數(shù)字引領 智能停車

文/ 供圖 | 同濟大學 趙聰

城市停車系統(tǒng)是居民基本出行和城市功能正常運轉的基礎支撐。隨著我國汽車保有總量躍居世界第一，城市停車問題日趨嚴峻。據(jù)調(diào)查，我國每年因“停車難”造成的出行延誤超50億小時、引發(fā)的交通擁堵占中心城區(qū)總量30%以上。同時，多項國家級指導文件陸續(xù)出臺，要求分類分區(qū)優(yōu)化停車設施供給，提高停車資源利用效率和精細化服務水平，打造城市現(xiàn)代交通系統(tǒng)。

然而，由于諸多理論方法的缺失與關鍵技術難題尚未突破，未能對城市停車系統(tǒng)的規(guī)劃設計與運營服務形成科學有效的指導，導致治理水平不高、資源利用不均、服務體驗不佳等問題，嚴重制約了城市交通系統(tǒng)整體效能的發(fā)揮和城市基礎設施的正常運轉。推進城市停車系統(tǒng)數(shù)字化轉型升級，已成為城市交通管理者和使用者共同的迫切需求。

為此，針對城市停車系統(tǒng)中普遍存在的信息感知不全、資源利用不優(yōu)、誘導體驗不佳三大問題挑戰(zhàn)，“城市停車數(shù)字化管理與智能型誘導關鍵技術及裝備”項目旨在突破復雜環(huán)境精確感知、時空資源精細調(diào)控、精準個性停車誘導等關鍵技術瓶頸，創(chuàng)建以全域數(shù)字化為基礎的城市停車精細化管理與智能型誘導全鏈條技術體系，提高停車資源利用效率、優(yōu)化公眾出行體驗，助力城市現(xiàn)代化治理體系建設，研發(fā)形成“感知裝備-管理軟件-誘導系統(tǒng)”系列創(chuàng)新成果。

關鍵問題與解決思路

創(chuàng)新成果

推廣應用總體情況

自主研發(fā)的大范圍、廣視角智能停車感知裝備

/ 問題導向 劍指停車難題/

項目發(fā)明了適應全天候、全場景的停車3D感知裝備，為城市停車數(shù)字化提供了低成本、高可靠的技術手段；設計了支撐停車狀態(tài)、行為精確檢測和邊緣部署的3D機器視覺框架及輕量型算法族；研發(fā)了領域自適應的模型快速遷移技術，有效提升模型的環(huán)境適應性、可擴展性；建立了國內(nèi)體量最大、覆蓋最全的停車圖像樣本庫，自主研發(fā)了多傳感器可信融合全域停車感知裝備；實施了全球規(guī)模最大的路側感知系統(tǒng)。

項目創(chuàng)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動的多智體停車仿真分析軟件，顯著提升停車設施空間利用率和系統(tǒng)整體運行效能。項目構建了基于大數(shù)據(jù)的多元用戶畫像分析技術，揭示了停車行為機理及需求分布規(guī)律；建立了“擬人化”的異質(zhì)停車行為自建模方法和異構智能體仿真系統(tǒng)，首創(chuàng)了基于多智能體仿真的大型停車設施設計優(yōu)化體系和區(qū)域停車多尺度時空均衡調(diào)控分析模型；在國內(nèi)多個重要交通樞紐實現(xiàn)了車位級停車設施精細化設計和差異化管理決策。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的異構多智能體停車仿真模型與分析工具

多尺度的停車時空均衡調(diào)控方法與管理決策軟件

北京路側高位視頻感知系統(tǒng)與重點區(qū)域停車管理

“上海停車”城市級停車信息服務平臺

項目開發(fā)了停車信息智能發(fā)布與室內(nèi)外一體導航系統(tǒng)，有效減少用戶停車尋位時間，提升資源利用效率；提出了基于信息效用理論的誘導點位優(yōu)化方法，首創(chuàng)了考慮時滯效應的停車誘導信息智能發(fā)布技術，破解了個性需求與動態(tài)資源精準適配難題；攻克了動態(tài)步長估計的多傳感器融合定位技術，提出了高魯棒性的實時路徑規(guī)劃方法，解決了室內(nèi)外一體停車定位導航難題；開發(fā)的全流程停車精準服務平臺和系統(tǒng)實現(xiàn)城市級規(guī)模化應用。

/ 硬核技術 實現(xiàn)三大創(chuàng)新/

項目以解決城市停車設施規(guī)劃設計、運營管理和服務中的關鍵技術難題為突破口，以“全域場景精確感知-時空資源精細調(diào)控-智能精準停車誘導”為目標，充分利用交通運輸工程、現(xiàn)代信息技術等學科的交叉融合，開展了城市停車精細化管理與智能型誘導關鍵技術研究，取得了以下主要創(chuàng)新性成果。

