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(jì)的發(fā)展走進(jìn)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(dǎo)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(luò)模式。共享汽車平臺(tái)、網(wǎng)聯(lián)車輛、各類智能停車場、智能手機(jī)等，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡(luò)。共享汽車企業(yè)將不需要花費(fèi)大量的資金建設(shè)或者租賃投放點(diǎn)用于停車，只需要通過網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)實(shí)際交易給付相關(guān)報(bào)酬，就可以緩解共享汽車停車難的問題。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；共享汽車；停車資源；共享網(wǎng)絡(luò)

0引言

近些年來，共享經(jīng)濟(jì)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(jì)如雨后春筍般的出現(xiàn)。曾經(jīng)也有風(fēng)風(fēng)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(dòng)汽車經(jīng)常充電不足；車輛損壞嚴(yán)重；車內(nèi)臟臭；出現(xiàn)事故處理流程復(fù)雜；客服服務(wù)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(diǎn)太少，或者停車點(diǎn)之間距離太遠(yuǎn)，讓開車人感覺到不方便，那選擇共享汽車出行的人就會(huì)越來越少。可以說，停車資源的缺失導(dǎo)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(shù)利用其本身的特點(diǎn)，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(shù)

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(shí)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(jié)構(gòu)，借助這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來構(gòu)建數(shù)字賬本[2]。其本質(zhì)就是通過共識(shí)協(xié)議、哈希函數(shù)、公鑰密碼學(xué)技術(shù)、智能合約技術(shù)等一系列的技術(shù)手段，使數(shù)字賬本客觀公正有效。

1.2區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)

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(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、驗(yàn)算和傳輸?shù)裙δ懿恍枰揽恐行臋C(jī)構(gòu)，也可以實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系。各節(jié)點(diǎn)之間都是平等的關(guān)系，就算任一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)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(yùn)行。省去中介環(huán)節(jié)，不僅可以節(jié)省中介費(fèi)用，降低運(yùn)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(shí)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(shí)間戳使每一次交易都成為不可偽造篡改的真實(shí)數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)增加時(shí)間戳，數(shù)據(jù)便可以按時(shí)間順序進(jìn)行存儲(chǔ)，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(shí)間戳還可以節(jié)約數(shù)據(jù)的查詢時(shí)間，可以按提供時(shí)節(jié)點(diǎn)迅速查詢到所需要的信息，節(jié)約了時(shí)間成本。第三，節(jié)點(diǎn)之間協(xié)同維護(hù)。區(qū)塊鏈采用共識(shí)機(jī)制，其各個(gè)節(jié)點(diǎn)分散而且獨(dú)立，可以通過特定的激勵(lì)機(jī)制來讓所有節(jié)點(diǎn)參與數(shù)據(jù)驗(yàn)算環(huán)節(jié)。在分布式的結(jié)構(gòu)下，需要保存數(shù)據(jù)的所有節(jié)點(diǎn)通過共識(shí)機(jī)制來進(jìn)行共同決策，各個(gè)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)區(qū)塊鏈的運(yùn)行。第四，可編程性。區(qū)塊鏈在進(jìn)行交易過程中，可以憑借區(qū)塊鏈技術(shù)的可編程性進(jìn)行創(chuàng)建智能合約。智能合約通過編程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)判斷和自動(dòng)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(zhuǎn)移的安全性。由于智能合約的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)判斷和自動(dòng)執(zhí)行，可以降低投入成本，同時(shí)還可以提高區(qū)塊鏈的準(zhǔn)確性和安全性。第五，安全性。區(qū)塊鏈技術(shù)利用純數(shù)學(xué)的加密方式，利用非對(duì)稱密碼學(xué)原理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。由于分布式系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)是獨(dú)立的，擁有相同的權(quán)利和義務(wù)，所以只有在控制了全部節(jié)點(diǎn)的半數(shù)以上，進(jìn)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(gè)節(jié)點(diǎn)主觀修改數(shù)據(jù)的可能性，同時(shí)也可以有效避免外界的惡意攻擊，從而增強(qiáng)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(luò)進(jìn)行廣播，分享給各個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是公開的。各個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢，并且可以同步更新數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈技術(shù)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)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(yīng)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(chǔ)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(shù)引進(jìn)了區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，使得區(qū)塊鏈從單一的金融領(lǐng)域逐漸走進(jìn)電力、教育、交通等更加廣闊的領(lǐng)域。目前，在汽車交通領(lǐng)域應(yīng)用比較成熟的要數(shù)汽車導(dǎo)航地圖了，通過區(qū)塊鏈的加入，使得原來單一的汽車導(dǎo)航地圖變得可以進(jìn)行實(shí)時(shí)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(yīng)用

