TWI680432B

TWI680432B - 共享單車管理系統及共享單車的管理方法

Info

Publication number: TWI680432B
Application number: TW107131059A
Authority: TW
Inventors: 陳上元; Shang-Yuan Chen; 陳澤天; Ze-tian CHEN
Original assignee: 逢甲大學; Feng Chia University
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-12-21
Also published as: TW202011347A

Abstract

本發明提出一種共享單車的管理方法，該方法步驟包含：（a）一雲端共享單車管理裝置透過一共享單車資料蒐集單元取得至少一共享單車租借站的一共享單車資料；（b）該雲端共享單車管理裝置的一運算單元依據該共享單車資料產生一共享單車獎勵方案；（c）該雲端共享單車管理裝置的一傳輸單元將該共享單車獎勵方案傳送給至少一共享單車用戶端；以及（d）該至少一共享單車用戶端於該至少一共享單車租借站進行取車或還車動作。另外，一種共享單車的管理系統亦被提出。

Description

共享單車管理系統及共享單車的管理方法

本發明是一種關於共享單車管理系統及共享單車的管理方法，尤指一種透過獎勵方案來控制單車出租站的單車數量維持在穩定狀態的共享單車管理系統及共享單車的管理方法。

近年來的現代化城市中，公共自行車的設立與發展，給一般通勤民眾帶來相當大的便利。此種公共自行車通常使用電子無人式管理，提供甲地取車乙地還車之租借服務，可以作為大眾運輸工具輸系統最後階段之接駁工具，藉以鼓勵更多民眾取代搭乘大眾運輸或自用車輛來進行短程的通勤，可以降低空氣污染、減少堵車塞車、暢通交通運輸，又可節約能源且能保護環境，以打造都市全新通勤方式與文化。

然，目前公共自行車的使用與發展所遭遇的瓶頸為，在不同位置區塊間供需失衡的問題。往往可以看到，在部分重要的交通節點中，高峰期間經常出現單車數量囤積、或者是數量匱乏的現象。而一般根據單車囤積、或者匱乏現象產生後才進行調度的方式，往往緩不濟急，單車公司需要調派人力和運輸車輛把囤積區域的單車運送至匱乏區域，產生了物流成本的損耗。在此同時，處於運輸狀態的單車，也意味著本身屬於不可被使用的狀態，亦降低了城市交通的承載能力。

因此，共享單車的及時或者是超前的調度管理顯得尤為重要。

為了解決上述習知技術的缺失，本發明提出一種共享單車的管理系統與方法，應用機器學習聚類分析於共享單車流量預測與管理，使用特定的獎勵方案計算方法，對共享單車租借站的共享單車資料進行資料處理與分析，並以適當的獎勵方案來控制單車出租站的單車數量維持在穩定狀態。

為達成本發明上述目的，本發明提出一種共享單車管理系統，包含：至少一共享單車租借站，包含至少一共享單車；一雲端共享單車管理裝置，與每個該至少一共享單車租借站以無線方式連接，該雲端共享單車管理裝置透過共享單車獎勵方案的計算方法進行運算，以產生一共享單車獎勵方案；以及至少一共享單車用戶端，與該雲端共享單車管理裝置以無線方式連接。

其中，該雲端共享單車管理裝置更包含：一共享單車資料蒐集單元，以取得每個該至少一共享單車租借站的一共享單車資料；一運算單元，與該共享單車資料蒐集單元連接，該運算單元透過該共享單車資料產生該共享單車獎勵方案；一傳輸單元，與該運算單元和該至少一共享單車用戶端連接，該傳輸單元將該共享單車獎勵方案傳送給該至少一共享單車用戶端；以及一資料庫，與該共享單車資料蒐集單元和該運算單元連接，該資料庫儲存該共享單車資料蒐集單元取得的該共享單車資料，以及該運算單元產生的該共享單車獎勵方案。

