一种电动交通工具租赁系统及其管理方法与流程

本发明属于公共交通领域，具体涉及到一种可大范围使用的便捷公共交通系统及其管理方法，适用于城市，城镇，乃至于厂区，园区等，为公共交通提供了一种新的方式。

背景技术：

随着国经济的快速发展，城市化的速度进一步加快，城市集中的资源吸引着越来越多的人口涌入，城市的拥堵情况也日益加剧。目前的城市交通系统主要由城市公交，有轨交通(地铁和轻轨)，出租车以及私人交通工具(私家车，自行车，电动车，摩托车等)组成，但有轨交通和城市公交系统站点数量有限，出行人群到达站点之后才能乘坐，因此城市公交和有轨交通解决了定向大流量的交通问题，却使得相当一部分时间浪费在起点到起始公交站，终点公交站到终点以及中途转车行走这些超短距离路程之上。

显然，出租车以及私人交通也无法较好的解决这个问题，并且，对于出租车以及私家车等内燃机车来说，一方面，消耗了大量能源的同时，对环境也存在着较大的污染，另一方面，对于公共资源的占用(道路，停车位)也十分严重。

目前，城市自行车租赁系统虽然在数年前得到了推广，但从效果来看，其系统仍然不够完善，并且占地范围大等缺点制约着其进一步发展。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种出行便捷、环保且交通资源配置灵活的系统及其管理方法。本发明提出的电动交通工具租赁系统，能够弥补现有交通系统的不足，作为现有交通方式的一个补充，能够大大提高城市交通系统的灵活性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种电动交通工具租赁系统，包括：控制中心以及与其进行通信的维修车辆终端、车库数据终端、维修中心终端、交通工具终端和调度车辆终端；

控制中心用于接收维修中心终端反馈的车辆故障消息、维修完成消息，并发送调度指令给维修车辆终端和调度车辆终端；控制中心还接收来自维修车辆终端、调度车辆终端的实时位置数据、工作状态信息和调度完成信息，来自维修车辆终端的维修完成消息；以及来自车库数据终端的实时电动交通工具数量信息和用户信息，交通工具终端的实时位置数据和状态信息。

所述控制中心包括：

数据接收模块，用于接收维修中心终端反馈的车辆故障消息、维修完成消息，维修车辆终端、调度车辆终端的实时位置数据、工作状态信息和调度完成信息，维修车辆终端的维修完成消息，以及来自车库数据终端的实时电动交通工具数量消息和用户信息；来自交通工具终端的实时位置数据和状态信息，还接收车库终端发来的查询信息以及来自手机终端及网站的查询信息；

数据处理模块，用于选择数据接收模块接收到的信息并发送至数据存储模块进行存储；根据数据存储模块内的数据生成调度指令发送至数据发送模块；根据查询信息，向数据存储模块查询得到查询结果信息，发送至数据发送模块；

数据存储模块，用于存储各车库存有的实时电动交通工具数量信息、用户信息，各交通工具状态信息，各调度车辆与维修车辆的工作状态信息；

数据发送模块，发送调度指令给维修车辆终端和调度车辆终端；将查询结果返回至相应查询终端。

一种电动交通工具租赁系统还包括网络计算机、手机终端，与控制中心通信；用于用户通过网络计算机、手机终端输入用户信息完成身份验证、建立缴费账户并存入金额；发送查询信息实时查询各车库位置及车库内交通工具数量。

一种电动交通工具租赁管理方法，包括以下步骤：

各车库数据终端将所在车库存储的电动交通工具数量信息、各调度车辆终端将其调度车辆的实时位置信息，实时发送给控制中心；

控制中心进行分析生成调度指令，发送给对应的调度车辆终端；调度车辆终端接收该调度指令后，从起点车库运送设定数量的电动交通工具到终点车库， 运送完成后向控制中心发送调度完成信息；控制中心将此调度信息记录，完成本次调度。

