虹膜识别技术应用于公共自行车租赁系统的可行性——以杭州为例*

◎陈 苑 张明吉 林修文

虹膜识别技术应用于公共自行车租赁系统的可行性
——以杭州为例*

◎陈 苑 张明吉 林修文

本文针对杭州市公共自行车现有IC卡租赁系统的弊病，认为可以运用先进的虹膜识别技术对其功能和系统进行改造。通过对国内外同行业现状与问题的调研以及对各种租赁系统的分析比较，提出虹膜识别技术应用于公共自行车租赁系统的方案，探讨虹膜识别技术的优点和应用的可行性，并提供虹膜识别服务系统及终端的技术预案。

虹膜识别 公共自行车 租赁系统 杭州

近年来，受西方城市公共自行车发展的影响以及我国政府对环保出行等理念的倡导，我国逐渐重视公共自行车的作用，加大了规划和支持的力度。2008年5月1日，杭州在国内城市中率先推出公共自行车出行系统，解决公交出行的“最后一公里”问题。杭州平均每天有31.27万人次选择公共自行车出行，7年多来租赁服务达6亿人次。2015年1～10月，公共自行车出行为杭州减少二氧化碳排放量达12.69万吨。2015年，为解决“租还车难”问题，方便市民出行，截至10月底，杭州共新增（改建）服务点100处，服务点总数达3354处；新增、更新公共自行车3000辆，车辆总数达8.41万辆。截至2015年10月，全市公共自行车租用量达9537.19万人次，累计租用量为6亿人次；日最高租用量达到44.86万人次，创历史新高［1］。

杭州市公共自行车租赁服务系统是全国城市运营最早、最成功的典型，成为全国各地市、县、乡镇学习的榜样。然而这个运营了7年多的庞大服务系统，其相关技术、系统布局、硬件设施已经出现陈旧、老化等各种问题。为配合杭州“智慧城市”建设发展规划的实施，提升系统服务质量和智能化水平的艰巨任务已经摆在我们面前。探索全新的服务系统，建设更高层次的智能化租赁系统，提高服务终端使用的质量水平，将成为杭州公共自行车系统实现由量变到质变的主要研究课题。在“2015智造”和“智慧城市”的背景下，探讨虹膜识别技术支持下公共自行车租赁服务系统的可行性，提升杭州公共自行车租赁服务系统的安全性和便利性，为杭州公共自行车服务系统的智能化升级换代提供一种新的应用技术，具有重要的现实意义和社会价值。

一 城市公共自行车租赁系统的国内外现状

公共自行车租赁系统，又称公共自行车出行系统，或简称为公共自行车。通常情况下，该系统以城市为单位进行部署、建设，由数据中心、管理信息系统（MIS）、分区运营中心（发卡、充值、调度、维修等）、驻车站点、站点智能控制器、驻车电子防盗锁（锁止器／桩）、自行车（含随车锁具、车辆电子标签）、用户租车介质（IC卡或其他）及相应的通信、监控设备组成。根据需要，还可以配备停车棚、站点视频监控系统、互动网站等。锁止器根据站点驻车设备的不同，可分为横梁式、立柱式、龙门式等类型；根据驻车时自行车与驻车电子防盗锁连接方式的不同，可分为硬连接、软连接等类型。一个数据中心可管理几百至几千个站点，每个站点配备20～80个驻车电子防盗锁（锁止桩）。站点主要布局在居民生活工作集聚区出入口、公交车站附近，重点解决公交出行的“最后一公里”问题，是城市公共交通的组成部分。常见的城市公共自行车租赁方式有：用户注册后在服务站点投币、刷卡或借用别的用户信息识别手段（如手机扫码、短信密码等）租车；到达目的地后，将车归还到就近的站点，根据使用时长和计费标准收取一定的使用费。公共自行车租赁系统在国外发展已有50年左右的时间，它给全社会带来的好处已无须赘述，而暴露的问题则需要总结分析。