除此之外，本發明更提出一種共享單車的管理方法，該方法步驟包含：(a)一雲端共享單車管理裝置透過一共享單車資料蒐集單元取得至少一共享單車租借站的一共享單車資料；(b)該雲端共享單車管理裝置的一運算單元依據該共享單車資料產生一共享單車獎勵方案；(c)該雲端共享單車管理裝置的一傳輸單元將該共享單車獎勵方案傳送給至少一共享單車用戶端；以及(d)該至少一共享單車用戶端於該至少一共享單車租借站進行取車或還車動作。

其中，該共享單車資料包含租借編號、共享單車編號、共享單車取車時間、共享單車取車經度、共享單車取車緯度、共享單車還車時間、共享單車還車經度、共享單車還車緯度、總單車位數、目前單車位數以及目前空車位數。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

10‧‧‧共享單車管理系統

100‧‧‧共享單車租借站

110‧‧‧共享單車

200‧‧‧雲端共享單車管理裝置

210‧‧‧共享單車資料蒐集單元

220‧‧‧運算單元

230‧‧‧傳輸單元

240‧‧‧資料庫

300‧‧‧共享單車用戶端

a-d‧‧‧步驟

e-h‧‧‧步驟

圖1為本發明較佳實施例之共享單車管理系統示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之共享單車的管理方法流程圖

圖3為本發明較佳實施例之共享單車獎勵方案的計算方法流程圖。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：首先，請參考圖1，其為本發明較佳實施例之共享單車管理系統示意圖。如同於圖1中所示，本發明之共享單車管理系統10包含至少一共享單車租借站100、一雲端共享單車管理裝置200以及至少一共享單車用戶端300。

在本實施例中，該至少一共享單車租借站100包含至少一共享單車110，可提供至少一共享單車用戶端300租借共享單車，如微笑單車(You Bike)，藉此透過騎乘單車的方式取代搭乘大眾運輸或自用車輛來進行短程的通勤，以達到紓解交通擁塞、減低噪音和空氣污染的目的。其中，該至少一共享單車租借站100可以試有樁式共享單車租借站或無樁式共享單車租借站，本發明不以此為限。

該雲端共享單車管理裝置200與該至少一共享單車租借站100透過有線或無線的方式連接，包含一共享單車資料蒐集單元210、一運算單元220、一傳輸單元230以及一資料庫240。該共享單車資料蒐集單元210以有線或無線的方式與每個該至少一共享單車租借站100連接，取得每個該至少一共享單車租借站100的一共享單車資料。

其中，該共享單車資料包含每一台共享單車110的租借編號、每一台共享單車110的單車編號、每一台共享單車110的取車時間、每一台共享單車110的取車經度、每一台共享單車110的取車緯度、每一台共享單車110的還車時間、每一台共享單車110的還車經度、每一台共享單車110的還車緯度、每個共享單車租借站100的總單車位數、每個共享單車租借站100的目前單車位數以及每個共享單車租借站100的目前空車位數。

該運算單元220與該共享單車資料蒐集單元210連接，並依據前述的共享單車資料，透過共享單車獎勵方案的計算方法進行運算，以產生一共享單車獎勵方案。其中，該共享單車獎勵方案是依據各區域共享單車租借站100的目前單車位數和目前空車位數，以及共享單車用戶端300的共享單車取車速度和共享單車還車速度來決定，且方案的獎勵會依據取出/歸還的共享單車110數量而遞減，藉此克服不同區域的共享單車租借站供需失衡的問題。

該傳輸單元230與該運算單元220連接，會將運算後的共享單車獎勵方案，以有線或無線的方式提供給該至少一共享單車用戶端300，使得每一個共享單車用戶端300可依據該共享單車獎勵方案的內容，至與用戶端300最接近的共享單車租借站100進行取出共享單車110或歸還共享單車110的動作。其中，該至少一共享單車用戶端300可透過視窗作案系統電腦(Windows PC)、多媒體資訊站台(Kiosk)、智慧型手機(Smart Phone)、智慧型電視(Smart TV)以及平板電腦(Tablet PC)等電子設備接收該傳輸單元230所傳送的共享單車獎勵方案。