所述调度指令包括调度车辆标识、起点车库标识、终点车库标识、调运交通工具数量。

当交通工具故障时，该交通工具终端向控制中心发送报修消息；

控制中心数据接收模块收到报修消息，存储并由数据处理模块生成维修调度指令，数据发送模块将此指令发送给指定的维修车辆终端；

该维修车辆前往故障地点，对故障交通工具进行现场维修并发送维修完成消息至控制中心，控制中心数据存储模块更新该交通工具的状态信息；或者送往指定维修中心，送达后向维修中心发送调度完成消息，维修中心接收到调度完成消息后，将该调度信息记录，维修车辆的送修调度完成。

所述维修调度指令包括维修车辆标识、故障地点、维修中心标识、故障交通工具标识。

当维修中心将故障车辆维修完成后，维修中心终端向控制中心发送维修完成消息；

控制中心数据接收模块接收到维修完成消息，存储并由数据处理模块生成维修完成调度指令，数据发送模块将此指令发送给指定的维修车辆；

维修车辆前往维修中心，将维修完成的故障车辆运送至指定车库中后，向控制中心发送调度完成消息；控制中心接收到完成消息后，将调度信息记录，维修车辆返库调度完成。

所述维修完成调度指令包括维修车辆标识、维修中心标识、车库标识、交通工具标识。

用户通过出发车库数据终端通过身份识别后，通过用户界面选择电量在阈值以上的电动交通工具，车库解锁该交通工具；

用户在行驶过程中，电动交通工具向用户提供实时导航，将用户导航至距离其最近的车库；

用户在到达终点车库后，将电动交通工具放至车库中，在车库的用户界面上确认服务结束，车库数据终端向控制中心发送服务完成信息；控制中心的数据处理模块扣除此次租赁费用并将账户余额更新至数据存储模块，同时账户余额变化信息反馈至车库数据终端显示；车库锁存该电动交通工具，服务结束。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.由于小型电动交通工具及与之配套的车库的使用，大大减小了设施的占地面积；电动交通工具的采用，扩大了整个系统的使用人群，老人、儿童乃至部分残疾人士都可以使用该系统；智能化设施的采用，使使用流程更加简化，便捷，为用户提供了更为人性化的服务。

2.本发明所提出的电动交通工具租赁系统由于主要依赖于电能，减少了对城市环境的污染，并且由于采用的电动交通工具具有体积小，重量轻等优点，很大程度上提高了能源的利用率，减少了对城市公共资源的占用。

3.本发明采用的电动交通工具，具有体积小，质量轻的特点，进而占用的土地资源也十分有限，在相当小的空间中，能够满足十几乃至数十辆电动自行车的存放以及充电需求，这些优点能够使该系统能够实现大范围的普及。

4.本发明采用的租赁方式，大大提高了交通工具的使用效率，节约了经济成本，采用与之相配合的管理方式，保证出行的便捷性同时，也实现了交通资源配置的灵活性。

附图说明

图1本发明的系统框架图；

图2本发明的调度车辆工作流程图；

图3本发明的维修维护流程图一；

图4本发明的维修维护流程图二；

图5本发明的使用流程图；

图6本发明的用户验证流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种电动交通工具租赁系统由一个控制中心，一个或多个维修中心、若干维修车辆、若干调度车辆、众多车库和众多电动交通工具组成。控制中心、维修中心、维修车辆、调度车辆和电动交通工具之间进行实时通讯。控制中心收集来自系统运行的信息，为用户提供网上查询服务，并向调度车辆和维修车辆发送调度命令；维修中心负责电动交通工具损坏程度鉴定及维修工作；维修车辆、调度车辆负责根据来自控制中心的调度命令，完成调度任务，两者的角色可以根据需要进行转换；车库具有储存和充电的功能，并搭载智能系统，接收来自电动交通工具的信息，并能根据电量情况向用户推荐交通工具，具有身份识别，缴费，充值等功能；电动交通工具具有自重轻，体积小等特点，车载智能系统具有导航、故障诊断等功能。本发明提出的电动交通工具租赁系统能够减少道路拥堵，提高能源利用效率，具有绿色环保、方便快捷的特点。

