基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的智能停車(chē)信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.引言

交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染逐漸成為影響城市居民生活的重要問(wèn)題，各國(guó)的政府、交通系統(tǒng)師試著采用各種方式改善交通狀況。解決交通問(wèn)題要從“行”和“停”兩個(gè)方向入手，在充分挖掘道路通行潛力的同時(shí)，人們?cè)絹?lái)越多地想到從停車(chē)的角度解決交通問(wèn)題。因此，一方面需要建設(shè)大量的停車(chē)場(chǎng)，而另一方面，也需要借助先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)發(fā)布停車(chē)場(chǎng)的位置信息、空車(chē)位等信息，并貫穿出行始末。

盧灣區(qū)停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)在日常的運(yùn)行管理中，尚存在一些問(wèn)題有待完善，如：現(xiàn)有的行車(chē)路徑導(dǎo)航和停車(chē)信息服務(wù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)整合，駕車(chē)者的交通信息查詢還比較繁瑣;在停車(chē)高峰期，車(chē)位緊張時(shí)，部分高端用戶有提前預(yù)約車(chē)位的需求無(wú)法滿足;停車(chē)場(chǎng)內(nèi)缺少內(nèi)部誘導(dǎo)，在車(chē)位較多的停車(chē)場(chǎng)，車(chē)主要離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)時(shí)往往找不到車(chē)輛等問(wèn)題。新系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用了車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)路、三維街景、超聲波檢測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，有效的克服了其缺點(diǎn)，提出了一種完善的系統(tǒng)方案。

2.系統(tǒng)總體架構(gòu)概述

2.1綜合停車(chē)信息服務(wù)系統(tǒng)總體架構(gòu)概述

該系統(tǒng)的智能停車(chē)平臺(tái)由有效泊位預(yù)測(cè)系統(tǒng)、泊位查詢系統(tǒng)、手機(jī)上網(wǎng)服務(wù)器、網(wǎng)站服務(wù)器、語(yǔ)音坐席查詢系統(tǒng)和查詢信息數(shù)據(jù)庫(kù)組成。該智能停車(chē)平臺(tái)可為車(chē)主提供路徑引導(dǎo)、三維街景、停車(chē)庫(kù)實(shí)時(shí)信息查詢、車(chē)位預(yù)約、語(yǔ)音服務(wù)、短信服務(wù)、手機(jī)上網(wǎng)等功能。

2.2太平橋停車(chē)服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體架構(gòu)概述

太平洋停車(chē)庫(kù)地形復(fù)雜，車(chē)輛眾多，車(chē)主進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)后視線往往受車(chē)輛和立柱等物遮擋，不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)空余車(chē)位，只能盲目巡游尋找車(chē)位，偏僻空余車(chē)位始終無(wú)人獲知，車(chē)位利用率低下;無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)不同時(shí)段車(chē)流量，無(wú)法及時(shí)作出運(yùn)營(yíng)調(diào)整，優(yōu)化資源;對(duì)于“外來(lái)車(chē)主”因車(chē)庫(kù)環(huán)境的不熟悉，很難確定自己的停車(chē)位置。為了有效解決以上一些問(wèn)題，我們將太平橋車(chē)庫(kù)系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，很好的解決了太平橋車(chē)庫(kù)停車(chē)難的問(wèn)題。該系統(tǒng)主要由進(jìn)出口管理系統(tǒng)、場(chǎng)內(nèi)引導(dǎo)系統(tǒng)、車(chē)輛位置查詢系統(tǒng)以及停車(chē)預(yù)約系統(tǒng)組成。

2.3基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車(chē)服務(wù)系統(tǒng)總體架構(gòu)概述

