區(qū)塊鏈下共享汽車停車資源共享探析
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摘要：共享汽車隨著共享經(jīng)濟的發(fā)展走進我們的生活，但是沒有向共享單車那樣蓬勃發(fā)展，隨處可見。停車資源的缺失導致了現(xiàn)在共享汽車市場的萎縮的主要原因之一。本文提出了基于區(qū)塊鏈的共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡模式。共享汽車平臺、網(wǎng)聯(lián)車輛、各類智能停車場、智能手機等，通過區(qū)塊鏈技術，構建共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡。共享汽車企業(yè)將不需要花費大量的資金建設或者租賃投放點用于停車，只需要通過網(wǎng)絡確認實際交易給付相關報酬，就可以緩解共享汽車停車難的問題。
關鍵詞：區(qū)塊鏈；共享汽車；停車資源；共享網(wǎng)絡
0引言
近些年來，共享經(jīng)濟已融入我們生活的方方面面，從滴滴出行到共享單車，從共享雨傘再到共享充電寶，各種共享經(jīng)濟如雨后春筍般的出現(xiàn)。曾經(jīng)也有風風火火出現(xiàn)的共享汽車，但是現(xiàn)在除了在一線城市外，在很多二三線城市基本已經(jīng)很難見到其蹤影了。出現(xiàn)這樣的情況有很多原因，比如：電動汽車經(jīng)常充電不足；車輛損壞嚴重；車內臟臭；出現(xiàn)事故處理流程復雜；客服服務差……但是被人們所詬病最多是停車難。共享汽車本來就是為了給人們提供方便的，但如果停車點太少，或者停車點之間距離太遠，讓開車人感覺到不方便，那選擇共享汽車出行的人就會越來越少?？梢哉f，停車資源的缺失導致了現(xiàn)在共享汽車市場的萎縮的主要原因之一。而區(qū)塊鏈技術利用其本身的特點，則可以很好的解決停車資源匱乏的此類問題。
1區(qū)塊鏈技術
1.1區(qū)塊鏈的由來
區(qū)塊鏈，最早是由“中本聰”（SatoshiNakamoto）在其發(fā)表的比特幣白皮書中提出的[1]。區(qū)塊鏈被定義為一種按時間順序來組織數(shù)據(jù)區(qū)塊，不同區(qū)塊之間按序形成鏈條狀連接的數(shù)據(jù)結構，借助這種數(shù)據(jù)結構來構建數(shù)字賬本[2]。其本質就是通過共識協(xié)議、哈希函數(shù)、公鑰密碼學技術、智能合約技術等一系列的技術手段，使數(shù)字賬本客觀公正有效。
1.2區(qū)塊鏈技術的特點
第一，去中心化。去中心化是指區(qū)塊鏈采用該分布式系統(tǒng)結構，使數(shù)據(jù)的存儲、驗算和傳輸?shù)裙δ懿恍枰揽恐行臋C構，也可以實現(xiàn)各節(jié)點之間的信任關系。各節(jié)點之間都是平等的關系，就算任一節(jié)點出現(xiàn)問題，都不會影響整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。去中心化最主要是省去了中介，不需要中介來幫助系統(tǒng)運行。省去中介環(huán)節(jié)，不僅可以節(jié)省中介費用，降低運行成本，還可以避免中介引起的信息延誤、連接中斷等問題，從而實現(xiàn)了P2P傳輸，提高信息傳遞效率。第二，不可篡改和可追溯性。區(qū)塊鏈利用時間戳使每一次交易都成為不可偽造篡改的真實數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)增加時間戳，數(shù)據(jù)便可以按時間順序進行存儲，保障數(shù)據(jù)產(chǎn)生的連續(xù)性，讓每筆交易都可追溯，也讓每比交易無法篡改和刪除。利用時間戳還可以節(jié)約數(shù)據(jù)的查詢時間，可以按提供時節(jié)點迅速查詢到所需要的信息，節(jié)約了時間成本。第三，節(jié)點之間協(xié)同維護。區(qū)塊鏈采用共識機制，其各個節(jié)點分散而且獨立，可以通過特定的激勵機制來讓所有節(jié)點參與數(shù)據(jù)驗算環(huán)節(jié)。在分布式的結構下，需要保存數(shù)據(jù)的所有節(jié)點通過共識機制來進行共同決策，各個節(jié)點共同維護區(qū)塊鏈的運行。第四，可編程性。