（一）国外城市公共自行车租赁系统的概况

发达国家自公共自行车出现至今，经历了多种租赁系统的发展与变革过程，大致情况如下。

1.无契约租赁系统

1965年（也有文献称1967年），荷兰阿姆斯特丹的一个无政府主义组织将一些涂成白色、没有上锁的自行车放在公共区域，期望供人们长期免费使用，称为“白色自行车计划”。然而，与倡议者的初衷相反，几天之内，所有的自行车都丢失或被破坏殆尽，计划彻底失败。这次尝试被普遍认为是历史上最早的公共自行车系统的起源［2］。

2.投币式租赁系统

真正具有租赁系统特征的，是1995年哥本哈根出现被命名为“GoBike”的第二代公共自行车租赁服务系统。这一代设计利用硬币来实行管理，使用者需要将一定数额指定面额的硬币（约值4美元）投入锁止器后才能使用自行车。还车时锁止器会如数退还4美元硬币，也就是无偿租用。4美元的约束力，在管理方面起到了很大的作用，人们会主动将车归还到锁止器中，以取回自己的硬币。但是使用者是匿名的，这也带来一定问题，如遇上心术不正的人，会想到用4美元换回一辆归属自己的自行车。

3.IC卡租赁系统

20世纪末，欧洲电子科技迅速发展，以电磁卡为标志的第三代公共自行车系统诞生，以整个欧洲为基础开始向全球推广应用［3］。磁卡对于用户来说就是一个有效的身份认证。消费者在办理公共自行车服务时，必须在卡中录入自己的个人信息，如身份证号、电话号码、家庭地址、信用卡卡号等。这一代公共自行车服务系统的约束力又增强了许多，用户的个人信息成为最大的约束力，使之成为目前最为普遍、成熟的租赁系统。这种系统的问题，主要是IC卡的安全问题。一旦丢失，容易造成用户个人信息走漏、信用卡被盗刷等。此外，随身携带也时有不便并容易丢失［4］。

4.密码租赁系统

英国自行车租赁业务很发达，许多外国游客使用自行车环游英国。首都伦敦推出了—项便捷租车业务——通过短信来实现租车服务。这项服务的注册用户只需给服务中心发送一条短信，就会收到一个开锁密码。通过这个密码，用户可在市内任何一个租车服务点取车，半小时之内归还可免收租金。当到达距离目的地最近的一个租车停放处时，只需再次发送短信，便可得到上锁密码。锁车后系统会自动计时，从注册时捆绑的银行卡上自动划取租车费用［5］。这种系统简便易行，但如果不带手机就无法收发短信进行租借活动。

5.会员制租赁系统

2015年10月，韩国首尔推出了一种新型公共自行车租赁系统。需要使用租赁自行车服务的市民只需下载智能手机应用程序“首尔自行车叮铃铃”，购买使用券即可。非会员可以购买1000韩元（约合人民币6元）的一日使用券，会员则可以购买1日、7日、1个月、半年和1年的定期券。支付方式可以选择手机支付、信用卡支付或T-Money交通卡支付。外籍居民及外国游客在首尔自行车租赁系统官网事先进行会员注册，或购买外国人专用交通定期券M-Pass，便可使用该项服务。用户可选择任一租赁点，在终端机上刷已经绑定的卡，并输入事先设置的密码，即可租赁自行车［6］。英国也有与首尔类似的会员制租赁系统，以信用卡付费。这个系统需要手机或信用卡等才能完成租赁。

6.车载平板电脑+手机支付

2013年初，丹麦首都哥本哈根GoBike的千余辆堪称迄今世界上最新智能型高端公共自行车正式开始运营。GoBike的自行车全都带着一个宛如iPad的平板电脑，它不仅能够为用户导航线路，而且能够帮用户找到最近的停车点。用户可以通过手机来支付租赁的费用，也可以通过手机信息服务平台获取附近的租赁站点信息。而且GoBike的电子化程度很高，无须车锁［7］。它通过屏幕设置密码来实现锁车，因此公共自行车服务点无须安装大量防盗锁止器。这种看似最为高大上的租赁系统，也仍然需要智能手机的配合才能完成租赁，并且自行车的硬件投资昂贵，非一般国家和城市所能普及。