太平橋停車(chē)服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)與綜合性停車(chē)信息服務(wù)平臺(tái)互聯(lián)，形成了基于車(chē)輛網(wǎng)技術(shù)的智能停車(chē)服務(wù)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)停車(chē)用戶可以通過(guò)短信、自動(dòng)呼叫中心以及手機(jī)訪問(wèn)或網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的方式來(lái)了解具體的停車(chē)信息，大大的方便了停車(chē)用戶對(duì)停車(chē)庫(kù)具體停車(chē)信息的了解，以便停車(chē)用戶對(duì)停車(chē)位的及時(shí)的預(yù)約，極大的節(jié)約了停車(chē)用戶尋找停車(chē)位的時(shí)間。

3.系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是指將各種各樣的物體經(jīng)由各類信息傳感和數(shù)據(jù)采集設(shè)備后，通過(guò)有線或無(wú)線的通信方式與互聯(lián)網(wǎng)融合形成的一個(gè)巨大的物與物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的作用在于，將原本與網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)，但與我們的生活、工作息息相關(guān)的萬(wàn)事萬(wàn)物，融入到網(wǎng)絡(luò)里來(lái)，結(jié)合成一個(gè)更加智慧的生產(chǎn)、生活體系，大大地提高人類對(duì)事物的控制和管理效能，極大地促進(jìn)我們的生活、生產(chǎn)乃至整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。

3.2車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

車(chē)聯(lián)網(wǎng)是指裝載在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)無(wú)線射頻等識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車(chē)輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用,并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)之間、車(chē)與建筑物之間,以及車(chē)與基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息交換,它甚至可以幫助實(shí)現(xiàn)汽車(chē)和行人、汽車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)之間的“對(duì)話”。就像互聯(lián)網(wǎng)把每個(gè)單臺(tái)的電腦連接起來(lái),車(chē)聯(lián)網(wǎng)能夠把獨(dú)立的汽車(chē)聯(lián)結(jié)在一起。

3.3RFID技術(shù)

RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)。當(dāng)前，RFID技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于一些領(lǐng)域當(dāng)中，如物流與供應(yīng)鏈管理、不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)等。

4.綜合停車(chē)信息服務(wù)主要系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1語(yǔ)音誘導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

語(yǔ)音誘導(dǎo)系統(tǒng)可為車(chē)主指引找到停車(chē)場(chǎng)。這樣不僅節(jié)省了駕駛員的時(shí)間，還減少了車(chē)輛在道路上的停留時(shí)間，相對(duì)的也起到了緩解道路擁擠狀況的作用。為此通過(guò)搭建呼叫中心，由坐席人員為呼入電話的車(chē)主提供道路引導(dǎo)、信息查詢、車(chē)位預(yù)約等服務(wù)。整個(gè)呼叫中心將通過(guò)PBX出/入局，并且支持IP電話、固話和移動(dòng)手機(jī)的呼入。PBX會(huì)將呼入信令通過(guò)局域網(wǎng)轉(zhuǎn)接至本地坐席，或通過(guò)Internet路由至遠(yuǎn)端坐席。

4.2短信功能的實(shí)現(xiàn)

車(chē)主可通過(guò)發(fā)送短信將自己的位置告訴短信服務(wù)平臺(tái)，服務(wù)平臺(tái)將規(guī)劃好的誘導(dǎo)路線及車(chē)庫(kù)信息返回到駕駛員手機(jī)，以短信方式指導(dǎo)駕駛員行駛到停車(chē)庫(kù)，這樣讓駕駛員無(wú)論何時(shí)何地都能獲得停車(chē)誘導(dǎo)服務(wù)。

短信查詢系統(tǒng)利用中國(guó)移動(dòng)的MAS或者企信通服務(wù)，用戶可以編輯短信的方式，發(fā)送到指定的號(hào)碼上，進(jìn)行停車(chē)泊位查詢，查詢結(jié)果以文本說(shuō)明的方式返回到用戶手機(jī)上。用戶可以查詢當(dāng)前目的地的停車(chē)場(chǎng)的泊位信息，也可以加上預(yù)測(cè)事件來(lái)查詢未來(lái)某個(gè)時(shí)間的停車(chē)場(chǎng)泊位信息。