區(qū)塊鏈在進行交易過程中，可以憑借區(qū)塊鏈技術的可編程性進行創(chuàng)建智能合約。智能合約通過編程可以實現(xiàn)自動識別、自動判斷和自動執(zhí)行。智能合約不受外界因素干擾，不需要中介參與，可以保證資產(chǎn)轉移的安全性。由于智能合約的自動識別、自動判斷和自動執(zhí)行，可以降低投入成本，同時還可以提高區(qū)塊鏈的準確性和安全性。第五，安全性。區(qū)塊鏈技術利用純數(shù)學的加密方式，利用非對稱密碼學原理對數(shù)據(jù)進行加密。由于分布式系統(tǒng)各個節(jié)點是獨立的，擁有相同的權利和義務，所以只有在控制了全部節(jié)點的半數(shù)以上，進行共同決策后，才有可能修改數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈可以防范各個節(jié)點主觀修改數(shù)據(jù)的可能性，同時也可以有效避免外界的惡意攻擊，從而增強區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的安全性。第六，透明化。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)都是開放的，智能合約通過分布式網(wǎng)絡進行廣播，分享給各個節(jié)點，因此，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中是公開的。各個節(jié)點都可以通過網(wǎng)絡進行查詢，并且可以同步更新數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈技術中每個節(jié)點既是數(shù)據(jù)的發(fā)布者，也是數(shù)據(jù)的接收者，信息共享的高效性提高了區(qū)塊鏈的響應速度。
1.3區(qū)塊鏈的發(fā)展
區(qū)塊鏈自2008年隨著比特幣出現(xiàn)以來，在2013年12月，由Buterin在比特幣基礎上提出了以太坊的概念[3]。以太坊除了繼承了比特幣的金融屬性以外（以太幣），還將智能合約技術引進了區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，使得區(qū)塊鏈從單一的金融領域逐漸走進電力、教育、交通等更加廣闊的領域。目前，在汽車交通領域應用比較成熟的要數(shù)汽車導航地圖了，通過區(qū)塊鏈的加入，使得原來單一的汽車導航地圖變得可以進行實時的交通路況跟蹤，讓車主在上下班交通高峰期可以了解各條城市道路的擁堵情況，提前選擇優(yōu)化交通路線，便于車主的日常出行。
1.4區(qū)塊鏈的應用
目前，區(qū)塊鏈的應用十分廣泛，例如，在生鮮電商領域，文獻[4]對我國生鮮電商行業(yè)的發(fā)展進行分析，并結合目前生鮮電商行業(yè)存在的問題，運用區(qū)塊鏈技術分析得出區(qū)塊鏈技術可解決生鮮電商行業(yè)發(fā)展中存在的大部分問題，促使生鮮電商行業(yè)更好的發(fā)展。文獻[5]將區(qū)塊鏈技術與智慧城市相結合,借助區(qū)塊鏈技術去中心化部署、建立信任機制、數(shù)據(jù)交換過程透明和數(shù)據(jù)可溯源的特點,將該技術應用到公共服務如交通、醫(yī)療、物流等領域,實現(xiàn)了智慧城市安全、高效的數(shù)據(jù)交換。筆者則比較關注共享汽車的的停車問題，就筆者所在的城市來說，共享汽車在使用過程中體驗最糟糕的就是，共享汽車的停放問題。本文提出一種基于區(qū)塊鏈的共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡模式構想，希望可以減少此類問題的出現(xiàn)。
2共享汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展
2.1共享汽車停車資源的困境