从国外情况来看，目前采用较为普遍的是IC卡租赁系统，租赁时需要携带IC卡才能完成。而密码租赁、会员制租赁或是车载平板电脑租赁等系统，即使摆脱了带卡的不便，也无一例外地需要手机作为辅助工具才能完成租赁／支付工作，脱离手机就无法完成。

（二）国内城市公共自行车租赁服务系统的现状和问题

7年多来，中国城市公共自行车租赁服务基本采用IC卡租赁系统和“IC卡+手机扫码”两种系统，少见像上述发达国家那样仅通过手机进行的密码租赁、会员制租赁或车载平板电脑租赁系统，也未发现完全不借助卡或手机进行的其他智能租赁系统。

1.IC卡租赁系统的现状及问题

借鉴西方城市公共自行车发展的经验，杭州市公共自行车采用了IC卡租赁系统。近年来，国内大大小小的城市、乡镇也基本采用IC卡租赁系统开展建设和运营。据各地情况调查，国内IC卡租赁系统的问题存在共性，因此通过杭州IC卡租赁系统基本可以窥见存在的共性问题。杭州IC卡租赁系统使用中的主要问题，在办卡和租赁过程中最为突出。

公共自行车租车卡是最常用的租赁介质。杭州公共自行车租赁卡与城市公交卡、地铁卡、水上巴士卡合而为一，被称为“杭州通”IC卡。杭州本地用户办理此卡较为划算，一卡可以包揽杭州交通；只要缴纳200元押金，便可使用城市公共自行车。但是由于IC卡可用于多种交通工具，充到卡内的金额使用较快，需不时注意余额，并到指定网点充值。若一次性充值大量金额在卡内，一旦丢失卡，所存金额尽属他人，并且重新补卡费时费力。此外，公共自行车租赁必须刷卡也给广大用户带来不便，如遇各种不利天气携带IC卡租借的不便、忘带IC卡无法租借的不便等。杭州作为全国著名的旅游胜地，每年大大小小的节日有大量游客前来游玩。对于外来人员来说，办理公共自行车临时租赁卡是一件烦心事。例如，2015年4月7日《杭州日报》报道，王女士与家人到太子湾游玩，办理了一张公交Z卡（临时卡），缴纳300元押金后顺利使用公共自行车游玩。王女士骑车来到市区，还车时想到自己今后不会再使用杭州公共自行车，便希望找个就近网点退卡，结果被告知必须回到景区才能退卡。如此，充有300元的卡就成了负担。

据用户反映，租赁过程中常出现读卡错误、不能还／取车、不能识别卡等问题。杭州绝大多数锁止器的使用时间已超过7年（破损、更新的除外），读卡灵敏度逐渐降低。尤其是市区租赁频率高的服务点，锁止器的使用频次特别高，失灵或误读的概率也逐年增高。市区尽管有很多服务点，但即使用户发现问题及时报修，或服务公司主动维护检测，也不可能做到让所有锁止桩都正常工作。此外，很多用户反映，经常携带IC卡也多有不便，还容易丢失，如果出门忘带IC卡就无法租车。

2.“IC卡+手机扫码”租赁系统的现状及问题

随着智能手机的推广，手机支付渐渐成为一种潮流，已经被一部分用户所接受。近年来，全国各地已经有很多城市公共自行车租赁服务系统推出手机APP扫码的租赁方式，极大地方便了不愿意带卡的用户群体。已办卡用户临时未带卡或不愿带卡，可以通过手机APP发出指令，完成租借公共自行车的程序，但前提是办卡用户才能用手机操作。而手机扫码租赁的方式，只能成为IC卡租赁系统下的一种绑定支付形式，不能真正替代IC卡。

还有一些重要因素也限制了手机扫码租赁方式的推广应用。其一是目前尚有很多用户（特别是中老年用户）的手机并不是智能手机；其二是免费WIFI的覆盖不是城市各处都能享用，这对用智能手机完成扫码租赁也形成一种阻碍。此外，不带手机无法完成租赁手续。由此看来，手机并不能完全替代IC卡而作为新的租赁介质。