目前，區(qū)塊鏈的應(yīng)用十分廣泛，例如，在生鮮電商領(lǐng)域，文獻(xiàn)[4]對(duì)我國生鮮電商行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行分析，并結(jié)合目前生鮮電商行業(yè)存在的問題，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)分析得出區(qū)塊鏈技術(shù)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(xiàn)[5]將區(qū)塊鏈技術(shù)與智慧城市相結(jié)合,借助區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化部署、建立信任機(jī)制、數(shù)據(jù)交換過程透明和數(shù)據(jù)可溯源的特點(diǎn),將該技術(shù)應(yīng)用到公共服務(wù)如交通、醫(yī)療、物流等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了智慧城市安全、高效的數(shù)據(jù)交換。筆者則比較關(guān)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(yàn)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(luò)模式構(gòu)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(diǎn)就是車輛停放的問題。除非車輛使用者出行的起點(diǎn)和終點(diǎn)附近都有共享汽車的停車點(diǎn)，否則，人們基本不會(huì)選擇共享汽車出行。一般城市中的商業(yè)繁華區(qū)域因?yàn)榇缤链缃?，共享汽車公司很少能長期租用停車點(diǎn)，導(dǎo)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(fù)荷，只是在某些時(shí)段或者是一定的周期內(nèi)超符合，比如工作日的晚間時(shí)段或者是周末節(jié)假日。平時(shí)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(yuǎn)一點(diǎn)區(qū)域因?yàn)橥＼嚪奖悖兴郊臆嚨娜藗円膊粫?huì)選擇共享汽車出行。這樣也導(dǎo)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(shí)地調(diào)研和開發(fā)多種停車資源。

2.2目前解決共享汽車停車?yán)Ь车奶剿?/p>

很多關(guān)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(xiàn)[6]中通過典型相關(guān)分析（CCA）方法，在銀川市電動(dòng)共享汽車投放的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，最后通過算例進(jìn)行驗(yàn)證，使得共享汽車的投放得到進(jìn)一步完善。文獻(xiàn)[7]選取武漢市三環(huán)線內(nèi)共享汽車站點(diǎn)，利用Arcgis處理其運(yùn)營數(shù)據(jù)，獲得共享汽車使用頻率空間分布圖。在此基礎(chǔ)上，采用多元回歸分析法，對(duì)使用頻率較高的武昌區(qū)進(jìn)行站點(diǎn)使用頻率影響因素分析，得到影響共享汽車使用頻率的關(guān)鍵因素。最后，在不過度擴(kuò)大共享汽車規(guī)模的原則下對(duì)站點(diǎn)布局提出優(yōu)化策略。由此可見，目前大多以合理擴(kuò)大投放點(diǎn)（停車點(diǎn)）規(guī)?；蛘邇?yōu)化投放點(diǎn)（停車點(diǎn)）布局為基礎(chǔ)進(jìn)行，希望通過提高站點(diǎn)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?yán)Ь?，但是離解決問題的目標(biāo)尚有很大的差距，這也導(dǎo)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(luò)模式

