高密度?？亢拖嗷ゼ嫒莸墓沧孕熊嚭凸蚕韱诬嚧嫒∠到y(tǒng)研究

李由 ，金輝 ，李瑞鴿 ，何春木 ，金嘉嫻

（1.臺(tái)州學(xué)院建筑工程學(xué)院，浙江臺(tái)州 318000；2.臺(tái)州市規(guī)劃局，浙江臺(tái)州318000）

1 引言

2008年5月1日，杭州市公共自行車系統(tǒng)開(kāi)始試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)試運(yùn)行探索之后，為了提出具有杭州特色的、先進(jìn)的公共自行車規(guī)劃，并為后續(xù)建設(shè)提供指導(dǎo)，2008年6月開(kāi)始編制杭州市公共自行車規(guī)劃[1～3]。2009年，上海市、蘇州市、臺(tái)州市等一批大中型城市也陸續(xù)建設(shè)并運(yùn)行了首批由政府主導(dǎo)的公共自行車系統(tǒng)。收到首批應(yīng)用城市的良好反饋和國(guó)家政策積極鼓勵(lì)后，隨后幾年公共自行車系統(tǒng)開(kāi)始在全國(guó)多個(gè)城市迅速推廣，截至2017年，全國(guó)已有超過(guò)百個(gè)城市投入運(yùn)行了由不同公司建設(shè)和維護(hù)的公共自行車存取系統(tǒng)。

2014年，第一批共享單車在北京大學(xué)校園投入使用，由于它適應(yīng)了校園出行的需要，取得了預(yù)期的效果。在大學(xué)校園取得成功之后，共享單車開(kāi)始向城市擴(kuò)展。2016年，共享單車先后進(jìn)入廣州、北京、上海、深圳、杭州等30多個(gè)城市。不同于政府主導(dǎo)的具有公益性質(zhì)的公共自行車系統(tǒng)，共享單車是由運(yùn)營(yíng)企業(yè)有償出租給大眾使用的一種具有互聯(lián)網(wǎng)控制功能的自行車，公眾通過(guò)手機(jī)向企業(yè)支付費(fèi)用，就近取車和交還[4]。

隨著公共自行車和共享單車系統(tǒng)的推廣，不同學(xué)者針對(duì)以下方面進(jìn)行了理論研究：

1）公共自行車和共享單車系統(tǒng)在不同城市的項(xiàng)目實(shí)施策略及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)；

2）公共自行車和共享單車出行需求，租賃站遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模分析和站點(diǎn)布設(shè)優(yōu)化；

3）公共自行車和共享單車系統(tǒng)的軟硬件優(yōu)化改進(jìn)和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用[5]。

本文針對(duì)各個(gè)城市的各種公共自行車和共享單車系統(tǒng)之間各自獨(dú)立運(yùn)行，特別是存取方式、鎖車位置和方式各不相同，無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的相互兼容和無(wú)縫轉(zhuǎn)換的缺陷，以及城市交通空間有限、道路用地緊張的現(xiàn)狀，首先從多種鎖車位置和鎖車方式的技術(shù)特點(diǎn)入手，研究滿足高密度停放和鎖具兼容等技術(shù)需求的新型公共自行車和共享單車存取系統(tǒng)。并運(yùn)用SWOT分析法研究新型系統(tǒng)推廣的可行性、發(fā)展定位和發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)公共自行車和共享單車系統(tǒng)的之間的互聯(lián)互通和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化提供一定的參考。

2 現(xiàn)狀問(wèn)題和原因分析

國(guó)內(nèi)公共自行車和共享單車系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是由于缺乏相應(yīng)國(guó)家規(guī)范和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，各個(gè)城市采用各種不同的公共自行車和共享單車存取系統(tǒng)，各自獨(dú)立運(yùn)行無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和通存通取，主要原因如下：

1）鎖車位置和鎖車方式的多樣化是造成這一問(wèn)題的主要因素。以車體鎖為例，其鎖舌安裝位置有在車頭、車叉、車架上等多種形式，而且鎖舌的形狀和長(zhǎng)度也是不相同的。這不僅造成車身外形的怪異，也直接導(dǎo)致了不同系統(tǒng)的自行車只能在相對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的停車樁上進(jìn)行存取，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的相互兼容[6～8]。

