城市級智慧停車管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

張恒， 楊彬， 代傳奇， 田永， 張應(yīng)輝

（中鐵隧道局集團(tuán)有限公司設(shè)備分公司）

1 引言

近年來城市的機(jī)動車保有量持續(xù)增長而停車泊位卻供給不足，由此帶來了停車?yán)щy、交通擁堵等一系列問題[1]，嚴(yán)重影響城市環(huán)境及交通秩序。而城市級智慧停車管理系統(tǒng)是通過物聯(lián)網(wǎng)等方式整合停車資源，實(shí)現(xiàn)政府端管理平臺與企業(yè)端線上對接，獲得停車場及車位數(shù)據(jù)，形成城市停車“一張網(wǎng)”；車主可通過客戶端微信公眾號、小程序、app 等查詢停車場及泊位情況，實(shí)現(xiàn)快速停車、智慧停車，緩解城市道路擁堵難題，助力智慧城市建設(shè)。

2 城市級智慧停車管理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

城市級智慧停車管理系統(tǒng)是圍繞城市級智慧停車需求，整合路外、路內(nèi)停車、城市誘導(dǎo)等一體化服務(wù)，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、支付清算、場景金融技術(shù)為核心采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立智慧型城市停車平臺，實(shí)現(xiàn)對各級系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合處理，并發(fā)布至各級顯示系統(tǒng)，達(dá)到停車數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，城市停車資源的高效利用。城市級智慧停車管理系統(tǒng)是由城市智慧停車平臺、路外停車管理系統(tǒng)、路內(nèi)停車管理系統(tǒng)、停車誘導(dǎo)系統(tǒng)組成，以實(shí)時(shí)車位數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)市民出行時(shí)快速停車、智慧停車，改善城市交通擁堵情況，助力智慧城市建設(shè)。

3 城市智慧停車平臺設(shè)計(jì)

城市智慧停車平臺是以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為核心的一體化靜態(tài)交通停車平臺，由管理端平臺、客戶端平臺、政府端平臺三部分組成，具有智慧停車決策、車場建設(shè)供需分析、高峰車流預(yù)警、遷入遷出分析、重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控、BI分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、車場數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)管、公共安全管理、停車?yán)U費(fèi)等功能。其中政府端平臺通過綜合車場運(yùn)營數(shù)據(jù)、用戶情況、硬件數(shù)據(jù)等展示全市停車場運(yùn)行態(tài)勢，對城市停車核心指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測與可視化分析，輔助政府管理者全面掌控城市停車運(yùn)行態(tài)勢，保障停車安全，提升科學(xué)監(jiān)督水平，促進(jìn)靜態(tài)交通行業(yè)健康發(fā)展；管理端平臺主要服務(wù)于車場管理單位，通過前端硬件對采集的停車數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，為管理單位帶來直觀的數(shù)據(jù)展示，幫助管理方更好地了解車場運(yùn)營情況，輔助管理方進(jìn)行決策分析，實(shí)現(xiàn)多車場數(shù)據(jù)互通共享、資產(chǎn)可視化監(jiān)控、車場便捷化運(yùn)營等；用戶端平臺主要服務(wù)于車主，車主可通過微信公眾號、小程序、APP 等入口實(shí)現(xiàn)車位查詢、停車導(dǎo)航、停車?yán)U費(fèi)、反向?qū)ぼ嚒㈤_具發(fā)票等操作，實(shí)現(xiàn)車主快速停車（見圖1）。

圖1 城市智慧停車平臺構(gòu)成

城市智慧停車平臺邏輯架構(gòu)分別為采集層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、展示層以及平臺開放接口層。

①采集層：通過高位相機(jī)、地磁、卡口相機(jī)、視頻終端等先進(jìn)智能硬件設(shè)施負(fù)責(zé)停車、充電等數(shù)據(jù)信息采集。

②網(wǎng)絡(luò)層：依托于互聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營商的光纖（有線）、政府/交通部門的專有網(wǎng)絡(luò)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、NBIOT/LoRa物聯(lián)網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境。

③數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層是平臺數(shù)據(jù)資源的保障，包括停車業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、GIS地圖數(shù)據(jù)、城市誘導(dǎo)數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)格式的存儲，支持主流數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用環(huán)境。

④應(yīng)用層：應(yīng)用層是信息處理的重要環(huán)節(jié)，按功能應(yīng)用不同主要分為大數(shù)據(jù)分析、GIS地圖監(jiān)控、城市安全管理、運(yùn)營管理、停車場管理、城市誘導(dǎo)信息管理等。

