虹膜識別技術應用于公共自行車租賃系統的可行性
——以杭州為例*

◎陳 苑 張明吉 林修文

虹膜識別技術應用于公共自行車租賃系統的可行性
——以杭州為例*

◎陳 苑 張明吉 林修文

本文針對杭州市公共自行車現有IC卡租賃系統的弊病，認為可以運用先進的虹膜識別技術對其功能和系統進行改造。通過對國內外同行業現狀與問題的調研以及對各種租賃系統的分析比較，提出虹膜識別技術應用于公共自行車租賃系統的方案，探討虹膜識別技術的優點和應用的可行性，并提供虹膜識別服務系統及終端的技術預案。

虹膜識別 公共自行車 租賃系統 杭州

近年來，受西方城市公共自行車發展的影響以及我國政府對環保出行等理念的倡導，我國逐漸重視公共自行車的作用，加大了規劃和支持的力度。2008年5月1日，杭州在國內城市中率先推出公共自行車出行系統，解決公交出行的“最后一公里”問題。杭州平均每天有31.27萬人次選擇公共自行車出行，7年多來租賃服務達6億人次。2015年1～10月，公共自行車出行為杭州減少二氧化碳排放量達12.69萬噸。2015年，為解決“租還車難”問題，方便市民出行，截至10月底，杭州共新增（改建）服務點100處，服務點總數達3354處；新增、更新公共自行車3000輛，車輛總數達8.41萬輛。截至2015年10月，全市公共自行車租用量達9537.19萬人次，累計租用量為6億人次；日最高租用量達到44.86萬人次，創歷史新高［1］。

杭州市公共自行車租賃服務系統是全國城市運營最早、最成功的典型，成為全國各地市、縣、鄉鎮學習的榜樣。然而這個運營了7年多的龐大服務系統，其相關技術、系統布局、硬件設施已經出現陳舊、老化等各種問題。為配合杭州“智慧城市”建設發展規劃的實施，提升系統服務質量和智能化水平的艱巨任務已經擺在我們面前。探索全新的服務系統，建設更高層次的智能化租賃系統，提高服務終端使用的質量水平，將成為杭州公共自行車系統實現由量變到質變的主要研究課題。在“2015智造”和“智慧城市”的背景下，探討虹膜識別技術支持下公共自行車租賃服務系統的可行性，提升杭州公共自行車租賃服務系統的安全性和便利性，為杭州公共自行車服務系統的智能化升級換代提供一種新的應用技術，具有重要的現實意義和社會價值。

一 城市公共自行車租賃系統的國內外現狀

公共自行車租賃系統，又稱公共自行車出行系統，或簡稱為公共自行車。通常情況下，該系統以城市為單位進行部署、建設，由數據中心、管理信息系統（MIS）、分區運營中心（發卡、充值、調度、維修等）、駐車站點、站點智能控制器、駐車電子防盜鎖（鎖止器／樁）、自行車（含隨車鎖具、車輛電子標簽）、用戶租車介質（IC卡或其他）及相應的通信、監控設備組成。根據需要，還可以配備停車棚、站點視頻監控系統、互動網站等。鎖止器根據站點駐車設備的不同，可分為橫梁式、立柱式、龍門式等類型；根據駐車時自行車與駐車電子防盜鎖連接方式的不同，可分為硬連接、軟連接等類型。一個數據中心可管理幾百至幾千個站點，每個站點配備20～80個駐車電子防盜鎖（鎖止樁）。站點主要布局在居民生活工作集聚區出入口、公交車站附近，重點解決公交出行的“最后一公里”問題，是城市公共交通的組成部分。常見的城市公共自行車租賃方式有：用戶注冊后在服務站點投幣、刷卡或借用別的用戶信息識別手段（如手機掃碼、短信密碼等）租車；到達目的地后，將車歸還到就近的站點，根據使用時長和計費標準收取一定的使用費。公共自行車租賃系統在國外發展已有50年左右的時間，它給全社會帶來的好處已無須贅述，而暴露的問題則需要總結分析。

（一）國外城市公共自行車租賃系統的概況

發達國家自公共自行車出現至今，經歷了多種租賃系統的發展與變革過程，大致情況如下。

1.無契約租賃系統

1965年（也有文獻稱1967年），荷蘭阿姆斯特丹的一個無政府主義組織將一些涂成白色、沒有上鎖的自行車放在公共區域，期望供人們長期免費使用，稱為“白色自行車計劃”。然而，與倡議者的初衷相反，幾天之內，所有的自行車都丟失或被破壞殆盡，計劃徹底失敗。這次嘗試被普遍認為是歷史上最早的公共自行車系統的起源［2］。