共享汽車誕生以來，一直都是叫好不叫座的狀態(tài)，原因有很多，但是最重要的一點就是車輛停放的問題。除非車輛使用者出行的起點和終點附近都有共享汽車的停車點，否則，人們基本不會選擇共享汽車出行。一般城市中的商業(yè)繁華區(qū)域因為寸土寸金，共享汽車公司很少能長期租用停車點，導致此區(qū)域基本沒有共享汽車可用。而城市核心區(qū)域的停車資源也不是已經(jīng)完全超負荷，只是在某些時段或者是一定的周期內超符合，比如工作日的晚間時段或者是周末節(jié)假日。平時工作日的白天的停車資源還是有一定空閑余量的。另外，偏遠一點區(qū)域因為停車方便，有私家車的人們也不會選擇共享汽車出行。這樣也導致了共享汽車的使用效率不高，企業(yè)發(fā)展受限。這需要共享汽車企業(yè)去實地調研和開發(fā)多種停車資源。
2.2目前解決共享汽車停車困境的探索
很多關注共享汽車的人也都發(fā)現(xiàn)了共享汽車因停車問題帶來困擾，在具體分析后也都給出了不同的解決思路，例如：文獻[6]中通過典型相關分析（CCA）方法，在銀川市電動共享汽車投放的基礎上進行數(shù)學建模，最后通過算例進行驗證，使得共享汽車的投放得到進一步完善。文獻[7]選取武漢市三環(huán)線內共享汽車站點，利用Arcgis處理其運營數(shù)據(jù)，獲得共享汽車使用頻率空間分布圖。在此基礎上，采用多元回歸分析法，對使用頻率較高的武昌區(qū)進行站點使用頻率影響因素分析，得到影響共享汽車使用頻率的關鍵因素。最后，在不過度擴大共享汽車規(guī)模的原則下對站點布局提出優(yōu)化策略。由此可見，目前大多以合理擴大投放點（停車點）規(guī)模或者優(yōu)化投放點（停車點）布局為基礎進行，希望通過提高站點和共享車輛使用效率為突破口，從而解決共享汽車停車難的問題。但是就現(xiàn)階段來看，雖然在一定程度上可以緩解共享汽車的停車困境，但是離解決問題的目標尚有很大的差距，這也導致了共享汽車仍處于不溫不火的尷尬局面。
3基于區(qū)塊鏈的共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡模式
3.1該模式的組成
共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡模式其實就是利用現(xiàn)有的硬件設備和軟件技術，通過區(qū)塊鏈在共享汽車停車資源的應用。例如：硬件部分，共享汽車平臺、網(wǎng)聯(lián)車輛、各類智能停車場、智能手機等，通過軟件部分，區(qū)塊鏈技術，構建共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡。如圖1所示。
3.2該模式的基本原理
5G的到來使得物聯(lián)網(wǎng)的腳步越來越近了，共享汽車平臺、汽車網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、智能手機、智能停車場管理系統(tǒng)構成區(qū)塊鏈的分布式網(wǎng)絡，組成共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡的基礎硬件設施?，F(xiàn)在可以通過以太坊，開發(fā)多種智能合約，并在應用程序中發(fā)布透明且可信任的智能合約，這些智能合約在分布式網(wǎng)絡里廣播分享給其他節(jié)點，同時采用基于信用授權的共識機制，凡是在系統(tǒng)中積累一定信譽的節(jié)點均可以申請授權，這樣可以快速有效的選取區(qū)塊授權節(jié)點。如圖2所示。具體描述如下：①交易提出。用戶通過調用智能合約發(fā)出一個服務交易。用戶按照智能合約要求填寫好相關參數(shù)并簽署后，將其發(fā)到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。②交易驗證。其他節(jié)點在接收到交易后，需要對其進行驗證。驗證主要包括檢查交易中用戶的簽名、智能合約參數(shù)的正確性和費用等。如果其他節(jié)點驗證交易成功，就會把交易廣播出去；否則，將被廢棄。③區(qū)塊生成并驗證。高信用授權組中的節(jié)點把區(qū)塊鏈中的交易信息收集起來，并打包到一個區(qū)塊里。同時高信用授權組會更新狀態(tài)，其信用評分也會被記錄在區(qū)塊中。然后，授權節(jié)點會簽署區(qū)塊，并將區(qū)塊廣播到網(wǎng)絡中。④區(qū)塊驗證。任何用戶在接收到區(qū)塊后，都可以驗證。對區(qū)塊的驗證包括相關交易的可靠性、高信用授權組更新的時效性、授權節(jié)點信用評分的真實性和授權節(jié)點的合法性。如果用戶驗證區(qū)塊成功，區(qū)塊鏈賬本將連接此區(qū)塊并將其存儲在本地。