2）各個(gè)城市的公共自行車和共享單車管理控制系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。市民在另外一個(gè)城市無(wú)法使用原有城市的租車媒介（公共自行車卡），或者在城市交界處無(wú)法跨區(qū)域?qū)崿F(xiàn)租還車。

3）公共自行車和共享單車系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行。公共自行車系統(tǒng)一般由政府相關(guān)部門(mén)或者委托系統(tǒng)建設(shè)公司運(yùn)營(yíng)管理，具有穩(wěn)定可靠、停放有序、調(diào)度和維護(hù)保障及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但是站點(diǎn)的布置密度有限無(wú)法覆蓋城市的每一個(gè)角落，并且必須在站點(diǎn)存取，使用靈活性不足。共享單車由運(yùn)營(yíng)企業(yè)有償運(yùn)營(yíng)，可以依托移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨停隨取，但無(wú)法利用公共自行車的固定存取站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)有序?？?，隨意停放的共享單車成為城市管理的新問(wèn)題。

3 公共自行車和共享單車的鎖車位置和鎖車方式

鎖車位置和鎖車方式的統(tǒng)一和兼容是實(shí)現(xiàn)多種公共自行車和共享單車系統(tǒng)之間的相互兼容的硬件基礎(chǔ)，以下針對(duì)多種鎖車位置和鎖車方式的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析。

3.1 鎖車位置和鎖車方式的基本類型

國(guó)內(nèi)公共自行車和共享單車系統(tǒng)的鎖車位置和鎖車方式主要分為以下4種基本類型：

1）車體鎖：在自行車車體的特定位置，如：車頭、前后車叉、車架上附加特定形狀的鎖舌，利用鎖舌和停車樁上的鎖孔、鎖具相互配合，實(shí)現(xiàn)鎖車存取作業(yè)；

2）車軸鎖：延長(zhǎng)車輪車軸作為鎖舌或?qū)④囕S固定螺母替換為特定形狀的鎖舌螺母，利用鎖舌和停車樁上的鎖孔、鎖具相互配合，實(shí)現(xiàn)鎖車存取作業(yè)（見(jiàn)圖1、圖2）[9]；

3）車輪鎖：通過(guò)特定鎖具穿插和抱合前后車輪，實(shí)現(xiàn)鎖車存取作業(yè)（見(jiàn)圖 3、圖 4）[10，11]；

4）車鑰匙鎖：通過(guò)控制箱存取和分發(fā)車鑰匙，實(shí)現(xiàn)鎖車存取作業(yè)。

圖1 車軸鎖的案例

圖2 車軸鎖的?？奎c(diǎn)案例

圖3 車輪鎖的案例

圖4 車輪鎖的停靠點(diǎn)案例

3.2 鎖車位置和鎖車方式技術(shù)特點(diǎn)的分析比較

采用車鑰匙鎖的公共自行車系統(tǒng)，由于在存取過(guò)程中需要刷卡、取車鑰匙、開(kāi)鎖取車等多個(gè)操作步驟，且車鑰匙不便保管容易丟失，采用該系統(tǒng)的城市案例數(shù)量較少，例如，武漢市曾經(jīng)使用過(guò)該原理的公共自行車系統(tǒng)并且很快被淘汰。因此，本文僅針對(duì)應(yīng)用案例較多的其余3種主要鎖車方式：車體鎖、車軸鎖、車輪鎖，分別從以下7個(gè)因素分析比較其技術(shù)特點(diǎn)（見(jiàn)表1）。

