沉井式地下停車庫的智能系統創新設計與研究★

趙禹賀 方光秀 閆 勇

(1.延邊大學工學院通信工程專業(中外合作辦學)，吉林 延吉 133002；2.延邊大學工學院土木工程專業，吉林 延吉 133002；3.吉林天宇建設集團股份有限公司，吉林 延吉 133002)

隨著中國經濟的發展，越來越多的機動車投入使用，停車難的問題依舊十分嚴峻，一是機動車數量增長，停車位供需矛盾突出；二是規劃配建車位嚴重不足；三是土地資源緊缺，停車設施供地難；四是停車管理體制缺乏統籌。沉井式停車庫的研發與投入是解決此問題的有效途徑之一。沉井式停車庫的發展前景非常廣闊，本文將對沉井式停車庫的現有智能系統方面進行研究，并創新與改進。

1 沉井式地下停車庫構造

1.1 沉井式地下停車庫的概念

沉井式地下停車庫的投入使用對于我國而言是富有開闊精神與創新力的，目前僅有一座在廈門投入使用。該停車庫可比喻為：如100 m2左右的土地，原本只能設計4個～5個車庫，沉井式停車庫像疊羅漢一樣，將汽車裝入一個15 m的深井中，能停放50輛汽車，停車效率可提高為100%。沉井式地下停車庫如圖1，圖2所示[1]。

1.2 沉井式地下停車庫的構造

在沉井式地下停車庫的一體化智能管理系統中，引入BIM技術，停車架正中央是一套集平移、升降、360°旋轉功能為一體的停車設備，通過互聯網信息技術將收費系統、存取系統、搬運系統、控制定位系統等形成一體化智能管理系統，并統一接入區域停車信息管理平臺，與動態交通信息聯網共享數據，做到停車信息聯網聯控。

2 沉井式地下停車場智能系統

2.1 國內研究文獻分析

2.1.1人體面部識別

2017年，中國農業銀行和招商銀行等金融服務行業，發布了線上平臺系統“刷臉支付”。被認為是準確識別個人用戶，可增加用戶支付體驗與感受。這同時也是支付寶在“無紙幣”革命后又一次重大突破，用戶在支付過程中不需要使用手機，即使在手機沒電情況下也能實現電子交易，間接解決了手機電池續航問題，不少景區也采用這一“刷臉支付”方式提高入園效率[2]。本文將引入人體面部識別等諸如生物特征識別技術，對沉井式地下停車庫的現有取卡、取票等方式進行改進。

2.1.2車聯網

車聯網是由車輛位置，速度和路線等信息交互構成的巨大交互網絡，通過GPS，RFID，傳感器，攝像與圖像處理等裝置，對車輛進行地理環境和狀態信息的采集。首先，通過互聯網技術，把所有車輛的各種信息匯集到中央處理器；其次，通過計算機技術，分析和處理各類相關信息，從而給出最佳建議路線，及時匯報路況和安排信號燈周期。顯而易見，完成如上信息的采集將會是無比龐大的工作量，對信息傳輸速率和容量有著極高的要求[3]。

2.1.35G

5G，顧名思義是第五代移動通信技術，是對原有的第四代移動通信技術的升級。未來的移動信息需求量將呈現爆炸式的增長，第四代移動通信系統已經難以滿足需求，繼續下一代移動通信系統的研發迫在眉睫。車聯網技術雖具有超前性，但其必須與5G技術相結合才能發揮有效作用。

2.2 國外研究文獻分析

車聯網中的業務，包括車載動態導航、自動駕駛、編隊行駛、遠程駕駛、碰撞預警以及車輛生命周期維護等都需要安全、可靠、低延遲和高帶寬的通信連接。從更高層面看，5G通信技術已經成為目前發展的重要方向，其作為車聯網的應用支撐技術，也得到眾多國家的認可。近日，歐盟各成員國集體發聲力挺5G，拒絕將Wi-Fi作為車聯網技術標準，其中包括寶馬、戴姆勒等行業巨頭[4]。

運動訓練對中老年冠心病患者PCI術后運動能力、心肺功能和認知功能的作用······················趙夢飛 毛立偉 季 鵬 胡樹罡 高 苗 王 磊 (2,198)

3 人工智能化技術

3.1 人工智能化的概念

簡稱AI，是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。是計算機科學的分支，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和控制系統等，其涉及領域廣泛。沉井式地下停車庫由智能系統一體化組成，必須對汽車的整個存、取流程進行智能化控制。本文將對現有沉井式地下停車庫智能系統進行研究，并通過創新，使其能夠有效與車聯網技術、5G等相結合，實現完全的互聯網智能化。