在大部分網(wǎng)絡節(jié)點驗證成功后，區(qū)塊鏈也就完成了交易共識證明。在實際使用過程中，用戶通過分布式的應用程序調用智能合約，發(fā)布和接收相關服務。用戶可以通過智能手機里的app發(fā)布用車需求和停車需求的服務；汽車網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的軟件發(fā)布車輛停放和使用狀態(tài)的相關服務，并接收用車需求的服務；智能停車場管理系統(tǒng)的軟件發(fā)布停車場內的車輛停放數(shù)量和停車位數(shù)量的服務，同時接收用戶的停車需求的服務；而共享汽車平臺的軟件則可以處理停車資源的發(fā)布和更新停車、用車等服務。如圖3所示。通過該智能合約的架構，我們可以很清楚的看出基于區(qū)塊鏈的共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡模式的去中心化，所有的節(jié)點在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中都是獨立平等的，完全可以獨立發(fā)布自己的相關服務，也可以接收自己需要的相關服務。利用區(qū)塊鏈的特點，該模式可以快速、安全且透明的完成交易，達到一定程度上的改善共享汽車停車難的問題。同時，我們還應該看到，共享汽車的停車難主要還是在城市繁華地區(qū)，而在城市繁華地區(qū)中，停車位有免費公共停車位、A類收費公共停車位、B類收費公共停車位、小區(qū)空閑停車位和商超收費停車位等。由于各類停車位的收費標準不一樣，作為共享汽車企業(yè)需要考慮停車資源的成本，可以通過基于區(qū)塊鏈的共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡實時了解周邊停車資源，安排車輛維護人員進行合理調度共享汽車停放位置，從而減少停車費用支出。另外對于小區(qū)空閑停車位，小區(qū)業(yè)主可以在自己的智能手機app里設置空閑時段和使用時段，既方便了自己停車位的使用，同時也可以讓自己的停車位在空閑時段為業(yè)主自己創(chuàng)造經(jīng)濟效益，大大提高小區(qū)業(yè)主的參與積極性。這也是該模式今后將要研究的方向。3.3該模式的創(chuàng)新共享單車的成功無法照搬到共享汽車上，因為在投放點的面積二者完全不是一個等量級上的。在無法大規(guī)模提高投放點前提下，很多人都是通過優(yōu)化投放點的布局上下功夫。而該模式是通過構建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡，社會上的各類智能停車場均可以作為區(qū)塊鏈上的節(jié)點，尤其是公共免費停車位和住宅小區(qū)閑置車位，可以自由靈活的加入?yún)^(qū)塊鏈而完成共享停車資源的服務，并獲得一定的報酬。這樣，共享汽車企業(yè)將不需要花費大量的資金建設或者租賃投放點用于停車，只需要通過網(wǎng)絡確認實際交易給付相關報酬，就可以緩解共享汽車停車難的問題。另外，該模式存在共享汽車停到收費停車場時間過長、小區(qū)業(yè)主下班回家需要停車位的情況，這需要平臺設置維管人員取車、挪車，轉換停車點，以減少停車費用和提升停車場加入網(wǎng)絡的可行性。
4結論
本文提出了一種基于基于區(qū)塊鏈的共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡模式構想方案，共享汽車平臺、網(wǎng)聯(lián)車輛、各類智能停車場、智能手機等，通過區(qū)塊鏈技術，構建共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡。共享汽車企業(yè)將不需要花費大量的資金建設或者租賃投放點用于停車，只需要通過網(wǎng)絡確認實際交易給付相關報酬，增加城市繁華地域空閑車位的使用效率，就可以緩解共享汽車停車難的問題。該模式不同于以往的優(yōu)化投放點或者停車點得城市布局，是一種新的思路，并且后續(xù)還要在實踐中進行測試，雖然在測試中可能會出現(xiàn)各種問題和矛盾，但是本人相信，該模式還是將會在解決共享汽車停車資源緊張的問題上發(fā)揮巨大的作用。
作者:韓敬賢 單位:安徽糧食工程職業(yè)學院機電工程系