控制中心、维修中心、维修车辆、调度车辆和电动交通工具之间存在通信网络，且维修中心、维修车辆、调度车辆、车库、电动交通工具均绑定唯一数字标识，以进行实时通讯；能够实现用户的身份验证，并实现自助缴费。

控制中心作为整个系统的控制调度中心，包含运行于服务器上的数据接收模块，数据存储模块，数据处理模块，以及数据发送模块，并配备管理维护人员。

数据接收模块实时接收来自于维修中心、车库、维修车辆、调度车辆和电动交通工具的实时运行数据，来自于维修车辆、调度车辆的调度完成确认消息，来自于电动交通工具的报修消息。

数据存储模块主要包括车库中电动交通工具数量、维修车辆及调度车辆工作状态、电动交通工具故障状态等数据的系统运行数据库，以及存储用户身份验证信息，账户信息的用户信息数据库；各数据库中数据根据接收到的数据流进行实时更新。交通工具状态包括故障与良好。调度车辆与维修车辆工作状态包括忙碌与空闲。

数据处理模块对数据存储模块中的数据进行分析处理，分析处理各车库车辆分布状态及车辆故障信息，并据此生成调度指令发送给维修车辆和调度车辆。

调度车辆调度指令根据各车库存储电动交通工具数量及调度车辆实时位置生成，数据处理模块统计系统运行历史信息产生每个车库的上下限定值，当a车库电动交通工具数量高于上限定值，b车库为距离a车库最近且数量低于车库下限值，并且派遣未执行调度任务且距离a车库最近的调度车辆作为执行此次调度任务的调度车辆，且运送电动交通工具数量为a车库存储数量与其上限值差值和b车库下限值与其存储数量差值两者的较大值，其中a车库标识为起点车库标识，b车库标识为终点车库标识。

维修车辆送修调度指令根据损坏交通工具实时位置和维修车辆实时位置生成，数据处理模块接收到报修消息，确定该交通工具标识作为故障交通工具标识，其实时位置作为故障地点，选择未执行调度任务且距离故障地点最近的维修车辆作为执行此次调度车辆，距离故障地点最近的维修中心作为调度命令的维修中心标识。

维修车辆维修完成调度指令根据维修中心位置和维修车辆实时位置生成，数据处理模块接收到维修完成消息，确定该维修中心为调度指令维修中心标识，完成维修的交通工具标识为调度交通工具标识，选择未执行调度任务且距离此维修中心最近的维修车作为调度车辆，存储交通工具数量处于上限定值以下且距离维修中心最近的车库标识作为此次调度命令的车库标识。

数据发送模块将数据处理程序生成的调度指令，发送给维修车辆或者调度车辆。

外接终端可根据不同权限访问不同的数据，用户可查询车库站点信息，及凭借身份验证信息查询个人账户信息。用户信息包括验证信息和个人账户信息。

维修中心包括维修车间、仓库、数据终端，并配备维修人员；完成交通工具严重故障的鉴定及维修工作；维修终端连接控制中心服务器，并将交通工具故障信息和维修信息传送给控制中心。

维修车辆包括车辆主体，并搭载数据终端，接收控制中心的调度指令，向控制中心发送调度完成确认信息；及时为用户更换故障交通工具，将严重故障交通工具运送至维修中心；并对简单故障进行维修，完成维修后将维修完成消息发送至维修中心。

调度车辆包括车辆主体，并搭载数据终端，接收控制中心的调度指令，及时对不同车库的电动交通工具进行调度，维持系统运行平衡。

维修车辆和调度车辆两者的基本功能相似，在特殊情况下，能够实现两者角色的互换。

车库包括车库主体、交互界面、数据终端。

车库主体利用立体结构和/或循环存储模式，并配有充电接口及电量检测装置，为储存于其中的电动交通工具进行充电，电量检测装置实时监测电动交通工具电量，并将各电动交通工具电量实时发送至车库的数据终端；车库内装有锁控装置，通过车库的数据终端实现电动交通工具的锁定与解锁。