4.3手機(jī)上網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)的個(gè)人電腦瀏覽方式隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的革新正在慢慢被后者取代。一項(xiàng)針對(duì)國(guó)內(nèi)智能手機(jī)的調(diào)查指出，除了電話短信這些原始功能，手機(jī)上網(wǎng)已經(jīng)成為用戶最常用的功能。

對(duì)于駕駛員而言，手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備與個(gè)人電腦相比無(wú)疑是更加方便的查詢工具。

針對(duì)移動(dòng)通訊設(shè)備，推出基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的查詢平臺(tái)，這符合與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)發(fā)展觀思想，滿足當(dāng)下廣大人民的切身需求。上海市盧灣停車(chē)誘導(dǎo)網(wǎng)特別為其開(kāi)辟專門(mén)的訪問(wèn)通道，通過(guò)為手機(jī)等設(shè)備的瀏覽習(xí)慣量身打造的查詢系統(tǒng)，可以隨時(shí)隨地查詢最新信息，它將和升級(jí)后的網(wǎng)站一起，為用戶提供無(wú)縫的查詢體驗(yàn)。

4.4停車(chē)預(yù)約系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

停車(chē)預(yù)約系統(tǒng)提供電話預(yù)約、短信預(yù)約以及網(wǎng)站預(yù)約等服務(wù)，停車(chē)人可通過(guò)不同的方式向停車(chē)信息服務(wù)平臺(tái)發(fā)送預(yù)約請(qǐng)求，由停車(chē)信息服務(wù)平臺(tái)處理相關(guān)的預(yù)約請(qǐng)求，并與停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行信息的交互，將停車(chē)人的預(yù)約請(qǐng)求發(fā)送到停車(chē)場(chǎng)終端。當(dāng)駕車(chē)者駕駛車(chē)輛到達(dá)停車(chē)場(chǎng)時(shí)，由停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)約信息列表中所保存的相關(guān)預(yù)約信息判斷當(dāng)前入場(chǎng)的車(chē)輛是否為預(yù)約車(chē)輛，處理預(yù)約信息等。

4.5停車(chē)場(chǎng)泊車(chē)位預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

停車(chē)場(chǎng)泊車(chē)位預(yù)測(cè)系統(tǒng)采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有多種模型，利用誤差反傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(也稱BP網(wǎng)絡(luò))構(gòu)造有效停車(chē)泊位預(yù)測(cè)模型，可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)短期內(nèi)的有效停車(chē)泊位變化，是一種能較好滿足用戶出行決策和經(jīng)營(yíng)停車(chē)場(chǎng)的企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理需要的有效停車(chē)泊位預(yù)測(cè)模型。

5.太平橋停車(chē)服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)主要系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

5.1停車(chē)進(jìn)出口管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)中停泊車(chē)輛的收費(fèi)采用人工收費(fèi)、遠(yuǎn)距離讀卡器自動(dòng)收費(fèi)和基于手機(jī)SIM卡的多功能繳費(fèi)三種方式。

人工收費(fèi)：人工收費(fèi)主要針對(duì)臨時(shí)車(chē)輛，且使用現(xiàn)金支付的用戶。臨時(shí)車(chē)輛離場(chǎng)前，車(chē)主將臨時(shí)票交給工作人員，工作人員在時(shí)租卡讀寫(xiě)器上一刷，電腦根據(jù)車(chē)輛入場(chǎng)時(shí)間和相對(duì)應(yīng)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，車(chē)主按顯示金額用現(xiàn)金支付。同時(shí)，圖像采集設(shè)備會(huì)自動(dòng)抓拍車(chē)輛圖片，并與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)閘放行。