二 虹膜识别技术的优点与可行性

课题组在与承担杭州公共自行车建设／运营管理的杭州金通公共自行车股份有限公司接洽的过程中，对方多次提到，希望有一种高科技的用户信息识别方式能替代当前IC卡的运用。一方面，使用户不再受IC卡的限制，免除由卡带来的诸多问题；另一方面，能提升杭州公共自行车系统的智慧程度。与此同时，拥有美国虹膜识别技术、回国创业的杭州康坦通生物科技有限公司提出一种设想：能否采用虹膜识别技术来全面替代现有的IC卡对用户身份进行识别管理，将杭州公共自行车租赁服务系统进行升级换代？

如果嵌入虹膜识别技术后能使租赁系统的安全性大大提升，而且使用、维护的便利性超过现有的IC卡租赁系统，用虹膜识别替代IC卡进行用户身份识别的杭州公共自行车租赁新系统应该具有可行性。

（一）虹膜识别技术的优点

虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜信息进行身份识别的。作为生物识别技术之一，其用户信息的识别出错率与其他常见的生物识别技术比较的具体数据如下（数据由课题组技术支持方杭州康坦通生物科技有限公司提供）。

声音识别技术：1／500（500次识别中会有一次出错）。

人脸识别技术：1／1000（1000次识别中会有一次出错）。

指纹识别技术：1／10000（10000次识别中会有一次出错）。

苹果TOUCH HD识别技术：1／50000（50000次识别中会有一次出错）。

单眼虹膜识别技术：1／1500000（1500000次识别中会有一次出错）。

双眼虹膜识别技术：1／2250000000000（2250000000000次识别中会有一次出错）。

DNA识别技术：1／800000000000000（800000000000000次识别中会有一次出错）。

上述数据比较结果表明，虹膜识别技术的出错率之低，几乎处于各种生物识别技术的顶端，仅排在DNA识别技术之后。

在各种生物识别技术中，声音识别技术出错率最高，一般受众面广的民用产品不适用，仅用于公安刑侦等个案识别研究。人脸识别技术出错率较高，加上还会受到发型、妆面、眼镜、美瞳等变化的影响，而难以识别，年龄带来的脸部变化也会影响识别成功率，因此较少应用于受众面广的服务终端，一般仅用于手机这样的个人终端（如阿里巴巴正在开发的人脸识别支付）以及公安刑侦对嫌犯的面部特征做个案比对。指纹识别技术出错率较低，在安保、个人支付领域采用较多。但是指纹识别也存在一些问题，如指纹易被盗取、指纹采集的成功率受天气变化的影响、有些用户的指纹无法采集等。因为指纹识别存在种种局限，它同样也不适用于受众面广的服务终端，仅适用于个人、家庭终端的用户身份识别以及公司安保、考勤等场合。有关指纹识别典型的个人终端应用，有苹果手机自带的指纹识别机主身份和支付宝指纹支付功能等。DNA识别技术虽然略胜虹膜识别技术一筹，但众所周知，用NDA识别用户身份样本，采集和化验分析需要时间，因此用于受众面广且需要快速识别的场合尚不可能。

虹膜识别技术除信息识别出错率极低外，还有其他四个方面的优点。

1.稳定性好

人类从出生后一年，虹膜特征就基本稳定，不会随着年龄的增长而发生变化，也基本不受环境因素的影响。

2.响应速度快

目前，一个指纹识别仪上最多能够存储大约5000个指纹信息，信息量一旦超过1000个，其响应速度甚至会长达十几秒钟。而虹膜识别技术，用户信息量达到2500个时，响应速度不会超过2秒钟。

3.误识别率和拒识率低

就身份识别领域而言，存在两个基本的参数，即误识别率和拒识率，这两个参数是衡量一种识别方式是否过硬的指标。虹膜识别技术的误识别率仅为1／1500000（单眼）、1／2250000000000（双眼），也就是说几近于“零”。而拒识率也仅为1.1%（用户本人测试100次被判无法识别次数为1.1次）。