3.2 汽車存取的智能化

沉井式地下停車庫智能化系統主要包括：存取系統、控制系統、搬運系統、收費系統、災情預警系統、超載警示系統等，在未來升級后，還會有生物探測系統(主要用于生命體征探測，防止有生命特征的生物進入停車庫)、清潔系統、汽車故障檢測系統等額外的配套服務系統和警示系統。

沉井式地下停車庫將會與車聯網技術相結合，通過5G通信技術的強大信息傳輸效率，將沉井式地下停車庫徹底互聯網化，使得車主可以通過自己的手機APP或者其他移動終端隨時察看愛車的狀況，并且可以選擇故障檢測以及清潔系統等額外服務，使得車主節約洗車以及去4S店檢修的時間，并且車庫入口取票方式的完全智能化，節約了汽車入庫效率，省去了取票掃票的繁瑣。

3.3 沉井式地下停車庫的人工智能系統

3.3.1現有智能系統

現有沉井式地下停車庫的智能存車系統如圖3所示。

現有沉井式地下停車庫智能存、取車系統的運行過程如下：

1)車主將車開入人形停車位后，下車取票，控制系統經過取票處編碼信息的反饋，將信息傳輸到沉井式地下停車庫智能化系統終端(智能中央系統)，然后將編碼信息處理保存后，自動預留一處與編碼相符合的空余停車位；緊接著，搬運系統啟動，將人形停車位上的汽車搬運到中央360°旋轉機械平臺；然后機械平臺通過智能中央系統的反饋，將汽車傳輸到預留停車位的相應樓層；同時，這一樓層的搬運系統經過智能系統的反饋，將汽車傳送到相應的預留停車位處，完成存車。

通過對執行系統一的分析研究，本文認為現有沉井式地下停車庫智能系統還有待完善的地方較多。因此，在執行系統一的基礎上，引入生物特征識別、車聯網、5G、汽車清洗、故障檢測等因素，進行了系統創新改進與升級。

3.3.2創新改進型智能系統

創新改進型沉井式停車庫的智能存車系統如下：

1)車主將汽車開入人形停車位以后，將自己的臉部或者其他生物特征信息(如：瞳孔)錄入門口的生物特征識別系統，然后將信息反饋到智能中央系統；然后，智能中央系統將信息反饋到車聯網或者其他智能線上平臺，同時將預留一處停車位，以便汽車存入，如圖4所示。

2)通過車聯網及其他線上平臺反饋，車主在汽車存放前可以通過移動終端選擇服務項目，如：在現有沉井式地下停車庫智能系統的基礎上，添加了汽車清洗系統以及故障檢測系統，車主可自主選擇是否需要清洗服務。同時，故障檢測系統將汽車的故障信息反饋到車主與相應4S店，以便于及時通知車主進行維修，有效保障生命安全。隨著沉井式地下停車庫以及5G技術的普及，會有更多相關汽車服務項目加入，使得服務更加多元化。

4 智能沉井式地下停車庫發展前景

我國公安部交管局統計，截至2019年6月，全國機動車保有量達3.4億輛，其中汽車2.5億輛；占機動車總量的74.58%；其中，私家車(以個人名義登記的小型載客汽車和微型載客汽車)保有量達1.98億輛；2019年上半年汽車新注冊登記為1 242萬輛[4]。同理，在其他一些省市的經濟發達地區，停車位嚴重不足問題依然存在，甚至達到“有車開，無位停”的窘境，停車難已經逐漸演變為全球性問題。創新改進型沉井式地下停車庫的優勢，如：占地面積小、汽車泊位多、施工過程不繁瑣、創新配套設施多，甚至可以與車聯網技術相結合，已成為解決問題的有效途徑。目前，我國乃至全球沉井式地下停車庫的發展狀況不慍不火，有關解決停車問題的多數方案浮于表面，缺少切實可行的創新性方案。所以，創新改進型沉井式地下停車庫發展前景十分廣闊，甚至有望成為發達城市及世界城市的標準配套設施。

5 結語

1)本文通過國內外文獻考察，分析了沉井式地下停車庫智能系統的建筑構造與智能系統以及人工智能化技術，并提煉出現有停車庫智能系統存在的缺陷與改進點。

2)在現有沉井式地下停車庫智能系統的基礎上，引入生物特征識別、移動終端、車聯網線上平臺、5G、汽車清洗、故障檢測等因素，提出了創新改進型沉井式地下停車庫智能系統，提高了效率、保障了安全、指明了發展前景，為今后類似停車庫設計與發展提供了借鑒。