交互界面作为系统与用户的交互工具，根据用户输入进行身份认证，充值缴费等服务；同时将交通工具电量情况显示于界面，供用户选择。

车库数据终端向服务器发送用户验证请求、验证数据、缴费数值等信息，服务器返回验证结果，消费情况，账户余额变更等信息。

电动交通工具为由蓄电池作为能量源的交通工具，能为老人，儿童乃至部分残疾人士所使用；其搭载智能平台具有导航模块、故障诊断模块及数据发送模块。导航模块使用gps导航系统；故障诊断模块通过电路装置检测电池损耗、刹车系统状况等，判断电动交通工具的故障情况，并向用户发出警示信息；数据发送模块将交通工具当前位置，故障情况等实时发送给服务器，并提供“一键报修”功能，用户只需按下“报修”按钮，即向服务器发送报修消息。

电动交通工具可提供多种车型，满足不同出行人群的需要。该电动公共交通工具具有体积小重量轻的特点，能够在小空间内通过叠加放置的方法放置较多的电动公共交通工具。

控制中心作为通信中枢，接收来自于维修中心的车辆故障消息、维修完成消息；向维修车辆和调度车辆发送调度指令，接收来自维修车辆，调度车辆的实时位置数据和调度完成信息，来自维修车辆的维修完成消息；接收来自车库的实时电动交通工具数量消息、用户身份验证请求、充值缴费信息，向车库发送验证结果，账户余额变动信息发送至车库；客户可通过网络客户端和手机客户端，访问控制中心查询车库地址，以及访问私人账户，进行充值缴费。

用户身份验证方式具有但不仅限于指纹、面部、身份证、短信、语音识别中的一种或多种。

收费标准采用按时收费、按路程收费、按次收费和/或几种收费方式并存的收费管理模式。采用预存费用的方式，支付方式可通过车库系统自助充值和/或在网上进行充值缴费。

本发明能够在城市运营，并能够运营于校园，工厂，公园等其他场合。

一种电动交通工具租赁系统由一个控制中心，一个或多个维修中心、若干维修车辆、若干调度车辆、众多车库和众多电动交通工具组成。控制中心、维修中心、维修车辆、调度车辆和电动交通工具之间存在通信网络，且维修中心、维修车辆、调度车辆、车库、电动交通工具均绑定唯一数字标识，以进行实时通讯；能够实现用户的身份验证，并实现自助缴费。

下面结合图1介绍整个系统的组成部分及其功能：

控制中心作为整个系统的控制调度中心，包含运行于服务器上的数据接收模块，数据存储模块，数据处理程序，以及数据发送模块，并配备管理维护人员。

其中，数据接收模块实时接收来自于维修中心、控制中心、维修车辆、调度车辆和电动交通工具的实时运行数据，来自于维修车辆、调度车辆的调度完成确认消息，来自于电动交通工具的报修消息。

其中，数据存储模块主要包括车库中电动交通工具数量、维修车辆及调度车辆工作状态、电动交通工具故障状态等数据的系统运行数据库，以及存储用 户身份验证信息，账户信息的用户信息数据库；各数据库中数据根据接收到的数据流进行实时更新。交通工具状态包括故障与良好。调度车辆与维修车辆工作状态包括忙碌与空闲。

其中，数据处理程序对数据存储模块中的数据进行分析处理，分析处理各车库车辆分布状态及车辆故障信息，并据此生成调度指令。

其中，数据发送模块将数据处理程序生成的调度指令，发送给维修车辆或者调度车辆。

外接终端可根据不同权限访问控制中心服务器中不同的数据，用户可查询车库站点信息，及凭借身份验证信息查询个人账户信息。

维修中心包括维修车间、仓库、数据终端，并配备维修人员；完成交通工具严重故障的鉴定及维修工作；维修终端连接控制中心服务器，并将交通工具故障信息和维修信息传送给控制中心。

维修车辆包括车辆主体，并搭载数据终端，接收控制中心的调度指令，向控制中心发送调度完成确认信息；及时为用户更换故障交通工具，将严重故障交通工具运送至维修中心；并对简单故障进行维修，完成维修后将维修完成消息发送至维修中心。

