區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濟的發展走進我們的生活，但是沒有向共享單車那樣蓬勃發展，隨處可見。停車資源的缺失導致了現在共享汽車市場的萎縮的主要原因之一。本文提出了基于區塊鏈的共享汽車停車資源共享網絡模式。共享汽車平臺、網聯車輛、各類智能停車場、智能手機等，通過區塊鏈技術，構建共享汽車停車資源共享網絡。共享汽車企業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：區塊鏈；共享汽車；停車資源；共享網絡

0引言

近些年來，共享經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，各種共享經濟如雨后春筍般的出現。曾經也有風風火火出現的共享汽車，但是現在除了在一線城市外，在很多二三線城市基本已經很難見到其蹤影了。出現這樣的情況有很多原因，比如：電動汽車經常充電不足；車輛損壞嚴重；車內臟臭；出現事故處理流程復雜；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。可以說，停車資源的缺失導致了現在共享汽車市場的萎縮的主要原因之一。而區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區塊鏈技術

1.1區塊鏈的由來

區塊鏈，最早是由“中本聰”（SatoshiNakamoto）在其發表的比特幣白皮書中提出的[1]。區塊鏈被定義為一種按時間順序來組織數據區塊，不同區塊之間按序形成鏈條狀連接的數據結構，借助這種數據結構來構建數字賬本[2]。其本質就是通過共識協議、哈希函數、公鑰密碼學技術、智能合約技術等一系列的技術手段，使數字賬本客觀公正有效。

1.2區塊鏈技術的特點

第一，去中心化。去中心化是指區塊鏈采用該分布式系統結構，使數據的存儲、驗算和傳輸等功能不需要依靠中心機構，也可以實現各節點之間的信任關系。各節點之間都是平等的關系，就算任一節點出現問題，都不會影響整個系統的平穩運行。去中心化最主要是省去了中介，不需要中介來幫助系統運行。省去中介環節，不僅可以節省中介費用，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，從而實現了P2P傳輸，提高信息傳遞效率。第二，不可篡改和可追溯性。區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據。將數據增加時間戳，數據便可以按時間順序進行存儲，保障數據產生的連續性，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約數據的查詢時間，可以按提供時節點迅速查詢到所需要的信息，節約了時間成本。第三，節點之間協同維護。區塊鏈采用共識機制，其各個節點分散而且獨立，可以通過特定的激勵機制來讓所有節點參與數據驗算環節。在分布式的結構下，需要保存數據的所有節點通過共識機制來進行共同決策，各個節點共同維護區塊鏈的運行。第四，可編程性。區塊鏈在進行交易過程中，可以憑借區塊鏈技術的可編程性進行創建智能合約。智能合約通過編程可以實現自動識別、自動判斷和自動執行。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、自動判斷和自動執行，可以降低投入成本，同時還可以提高區塊鏈的準確性和安全性。第五，安全性。區塊鏈技術利用純數學的加密方式，利用非對稱密碼學原理對數據進行加密。由于分布式系統各個節點是獨立的，擁有相同的權利和義務，所以只有在控制了全部節點的半數以上，進行共同決策后，才有可能修改數據。區塊鏈可以防范各個節點主觀修改數據的可能性，同時也可以有效避免外界的惡意攻擊，從而增強區塊鏈數據的安全性。第六，透明化。區塊鏈中的數據都是開放的，智能合約通過分布式網絡進行廣播，分享給各個節點，因此，數據在網絡中是公開的。各個節點都可以通過網絡進行查詢，并且可以同步更新數據，區塊鏈技術中每個節點既是數據的發布者，也是數據的接收者，信息共享的高效性提高了區塊鏈的響應速度。

1.3區塊鏈的發展

區塊鏈自2008年隨著比特幣出現以來，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塊鏈系統中，使得區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汽車導航地圖了，通過區塊鏈的加入，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，提前選擇優化交通路線，便于車主的日常出行。

1.4區塊鏈的應用

目前，區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的發展進行分析，并結合目前生鮮電商行業存在的問題，運用區塊鏈技術分析得出區塊鏈技術可解決生鮮電商行業發展中存在的大部分問題，促使生鮮電商行業更好的發展。文獻[5]將區塊鏈技術與智慧城市相結合,借助區塊鏈技術去中心化部署、建立信任機制、數據交換過程透明和數據可溯源的特點,將該技術應用到公共服務如交通、醫療、物流等領域,實現了智慧城市安全、高效的數據交換。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塊鏈的共享汽車停車資源共享網絡模式構想，希望可以減少此類問題的出現。