該資料庫240與該共享單車資料蒐集單元210和該運算單元220連接，可用來儲存該資料蒐集單元210所取得的共享單車資料，以及運算單元220計算所產生的該共享單車獎勵方案，以維護共享單車管理系統10的運作。

請參考圖2，其為本發明較佳實施例之共享單車的管理方法流程圖。如同於圖2並配合圖1所示，共享單車的管理方法包含以下步驟：首先，在步驟(a)中，雲端共享單車管理裝置200可透過共享單車資料蒐集單元210，以有線或無線的方式取得每一個共享單車租借站100的共享單車資料。其中，該共享單車資料包含有每一台共享單車110的租借編號、每一台共享單車110的單車編號、每一台共享單車110的取車時間、每一台共享單車110的取車經度、每一台共享單車110的取車緯度、每一台共享單車110的還車時間、每一台共享單車 110的還車經度、每一台共享單車110的還車緯度，以及每個共享單車租借站100的總單車位數、每個共享單車租借站100的目前單車位數以及每個共享單車租借站100的目前空車位數。

再者，在步驟(b)中，該雲端共享單車管理裝置200的運算單元220依據該共享單車資料蒐集單元210取得的共享單車資料，以共享單車獎勵方案的計算方法進行資料運算，並產生一共享單車獎勵方案。其中，該共享單車獎勵方案該為一取車獎勵方案或一還車獎勵方案，而共享單車獎勵方案的計算方式將於下方段落，並同時配合圖3做進一步的說明。

圖3為本發明較佳實施例之共享單車獎勵方案的計算方法流程圖。在本實施例中，共享單車獎勵方案的計算方法包含以下步驟：首先，將一地圖劃分為複數個區域，且每個區域皆包含至少一個共享單車租借站100。再者，運算單元220會依據前述之共享單車資料計算每個區域內的共享單車租借站100的共享單車取車速度以及共享單車還車速度。最後，再依據一取車獎勵公式產生該取車獎勵方案，或依據一還車獎勵公式產生該還車獎勵方案。

在本實施例中，X為共享單車取車速度，X_t=1即一單位時間段內取出的共享單車110的數量，Y為共享單車還車速度，Y_t=1即一單位時間段內歸還的共享單車110的數量，t為單位時間段，在此一單位時間段為一小時。當X_t<Y_t時，代表該時間段內該區域的共享單車租借站100的還車速度大於取車速度，可能造成共享單車租借站100內的單車110數量過多，而影響用戶端300無法還車需長時間等候，此時則適合採用取車獎勵方案，且該取車獎勵公式為(X_t-Y_t)/2^Xt，即該共享單車還車速度減去該共享單車取車速度後，再隨著取出的共享單車數量，除以2的增量數方根。

同樣地，X為共享單車取車速度，X_t=1即一單位時間段內取出的共享單車110的數量，Y為共享單車還車速度，Y_t=1即一單位時間段內歸還的共享單車110的數量，t為單位時間段，在此一單位時間段為一小時。另一方面，當X_t

Y_t時，代表該時間段內該區域的共享單車租借站100的取車速度大於還車速度，可能造成共享單車租借站100內的單車110數量不足，而影響用戶端300無法即時取車，此時則適合採用還車獎勵方案，且該還車獎勵公式為(Y_t-X_t)/2^Yt，即該共享單車取車速度減去該共享單車還車速度後，再隨著歸還的共享單車數量，除以2的增量數方根。

經由上述的取車獎勵公式以及還車獎勵公式可明顯看出，當共享單車獎勵方案採用取車獎勵方案時，獎勵的點數、紅利或優惠會隨著取出的共享單車110的數量而遞減；同樣地，當共享單車獎勵方案採用還車獎勵方案時，獎勵的點數、紅利或優惠亦會隨著歸還的共享單車110的數量而遞減。