2.投幣式租賃系統

真正具有租賃系統特征的，是1995年哥本哈根出現被命名為“GoBike”的第二代公共自行車租賃服務系統。這一代設計利用硬幣來實行管理，使用者需要將一定數額指定面額的硬幣（約值4美元）投入鎖止器后才能使用自行車。還車時鎖止器會如數退還4美元硬幣，也就是無償租用。4美元的約束力，在管理方面起到了很大的作用，人們會主動將車歸還到鎖止器中，以取回自己的硬幣。但是使用者是匿名的，這也帶來一定問題，如遇上心術不正的人，會想到用4美元換回一輛歸屬自己的自行車。

3.IC卡租賃系統

20世紀末，歐洲電子科技迅速發展，以電磁卡為標志的第三代公共自行車系統誕生，以整個歐洲為基礎開始向全球推廣應用［3］。磁卡對于用戶來說就是一個有效的身份認證。消費者在辦理公共自行車服務時，必須在卡中錄入自己的個人信息，如身份證號、電話號碼、家庭地址、信用卡卡號等。這一代公共自行車服務系統的約束力又增強了許多，用戶的個人信息成為最大的約束力，使之成為目前最為普遍、成熟的租賃系統。這種系統的問題，主要是IC卡的安全問題。一旦丟失，容易造成用戶個人信息走漏、信用卡被盜刷等。此外，隨身攜帶也時有不便并容易丟失［4］。

4.密碼租賃系統

英國自行車租賃業務很發達，許多外國游客使用自行車環游英國。首都倫敦推出了—項便捷租車業務——通過短信來實現租車服務。這項服務的注冊用戶只需給服務中心發送一條短信，就會收到一個開鎖密碼。通過這個密碼，用戶可在市內任何一個租車服務點取車，半小時之內歸還可免收租金。當到達距離目的地最近的一個租車停放處時，只需再次發送短信，便可得到上鎖密碼。鎖車后系統會自動計時，從注冊時捆綁的銀行卡上自動劃取租車費用［5］。這種系統簡便易行，但如果不帶手機就無法收發短信進行租借活動。

5.會員制租賃系統

2015年10月，韓國首爾推出了一種新型公共自行車租賃系統。需要使用租賃自行車服務的市民只需下載智能手機應用程序“首爾自行車叮鈴鈴”，購買使用券即可。非會員可以購買1000韓元（約合人民幣6元）的一日使用券，會員則可以購買1日、7日、1個月、半年和1年的定期券。支付方式可以選擇手機支付、信用卡支付或T-Money交通卡支付。外籍居民及外國游客在首爾自行車租賃系統官網事先進行會員注冊，或購買外國人專用交通定期券M-Pass，便可使用該項服務。用戶可選擇任一租賃點，在終端機上刷已經綁定的卡，并輸入事先設置的密碼，即可租賃自行車［6］。英國也有與首爾類似的會員制租賃系統，以信用卡付費。這個系統需要手機或信用卡等才能完成租賃。

6.車載平板電腦+手機支付

2013年初，丹麥首都哥本哈根GoBike的千余輛堪稱迄今世界上最新智能型高端公共自行車正式開始運營。GoBike的自行車全都帶著一個宛如iPad的平板電腦，它不僅能夠為用戶導航線路，而且能夠幫用戶找到最近的停車點。用戶可以通過手機來支付租賃的費用，也可以通過手機信息服務平臺獲取附近的租賃站點信息。而且GoBike的電子化程度很高，無須車鎖［7］。它通過屏幕設置密碼來實現鎖車，因此公共自行車服務點無須安裝大量防盜鎖止器。這種看似最為高大上的租賃系統，也仍然需要智能手機的配合才能完成租賃，并且自行車的硬件投資昂貴，非一般國家和城市所能普及。

從國外情況來看，目前采用較為普遍的是IC卡租賃系統，租賃時需要攜帶IC卡才能完成。而密碼租賃、會員制租賃或是車載平板電腦租賃等系統，即使擺脫了帶卡的不便，也無一例外地需要手機作為輔助工具才能完成租賃／支付工作，脫離手機就無法完成。