1）改裝性：是否需要安裝附加鎖舌以及鎖舌的安裝是否便捷；

表1 3種主要鎖車方式的多因素分析比較

2）牢固性：鎖車固定位置的數(shù)量和方式，車身是否容易發(fā)生晃動(dòng)和位移；

3）可靠性：鎖舌和鎖具的機(jī)械強(qiáng)度和可維修性能；

4）防盜性：能否防止車身和車輪被拆卸和盜?。?/p>

5）便捷性：鎖舌和鎖具的配合是否容易操作，鎖孔是否容易對(duì)正；

6）兼容性：是否可以保留原有鎖車方式和?？繕恫⑴c新型存取系統(tǒng)相互兼容；

7）?？棵芏龋菏欠窨梢酝ㄟ^(guò)正反向交錯(cuò)停放方式實(shí)現(xiàn)高密度停車[12～14]。

圖5 鎖舌損壞案例

圖6 車輪丟失案例

圖7 正反向高密度?？靠刂品椒ò咐?/p>

3.3 鎖車位置和鎖車方式的優(yōu)化選擇

通過(guò)上述分析可以得出3種主要鎖車位置和鎖車方式的技術(shù)特點(diǎn)比較結(jié)果：

1）車軸鎖和車輪鎖相對(duì)于車體鎖，對(duì)于公共自行車和共享單車的改裝條件要求較低，改裝迅速便捷，市民存取操作使用方便。兩者均能實(shí)現(xiàn)不同公共自行車和共享單車系統(tǒng)之間的兼容使用和正反向交錯(cuò)高密度停車。因此，車軸鎖和車輪鎖相對(duì)于車體鎖具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是優(yōu)先選擇的新型公共自行車和共享單車系統(tǒng)的技術(shù)方案。

2）車軸鎖相對(duì)于車輪鎖，在鎖車?yán)喂潭?、鎖具可靠性和防盜性能上具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3）車輪鎖相對(duì)于車軸鎖，在可改裝性、停車靈活性和存取便捷性上具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

4 正反向高密度停靠公共自行車存取控制系統(tǒng)及控制方法

由于高密度?？抗沧孕熊嚧嫒∠到y(tǒng)采取正向停車和后向停車相結(jié)合的方式提高單位面積的停車數(shù)量，在具體使用過(guò)程中會(huì)由于正向和后向車位存取順序問(wèn)題產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致一些存取車位的公共自行車無(wú)法取車或一些空余車位無(wú)法還車。上述因素制約了高密度?？抗沧孕熊嚧嫒∠到y(tǒng)的無(wú)顧慮使用，影響其操作的簡(jiǎn)易性和使用的便捷性。

4.1 正反向高密度?？抗沧孕写嫒】刂葡到y(tǒng)

正反向高密度?？抗沧孕写嫒】刂葡到y(tǒng)通過(guò)在每個(gè)前向、后向停車樁內(nèi)安裝監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)公共自行車停入狀況并輸送信號(hào)給控制器，控制器通過(guò)邏輯判斷該停車位是否可以借還車，并控制該停車樁鎖定機(jī)構(gòu)執(zhí)行開(kāi)鎖或鎖止動(dòng)作（見(jiàn)圖8）。

圖8 正反向高密度?？抗沧孕熊嚧嫒】刂葡到y(tǒng)圖

4.2 正反向高密度停靠公共自行存取控制方法

正反向高密度停靠公共自行車存取控制方法，包括以下步驟：

4.2.1 公共自行車借車

用戶對(duì)后向停車樁刷卡時(shí)，控制器控制后向停車樁的公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖，用戶可順利取出后向停放的自行車；用戶對(duì)前向停車樁刷卡時(shí)，由監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)該前向停車樁的兩側(cè)的后向停車樁的公共自行車停放情況后，向控制器輸送信號(hào)，由控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖或控制警報(bào)器發(fā)出提示，分為如下情況：

1）該前向停車樁兩側(cè)的后向停車樁均無(wú)公共自行車停入的情況時(shí)，控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖，該前向停車樁停放的自行車可順利取出；

2）該前向停車樁兩側(cè)的后向停車樁其中之一有公共自行車停入的情況時(shí)，控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖，該前向停車樁停放的自行車可順利取出；

3）該前向停車樁兩側(cè)的后向停車樁均有公共自行車停入的情況時(shí)，控制器不控制前向停車樁的公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖，控制兩側(cè)的后向停車樁其中之一的公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖并控制警報(bào)器發(fā)出提示，兩側(cè)的后向停車樁其中之一中停放的公共自行車可順利取出。

4.2.2 公共自行車還車

用戶對(duì)前向停車樁刷卡還車時(shí)，控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖，使用戶順利歸還公共自行車至前向停車樁，然后控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)鎖止。