调度车辆包括车辆主体，并搭载数据终端，接收控制中心的调度指令，及时对不同车库的电动交通工具进行调度，维持系统运行平衡。

维修车辆与调度车辆两者的结构与基本功能相似，在特殊情况下，能够实现两者角色的互换。

车库包括车库主体、交互界面、数据终端。

其中，车库主体利用立体结构和/或循环存储模式，并配有充电接口及电量检测装置，为储存于其中的电动交通工具进行充电，并实时监测电动交通工具电量；车库内装有锁控装置，实现电动交通工具的锁定与解锁。

其中，交互界面作为系统与用户的交互工具，根据用户输入进行身份认证，充值缴费等服务；同时将交通工具电量情况显示于界面，供用户选择。

其中，数据终端向服务器发送用户验证请求、验证数据、缴费数值等信息，服务器返回验证结果，消费情况，账户余额变更等信息。

电动交通工具由蓄电池作为能量源，能为老人，儿童乃至部分残疾人士所使用；其搭载智能平台具有导航模块、故障诊断模块及数据发送模块。导航模块使用gps导航系统；故障诊断模块通过电路装置检测电池损耗、刹车系统状况等，判断电动交通工具的故障情况，并在出现故障时，向用户发出警示信息；数据发送模块将交通工具数字标识、当前位置、故障情况等实时发送给服务器，并提供“一键报修”功能，用户只需按下“报修”按钮，即向服务器发送报修消息。

电动交通工具具有体积小重量轻的特点，能够在小空间内通过叠加放置的方法放置较多的电动公共交通工具。

另外，所述电动交通工具可提供多种车型，满足不同出行人群的需要。

所述的通信网数据流向如下：控制中心作为通信中枢，接收来自于维修中心的车辆故障消息、维修完成消息；向维修车辆和调度车辆发送调度指令，接收来自维修车辆，调度车辆的实时位置数据和调度完成信息，来自维修车辆的维修完成消息；接收来自车库的实时电动交通工具数量消息、用户身份验证请求、充值缴费信息，向车库发送验证结果，账户余额变动信息发送至车库；客户可通过网络客户端和手机客户端，访问控制中心查询车库地址，以及访问私人账户，进行充值缴费。

本电动交通工具租赁系统中，用户身份验证方式具有但不仅限于指纹、面部、身份证、短信、语音识别中的一种或多种。

本电动交通工具租赁系统中，收费标准采用按时收费、按路程收费、按次收费和/或几种收费方式并存的收费管理模式。

本电动交通工具租赁系统中，采用预存费用的方式，支付方式可通过车库系统自助充值和/或在网上进行充值缴费。

本发明描述的交通工具系统能够在城市运营，并能够运营于校园，工厂， 公园等其他场合。

本电动交通工具租赁系统调度车辆工作流程如图2所示：

各车库将存储电动交通工具数量信息，各调度车辆将实时位置信息，实时发送给控制中心，控制中心接收此数据后，由数据处理程序进行分析，生成调度指令，调度指令包括调度车辆标识、起终点车库标识、调运交通工具数量，由数据发送模块将此指令发送给标识的调度车辆，调度车辆接收此指令后，从起点车库运送一定数量的交通工具到终点车库；运送完成后向控制中心发送调度完成信息，控制中心将此调度信息记录，一次调度工作完成。