2共享汽車的現狀與發展

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，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。一般城市中的商業繁華區域因為寸土寸金，共享汽車公司很少能長期租用停車點，導致此區域基本沒有共享汽車可用。而城市核心區域的停車資源也不是已經完全超負荷，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，企業發展受限。這需要共享汽車企業去實地調研和開發多種停車資源。

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現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]選取武漢市三環線內共享汽車站點，利用Arcgis處理其運營數據，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模的原則下對站點布局提出優化策略。由此可見，目前大多以合理擴大投放點（停車點）規模或者優化投放點（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基于區塊鏈的共享汽車停車資源共享網絡模式

3.1該模式的組成

共享汽車停車資源共享網絡模式其實就是利用現有的硬件設備和軟件技術，通過區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、網聯車輛、各類智能停車場、智能手機等，通過軟件部分，區塊鏈技術，構建共享汽車停車資源共享網絡。如圖1所示。

3.2該模式的基本原理

5G的到來使得物聯網的腳步越來越近了，共享汽車平臺、汽車網聯系統、智能手機、智能停車場管理系統構成區塊鏈的分布式網絡，組成共享汽車停車資源共享網絡的基礎硬件設施。現在可以通過以太坊，開發多種智能合約，并在應用程序中發布透明且可信任的智能合約，這些智能合約在分布式網絡里廣播分享給其他節點，同時采用基于信用授權的共識機制，凡是在系統中積累一定信譽的節點均可以申請授權，這樣可以快速有效的選取區塊授權節點。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出一個服務交易。用戶按照智能合約要求填寫好相關參數并簽署后，將其發到區塊鏈網絡。②交易驗證。其他節點在接收到交易后，需要對其進行驗證。驗證主要包括檢查交易中用戶的簽名、智能合約參數的正確性和費用等。如果其他節點驗證交易成功，就會把交易廣播出去；否則，將被廢棄。③區塊生成并驗證。高信用授權組中的節點把區塊鏈中的交易信息收集起來，并打包到一個區塊里。同時高信用授權組會更新狀態，其信用評分也會被記錄在區塊中。然后，授權節點會簽署區塊，并將區塊廣播到網絡中。④區塊驗證。任何用戶在接收到區塊后，都可以驗證。對區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、授權節點信用評分的真實性和授權節點的合法性。如果用戶驗證區塊成功，區塊鏈賬本將連接此區塊并將其存儲在本地。在大部分網絡節點驗證成功后，區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，發布和接收相關服務。用戶可以通過智能手機里的app發布用車需求和停車需求的服務；汽車網聯系統的軟件發布車輛停放和使用狀態的相關服務，并接收用車需求的服務；智能停車場管理系統的軟件發布停車場內的車輛停放數量和停車位數量的服務，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塊鏈的共享汽車停車資源共享網絡模式的去中心化，所有的節點在區塊鏈網絡中都是獨立平等的，完全可以獨立發布自己的相關服務，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，而在城市繁華地區中，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，作為共享汽車企業需要考慮停車資源的成本，可以通過基于區塊鏈的共享汽車停車資源共享網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。另外對于小區空閑停車位，小區業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主自己創造經濟效益，大大提高小區業主的參與積極性。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。在無法大規模提高投放點前提下，很多人都是通過優化投放點的布局上下功夫。而該模式是通過構建區塊鏈網絡，社會上的各類智能停車場均可以作為區塊鏈上的節點，尤其是公共免費停車位和住宅小區閑置車位，可以自由靈活的加入區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、小區業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絡的可行性。

4結論

本文提出了一種基于基于區塊鏈的共享汽車停車資源共享網絡模式構想方案，共享汽車平臺、網聯車輛、各類智能停車場、智能手機等，通過區塊鏈技術，構建共享汽車停車資源共享網絡。共享汽車企業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，并且后續還要在實踐中進行測試，雖然在測試中可能會出現各種問題和矛盾，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揮巨大的作用。

作者:韓敬賢 單位:安徽糧食工程職業學院機電工程系