4.安全性高

由于虹膜识别技术具有极低出错率和快速识别的特性，其安全性远远高于传统的身份识别方式。据杭州康坦通生物科技有限公司提供的信息，目前在国内外，虹膜识别技术都已开始应用于大规模用户人群的身份识别，如应用于安防设备（如门禁等），以及有高度保密需求的场所。国内如山西、陕西、河北等省份的2000多个煤矿利用虹膜识别机对几十万名矿工进行考勤管理，在酬劳核算和统筹控制上明显提高了工作效率。美国是全球最主要的虹膜识别商用市场，特别是出入境安保管理及银行的使用比较普及。“9·11”事件后，全美115座机场和14个主要港口设立了“美国访客和移民身份显示技术”系统，可以同时进行虹膜识别、指纹识别、面部图像扫描以及掌纹识别等生物识别程序；美国的Bank of America、Bank United也已经采用了虹膜识别技术来进行用户身份识别。此外，很多发达国家也已建立了以虹膜识别为主的生物识别数据库，用于安保和银行用户的身份识别等。

鉴于虹膜识别技术有诸多优势，技术也已日趋成熟，将虹膜（双眼）识别技术应用于公共自行车服务系统与终端，其应用价值可以预期。

该技术的应用会彻底改变租赁终端用户信息的识别方式，其便利性十分明显。首先，用户租车／还车，只要站在终端机前双眼正对识别窗口2秒左右，就能完成身份识别，操作简便快捷；其次，终端机使用功能可以拓展到利用虹膜识别查询账户、支付租借费用等；最后，经过系统设计，终端还可以采用语音、图像提示帮助中老年用户操作，做到老少无欺、易学易用。

虹膜是人一生中信息不变的器官，作为公共自行车租赁服务的身份识别介质可以终身享用。通俗来说，个人虹膜就是一张可以伴随一生、终身免保的生物IC卡，用户再也不会受到普通IC卡或者手机的各种困扰。借助虹膜识别技术完成公共自行车租赁简便易行，并且安全性极高。

（二）虹膜识别技术应用的可行性

虹膜识别技术和信息网络的建构是该系统应用的关键。本课题的合作伙伴——杭州康坦通生物科技有限公司拥有国际先进的虹膜识别技术，先期已经与课题组共同完成了可行性讨论并确认技术的可行性，所提供的虹膜识别技术的嵌入本身没有问题。在数据构架和操作上，只要在现有的公共自行车服务系统信息资料上增加相应的虹膜信息便可。可以利用现有的服务平台，逐步为用户建立个人信息库，或删减滞后的平台的参数信息，信息资源共享后还可逐步扩展至同类服务的其他领域。虹膜识别技术应用的可行性，具体表现在以下三个方面。

1.终端机设计应用的可行性

经过课题组一年多的反复设计研究，终端机的外观和后台技术支持已基本完成；用户信息的录入、使用与查询等功能，在终端设计模型上都已经通过实验验证；其外观与功能设计，已经获得国家知识产权局颁发的实用新型专利。2015年，在中国美术学院毕业设计展上课题组展出的“潜入虹膜识别技术的公共自行车无卡租赁终端系统设计”，获得杭州市委宣传部到场领导的高度重视，成为新闻媒体关注的焦点。

2.手机APP嵌入的可行性

在互联网应用高度普及的今天，手机APP可以作为虹膜识别无卡租赁系统的智能化补充，用以进行各种相关信息的查询和支付手段的修改、补充。杭州金通科技服务有限公司前期已经开发了手机APP的应用软件，用户反映良好。嵌入虹膜识别技术后，该手机APP只要稍作修改就可以继续使用。

3.系统推行和运营管理的可行性

嵌入虹膜识别技术的系统推行更替，可以分两步走。第一步，将虹膜识别技术添加进去，作为另一种终端用户识别方式，与现有IC卡识别方式并存一个时期，其间进行虹膜识别终端的试运营和技术消化租赁系统硬件设施的重新设计。第二步，完全替代IC卡租赁系统，所有硬件设施更新换代。具体需要多少时间，根据现有硬件的使用寿命和系统软硬件设计试验的进度而定。