用戶對(duì)后向停車樁刷卡還車時(shí)，由監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)該后向停車樁的兩側(cè)的前向、后向停車樁的公共自行車停放情況后，向控制器輸送信號(hào)，由控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖/鎖止并控制警報(bào)器發(fā)出提示，分為如下情況：

1）該后向停車樁兩側(cè)的前向停車樁均有自行車停入的情況時(shí)，控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖，用戶順利歸還自行車至后向停車樁，然后控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)鎖止；

2）該后向停車樁兩側(cè)的前向停車樁均無(wú)自行車停入情況時(shí)，由監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)該后向停車樁兩側(cè)間隔的后向停車樁自行車停入情況，若兩側(cè)間隔的后向停車樁有/無(wú)自行車停入，則控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖/鎖止并控制警報(bào)器發(fā)出提示。

3）該后向停車樁的一側(cè)前向停車樁無(wú)自行車停入情況時(shí)，由監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)該后向停車樁一側(cè)間隔的后向停車樁自行車停入情況，若一側(cè)間隔的后向停車樁有/無(wú)自行車停入，控制器控制公共自行車鎖定機(jī)構(gòu)解鎖/鎖止并控制警報(bào)器發(fā)出提示。

具體的實(shí)施過(guò)程如圖7：將排列的自行車依次編號(hào)為（1、2、3、4、5、6、7、8、9）。借車過(guò)程：如用戶需借（2、4、6、8）號(hào)車，刷卡即可順利取出，如用戶需借（1、3、5、7、9）號(hào)車，以 3 號(hào)車為例，則需2號(hào)、4號(hào)車均無(wú)停放，3號(hào)車可順利取出；2號(hào)或4號(hào)無(wú)停放，3號(hào)車可順利取出，若2號(hào)和4號(hào)均有停放，3號(hào)車不允許取出。

還車過(guò)程：如用戶需還（1、3、5、7、9）號(hào)車，可順利還車。若用戶需還（（2、4、6、8）號(hào)車，以 4 號(hào)車為例，當(dāng) 3 號(hào)與 5 號(hào)車均有停放，4號(hào)車可順利還車；

當(dāng)3號(hào)無(wú)停放，5號(hào)有停放，則需判斷2號(hào)的停放情況：2號(hào)無(wú)停放，則允許4號(hào)還車，2號(hào)有停放，則不允許4號(hào)還車。

當(dāng)5號(hào)無(wú)停放，3號(hào)有停放，則需判斷6號(hào)的停放情況：6號(hào)無(wú)停放，則允許4號(hào)還車，6號(hào)有停放，則不允許4號(hào)還車。）

當(dāng)3號(hào)和5號(hào)車均無(wú)停放，則需判斷2號(hào)和6號(hào)的停放情況：2號(hào)和6號(hào)均無(wú)停放，則允許4號(hào)還車，2號(hào)和6號(hào)均有停放或2號(hào)、6號(hào)有一車停放，則不允許4號(hào)還車。

5 新型公共自行車和共享單車存取系統(tǒng)的SW O T模型分析

SWOT分析（SWOT Analysis）也稱SWOT分析法、道斯矩陣，及態(tài)勢(shì)分析法。來(lái)自麥肯錫咨詢公司的SWOT分析法，就是用于分析、比較和確認(rèn)各種技術(shù)方案和實(shí)施策略所面臨的優(yōu)勢(shì)（Strength）與劣勢(shì)（Weakness）、機(jī)會(huì)（Opportunity）與威脅（Threat），并據(jù)此選擇和確定選用何種各種技術(shù)方案和實(shí)施策略，最大限度地利用內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)和機(jī)會(huì)，使得劣勢(shì)和威脅降低到最低。模型的分析步驟如下所示：

1）明確SWOT模型分析對(duì)象。

2）內(nèi)部條件分析，提出對(duì)象現(xiàn)在所涉及領(lǐng)域中自身所具備的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