遠(yuǎn)距離讀卡器自動(dòng)收費(fèi)：遠(yuǎn)距離讀卡器自動(dòng)收費(fèi)主要針對(duì)長(zhǎng)期用戶。持卡車(chē)輛離場(chǎng)時(shí)，只需持卡在離出口控制機(jī)3-15米范圍內(nèi)，RFID遠(yuǎn)距離讀卡器會(huì)自動(dòng)讀取車(chē)主卡上信息，并計(jì)算、扣除相應(yīng)停車(chē)費(fèi)用。同時(shí)，圖像采集設(shè)備會(huì)自動(dòng)抓拍車(chē)輛圖片，并與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)閘放行。

手機(jī)SIM卡的繳費(fèi)：通過(guò)與中國(guó)移動(dòng)公司(或中國(guó)電信)的合作，采用SIM卡實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)小額支付，實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的多元化應(yīng)用，操作流程與公共交通卡繳費(fèi)一致。車(chē)輛離場(chǎng)前，車(chē)主經(jīng)過(guò)集中繳費(fèi)終端時(shí)，將臨時(shí)票在讀寫(xiě)器上一刷，電腦根據(jù)車(chē)輛入場(chǎng)時(shí)間和相對(duì)應(yīng)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，車(chē)主可根據(jù)顯示金額使用手機(jī)SIM卡繳費(fèi)，同時(shí)將停車(chē)交易記錄保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，用于收費(fèi)信息的查詢以及與移動(dòng)公司后臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)算，停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)與移動(dòng)公司SIM卡應(yīng)用系統(tǒng)之間按照SIM卡應(yīng)用系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行交互。

5.2場(chǎng)內(nèi)引導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

場(chǎng)內(nèi)引導(dǎo)系統(tǒng)由車(chē)位信息采集設(shè)備和車(chē)位引導(dǎo)設(shè)備組成，主要采用了超聲波檢測(cè)和地圖監(jiān)控等技術(shù)。擬實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)內(nèi)部的車(chē)輛進(jìn)行停車(chē)指引，包括入口處區(qū)域(或樓層)的指引、場(chǎng)內(nèi)分區(qū)指引和車(chē)位指示燈等，方便駕駛員盡快找到可停放的停車(chē)位。

場(chǎng)內(nèi)引導(dǎo)系統(tǒng)由車(chē)位信息采集設(shè)備(超聲波車(chē)位檢測(cè)器)、車(chē)位信息發(fā)布(LED車(chē)位指示燈)、前端控制設(shè)備(控制主機(jī))和后臺(tái)管理系統(tǒng)(場(chǎng)內(nèi)誘導(dǎo)系統(tǒng)軟件)組成。

5.3停車(chē)位置查詢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

停車(chē)位置查詢系統(tǒng)由車(chē)牌識(shí)別設(shè)備、RFID讀卡器和查詢終端組成，擬通過(guò)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所停放車(chē)輛的反向查詢操作，方便駕駛員盡快找到車(chē)輛停放的位置。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示。首先需要定位單元系統(tǒng)，可以為車(chē)位為單元也可以為區(qū)域?yàn)閱卧?，?shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)期用戶車(chē)輛、臨時(shí)用戶車(chē)輛的定位;其次，需要定位總段設(shè)備，主要是通過(guò)RFID讀卡器安裝在分區(qū)交界通道的頂部;再次，系統(tǒng)中還需要設(shè)置查詢終端設(shè)備，當(dāng)車(chē)輛離場(chǎng)時(shí)可通過(guò)查詢終端進(jìn)行車(chē)輛的定位查詢，查詢終端采用市場(chǎng)上技術(shù)成熟的觸摸查詢一體機(jī)，具備多種外觀選擇，產(chǎn)品主機(jī)配置，外接設(shè)備可根據(jù)實(shí)際使用需求做相應(yīng)調(diào)整;最終，該系統(tǒng)中的車(chē)牌識(shí)別攝像機(jī)、RFID讀卡器均匯集至控制主機(jī)，并由控制主機(jī)通過(guò)網(wǎng)線與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行通信，上傳臨時(shí)用戶車(chē)輛和長(zhǎng)期用戶車(chē)輛的相關(guān)定位信息，控制主機(jī)放置在中央控制室內(nèi)。