系统推行的运营管理，按杭州目前公共自行车服务点数量约3000个、每个服务点1个终端、每个终端约4000元计算，总共需要投入约1200万元。加上整个软件系统的费用约100万元（含系统调试、后期维护等），全部改造为嵌入虹膜识别技术租赁系统的软硬件费用，估算需要约2000万元（未计人工费用：虹膜信息录入、硬件安装等。数据由杭州金通公共自行车股份有限公司提供）。杭州市公共自行车租赁服务系统是在杭州市委、市政府的大力支持下得以实施的。杭州金通公共自行车股份有限公司承担杭州公共自行车服务系统的主要设计、开发、维护，是杭州市公共自行车交通服务发展有限公司的重要合作伙伴。公司拥有先进的智能化管理系统、丰富的建设经验、强大的研发队伍及运营经验，是新三板上市公司。目前，在公交集团母公司的支撑下，公司无论是在软硬件设施的开发、生产及其系统建设方面，还是在维护管理和资本运营方面，在行业内都拥有绝对领先的优势，有能力也有意愿完成该系统的添加与更新。而作为技术输出方的杭州康坦通生物科技有限公司，对于将从美国引进的高科技技术应用于杭州公共自行车系统的智能化升级，具有足够的信心和实力。

三 虹膜识别系统及终端的技术预案

虹膜识别系统及终端的技术预案，包括终端用户各种自助服务的操作流程预案、终端原型的设计预案、服务系统平台模式预案以及用户注册与账户管理方式预案四个方面的内容。详细预案如下。

（一）终端用户各种自助服务的操作流程预案

将虹膜识别（双眼）作为公共自行车租赁服务系统用户个人身份识别的技术支持，并通过网络信息库的管理来实现这一服务平台运作的操作流程预案设计，包括租车、付费、还车等环节的服务工作。在公共自行车租赁流程中，终端用户自助服务流程预案如下。

流程1：自行车租赁过程—虹膜识别—个人身份信息显示—在规定的时间内取出车辆—取出成功，流程结束（若未取出，则重新上锁）。

流程2：个人身份信息查询—虹膜识别—个人身份信息显示（或者使用记录查询）—确认，流程结束（若是修改则继续流程）—退出，流程结束。

流程3：个人账户余额／详细支付信息查询—虹膜识别—个人身份信息显示—绑定账户余额／详细支付信息显示——退出，流程结束。

流程4：联系客服帮助—虹膜识别—语音对话—退出，流程结束。

流程5：自行车报修—虹膜识别—选择报修车号—默认车号，则确认流程结束（若是修改车号，则继续流程）—确认，流程结束。

（二）终端原型的设计预案

根据前期对用户群租赁活动的行为、需求调研分析，以及对各种终端机用户操作界面可用性和易用性的分析研究，结合工业设计关于公共设施设计的理论与方法，课题组进行了针对虹膜识别的终端机设计。终端原型的设计预案包括以下四个方面的内容。

1.租赁点安装终端机的平面位置预案

对于一个租赁服务点来说，虹膜识别终端只需要安装一个。考虑到所有用户操作和取车的便利性，识别终端的最佳安装位置是整个租赁点中间的墙上，便于照顾到租赁点两头的锁止桩。据调查，如果像目前的租赁点用以查询的壁挂式终端机那样，将虹膜识别终端安装在租赁点头部或尾部服务亭的侧墙上，去另一头取车或还车的用户则需花费较多的时间。

2.终端机的立面高度预案

虹膜识别装置的安装高度很有讲究，最佳高度位置能够节省对焦识别的时间。为此，课题组用经过预设距离和高度的模拟终端装置进行了实验。《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第七十二条规定，在道路上驾驶自行车、三轮车、电动自行车、残疾人机动轮椅车应当遵守下列规定：驾驶自行车、三轮车必须年满12周岁。根据中国人口身高统计数据，分段选取身高为1.45（12周岁平均身高）～1.88米（成人较高身高，涵盖95%的成人）的受测者样本共100人，对预设高度安装的终端进行了识别速度实测，大部分用户身份识别在2秒左右便可以完成。实验证明，终端机的立面高度预案符合使用要求。