適應全天候、全場景、全要素的3D感知技術創(chuàng)新：停車全域感知系列裝備

項目組設計了停車專用3D機器視覺框架和輕量型算法族，解決了大規(guī)模邊緣部署難題；構建了復雜空間分層建模和垂直投影計算方法，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)有/無車定性檢測到車位-車態(tài)空間關系精確量化。項目提出了領域自適應的模型快速遷移方法，攻克了圖像源域特征提取、融合生成關鍵技術，設計了“人在環(huán)路”的主動訓練機制，解決了有限樣本下模型高效訓練難題，提升了跨天候、跨場景的適應能力；提出了面向車輛全域追蹤的多傳感器可信融合關鍵技術，攻克了車輛重識別、軌跡還原重構、車輛行為辨識關鍵技術，形成了端、邊、云高效協(xié)同的全域停車感知網(wǎng)絡。

新一代數(shù)據(jù)驅(qū)動的停車資源時空均衡調(diào)控技術創(chuàng)新：多智能體仿真分析軟件

項目組結合多源數(shù)據(jù)，攻克了停車用戶行為認知與精準表征關鍵技術，揭示了不同因素對停車行為的影響機理，實現(xiàn)了多元化用戶畫像構建和停車供需模式辨識，為精細化管理提供基礎；提出了基于深度逆強化學習的停車智能體自建模方法，設計了異構智能體動態(tài)交互反饋機制，開發(fā)了多智能體仿真評估系統(tǒng)及計算平臺，為大型停車設施設計優(yōu)化提供了可信分析工具。項目提出了停車巡游博弈最優(yōu)反應均衡分析方法，攻克了“數(shù)據(jù)+進化算法”的高效求解技術，建立了可支撐百萬級泊位差異化管理的優(yōu)化模型，研創(chuàng)了服務多尺度停車設施設計與管理優(yōu)化分析軟件。

停車信息智能發(fā)布與室內(nèi)外一體精準導航技術創(chuàng)新：停車精準服務應用系統(tǒng)

項目提出了基于信息效用理論的公眾停車誘導系統(tǒng)設計方法，構建了基于主成分分析的信息需求解析模型，攻克了考慮人因工程學的誘導點位布設、信息協(xié)同發(fā)布成套技術，提升了動靜交通系統(tǒng)整體效率；構建了“機理-數(shù)據(jù)”混合驅(qū)動的個性需求與動態(tài)資源在線互饋匹配技術，面向海量高并發(fā)用戶設計了最優(yōu)推薦時機計算方法，實現(xiàn)了基于用戶畫像的智能停車推薦，有效減少了用戶尋位時間。項目構建了基于多源數(shù)據(jù)融合的室內(nèi)高精度定位解析技術，建立了全生命周期定位精度保持體系，提出了高魯棒性的導航路徑實時規(guī)劃方法，解決了室內(nèi)外一體的精準定位與導航難題。

/ 智能停車 服務公眾出行/

項目成果廣泛應用于全國38個城市，用戶總數(shù)量超2300萬，支撐了我國北上廣深蓉5個超大城市的市級停車平臺建設。在北京建成了世界規(guī)模最大的路側高位視頻停車管理系統(tǒng)；在上海建成了4個“一”的便捷高效停車全方位服務體系；在廣東深圳建成全球首個城市級“互聯(lián)網(wǎng)+智慧停車”系統(tǒng)；在廣州通過智能科技賦能城市級靜態(tài)交通秩序管理體系；在張家口通過動靜交通智能協(xié)同聯(lián)動管控為冬奧會保駕護航；在上海迪士尼國際旅游度假區(qū)保障了大客流停車有序組織與高效運行；為上海虹橋樞紐、上海浦東國際機場、北京首都國際機場和大興國際機場、四川成都東站等提供了高可信的設計優(yōu)化軟件和高可用的智能停車管理系統(tǒng)，有效提升了停車運行效率和用戶服務水平。

項目應用成果得到新華社等多家媒體的廣泛宣傳報道：“人工智能助力北京城市治理 開創(chuàng)智慧停車新時代”“推進智慧城市建設 破解大城市停車難”等，效果良好。項目服務了河北張家口冬奧園區(qū)、北京城市副中心等30余個重點區(qū)域停車管理。項目應用社會外部效益每年超過35億元，直接經(jīng)濟效益超18億元，經(jīng)濟、社會、環(huán)境綜合效益顯著。

同時，依托項目，發(fā)表論文130篇（其中SCI收錄75篇、ESI高被引4篇），授權發(fā)明專利38項（其中英國專利2項，PCT12項），實用新型專利36項，軟件著作權43項；支撐與形成國家指導文件2項、標準/規(guī)范5部。