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区块链下共享汽车停车资源共享探析

区块链下共享汽车停车资源共享探析

摘要:共享汽车随着共享经济的发展走进我们的生活,但是没有向共享单车那样蓬勃发展,随处可见。停车资源的缺失导致了现在共享汽车市场的萎缩的主要原因之一。本文提出了基于区块链的共享汽车停车资源共享网络模式。共享汽车平台、网联车辆、各类智能停车场、智能手机等,通过区块链技术,构建共享汽车停车资源共享网络。共享汽车企业将不需要花费大量的资金建设或者租赁投放点用于停车,只需要通过网络确认实际交易给付相关报酬,就可以缓解共享汽车停车难的问题。

关键词:区块链;共享汽车;停车资源;共享网络

0引言

近些年来,共享经济已融入我们生活的方方面面,从滴滴出行到共享单车,从共享雨伞再到共享充电宝,各种共享经济如雨后春笋般的出现。曾经也有风风火火出现的共享汽车,但是现在除了在一线城市外,在很多二三线城市基本已经很难见到其踪影了。出现这样的情况有很多原因,比如:电动汽车经常充电不足;车辆损坏严重;车内脏臭;出现事故处理流程复杂;客服服务差……但是被人们所诟病最多是停车难。共享汽车本来就是为了给人们提供方便的,但如果停车点太少,或者停车点之间距离太远,让开车人感觉到不方便,那选择共享汽车出行的人就会越来越少。可以说,停车资源的缺失导致了现在共享汽车市场的萎缩的主要原因之一。而区块链技术利用其本身的特点,则可以很好的解决停车资源匮乏的此类问题。

1区块链技术

1.1区块链的由来

区块链,最早是由“中本聪”(SatoshiNakamoto)在其发表的比特币白皮书中提出的[1]。区块链被定义为一种按时间顺序来组织数据区块,不同区块之间按序形成链条状连接的数据结构,借助这种数据结构来构建数字账本[2]。其本质就是通过共识协议、哈希函数、公钥密码学技术、智能合约技术等一系列的技术手段,使数字账本客观公正有效。

1.2区块链技术的特点

第一,去中心化。去中心化是指区块链采用该分布式系统结构,使数据的存储、验算和传输等功能不需要依靠中心机构,也可以实现各节点之间的信任关系。各节点之间都是平等的关系,就算任一节点出现问题,都不会影响整个系统的平稳运行。去中心化最主要是省去了中介,不需要中介来帮助系统运行。省去中介环节,不仅可以节省中介费用,降低运行成本,还可以避免中介引起的信息延误、连接中断等问题,从而实现了P2P传输,提高信息传递效率。第二,不可篡改和可追溯性。区块链利用时间戳使每一次交易都成为不可伪造篡改的真实数据。将数据增加时间戳,数据便可以按时间顺序进行存储,保障数据产生的连续性,让每笔交易都可追溯,也让每比交易无法篡改和删除。利用时间戳还可以节约数据的查询时间,可以按提供时节点迅速查询到所需要的信息,节约了时间成本。第三,节点之间协同维护。区块链采用共识机制,其各个节点分散而且独立,可以通过特定的激励机制来让所有节点参与数据验算环节。在分布式的结构下,需要保存数据的所有节点通过共识机制来进行共同决策,各个节点共同维护区块链的运行。第四,可编程性。区块链在进行交易过程中,可以凭借区块链技术的可编程性进行创建智能合约。智能合约通过编程可以实现自动识别、自动判断和自动执行。智能合约不受外界因素干扰,不需要中介参与,可以保证资产转移的安全性。由于智能合约的自动识别、自动判断和自动执行,可以降低投入成本,同时还可以提高区块链的准确性和安全性。第五,安全性。区块链技术利用纯数学的加密方式,利用非对称密码学原理对数据进行加密。由于分布式系统各个节点是独立的,拥有相同的权利和义务,所以只有在控制了全部节点的半数以上,进行共同决策后,才有可能修改数据。区块链可以防范各个节点主观修改数据的可能性,同时也可以有效避免外界的恶意攻击,从而增强区块链数据的安全性。第六,透明化。区块链中的数据都是开放的,智能合约通过分布式网络进行广播,分享给各个节点,因此,数据在网络中是公开的。各个节点都可以通过网络进行查询,并且可以同步更新数据,区块链技术中每个节点既是数据的者,也是数据的接收者,信息共享的高效性提高了区块链的响应速度。