接續，在步驟(c)中，該雲端共享單車管理裝置的一傳輸單元230會透過無線或有線的方式，將該共享單車獎勵方案(取車獎勵方案或一還車獎勵方案)傳送給至少一共享單車用戶端300。其中，該至少一共享單車用戶端300可透過視窗作案系統電腦(Windows PC)、多媒體資訊站台(Kiosk)、智慧型手機(Smart Phone)、智慧型電視(Smart TV)以及平板電腦(Tablet PC)等電子設備接收該傳輸單元所傳送的共享單車獎勵方案。

最後，在步驟(d)中，該至少一共享單車用戶端300可依據接收到的共享單車獎勵方案，到鄰近的共享單車租借站100進行取車或還車動作。其中，當共享單車獎勵方案為取車獎勵方案，則用戶端300進行取車動作後即可收到獎勵(點數、紅利或優惠)；反之，當共享單車獎勵方案為還車獎勵方案，則用戶端300進行還車動作後即可收到獎勵(點數、紅利或優惠)。

以下將以具體的實施數據對共享單車獎勵方案的計算方法做進一步的說明。

首先，將地圖劃分為9個區域，且每一個區域都包含至少一共享單車租借站，並設定每一個區域內的共享單車租借站為平衡狀態，區域內的共享單車租借站的目前單車位數皆為6台，如下表一。經過一單位時間(在此為一小時)後，每個區域內的共享單車租借站的目前單車位數產生數量變化，其數量如下表二。

根據共享單車資料蒐集單元所取得的記錄中，在一單位時間(即t=1)內取車和還車的數據如下表。其中，表三為單位時間內的還車數量(即共享單車還車速度)，表四為單位時間內的取車數量(即共享單車取車速度)。

而根據上述取車獎勵公式(其中X為共享單車取車速度、Y為共享單車還車速度、t為單位時間段)，當X_t<Y_t時，代表單位時段中共享單車的還車數量較多，系統為了促使共享單車租借站的共享單車數量維持平衡，會獎勵取出每一輛共享單車的用戶端，其取車獎勵方案的計算公式為(X_t-Y_t)/2^Xt。換句話說，在單位時段內第一輛被取出的共享單車，其對應的用戶端所得到的取車獎勵方案是最佳的；而隨後每一輛被取出的共享單車，其對應的用戶端的取車獎勵方案，會隨著被取出的共享單車數量的增加，以除以2的增量數方根而遞減。

另一方面，當X_t

Y_t時，代表單位時段中共享單車的取出數量較多，系統為了促使共享單車租借站的共享單車數量維持平衡，會獎勵歸還每一輛共享單車的用戶端，其歸還獎勵方案的計算公式為(Y_t-X_t)/2^Yt。換句話說，在單位時段內第一輛被歸還的共享單車，其對應的用戶端所得到的還車獎勵方案是最佳的；而隨後每一輛被歸還的共享單車，其對應的用戶端的還車獎勵方案，會隨著被歸還的共享單車數量的增加，以除以2的增量數方根而遞減。

以表一、二、三及四位於正中格子區域的資料為例，共享單車租借站初始的共享單車位數為6，而一單位時間後共享單車位數為10；進一步而言，在單位時間內，共享單車租借站的還車數量為6，取車數量為2，變化的過程為：6(初始)+6(還車)-2(取車)=10(最終)

由於2(取車速度)<6(還車速度)，即符合X_t<Y_t，代表該時段的共享單車獎勵方案為取車獎勵方案，因此在單位時間內每台從該區域中共享單車租借站取出的共享單車，其用戶端皆可享有獎勵：(6-2)/2^Y，其中Y為取出共享單車的順序編號，即第一台取出共享單車的獎勵：(6-2)/2¹=2，第二台取出共享單車的獎勵：(6-2)/2²=1，第三台取出共享單車的獎勵：(6-2)/2³=0.5，第四台取出共享單車的獎勵：(6-2)/2⁴=0.25，依此類推。