该系统的维修维护方式如图3，包括以下内容：

故障报修主要有三种方式：

1所有车库及电动自行车在规定时间(定期和/或非定期)内进行全面检修，排除安全隐患。若发现故障，进行故障报修。

2交通工具自带故障诊断模块对车身关键部件进行初步安全检查，若发现存在故障，将故障信息、位置信息发送给控制中心，控制中心派遣维维修车辆前往车库。

3.在用户使用过程中出现故障，用户按下并将故障信息发送至控制中心，控制中心派遣维修车辆赶往故障地点。

维修车辆现场评估故障，能否进行现场进行维修。

若能现场维修，进行现场维修，完成后，将交通工具放至车库中，维修车辆将此次维修完成信息发送至控制中心。

若不能完成现场维修，维修车辆将故障交通工具运送至维修中心后，维修车辆向控制中心发送调度完成信息，维修中心负责对故障进行鉴定，并将故障信息发送至控制中心。

维修中心完成维修工作后，将维修完成信息发送至控制中心，控制中心将派遣调度车辆前往维修中心，并将维修完成的交通工具运送至车库，并将此调度完成信息发送至控制中心。

本电动交通工具维修车辆工作流程如图3和图4所示，维修车辆有两种工作状态：送修和返库。

送修工作流程：当发现故障时，由图3所示三种方式向控制中心发送报修消息。控制中心数据接收模块接收到报修消息，存储并由数据处理程序生成调度指令，调度指令包括维修车辆标识、故障地点、维修中心标识、故障交通工具标识，数据发送模块将此指令发送给指定的维修车辆，维修车辆前往故障地点，对故障交通工具进行鉴定。满足现场维修条件，即在现场进行维修，维修完成发送维修完成消息；若不满足现场检修条件，即送往指定维修中心，送达后向维修中心发送调度完成消息；维修中心接收到完成消息后，将调度信息记录，维修车辆一次送修调度完成。

返库工作流程：当维修中心将故障车辆维修完成后，向控制中心发送维修完成消息，控制中心数据接收模块接收到维修完成消息，存储并有数据处理程序生成调度指令，调度指令包括维修车辆标识、维修中心标识、车库标识、交通工具标识，数据发送模块将此指令发送给指定的维修车辆，维修车辆前往维修中心，将指定交通工具运送至指定车库中后，向控制中心发送调度完成消息；控制中心接收到完成消息后，将调度信息记录，维修车辆一次返库调度完成。

本电动交通工具租赁系统使用流程主要包括如下三个部分：开户步骤、查询步骤和租赁使用，下面结合图5详细介绍使用流程的各个步骤：

开户步骤：用户在正式使用前需到控制中心或者通过网络完成身份验证，并在此系统中建立缴费账户并在此账户中存入一定金额，以便后续使用。

查询步骤：用户在使用前，可登录指定网站或使用手机客户端，查询出发点附近车库位置及车库中车辆信息；并可凭借个人信息验证查询账户余额信息。

租赁使用步骤如下：

租赁验证：用户通过出发车库用户交互界面提示进行身份识别，待通过识别后，用户可根据用户界面提示选择电量充足的电动交通工具，车库解锁该交通工具。

用户在行驶过程中，电动交通工具向用户提供实时导航，将用户导航至终点附近的车库。

如行驶中途发生故障，用户可通过报修按键向控制中心发出故障信息，控制中心收到报修信息。向维修车辆发送调度指令，维修车辆前往故障地点为用户更换交通工具。

用户在到达终点车库后，将电动交通工具放至车库中，在车库交互界面上确认服务结束，车库向控制中心发送服务完成信息，服务中心扣除此次租赁费用，返回账户余额变化信息，车库锁存，服务结束。

其中，租赁收费方式可采用计程收费，计时收费、计次收费或者几种收费方式并行的方式。

用户验证流程如图6所示：

用户在取车之前进行身份验证，在车库交互界面提示下，输入验证信息，车库的数据终端向控制中心发送验证请求，验证请求中包括验证信息，如账号、密码或指纹等；控制中心将验证信息与数据库中用户信息进行对比，生成验证结果，并由数据发送模块发送给车库数据终端，并显示于车库交互街面上，验证过程完成。

与现有内燃机车为主的交通工具相比，本发明采用的电力交通工具，更加绿色环保。由于电动交通工具自重小，体积小，因而具有较高的能源利用率。

本发明减少了对公用土地的占用。由于车库占地面积小，能够大范围建设，有利于整个租赁系统的推广。租赁模式的采用，大大提高了交通工具的使用效率，减少了对道路的占用。电动交通工具的采用，使用户的出行更加便捷，免受交通拥堵的煎熬。

此系统的应用环境不只局限于城市，在新型化城镇、校园、工厂等场所，都是此系统的潜在应用场景。基于上述的优点和积极作用，本发明的电动交通工具租赁系统将成为未来城市交通系统的一个重要组成部分，提高城市交通的灵活性，推动城市的智能化，生态化建设。