3.1該模式的組成

共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡(luò)模式其實(shí)就是利用現(xiàn)有的硬件設(shè)備和軟件技術(shù)，通過區(qū)塊鏈在共享汽車停車資源的應(yīng)用。例如：硬件部分，共享汽車平臺(tái)、網(wǎng)聯(lián)車輛、各類智能停車場、智能手機(jī)等，通過軟件部分，區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡(luò)。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(tái)、汽車網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、智能手機(jī)、智能停車場管理系統(tǒng)構(gòu)成區(qū)塊鏈的分布式網(wǎng)絡(luò)，組成共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)硬件設(shè)施?，F(xiàn)在可以通過以太坊，開發(fā)多種智能合約，并在應(yīng)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(luò)里廣播分享給其他節(jié)點(diǎn)，同時(shí)采用基于信用授權(quán)的共識(shí)機(jī)制，凡是在系統(tǒng)中積累一定信譽(yù)的節(jié)點(diǎn)均可以申請授權(quán)，這樣可以快速有效的選取區(qū)塊授權(quán)節(jié)點(diǎn)。如圖2所示。具體描述如下：①交易提出。用戶通過調(diào)用智能合約發(fā)出一個(gè)服務(wù)交易。用戶按照智能合約要求填寫好相關(guān)參數(shù)并簽署后，將其發(fā)到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。②交易驗(yàn)證。其他節(jié)點(diǎn)在接收到交易后，需要對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)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(fèi)用等。如果其他節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證交易成功，就會(huì)把交易廣播出去；否則，將被廢棄。③區(qū)塊生成并驗(yàn)證。高信用授權(quán)組中的節(jié)點(diǎn)把區(qū)塊鏈中的交易信息收集起來，并打包到一個(gè)區(qū)塊里。同時(shí)高信用授權(quán)組會(huì)更新狀態(tài)，其信用評(píng)分也會(huì)被記錄在區(qū)塊中。然后，授權(quán)節(jié)點(diǎn)會(huì)簽署區(qū)塊，并將區(qū)塊廣播到網(wǎng)絡(luò)中。④區(qū)塊驗(yàn)證。任何用戶在接收到區(qū)塊后，都可以驗(yàn)證。對(duì)區(qū)塊的驗(yàn)證包括相關(guān)交易的可靠性、高信用授權(quán)組更新的時(shí)效性、授權(quán)節(jié)點(diǎn)信用評(píng)分的真實(shí)性和授權(quán)節(jié)點(diǎn)的合法性。如果用戶驗(yàn)證區(qū)塊成功，區(qū)塊鏈賬本將連接此區(qū)塊并將其存儲(chǔ)在本地。在大部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證成功后，區(qū)塊鏈也就完成了交易共識(shí)證明。在實(shí)際使用過程中，用戶通過分布式的應(yīng)用程序調(diào)用智能合約，發(fā)布和接收相關(guān)服務(wù)。用戶可以通過智能手機(jī)里的app發(fā)布用車需求和停車需求的服務(wù)；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(guān)服務(wù)，并接收用車需求的服務(wù)；智能停車場管理系統(tǒng)的軟件發(fā)布停車場內(nèi)的車輛停放數(shù)量和停車位數(shù)量的服務(wù)，同時(shí)接收用戶的停車需求的服務(wù)；而共享汽車平臺(tái)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(wù)。如圖3所示。通過該智能合約的架構(gòu)，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(luò)模式的去中心化，所有的節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中都是獨(dú)立平等的，完全可以獨(dú)立發(fā)布自己的相關(guān)服務(wù)，也可以接收自己需要的相關(guān)服務(wù)。利用區(qū)塊鏈的特點(diǎn)，該模式可以快速、安全且透明的完成交易，達(dá)到一定程度上的改善共享汽車停車難的問題。同時(shí)，我們還應(yīng)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(fèi)公共停車位、A類收費(fèi)公共停車位、B類收費(fèi)公共停車位、小區(qū)空閑停車位和商超收費(fèi)停車位等。由于各類停車位的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)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(luò)實(shí)時(shí)了解周邊停車資源，安排車輛維護(hù)人員進(jìn)行合理調(diào)度共享汽車停放位置，從而減少停車費(fèi)用支出。另外對(duì)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(jī)app里設(shè)置空閑時(shí)段和使用時(shí)段，既方便了自己停車位的使用，同時(shí)也可以讓自己的停車位在空閑時(shí)段為業(yè)主自己創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)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?yàn)樵谕斗劈c(diǎn)的面積二者完全不是一個(gè)等量級(jí)上的。在無法大規(guī)模提高投放點(diǎn)前提下，很多人都是通過優(yōu)化投放點(diǎn)的布局上下功夫。而該模式是通過構(gòu)建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，社會(huì)上的各類智能停車場均可以作為區(qū)塊鏈上的節(jié)點(diǎn)，尤其是公共免費(fèi)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(wù)，并獲得一定的報(bào)酬。這樣，共享汽車企業(yè)將不需要花費(fèi)大量的資金建設(shè)或者租賃投放點(diǎn)用于停車，只需要通過網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)實(shí)際交易給付相關(guān)報(bào)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(fèi)停車場時(shí)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(tái)設(shè)置維管人員取車、挪車，轉(zhuǎn)換停車點(diǎn)，以減少停車費(fèi)用和提升停車場加入網(wǎng)絡(luò)的可行性。

4結(jié)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(luò)模式構(gòu)想方案，共享汽車平臺(tái)、網(wǎng)聯(lián)車輛、各類智能停車場、智能手機(jī)等，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建共享汽車停車資源共享網(wǎng)絡(luò)。共享汽車企業(yè)將不需要花費(fèi)大量的資金建設(shè)或者租賃投放點(diǎn)用于停車，只需要通過網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)實(shí)際交易給付相關(guān)報(bào)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(diǎn)或者停車點(diǎn)得城市布局，是一種新的思路，并且后續(xù)還要在實(shí)踐中進(jìn)行測試，雖然在測試中可能會(huì)出現(xiàn)各種問題和矛盾，但是本人相信，該模式還是將會(huì)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(xué)院機(jī)電工程系