鎖止器保有量20萬
l 日租還量300萬次
本系統(tǒng)為了系統(tǒng)擴展性能的要求，使用后臺數(shù)據庫為ORACLE數(shù)據庫，ORACLE數(shù)據庫具有跨平臺工作能力，系統(tǒng)建設初期由于投入點位數(shù)量、自行車數(shù)量以及發(fā)行卡片數(shù)據相對較少，因此使用普通PC服務器就可以完成數(shù)據處理的工作，隨著系統(tǒng)的運行租賃點數(shù)的增加導致數(shù)據處理量的增加，就會造成服務器處理的瓶頸，這時候就需要更換處理能力更強的服務器甚至是小型機來進行數(shù)據的處理，對于數(shù)據庫來說使用ORACLE數(shù)據庫，可以無縫過度到小型機系統(tǒng)。ORACLE數(shù)據庫是目前進的數(shù)據庫系統(tǒng)，其特點可以到網上搜索，這里不再詳述。
2.3.1.3 分系統(tǒng)說明
2.3.1.3.1 車輛IC卡管理系統(tǒng)
車輛IC卡管理系統(tǒng)負責對自行車車輛上的IC卡進行設置，并管理的系統(tǒng)。車輛IC卡是每個自行車的，鎖止器就是依靠識別鑲嵌在車輛上的IC卡來識別車輛的。車輛IC卡管理系統(tǒng)首先對車輛IC卡進行初始化，通過安全系統(tǒng)向IC卡中寫入密鑰，然后將通過界面輸入的車輛IC號寫入IC卡內，然后將該IC號寫入車輛IC數(shù)據庫，只有在車輛IC數(shù)據庫中記錄的IC號系統(tǒng)才能識別并使用，當車輛損壞或報廢的時候，通過本系統(tǒng)將該車輛IC號從數(shù)據庫中。2.3.1.3.2 數(shù)據接收處理服務系統(tǒng)
數(shù)據接收處理服務系統(tǒng)是系統(tǒng)中的前置通訊服系統(tǒng)，用于接收租賃點發(fā)送的交易數(shù)據、管理數(shù)據、站點數(shù)據等，接收到數(shù)據后，將數(shù)據存儲入數(shù)據庫，也可以根據數(shù)據庫的數(shù)據將處理結果反饋回租賃點。2.3.1.3.3 車輛及站點狀態(tài)查詢系統(tǒng)
車輛以及站點狀態(tài)查詢系統(tǒng)負責統(tǒng)計分析站點以及車輛的數(shù)據，數(shù)據接收系統(tǒng)接收到的車輛數(shù)據以及消費數(shù)據，根據這些數(shù)據可以統(tǒng)計分析出目前有多少車輛已經被租用出去，有多少車等待租用，哪些服務站點工作正常，哪些服務點存在問題等管理信息，方便操作人員及時對系統(tǒng)進行維修。2.3.1.3.4 車輛調度管理系統(tǒng)
車輛調度系統(tǒng)可以根據車輛數(shù)據分析出某輛車在哪個服務點、哪些服務點車輛已滿、哪些服務點無車，可以給出車輛調度建議等信息。2.3.1.3.5 乘客糾紛解決系統(tǒng)
乘客糾紛解決系統(tǒng)是本系統(tǒng)處理乘客在租還車輛過程中出現(xiàn)異常情況的處理系統(tǒng)，糾紛解決系統(tǒng)可以根據乘客卡片信息查詢出該乘客卡的相關數(shù)據，通過該數(shù)據操作員可以判定用戶卡片操作錯誤的原因，根據預先制定的糾紛解決方案可以對乘客卡出現(xiàn)的問題給予及時解決。2.3.1.3.6 報表統(tǒng)計查詢系統(tǒng)
報表統(tǒng)計查詢系統(tǒng)是本系統(tǒng)數(shù)據最終的處理環(huán)節(jié)，本系統(tǒng)可以根據交易數(shù)據，形成相應的日報表、月報表、年報表，也可以針對不同租賃點形成相關的統(tǒng)計分析報表，通過本系統(tǒng)形成的報表用戶可以直觀的看到系統(tǒng)運行情況，為決策提供數(shù)據支持。2.4 系統(tǒng)特點
l Can總線技術的使用使系統(tǒng)具備同時服務多名乘客的能力l 密鑰系統(tǒng)的使用使系統(tǒng)的安全性大幅提高，接入建設部IC卡系統(tǒng)和銀行IC卡系統(tǒng)成為可能
l 橫梁式鎖止器將基建成本大幅降低
l 車輛IC卡的使用使系統(tǒng)自行車的管理難度大幅降低，車輛管理的精準度大幅提高
l 車輛無關性設計原則使系統(tǒng)對自行車的兼容性大幅提高，使差異化租車成為可能
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