3.终端界面操作区域预案

课题组已对终端机的操作界面按键排布做了实验研究。对预先设定的9个操作界面按键排布的设计方案进行了可用性和易用性的比对实验，最终选择的预案是通过一定样本数人群的实际操作实验结果筛选出来的相对最符合用户操作行为、比较方便舒适的预案。在后期，课题组还对选定的预案进行进一步的细节优化。

4.产品原型外观造型预案

产品原型基本框架采用长方形侧壁带装饰弧线造型，色彩以典雅的半透明褐色和银白色金属色为主色。设置的功能模块包括识别模块（双眼识别模块）、屏幕显示区、键盘操作区、IC卡识别区。在杭州康坦通生物科技有限公司的技术支持下，可操作终端机实验模型设计已经完成。

（三）服务系统平台模式预案

服务系统平台模式预案需要很高的技术性和缜密性。课题合作方杭州康坦通生物科技有限公司经过三个月的几轮研究设计，最终给出了合理的设计预案，具体包括以下四个部分。

1.基本组成部分

整个平台由三个关键模块组成：自行车服务站虹膜采集／匹配交互系统、门户网站模块／内部业务模块、硬件同步模块。

2.数据分布部分

内部业务模块和硬件通信同步模块的业务数据在A8业务平台上实现；门户网站模块的业务数据自行保存，并且定时同步传输到A8业务平台的相关数据表中。

3.软件部分

系统软件部分主要包括门户网站、内部业务、硬件同步、A8业务平台、数据库、演示／开发环境等八个方面。门户网站：租用阿里云服务器，或自购服务器。内部业务：租用阿里云服务器，或自购服务器。硬件同步：租用阿里云服务器，或自购服务器。A8业务平台：租用阿里云服务器，或自购服务器。数据库：SQL Server 2008（企业版）。演示／开发环境：高性能笔记本电脑数台（I7处理器，16G内存，500G固态硬盘）。

4.硬件部分

系统硬件部分主要包括门户网站、内部业务、硬件同步、A8业务平台四个方面，其包含内容如下。

门户网站：第一块内容为租赁功能，包含租车人员信息管理（注册、登录、修改）、自行车信息（注册、登录、修改）、自行车租赁信息（申请、查询状态、撤销）、自行车修理（申请、查询状态、修改）、A8业务平台的接口；第二块内容是网上交易，包含网上支付（付款、退款、补款、短信提醒等）、网上查询／预约自行车、网上服务评价。

内部业务：第一块内容为基本功能，包含各服务站自行车租赁、自行车管理（租赁审核管理、使用时管理、自行车信息管理、自行车返回管理、自行车保修管理）、自行车车站之间管理（车辆信息管理、应急输送管理）、统计查询功能（车辆使用统计，包括车辆数量、车辆位置、消费结算）、虹膜信息管理（租赁人、系统管理人员、运政管理人员、其他相关行政部门）、设备数据管理；第二块内容为扩展功能，包含网上交易流程审批、网上投诉处理流程设计、车辆实时信息管理。

硬件同步：基本功能包含连接系统平台中需要使用的相关硬件（身份证读卡器、虹膜识别系统、车辆识别系统），实时同步硬件反馈数据到A8业务平台中（虹膜识别系统）。

A8业务平台：第一块内容为基本功能，包含A8-V5.6、60并发数、业务生成器；第二块内容为扩展功能，包含电子签名认证、电子签章、致远DLP数据防泄露应用（预防数据拷贝、截屏等）［按客户端数销售，计算公式为40000+4000×n］、短信接口、CA接口（电子签章必须选配）、调度管理、公文管理、UC中心（内部实时通信）、综合办公。

（四）用户注册与账户管理方式预案

课题组在杭州现有公共自行车用户注册和账户管理方式的基础上，根据虹膜识别的技术要求进一步做了优化。用户注册与账户管理方式预案，包括用户信息录入与个人管理以及租赁信息查询两个方面的内容。其中，用户信息录入与个人管理有两种方式。无论本地用户还是临时用户（游客），都可以选择上述方式之一来进行注册，特别灵活方便。