若取車獎勵方案的獎勵額度為F元，則第一台取出共享單車的用戶端所能獲得的獎勵為2F元，第二台取出共享單車的用戶端所能獲得的獎勵為F元，第三台取出共享單車的用戶端所能獲得的獎勵為0.5F元，第四台取出共享單車的用戶端所能獲得的獎勵為0.25F元，依此類推。透過上述方法，以獎勵或強制的方式控制取車及還車的速度，進而使共享單車租借站的共享單車數量更趨向於良好穩定的狀態。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims

一種共享單車的管理方法，包含：(a)一雲端共享單車管理裝置透過一共享單車資料蒐集單元取得至少一共享單車租借站的一共享單車資料；(b)該雲端共享單車管理裝置的一運算單元依據該共享單車資料產生一取車獎勵方案或一還車獎勵方案，其中該運算單元的計算方法包含以下步驟：(b1)將一地圖區分為複數個區域，且每個區域皆包含該至少一共享單車租借站；(b2)依據該共享單車資料，計算每個區域內該至少一共享單車租借站的一共享單車取車速度及一共享單車還車速度；以及(b3)依據一取車獎勵公式產生該取車獎勵方案，或依據一還車獎勵公式產生該還車獎勵方案；(c)該雲端共享單車管理裝置的一傳輸單元，將該取車獎勵方案或該還車獎勵方案傳送給至少一共享單車用戶端；以及(d)該至少一共享單車用戶端於該至少一共享單車租借站進行取車或還車動作。
如請求項1所述之共享單車的管理方法，其中該共享單車資料包含租借編號、共享單車編號、共享單車取車時間、共享單車取車經度、共享單車取車緯度、共享單車還車時間、共享單車還車經度、共享單車還車緯度、總單車位數、目前單車位數以及目前空車位數。
如請求項2所述之共享單車的管理方法，其中當一單位時間段內，該共享單車還車速度大於該共享單車取車速度，則該取車獎勵公式為：該共享單車還車速度減去該共享單車取車速度後，再除以2的增量數方根。
如請求項2所述之共享單車的管理方法，其中當一單位時間段內，該共享單車取車速度大於該共享單車還車速度，則該還車獎勵公式為：該共享單車取車速度減去該共享單車還車速度後，再除以2的增量數方根。
如請求項3所述之共享單車的管理方法，其中該取車獎勵方案會隨著取出的共享單車數量而遞減。
如請求項4所述之共享單車的管理方法，其中該還車獎勵方案會隨著歸還的共享單車數量而遞減。
一種共享單車管理系統，包含：至少一共享單車租借站，包含至少一共享單車；一雲端共享單車管理裝置，與每個該至少一共享單車租借站以無線方式連接，該雲端共享單車管理裝置透過如請求項1所述之共享單車的管理方法，計算出一取車獎勵方案或一還車獎勵方案；以及至少一共享單車用戶端，與該雲端共享單車管理裝置以無線方式連接；其中，該雲端共享單車管理裝置更包含：一共享單車資料蒐集單元，以取得每個該至少一共享單車租借站的一共享單車資料；一運算單元，與該共享單車資料蒐集單元連接，該運算單元透過該共享單車資料產生該取車獎勵方案或該還車獎勵方案；一傳輸單元，與該運算單元和該至少一共享單車用戶端連接，該傳輸單元將該取車獎勵方案或該還車獎勵方案傳送給該至少一共享單車用戶端；以及一資料庫，與該共享單車資料蒐集單元和該運算單元連接，該資料庫儲存該共享單車資料蒐集單元取得的該共享單車資料，以及該運算單元產生的該取車獎勵方案或該還車獎勵方案。
如請求項7所述之共享單車管理系統，其中該共享單車資料包含租借編號、共享單車編號、共享單車取車時間、共享單車取車經度、共享單車取車緯度、共享單車還車時間、共享單車還車經度、共享單車還車緯度、總單車位數、目前單車位數以及目前空車位數。