（二）國內城市公共自行車租賃服務系統的現狀和問題

7年多來，中國城市公共自行車租賃服務基本采用IC卡租賃系統和“IC卡+手機掃碼”兩種系統，少見像上述發達國家那樣僅通過手機進行的密碼租賃、會員制租賃或車載平板電腦租賃系統，也未發現完全不借助卡或手機進行的其他智能租賃系統。

1.IC卡租賃系統的現狀及問題

借鑒西方城市公共自行車發展的經驗，杭州市公共自行車采用了IC卡租賃系統。近年來，國內大大小小的城市、鄉鎮也基本采用IC卡租賃系統開展建設和運營。據各地情況調查，國內IC卡租賃系統的問題存在共性，因此通過杭州IC卡租賃系統基本可以窺見存在的共性問題。杭州IC卡租賃系統使用中的主要問題，在辦卡和租賃過程中最為突出。

公共自行車租車卡是最常用的租賃介質。杭州公共自行車租賃卡與城市公交卡、地鐵卡、水上巴士卡合而為一，被稱為“杭州通”IC卡。杭州本地用戶辦理此卡較為劃算，一卡可以包攬杭州交通；只要繳納200元押金，便可使用城市公共自行車。但是由于IC卡可用于多種交通工具，充到卡內的金額使用較快，需不時注意余額，并到指定網點充值。若一次性充值大量金額在卡內，一旦丟失卡，所存金額盡屬他人，并且重新補卡費時費力。此外，公共自行車租賃必須刷卡也給廣大用戶帶來不便，如遇各種不利天氣攜帶IC卡租借的不便、忘帶IC卡無法租借的不便等。杭州作為全國著名的旅游勝地，每年大大小小的節日有大量游客前來游玩。對于外來人員來說，辦理公共自行車臨時租賃卡是一件煩心事。例如，2015年4月7日《杭州日報》報道，王女士與家人到太子灣游玩，辦理了一張公交Z卡（臨時卡），繳納300元押金后順利使用公共自行車游玩。王女士騎車來到市區，還車時想到自己今后不會再使用杭州公共自行車，便希望找個就近網點退卡，結果被告知必須回到景區才能退卡。如此，充有300元的卡就成了負擔。

據用戶反映，租賃過程中常出現讀卡錯誤、不能還／取車、不能識別卡等問題。杭州絕大多數鎖止器的使用時間已超過7年（破損、更新的除外），讀卡靈敏度逐漸降低。尤其是市區租賃頻率高的服務點，鎖止器的使用頻次特別高，失靈或誤讀的概率也逐年增高。市區盡管有很多服務點，但即使用戶發現問題及時報修，或服務公司主動維護檢測，也不可能做到讓所有鎖止樁都正常工作。此外，很多用戶反映，經常攜帶IC卡也多有不便，還容易丟失，如果出門忘帶IC卡就無法租車。

2.“IC卡+手機掃碼”租賃系統的現狀及問題

隨著智能手機的推廣，手機支付漸漸成為一種潮流，已經被一部分用戶所接受。近年來，全國各地已經有很多城市公共自行車租賃服務系統推出手機APP掃碼的租賃方式，極大地方便了不愿意帶卡的用戶群體。已辦卡用戶臨時未帶卡或不愿帶卡，可以通過手機APP發出指令，完成租借公共自行車的程序，但前提是辦卡用戶才能用手機操作。而手機掃碼租賃的方式，只能成為IC卡租賃系統下的一種綁定支付形式，不能真正替代IC卡。

還有一些重要因素也限制了手機掃碼租賃方式的推廣應用。其一是目前尚有很多用戶（特別是中老年用戶）的手機并不是智能手機；其二是免費WIFI的覆蓋不是城市各處都能享用，這對用智能手機完成掃碼租賃也形成一種阻礙。此外，不帶手機無法完成租賃手續。由此看來，手機并不能完全替代IC卡而作為新的租賃介質。

二 虹膜識別技術的優點與可行性

課題組在與承擔杭州公共自行車建設／運營管理的杭州金通公共自行車股份有限公司接洽的過程中，對方多次提到，希望有一種高科技的用戶信息識別方式能替代當前IC卡的運用。一方面，使用戶不再受IC卡的限制，免除由卡帶來的諸多問題；另一方面，能提升杭州公共自行車系統的智慧程度。與此同時，擁有美國虹膜識別技術、回國創業的杭州康坦通生物科技有限公司提出一種設想：能否采用虹膜識別技術來全面替代現有的IC卡對用戶身份進行識別管理，將杭州公共自行車租賃服務系統進行升級換代？