3）外部環(huán)境分析，提出對(duì)象外部環(huán)境中所存在的發(fā)展機(jī)會(huì)和發(fā)展威脅。

4）編制SWOT分析矩陣。以外部環(huán)境機(jī)會(huì)和威脅為一方，另一方為內(nèi)部條件中的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，將4種因素相互匹配加以組合，形成一個(gè)二維矩陣，組成4種SWOT情景組合：S-O組合、W-O組合、S-T組合和W-T組合，得到未來(lái)發(fā)展可選擇的所有對(duì)策。

5）發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，克服弱點(diǎn)，利用機(jī)會(huì)，化解威脅，制定行動(dòng)戰(zhàn)略。

以下對(duì)優(yōu)化選擇的新型系統(tǒng)方案進(jìn)行SWOT模型分析，并得出新型系統(tǒng)推廣實(shí)施的策略。

5.1 新型公共自行車存取系統(tǒng)的SW O T模型分析矩陣

新型公共自行車存取系統(tǒng)的SWOT模型分析矩陣如表2所示。

表2 SW O T分析矩陣

5.2 新型公共自行車存取系統(tǒng)的SW O T模型策略矩陣

新型公共自行車存取系統(tǒng)的SWOT模型策略矩陣如表3所示。

5.3 新型公共自行車和共享單車存取系統(tǒng)基于SW O T模型分析的指導(dǎo)策略

通過(guò)SWOT模型分析，針對(duì)不同城市、不同地區(qū)、不同公共自行車和共享單車系統(tǒng)之間對(duì)于互聯(lián)互通，無(wú)縫兼容的實(shí)際需求和城市用地緊張對(duì)于公共自行車系統(tǒng)高密度、緊湊布置的實(shí)際要求，以SO和ST策略為重點(diǎn)指導(dǎo)策略，充分發(fā)揮新型系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，遠(yuǎn)期效益高的比較優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)公共自行車和共享單車系統(tǒng)的更新?lián)Q代和技術(shù)升級(jí)。同時(shí)，根據(jù)WO和WT策略，加強(qiáng)新技術(shù)和新型系統(tǒng)的推廣和宣傳，不斷推進(jìn)技術(shù)改良和改進(jìn)，提高產(chǎn)品成熟度和技術(shù)可靠性。

表3 SW O T策略矩陣

6 結(jié)論

通過(guò)多項(xiàng)因素的比較分析，發(fā)現(xiàn)車軸鎖和車輪鎖相對(duì)于車體鎖在多項(xiàng)分析因素下均具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該成為新型公共自行車和共享單車系統(tǒng)的技術(shù)方案。車軸鎖更適合于常規(guī)和固定?？空静贾茫囕嗘i更適合于臨時(shí)?？亢鸵苿?dòng)布置，兩者均能有效實(shí)現(xiàn)不同公共自行車和共享單車系統(tǒng)之間的相互兼容使用和正反向交錯(cuò)高密度?？?。新型公共自行車和共享單車存取系統(tǒng)可以采用車軸鎖和車輪鎖結(jié)合的技術(shù)方案，同時(shí)發(fā)揮兩者的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于新建城市公共自行車和共享單車系統(tǒng)：在交通出行的起點(diǎn)、終點(diǎn)和交通樞紐換乘點(diǎn)，布設(shè)充足的車軸鎖高密度停靠站點(diǎn)，滿足有序?？康男枨螅瑴p少對(duì)公共空間的占用。在商業(yè)街區(qū)或旅游風(fēng)景區(qū)，使用自行車安裝的車輪鎖，滿足臨時(shí)和短時(shí)?？康男枨?。

對(duì)于已有城市公共自行車和共享單車系統(tǒng)：可以采用保留原有系統(tǒng)的?？空?，對(duì)原有自行車加裝前后車軸固定鎖舌螺母和智能車輪鎖進(jìn)行改裝，同時(shí)在新建城區(qū)新布設(shè)車軸鎖停靠站，由于該系統(tǒng)的兼容性，原有自行車和?？空究梢院托略O(shè)?？空鞠嗷ゼ嫒菔褂?。

通過(guò)SWOT模型分析方法，提出應(yīng)以SO和ST策略為新型公共自行車和共享單車系統(tǒng)推廣的重點(diǎn)指導(dǎo)策略，把握城市公共自行車系統(tǒng)和共享單車系統(tǒng)升級(jí)換代時(shí)機(jī)，發(fā)揮新型系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。