校园自行车互助式租赁系统的研究与设计

摘要：

在大学校园中，对于中短途的路程，自行车因其便捷性作为主要代步工具，作用于校园的交通状况。而校园中的自行车使用存在停放问题、防盗问题和自行车的更替整顿问题。当自行车数量在有限的校园环境里持续增长时，正常的使用和停放都会对交通环境造成不良影响。本文意在设计一套不同以往的自行车租赁系统，加上对停车终端的改良设计，通过互助式租赁模式改善校园交通环境。

关键词：

互助式租赁 校园环境 锁车器设计

一、自行车租赁系统的背景及现状

1.1自行车租赁系统的起源

自行车租赁最早起源于旅游景区。旅游业的发展使许多商家开始在景区附近提供租赁自行车的服务，但当时这种服务不成体系又容易引起纠纷。在提倡绿色环保的今天，自行车成为人们出行的宠儿，但新的问题随之而来：大量私人所有的自行车长期扎堆停放启行车平均使用时间仅为停放时间的五分之一，造成了严重的资源浪费，又影响市容。为了解决自行车资源过剩的问题，各国经过市场调查、策划，把旅游景点的自行车租赁搬到了城市街头，经过设计改良诞生了完整的自行车租赁系统。

建在城区的自行车租赁系统既可提高城市自行车的使用效率，又可减缓公共交通压力。大学校园更是如此，以较早建成的清华大学自行车租赁点为例，可租赁自行车既为学校师生的出行提供了便利，又能够改善校园自行车存放秩序，同时还能减少破损自行车的丢弃，防止自行车被盗。

继清华大学之后，自行车租赁服务在其他高校陆续发展壮大，并逐渐互联交通。最终实现校内交通微循环与市内交通大循环的融合。

1.2校园自行车租赁现状的分析

多数大学校园的面积并不大，校园内人口也较为稠密，师生对自行车的需求量看似并不是很旺盛，但调查结果显示，超过70%人希望能够用自行车代步。而自行车的利用率不到20%，导致自行车长期扎堆摆放，影响道路的畅通；且自行车的看管力度不够，易发生自行车被盗；另外，毕业生的自行车及有损坏的自行车随意丢弃，造成资源的浪费。

一些大学内部整合了被丢弃的自行车，成立了自行车租赁系统，但是弊端明显。这些自行车的质量普遍不高，而租赁价格偏高，人为管理的自行车租赁系统限制了取放车的时间，使得广大师生使用自行车很不方便，因此师生们依然考虑通过购买私人自行车来解决出行问题。因此，设计者希望通过创建一个新型的租赁系统来改善现状。二自行车租赁制度

互助式自行车租赁方式的构想是利用校内现有的私人自行车以及无人认领的自行车，建立一个新的自行车租赁系统，让自行车物尽其用。

2.1租借流程设计

首先，将统计能够纳入本系统的所有自行车，建立数据库。私人自行车按自愿原则纳入，而校园内无人认领的自行车将由管理人员进行落实，将质量合格的自行车纳入系统。

第二，具体的租赁分为三种类型：短期，中期和长期。

短期租赁主要针对的是24小时内的租赁，收费标准如下：

①小于等于两个半小时，收费0.25元/次；

②超过两个半小时时，每小时增收0.1元。

③在当日23：00到笠日的5：00之前，收费03元/次，在该段时间范围内不限时间。

中期租赁指为期一个月的租赁，―次性付费15元/月，在此期间可以自由使用自行车。

长期租赁指为期一个学期的租赁，一次性付费50元/学期，在该学期可以自由使用自行车。

租车前，用户可通过APP查询车辆信息，核实无违纪记录之后方可按需租借自行车。自行车的车主可通过手机APP来查询自己的自行车的使用状态以及自行车闲置时的停车位置。

（特别说明：租赁过程中所收取的费用70%将付给具体车主，其余30%作为系统维护所用。）

2.2自行车租赁站点的分布

自行车需要特定的租赁站点，下面以北京林业大学为例，展示自行车租赁站点在大学校园内的分布设定。

为了方便大学生的出行，应在人流量较多、需求量较大的地点设立自行车租赁站点。经过问卷调查和实地考察，基于北京林业大学（如图2-1）的人数分布，设计者经过分析决定应当在教学楼、宿舍楼、办公楼以及体育场处站点，具体的位置在路边或花园周围，以便交通顺畅。