如果嵌入虹膜識別技術后能使租賃系統的安全性大大提升，而且使用、維護的便利性超過現有的IC卡租賃系統，用虹膜識別替代IC卡進行用戶身份識別的杭州公共自行車租賃新系統應該具有可行性。

（一）虹膜識別技術的優點

虹膜識別技術是基于眼睛中的虹膜信息進行身份識別的。作為生物識別技術之一，其用戶信息的識別出錯率與其他常見的生物識別技術比較的具體數據如下（數據由課題組技術支持方杭州康坦通生物科技有限公司提供）。

聲音識別技術：1／500（500次識別中會有一次出錯）。

人臉識別技術：1／1000（1000次識別中會有一次出錯）。

指紋識別技術：1／10000（10000次識別中會有一次出錯）。

蘋果TOUCH HD識別技術：1／50000（50000次識別中會有一次出錯）。

單眼虹膜識別技術：1／1500000（1500000次識別中會有一次出錯）。

雙眼虹膜識別技術：1／2250000000000（2250000000000次識別中會有一次出錯）。

DNA識別技術：1／800000000000000（800000000000000次識別中會有一次出錯）。

上述數據比較結果表明，虹膜識別技術的出錯率之低，幾乎處于各種生物識別技術的頂端，僅排在DNA識別技術之后。

在各種生物識別技術中，聲音識別技術出錯率最高，一般受眾面廣的民用產品不適用，僅用于公安刑偵等個案識別研究。人臉識別技術出錯率較高，加上還會受到發型、妝面、眼鏡、美瞳等變化的影響，而難以識別，年齡帶來的臉部變化也會影響識別成功率，因此較少應用于受眾面廣的服務終端，一般僅用于手機這樣的個人終端（如阿里巴巴正在開發的人臉識別支付）以及公安刑偵對嫌犯的面部特征做個案比對。指紋識別技術出錯率較低，在安保、個人支付領域采用較多。但是指紋識別也存在一些問題，如指紋易被盜取、指紋采集的成功率受天氣變化的影響、有些用戶的指紋無法采集等。因為指紋識別存在種種局限，它同樣也不適用于受眾面廣的服務終端，僅適用于個人、家庭終端的用戶身份識別以及公司安保、考勤等場合。有關指紋識別典型的個人終端應用，有蘋果手機自帶的指紋識別機主身份和支付寶指紋支付功能等。DNA識別技術雖然略勝虹膜識別技術一籌，但眾所周知，用NDA識別用戶身份樣本，采集和化驗分析需要時間，因此用于受眾面廣且需要快速識別的場合尚不可能。

虹膜識別技術除信息識別出錯率極低外，還有其他四個方面的優點。

1.穩定性好

人類從出生后一年，虹膜特征就基本穩定，不會隨著年齡的增長而發生變化，也基本不受環境因素的影響。

2.響應速度快

目前，一個指紋識別儀上最多能夠存儲大約5000個指紋信息，信息量一旦超過1000個，其響應速度甚至會長達十幾秒鐘。而虹膜識別技術，用戶信息量達到2500個時，響應速度不會超過2秒鐘。

3.誤識別率和拒識率低

就身份識別領域而言，存在兩個基本的參數，即誤識別率和拒識率，這兩個參數是衡量一種識別方式是否過硬的指標。虹膜識別技術的誤識別率僅為1／1500000（單眼）、1／2250000000000（雙眼），也就是說幾近于“零”。而拒識率也僅為1.1%（用戶本人測試100次被判無法識別次數為1.1次）。

4.安全性高

由于虹膜識別技術具有極低出錯率和快速識別的特性，其安全性遠遠高于傳統的身份識別方式。據杭州康坦通生物科技有限公司提供的信息，目前在國內外，虹膜識別技術都已開始應用于大規模用戶人群的身份識別，如應用于安防設備（如門禁等），以及有高度保密需求的場所。國內如山西、陜西、河北等省份的2000多個煤礦利用虹膜識別機對幾十萬名礦工進行考勤管理，在酬勞核算和統籌控制上明顯提高了工作效率。美國是全球最主要的虹膜識別商用市場，特別是出入境安保管理及銀行的使用比較普及。“9·11”事件后，全美115座機場和14個主要港口設立了“美國訪客和移民身份顯示技術”系統，可以同時進行虹膜識別、指紋識別、面部圖像掃描以及掌紋識別等生物識別程序；美國的Bank of America、Bank United也已經采用了虹膜識別技術來進行用戶身份識別。此外，很多發達國家也已建立了以虹膜識別為主的生物識別數據庫，用于安保和銀行用戶的身份識別等。