1.3区块链的发展

区块链自2008年随着比特币出现以来,在2013年12月,由Buterin在比特币基础上提出了以太坊的概念[3]。以太坊除了继承了比特币的金融属性以外(以太币),还将智能合约技术引进了区块链系统中,使得区块链从单一的金融领域逐渐走进电力、教育、交通等更加广阔的领域。目前,在汽车交通领域应用比较成熟的要数汽车导航地图了,通过区块链的加入,使得原来单一的汽车导航地图变得可以进行实时的交通路况跟踪,让车主在上下班交通高峰期可以了解各条城市道路的拥堵情况,提前选择优化交通路线,便于车主的日常出行。

1.4区块链的应用

目前,区块链的应用十分广泛,例如,在生鲜电商领域,文献[4]对我国生鲜电商行业的发展进行分析,并结合目前生鲜电商行业存在的问题,运用区块链技术分析得出区块链技术可解决生鲜电商行业发展中存在的大部分问题,促使生鲜电商行业更好的发展。文献[5]将区块链技术与智慧城市相结合,借助区块链技术去中心化部署、建立信任机制、数据交换过程透明和数据可溯源的特点,将该技术应用到公共服务如交通、医疗、物流等领域,实现了智慧城市安全、高效的数据交换。笔者则比较关注共享汽车的的停车问题,就笔者所在的城市来说,共享汽车在使用过程中体验最糟糕的就是,共享汽车的停放问题。本文提出一种基于区块链的共享汽车停车资源共享网络模式构想,希望可以减少此类问题的出现。

2共享汽车的现状与发展

2.1共享汽车停车资源的困境

共享汽车诞生以来,一直都是叫好不叫座的状态,原因有很多,但是最重要的一点就是车辆停放的问题。除非车辆使用者出行的起点和终点附近都有共享汽车的停车点,否则,人们基本不会选择共享汽车出行。一般城市中的商业繁华区域因为寸土寸金,共享汽车公司很少能长期租用停车点,导致此区域基本没有共享汽车可用。而城市核心区域的停车资源也不是已经完全超负荷,只是在某些时段或者是一定的周期内超符合,比如工作日的晚间时段或者是周末节假日。平时工作日的白天的停车资源还是有一定空闲余量的。另外,偏远一点区域因为停车方便,有私家车的人们也不会选择共享汽车出行。这样也导致了共享汽车的使用效率不高,企业发展受限。这需要共享汽车企业去实地调研和开发多种停车资源。

2.2目前解决共享汽车停车困境的探索

很多关注共享汽车的人也都发现了共享汽车因停车问题带来困扰,在具体分析后也都给出了不同的解决思路,例如:文献[6]中通过典型相关分析(CCA)方法,在银川市电动共享汽车投放的基础上进行数学建模,最后通过算例进行验证,使得共享汽车的投放得到进一步完善。文献[7]选取武汉市三环线内共享汽车站点,利用Arcgis处理其运营数据,获得共享汽车使用频率空间分布图。在此基础上,采用多元回归分析法,对使用频率较高的武昌区进行站点使用频率影响因素分析,得到影响共享汽车使用频率的关键因素。最后,在不过度扩大共享汽车规模的原则下对站点布局提出优化策略。由此可见,目前大多以合理扩大投放点(停车点)规模或者优化投放点(停车点)布局为基础进行,希望通过提高站点和共享车辆使用效率为突破口,从而解决共享汽车停车难的问题。但是就现阶段来看,虽然在一定程度上可以缓解共享汽车的停车困境,但是离解决问题的目标尚有很大的差距,这也导致了共享汽车仍处于不温不火的尴尬局面。

3基于区块链的共享汽车停车资源共享网络模式

3.1该模式的组成

共享汽车停车资源共享网络模式其实就是利用现有的硬件设备和软件技术,通过区块链在共享汽车停车资源的应用。例如:硬件部分,共享汽车平台、网联车辆、各类智能停车场、智能手机等,通过软件部分,区块链技术,构建共享汽车停车资源共享网络。如图1所示。