5.4車(chē)位預(yù)約設(shè)備布設(shè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

車(chē)位預(yù)約系統(tǒng)主要通過(guò)停車(chē)預(yù)約服務(wù)器、停車(chē)預(yù)約軟件并且通過(guò)webservice接口與綜合性停車(chē)信息系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)，具體結(jié)構(gòu)如下圖2：

6.基于車(chē)輛網(wǎng)技術(shù)的智能停車(chē)信息系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)

基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車(chē)信息服務(wù)系統(tǒng)如圖6-1所示，車(chē)主可以通過(guò)綜合性停車(chē)信息平臺(tái)，對(duì)太平橋車(chē)庫(kù)的車(chē)位進(jìn)行預(yù)約，預(yù)約時(shí)要求車(chē)主輸入車(chē)牌信息和預(yù)約時(shí)間。綜合性停車(chē)信息平臺(tái)通過(guò)Webservice接口下發(fā)預(yù)約信息到太平橋停車(chē)場(chǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)將根據(jù)信息進(jìn)行車(chē)位預(yù)留/釋放。預(yù)約用戶進(jìn)入車(chē)庫(kù)后，通過(guò)信息驗(yàn)證(車(chē)牌及預(yù)約時(shí)間)，取卡后方能正常進(jìn)入停車(chē)。進(jìn)入太平橋車(chē)庫(kù)的每個(gè)有權(quán)限的停車(chē)用戶都有一張車(chē)載RFID卡(車(chē)聯(lián)網(wǎng))，RFID卡支持遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別，遠(yuǎn)距離卡放在擋風(fēng)玻璃下方，車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，安裝在入口處的遠(yuǎn)距離讀卡器就能將這張卡識(shí)別出來(lái)，并記下入場(chǎng)時(shí)間;當(dāng)人們駕車(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)時(shí)，出口處的遠(yuǎn)距離讀卡器再完成一次識(shí)別，就能算出停車(chē)費(fèi)用，系統(tǒng)自動(dòng)完成扣款，信息確認(rèn)無(wú)誤后，自動(dòng)開(kāi)閘放行。整個(gè)過(guò)程中，駕車(chē)人無(wú)須停車(chē)，也沒(méi)有任何人工操作，可大量節(jié)省時(shí)間。

7.結(jié)論

本文介紹了基于車(chē)輛網(wǎng)技術(shù)的綜合停車(chē)信息服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，創(chuàng)新的把運(yùn)用車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的RFID遠(yuǎn)距離讀卡器安裝在了停車(chē)庫(kù)的出入口通道中。通過(guò)安裝在出入口通道控制機(jī)上的RFID遠(yuǎn)距離讀卡器、車(chē)載遠(yuǎn)距離RFID卡、太平橋停車(chē)庫(kù)控制中心以及綜合停車(chē)控制中心進(jìn)行無(wú)線通信。借此對(duì)交通信息進(jìn)行采集集融合與發(fā)布，同時(shí)借助各種手段和設(shè)備，對(duì)交通進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理，不僅提升了城市公共停車(chē)管理水平和服務(wù)水平，提高了公共停車(chē)場(chǎng)的利用率和均衡性，減少了因盲目尋找停車(chē)空位而附加的交通量，緩解了區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)的交通擁堵?tīng)顩r，降低了交通事故的發(fā)生率，而且使得停車(chē)服務(wù)信息發(fā)布途徑更豐富、服務(wù)范圍更廣泛、服務(wù)方式更為靈活，體現(xiàn)網(wǎng)站信息服務(wù)的智能化程度，極大的提高了城市停車(chē)管理水平和智能信息服務(wù)系統(tǒng)的能力。