鑒于虹膜識別技術有諸多優勢，技術也已日趨成熟，將虹膜（雙眼）識別技術應用于公共自行車服務系統與終端，其應用價值可以預期。

該技術的應用會徹底改變租賃終端用戶信息的識別方式，其便利性十分明顯。首先，用戶租車／還車，只要站在終端機前雙眼正對識別窗口2秒左右，就能完成身份識別，操作簡便快捷；其次，終端機使用功能可以拓展到利用虹膜識別查詢賬戶、支付租借費用等；最后，經過系統設計，終端還可以采用語音、圖像提示幫助中老年用戶操作，做到老少無欺、易學易用。

虹膜是人一生中信息不變的器官，作為公共自行車租賃服務的身份識別介質可以終身享用。通俗來說，個人虹膜就是一張可以伴隨一生、終身免保的生物IC卡，用戶再也不會受到普通IC卡或者手機的各種困擾。借助虹膜識別技術完成公共自行車租賃簡便易行，并且安全性極高。

（二）虹膜識別技術應用的可行性

虹膜識別技術和信息網絡的建構是該系統應用的關鍵。本課題的合作伙伴——杭州康坦通生物科技有限公司擁有國際先進的虹膜識別技術，先期已經與課題組共同完成了可行性討論并確認技術的可行性，所提供的虹膜識別技術的嵌入本身沒有問題。在數據構架和操作上，只要在現有的公共自行車服務系統信息資料上增加相應的虹膜信息便可。可以利用現有的服務平臺，逐步為用戶建立個人信息庫，或刪減滯后的平臺的參數信息，信息資源共享后還可逐步擴展至同類服務的其他領域。虹膜識別技術應用的可行性，具體表現在以下三個方面。

1.終端機設計應用的可行性

經過課題組一年多的反復設計研究，終端機的外觀和后臺技術支持已基本完成；用戶信息的錄入、使用與查詢等功能，在終端設計模型上都已經通過實驗驗證；其外觀與功能設計，已經獲得國家知識產權局頒發的實用新型專利。2015年，在中國美術學院畢業設計展上課題組展出的“潛入虹膜識別技術的公共自行車無卡租賃終端系統設計”，獲得杭州市委宣傳部到場領導的高度重視，成為新聞媒體關注的焦點。

2.手機APP嵌入的可行性

在互聯網應用高度普及的今天，手機APP可以作為虹膜識別無卡租賃系統的智能化補充，用以進行各種相關信息的查詢和支付手段的修改、補充。杭州金通科技服務有限公司前期已經開發了手機APP的應用軟件，用戶反映良好。嵌入虹膜識別技術后，該手機APP只要稍作修改就可以繼續使用。

3.系統推行和運營管理的可行性

嵌入虹膜識別技術的系統推行更替，可以分兩步走。第一步，將虹膜識別技術添加進去，作為另一種終端用戶識別方式，與現有IC卡識別方式并存一個時期，其間進行虹膜識別終端的試運營和技術消化租賃系統硬件設施的重新設計。第二步，完全替代IC卡租賃系統，所有硬件設施更新換代。具體需要多少時間，根據現有硬件的使用壽命和系統軟硬件設計試驗的進度而定。

系統推行的運營管理，按杭州目前公共自行車服務點數量約3000個、每個服務點1個終端、每個終端約4000元計算，總共需要投入約1200萬元。加上整個軟件系統的費用約100萬元（含系統調試、后期維護等），全部改造為嵌入虹膜識別技術租賃系統的軟硬件費用，估算需要約2000萬元（未計人工費用：虹膜信息錄入、硬件安裝等。數據由杭州金通公共自行車股份有限公司提供）。杭州市公共自行車租賃服務系統是在杭州市委、市政府的大力支持下得以實施的。杭州金通公共自行車股份有限公司承擔杭州公共自行車服務系統的主要設計、開發、維護，是杭州市公共自行車交通服務發展有限公司的重要合作伙伴。公司擁有先進的智能化管理系統、豐富的建設經驗、強大的研發隊伍及運營經驗，是新三板上市公司。目前，在公交集團母公司的支撐下，公司無論是在軟硬件設施的開發、生產及其系統建設方面，還是在維護管理和資本運營方面，在行業內都擁有絕對領先的優勢，有能力也有意愿完成該系統的添加與更新。而作為技術輸出方的杭州康坦通生物科技有限公司，對于將從美國引進的高科技技術應用于杭州公共自行車系統的智能化升級，具有足夠的信心和實力。