3.2该模式的基本原理

5G的到来使得物联网的脚步越来越近了,共享汽车平台、汽车网联系统、智能手机、智能停车场管理系统构成区块链的分布式网络,组成共享汽车停车资源共享网络的基础硬件设施。现在可以通过以太坊,开发多种智能合约,并在应用程序中透明且可信任的智能合约,这些智能合约在分布式网络里广播分享给其他节点,同时采用基于信用授权的共识机制,凡是在系统中积累一定信誉的节点均可以申请授权,这样可以快速有效的选取区块授权节点。如图2所示。具体描述如下:①交易提出。用户通过调用智能合约发出一个服务交易。用户按照智能合约要求填写好相关参数并签署后,将其发到区块链网络。②交易验证。其他节点在接收到交易后,需要对其进行验证。验证主要包括检查交易中用户的签名、智能合约参数的正确性和费用等。如果其他节点验证交易成功,就会把交易广播出去;否则,将被废弃。③区块生成并验证。高信用授权组中的节点把区块链中的交易信息收集起来,并打包到一个区块里。同时高信用授权组会更新状态,其信用评分也会被记录在区块中。然后,授权节点会签署区块,并将区块广播到网络中。④区块验证。任何用户在接收到区块后,都可以验证。对区块的验证包括相关交易的可靠性、高信用授权组更新的时效性、授权节点信用评分的真实性和授权节点的合法性。如果用户验证区块成功,区块链账本将连接此区块并将其存储在本地。在大部分网络节点验证成功后,区块链也就完成了交易共识证明。在实际使用过程中,用户通过分布式的应用程序调用智能合约,和接收相关服务。用户可以通过智能手机里的app用车需求和停车需求的服务;汽车网联系统的软件车辆停放和使用状态的相关服务,并接收用车需求的服务;智能停车场管理系统的软件停车场内的车辆停放数量和停车位数量的服务,同时接收用户的停车需求的服务;而共享汽车平台的软件则可以处理停车资源的和更新停车、用车等服务。如图3所示。通过该智能合约的架构,我们可以很清楚的看出基于区块链的共享汽车停车资源共享网络模式的去中心化,所有的节点在区块链网络中都是独立平等的,完全可以独立自己的相关服务,也可以接收自己需要的相关服务。利用区块链的特点,该模式可以快速、安全且透明的完成交易,达到一定程度上的改善共享汽车停车难的问题。同时,我们还应该看到,共享汽车的停车难主要还是在城市繁华地区,而在城市繁华地区中,停车位有免费公共停车位、A类收费公共停车位、B类收费公共停车位、小区空闲停车位和商超收费停车位等。由于各类停车位的收费标准不一样,作为共享汽车企业需要考虑停车资源的成本,可以通过基于区块链的共享汽车停车资源共享网络实时了解周边停车资源,安排车辆维护人员进行合理调度共享汽车停放位置,从而减少停车费用支出。另外对于小区空闲停车位,小区业主可以在自己的智能手机app里设置空闲时段和使用时段,既方便了自己停车位的使用,同时也可以让自己的停车位在空闲时段为业主自己创造经济效益,大大提高小区业主的参与积极性。这也是该模式今后将要研究的方向。3.3该模式的创新共享单车的成功无法照搬到共享汽车上,因为在投放点的面积二者完全不是一个等量级上的。在无法大规模提高投放点前提下,很多人都是通过优化投放点的布局上下功夫。而该模式是通过构建区块链网络,社会上的各类智能停车场均可以作为区块链上的节点,尤其是公共免费停车位和住宅小区闲置车位,可以自由灵活的加入区块链而完成共享停车资源的服务,并获得一定的报酬。这样,共享汽车企业将不需要花费大量的资金建设或者租赁投放点用于停车,只需要通过网络确认实际交易给付相关报酬,就可以缓解共享汽车停车难的问题。另外,该模式存在共享汽车停到收费停车场时间过长、小区业主下班回家需要停车位的情况,这需要平台设置维管人员取车、挪车,转换停车点,以减少停车费用和提升停车场加入网络的可行性。

4结论

本文提出了一种基于基于区块链的共享汽车停车资源共享网络模式构想方案,共享汽车平台、网联车辆、各类智能停车场、智能手机等,通过区块链技术,构建共享汽车停车资源共享网络。共享汽车企业将不需要花费大量的资金建设或者租赁投放点用于停车,只需要通过网络确认实际交易给付相关报酬,增加城市繁华地域空闲车位的使用效率,就可以缓解共享汽车停车难的问题。该模式不同于以往的优化投放点或者停车点得城市布局,是一种新的思路,并且后续还要在实践中进行测试,虽然在测试中可能会出现各种问题和矛盾,但是本人相信,该模式还是将会在解决共享汽车停车资源紧张的问题上发挥巨大的作用。

作者:韩敬贤 单位:安徽粮食工程职业学院机电工程系

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