2.3系统维护及违规赔偿

1.日常维护

本系统租车者所缴纳的租金用于设备日常维护修理。管理人员应每日定时检查设备和自行车情况，根据各学校情况安排管理者，如归入现有保卫处人员的工作事项中。

检查内容包括：

①锁车器的检查；

②车辆的质量检查；

③信息安全的维护

租车者在使用自行车时，应先检查自行车是否损坏，并及时反馈。

2.违规赔偿制度

租用者在使用自行车的过程中，须尽到爱护自行车的责任和义务。损坏自行车、不慎丢失自行车以及长期租用自行车不归还的租车者将受到经济处罚。损坏自行车者，视情节轻重赔偿车辆的维护和修理费用。丢失自行车者应按具体情况进行赔付，该费用用于购入新自行车。未录入长期租赁项目却长期用车不归还者，系统将自动在卡上扣除相关费用。

三、自行车租赁终端设备设计

租赁终端设备是用来实现自行车的停放和存取的，一方面缓解盗窃问题，另―方面也方便对车辆信息的统计和整理，并将相应信息传达给使用者和管理者。

租赁终端作为一件有形产品，需要平衡人、环境、技术和经济等多方面因素。此类公共设施需要五个原则来衡量：安全性、功能性、人性化、环境协调性、系统性，以此来更好地为人服务。

3.1锁车终端设计

1.现有锁车器分析

现有的公共自行车租赁设备多见于城市范围内，直观来讲，为了实现此项设施在城市中的醒目这一特性，几乎都将鲜亮的橙色、绿色、红色等色块加之于锁车器和车身之上，用于人口繁密的城市环境中及同规格自行车，基本能被人们所接受。但对于使用面积相对较小、自行车规格各异的情况，原有的锁车器并不实用和美观。

首先，现有的锁车器大致分为锁车柱式和横梁式。锁车柱形式的，有一根柱子固定在地面上，每一辆自行车都要做基础施工；每根柱子的体量大约为25×15×80cm，加上中间60cm左右的间隔距离，每套设备大约需要0.8m2的占地面积。另一种就是横梁式的锁车器，这样的造型常借用公共自行车棚的基础。以北京林业大学为例，学校总占地面积703亩，绿地面积大约占10%，附近道路空地面积有限，若使用上述的现有锁车器，占地面积过大，也无法适用于校园内现有的不同尺寸规格的自行车，在校园内安装此类锁车器工程量较大。此外，美观性也较差。

2.概念提出

设计者秉承着改造工程量尽可能小的原则，寻找合适的锁车器形态。目前校园中现有的是简易的自行车停靠装置（如图3-1），金属材质，形态为螺旋形，可以分隔停放的自行车，提供固定结构而并不具有上锁功能，但造型简洁，使用率也较高，所以以此作为设计原型进行改良。主要思路是将连续的结构进行分解，并添加锁车结构，并提供一种便捷的操作方式。

3.设计方案

设计者将现有的螺旋形停车装置拆分，成为一个个独立的锁车装置。每一个锁车器有三部分，一个环形锁、地面上的停车板和埋在地下的基座，内有蓝牙装置，用于移动终端对锁车器的控制。锁结构由系统控制，取车前在手机上认证成功后，锁即转动，开口向上打开（如图3-2a）；感应装置确认自行车取出后，锁自动转动关闭；归还车同样需要进行信息的确认，锁入后车锁处于松动状态，当自行车在适当位置存放好之后10s不再发生移动，则车锁自动关闭（如图3-2b）。

此锁车器这件锁车装置是为了适应不同自行车型号而设计的锁车器，因此采用锁车轮的方式，尽量精简结构，得到一种体量很小的环形锁车装置。采用金属材料，外形简单小巧同时能保证提供足够大的强度。此装置占地面积小，无论校园面积大或小都能适用，设置在校园中能较好地融合在环境中，且可以根据环境特征进行不同颜色表面漆的喷涂，使机器不会显得突兀或不和谐，作为以改善校园交通环境为目的设计的机器，能够较好地达到目的。另外，所的开启方式为蓝牙传输，自动开关锁，与手机APP相结合，当需要使用此锁车器时，打开相应APP进行连接并实现开关管理（如图3-2c）。

3.2控制界面终端

及时的信息显示是本系统实现“互助”的必要条件。通过控制界面终端，实现实名制使用，帮助使用者获取相关信息，管理者也可以维护系统的运行，完成信息传达。

・移动终端

对于经常处于变化状态的自行车信息，设计者计划通过手机应用程序来显示信息并进行控制。

具体功能：

①显示自行车的分布情况，便于查询距离最近可租借车辆位置

②实名制显示个人信息，同时记录租赁历史

③实现开合锁快捷支付

④联系管理方将自有自行车纳入系统

四、结语

在这个经济与科技迅猛发展的时代，环保问题日益受到人们的关注。使用自行车出行也可为环保贡献。为了更好地应用自行车，设计者也在对其使用方式做出改进。而校园中的自行车使用只是一个很小型的交通循环，但当其能很好地运行和发展，都将是推动城市大的交通循环的重要因素。