三 虹膜識別系統及終端的技術預案

虹膜識別系統及終端的技術預案，包括終端用戶各種自助服務的操作流程預案、終端原型的設計預案、服務系統平臺模式預案以及用戶注冊與賬戶管理方式預案四個方面的內容。詳細預案如下。

（一）終端用戶各種自助服務的操作流程預案

將虹膜識別（雙眼）作為公共自行車租賃服務系統用戶個人身份識別的技術支持，并通過網絡信息庫的管理來實現這一服務平臺運作的操作流程預案設計，包括租車、付費、還車等環節的服務工作。在公共自行車租賃流程中，終端用戶自助服務流程預案如下。

流程1：自行車租賃過程—虹膜識別—個人身份信息顯示—在規定的時間內取出車輛—取出成功，流程結束（若未取出，則重新上鎖）。

流程2：個人身份信息查詢—虹膜識別—個人身份信息顯示（或者使用記錄查詢）—確認，流程結束（若是修改則繼續流程）—退出，流程結束。

流程3：個人賬戶余額／詳細支付信息查詢—虹膜識別—個人身份信息顯示—綁定賬戶余額／詳細支付信息顯示——退出，流程結束。

流程4：聯系客服幫助—虹膜識別—語音對話—退出，流程結束。

流程5：自行車報修—虹膜識別—選擇報修車號—默認車號，則確認流程結束（若是修改車號，則繼續流程）—確認，流程結束。

（二）終端原型的設計預案

根據前期對用戶群租賃活動的行為、需求調研分析，以及對各種終端機用戶操作界面可用性和易用性的分析研究，結合工業設計關于公共設施設計的理論與方法，課題組進行了針對虹膜識別的終端機設計。終端原型的設計預案包括以下四個方面的內容。

1.租賃點安裝終端機的平面位置預案

對于一個租賃服務點來說，虹膜識別終端只需要安裝一個。考慮到所有用戶操作和取車的便利性，識別終端的最佳安裝位置是整個租賃點中間的墻上，便于照顧到租賃點兩頭的鎖止樁。據調查，如果像目前的租賃點用以查詢的壁掛式終端機那樣，將虹膜識別終端安裝在租賃點頭部或尾部服務亭的側墻上，去另一頭取車或還車的用戶則需花費較多的時間。

2.終端機的立面高度預案

虹膜識別裝置的安裝高度很有講究，最佳高度位置能夠節省對焦識別的時間。為此，課題組用經過預設距離和高度的模擬終端裝置進行了實驗。《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》第七十二條規定，在道路上駕駛自行車、三輪車、電動自行車、殘疾人機動輪椅車應當遵守下列規定：駕駛自行車、三輪車必須年滿12周歲。根據中國人口身高統計數據，分段選取身高為1.45（12周歲平均身高）～1.88米（成人較高身高，涵蓋95%的成人）的受測者樣本共100人，對預設高度安裝的終端進行了識別速度實測，大部分用戶身份識別在2秒左右便可以完成。實驗證明，終端機的立面高度預案符合使用要求。

3.終端界面操作區域預案

課題組已對終端機的操作界面按鍵排布做了實驗研究。對預先設定的9個操作界面按鍵排布的設計方案進行了可用性和易用性的比對實驗，最終選擇的預案是通過一定樣本數人群的實際操作實驗結果篩選出來的相對最符合用戶操作行為、比較方便舒適的預案。在后期，課題組還對選定的預案進行進一步的細節優化。

4.產品原型外觀造型預案

產品原型基本框架采用長方形側壁帶裝飾弧線造型，色彩以典雅的半透明褐色和銀白色金屬色為主色。設置的功能模塊包括識別模塊（雙眼識別模塊）、屏幕顯示區、鍵盤操作區、IC卡識別區。在杭州康坦通生物科技有限公司的技術支持下，可操作終端機實驗模型設計已經完成。