方式一：用户可在人工注册服务点现场通过虹膜识别录入个人信息，并关联其一个支付账户（如市民卡账户）。愿意使用智能手机下载客户端的，也可以自行绑定某一金融账户（市民卡账户、信用卡、手机银行、支付宝、微信支付、财付通、手机可用余额等）。用户每次的租赁活动，通过虹膜识别就可以进行自动结算。这种注册方式跟目前没有市民卡的用户办卡流程没有太大差别，只需要在服务点录入个人虹膜信息并关联支付账号信息即可。此外，手机APP应用可以作为个人账户智能化管理手段，为广大智能手机用户提供便利的附加服务。

方式二：用户可在租赁点利用虹膜识别终端自助注册，并根据提示用手机绑定个人支付账户完成注册。

在租赁信息查询方面，按照前文所述的各种自助服务操作流程，用户完成租赁活动后，可以通过虹膜识别终端直接进行查询，对于没有智能手机的用户来说具有很大的便利性；对于那些习惯使用手机APP的用户，也可以自行查询个人账户明细。

杭州公共自行车目前采用的IC卡租赁系统，是国内外大部分城市采用的系统。即便是世界上堪称最先进、最昂贵的哥本哈根智能公共自行车系统，也得依赖手机APP才能完成租赁支付手续。到目前为止，全世界尚未出现完全不需要IC卡或手机的智能租赁系统。而嵌入虹膜识别技术的租赁服务系统，经过课题组前期完成的终端功能设计和后台技术设计实验，已经证明完全可以独立应用；即使没有手机，也能够顺利完成租借手续。该系统的应用，将给广大用户带来极大的便利性和安全性。只要用户在采集虹膜信息注册时一次性绑定支付卡，后期租借公共自行车就可以空手完成。因此，它应该被视为可以替代IC卡的新一代租赁系统。当然，手机APP的附加也能够进一步提升系统的智慧程度，符合年青一代的使用习惯。对于该租赁系统推行和运营管理的可行性，已经从各个方面进行了论证并给出了具体预案。将虹膜识别技术运用于杭州公共自行车服务系统，符合李克强总理提出的高新“智造”及“智慧城市”的思路，也符合“十二五”总体规划和产业跨越式发展的目标。该系统的应用不仅可以提高杭州公共自行车租赁服务系统智能化管理水平，而且可以提升杭州作为智慧城市的整体形象，并可推动高新技术在公共社会服务中的应用。只要杭州市委、市政府和各相关职能部门能够继续大力支持，中国美术学院就会与杭州金通科技服务有限公司、杭州康坦通生物科技有限公司等相关单位密切合作，积极推进该租赁服务系统的研发和杭州地区的试点工作，争取早日在杭州市城区推广应用。

注释

［1］《7年服务6亿人次 杭州人身边的小红车享誉全国》，杭州公共自行车官网，2015年12月6日，http：／／www.ggzxc.cn／news_details.aspx？ID=4460＆p_kind=＆c_kind=521＆c_kind2=523＆c_kind3=537。

［2］《公共自行车》，百度百科，http：／／baike.baidu.com／link？url=um0yTp3S8ldXo38RaiH-RKmVhSmRdIZnaQEjcHxb52p8D_cTtghmH6W854zGV6r9C6CvGW2iZCOvSKVBJq9gZq。

［3］姚晓文：《中小城市慢行交通系统规划策略研究》，华中科技大学硕士学位论文，2011。

［4］王志高、孔喆、谢建华、尹立娥：《欧洲第三代公共自行车系统案例及启示》，《城市交通》2009年第4期。

［5］《浅析国外公共自行车租赁发展之路》，智能交通网，2015年10月21日，http：／／www.itscps.com／thread-30381-1-1.html。

［6］《首尔公共自行车租赁系统今起运营 外国游客也可骑车逛首尔》，亚洲经济中文网，2015年10月30日，http：／／china.ajunews.com／。

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刘植荣：《外国公共自行车发展经验值得借鉴》，共识网，2013年10月17日。

（责任编辑 王立嘉）

作者陈苑，中国美术学院设计艺术学院副教授（邮政编码 310024）；张明吉，中国美术学院设计艺术学院在读硕士研究生（邮政编码 310024）；林修文，中国美术学院设计艺术学院2015届硕士研究生（邮政编码 310024）。