（三）服務系統平臺模式預案

服務系統平臺模式預案需要很高的技術性和縝密性。課題合作方杭州康坦通生物科技有限公司經過三個月的幾輪研究設計，最終給出了合理的設計預案，具體包括以下四個部分。

1.基本組成部分

整個平臺由三個關鍵模塊組成：自行車服務站虹膜采集／匹配交互系統、門戶網站模塊／內部業務模塊、硬件同步模塊。

2.數據分布部分

內部業務模塊和硬件通信同步模塊的業務數據在A8業務平臺上實現；門戶網站模塊的業務數據自行保存，并且定時同步傳輸到A8業務平臺的相關數據表中。

3.軟件部分

系統軟件部分主要包括門戶網站、內部業務、硬件同步、A8業務平臺、數據庫、演示／開發環境等八個方面。門戶網站：租用阿里云服務器，或自購服務器。內部業務：租用阿里云服務器，或自購服務器。硬件同步：租用阿里云服務器，或自購服務器。A8業務平臺：租用阿里云服務器，或自購服務器。數據庫：SQL Server 2008（企業版）。演示／開發環境：高性能筆記本電腦數臺（I7處理器，16G內存，500G固態硬盤）。

4.硬件部分

系統硬件部分主要包括門戶網站、內部業務、硬件同步、A8業務平臺四個方面，其包含內容如下。

門戶網站：第一塊內容為租賃功能，包含租車人員信息管理（注冊、登錄、修改）、自行車信息（注冊、登錄、修改）、自行車租賃信息（申請、查詢狀態、撤銷）、自行車修理（申請、查詢狀態、修改）、A8業務平臺的接口；第二塊內容是網上交易，包含網上支付（付款、退款、補款、短信提醒等）、網上查詢／預約自行車、網上服務評價。

內部業務：第一塊內容為基本功能，包含各服務站自行車租賃、自行車管理（租賃審核管理、使用時管理、自行車信息管理、自行車返回管理、自行車保修管理）、自行車車站之間管理（車輛信息管理、應急輸送管理）、統計查詢功能（車輛使用統計，包括車輛數量、車輛位置、消費結算）、虹膜信息管理（租賃人、系統管理人員、運政管理人員、其他相關行政部門）、設備數據管理；第二塊內容為擴展功能，包含網上交易流程審批、網上投訴處理流程設計、車輛實時信息管理。

硬件同步：基本功能包含連接系統平臺中需要使用的相關硬件（身份證讀卡器、虹膜識別系統、車輛識別系統），實時同步硬件反饋數據到A8業務平臺中（虹膜識別系統）。

A8業務平臺：第一塊內容為基本功能，包含A8-V5.6、60并發數、業務生成器；第二塊內容為擴展功能，包含電子簽名認證、電子簽章、致遠DLP數據防泄露應用（預防數據拷貝、截屏等）［按客戶端數銷售，計算公式為40000+4000×n］、短信接口、CA接口（電子簽章必須選配）、調度管理、公文管理、UC中心（內部實時通信）、綜合辦公。

（四）用戶注冊與賬戶管理方式預案

課題組在杭州現有公共自行車用戶注冊和賬戶管理方式的基礎上，根據虹膜識別的技術要求進一步做了優化。用戶注冊與賬戶管理方式預案，包括用戶信息錄入與個人管理以及租賃信息查詢兩個方面的內容。其中，用戶信息錄入與個人管理有兩種方式。無論本地用戶還是臨時用戶（游客），都可以選擇上述方式之一來進行注冊，特別靈活方便。

方式一：用戶可在人工注冊服務點現場通過虹膜識別錄入個人信息，并關聯其一個支付賬戶（如市民卡賬戶）。愿意使用智能手機下載客戶端的，也可以自行綁定某一金融賬戶（市民卡賬戶、信用卡、手機銀行、支付寶、微信支付、財付通、手機可用余額等）。用戶每次的租賃活動，通過虹膜識別就可以進行自動結算。這種注冊方式跟目前沒有市民卡的用戶辦卡流程沒有太大差別，只需要在服務點錄入個人虹膜信息并關聯支付賬號信息即可。此外，手機APP應用可以作為個人賬戶智能化管理手段，為廣大智能手機用戶提供便利的附加服務。

方式二：用戶可在租賃點利用虹膜識別終端自助注冊，并根據提示用手機綁定個人支付賬戶完成注冊。

在租賃信息查詢方面，按照前文所述的各種自助服務操作流程，用戶完成租賃活動后，可以通過虹膜識別終端直接進行查詢，對于沒有智能手機的用戶來說具有很大的便利性；對于那些習慣使用手機APP的用戶，也可以自行查詢個人賬戶明細。

杭州公共自行車目前采用的IC卡租賃系統，是國內外大部分城市采用的系統。即便是世界上堪稱最先進、最昂貴的哥本哈根智能公共自行車系統，也得依賴手機APP才能完成租賃支付手續。到目前為止，全世界尚未出現完全不需要IC卡或手機的智能租賃系統。而嵌入虹膜識別技術的租賃服務系統，經過課題組前期完成的終端功能設計和后臺技術設計實驗，已經證明完全可以獨立應用；即使沒有手機，也能夠順利完成租借手續。該系統的應用，將給廣大用戶帶來極大的便利性和安全性。只要用戶在采集虹膜信息注冊時一次性綁定支付卡，后期租借公共自行車就可以空手完成。因此，它應該被視為可以替代IC卡的新一代租賃系統。當然，手機APP的附加也能夠進一步提升系統的智慧程度，符合年青一代的使用習慣。對于該租賃系統推行和運營管理的可行性，已經從各個方面進行了論證并給出了具體預案。將虹膜識別技術運用于杭州公共自行車服務系統，符合李克強總理提出的高新“智造”及“智慧城市”的思路，也符合“十二五”總體規劃和產業跨越式發展的目標。該系統的應用不僅可以提高杭州公共自行車租賃服務系統智能化管理水平，而且可以提升杭州作為智慧城市的整體形象，并可推動高新技術在公共社會服務中的應用。只要杭州市委、市政府和各相關職能部門能夠繼續大力支持，中國美術學院就會與杭州金通科技服務有限公司、杭州康坦通生物科技有限公司等相關單位密切合作，積極推進該租賃服務系統的研發和杭州地區的試點工作，爭取早日在杭州市城區推廣應用。

注釋

［1］《7年服務6億人次 杭州人身邊的小紅車享譽全國》，杭州公共自行車官網，2015年12月6日，http：／／www.ggzxc.cn／news_details.aspx？ID=4460＆p_kind=＆c_kind=521＆c_kind2=523＆c_kind3=537。

［2］《公共自行車》，百度百科，http：／／baike.baidu.com／link？url=um0yTp3S8ldXo38RaiH-RKmVhSmRdIZnaQEjcHxb52p8D_cTtghmH6W854zGV6r9C6CvGW2iZCOvSKVBJq9gZq。

［3］姚曉文：《中小城市慢行交通系統規劃策略研究》，華中科技大學碩士學位論文，2011。

［4］王志高、孔喆、謝建華、尹立娥：《歐洲第三代公共自行車系統案例及啟示》，《城市交通》2009年第4期。

［5］《淺析國外公共自行車租賃發展之路》，智能交通網，2015年10月21日，http：／／www.itscps.com／thread-30381-1-1.html。

［6］《首爾公共自行車租賃系統今起運營 外國游客也可騎車逛首爾》，亞洲經濟中文網，2015年10月30日，http：／／china.ajunews.com／。

［7］《2013年，哥本哈根全新智能型公共自行車》，百度貼吧，http：／／tieba.baidu.com／p／2019958531／。

李偉：《哥本哈根自行車交通政策（2002～2012）》，《北京規劃建設》2004年第2期。

洪英強：《淺析公共自行車項目建設與運營投資平衡》，《現代經濟信息》2013年第8期。

李康：《國內外城市公共自行車建設比較研究》，《現代城市》2012年第3期。

楊波霞、鄧衛、胡啟洲：《大城市自行車交通發展的理性引導及對策研究》，《現代交通技術》2006年第4期。

〔唐〕唐納德·A.諾曼：《設計心理學》，梅瓊譯，中信出版社，2010。

王兵：《多重優勢引領生物識別與門禁融合發展》，《中國安防》2013年第5期。

王景芳、梁欣：《虹膜識別綜述》，《湖南涉外經濟學院學報》2008年第3期。

Julius Panero，Maetin Zelnik，Human Dimension＆Interior Space，Watson-Guptill Publications，1979。

〔美〕阿爾文.R.蒂利等：《人體工程學圖解——設計中的人體因素》，中國建筑工業出版社，朱濤譯，1998。

劉植榮：《外國公共自行車發展經驗值得借鑒》，共識網，2013年10月17日。

（責任編輯 王立嘉）

作者陳苑，中國美術學院設計藝術學院副教授（郵政編碼 310024）；張明吉，中國美術學院設計藝術學院在讀碩士研究生（郵政編碼 310024）；林修文，中國美術學院設計藝術學院2015屆碩士研究生（郵政編碼 310024）。