⑤展示層：平臺通過多個(gè)展現(xiàn)終端提供停車服務(wù)，包括監(jiān)控大屏、管理PC、無線移動客戶端、誘導(dǎo)屏、繳費(fèi)尋車自助終端等。

⑥平臺開放接口層：平臺可通過定制數(shù)據(jù)接口方式與第三方停車場、GIS 服務(wù)商、充電樁平臺、第三方支付、交通公安部門等平臺實(shí)現(xiàn)信息交互共享（見圖2）。

圖2 城市智慧停車平臺邏輯架構(gòu)圖

4 路外停車管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

路外停車管理系統(tǒng)主要針對城市路外封閉式停車場的停車信息進(jìn)行采集及收費(fèi)管理的智能化系統(tǒng)，由停車場出入口管理系統(tǒng)和車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ嚬芾硐到y(tǒng)組成[2]。路外停車管理系統(tǒng)通過前端的卡口相機(jī)、視頻檢測終端等硬件設(shè)備采集車位及車輛信息傳輸至系統(tǒng)平臺，配合后臺計(jì)費(fèi)引擎，從而實(shí)現(xiàn)車輛的收費(fèi)監(jiān)控（見圖3）。

圖3 路外停車場管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

4.1 停車場出入口管理系統(tǒng)

停車場出入口管理系統(tǒng)主要由卡口攝像機(jī)、道閘、出入口顯示屏、掃碼取票機(jī)、出口繳費(fèi)機(jī)等設(shè)備組成，可實(shí)現(xiàn)停車場無人值守全自動化，同時(shí)通過計(jì)費(fèi)引擎設(shè)置多種繳費(fèi)方式，方便車主快速繳費(fèi)，實(shí)現(xiàn)車輛快速進(jìn)出場。

4.2 車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ嚬芾硐到y(tǒng)

車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ嚬芾硐到y(tǒng)主要由數(shù)字視頻車位檢測終端、網(wǎng)絡(luò)控制器、服務(wù)器、車位引導(dǎo)屏及尋車查詢終端等設(shè)備組成[3]，通過系統(tǒng)后臺軟件實(shí)現(xiàn)車位監(jiān)控、車位實(shí)時(shí)狀態(tài)查詢、車位導(dǎo)航等功能，并可結(jié)合藍(lán)牙定位、AR 和VR 技術(shù)為車主提供多樣化尋車服務(wù)。

5 路內(nèi)停車管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

路內(nèi)停車管理系統(tǒng)主要有無線地磁檢測或視頻檢測兩種技術(shù)，其中“地磁+手持機(jī)POS 機(jī)”或“視頻終端”作為前端數(shù)據(jù)采集源，配合后臺計(jì)費(fèi)引擎，實(shí)現(xiàn)對城市道路泊位的停車信息進(jìn)行采集以及收費(fèi)管理。路內(nèi)停車管理系統(tǒng)一般由視頻檢測終端、地磁、系統(tǒng)后臺軟件以及手持收費(fèi)終端等組成，具備車位狀態(tài)監(jiān)測、停車費(fèi)收費(fèi)、剩余車位查詢、電子發(fā)票等功能（見圖4）。

圖4 路內(nèi)停車管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

5.1 無線地磁檢測

無線地磁檢測技術(shù)采用“無線地磁檢測器+手持POS機(jī)”，即通過車輛檢測傳感器發(fā)射地磁波覆蓋整個(gè)泊位，當(dāng)車輛進(jìn)入或離開泊位后磁場發(fā)生改變精準(zhǔn)檢測是否停靠車輛。檢測的泊位信息通過無線方式經(jīng)過無線轉(zhuǎn)發(fā)器，傳送到無線網(wǎng)關(guān)，無線網(wǎng)關(guān)對信息進(jìn)行加密后通過4G/5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后臺管理系統(tǒng)[4]，并推送至收費(fèi)管理員手持PDA等設(shè)備上，巡檢員再通過PDA拍照登記車輛信息，并通過打印機(jī)打印小票，車主可通過掃描小票上的二維碼進(jìn)行停車?yán)U費(fèi)。

5.2 視頻檢測

視頻檢測技術(shù)是通過車位管理相機(jī)自動檢測停車行為以及泊位狀態(tài)，自動識別車輛信息，自動生成賬單實(shí)現(xiàn)扣費(fèi)。視頻檢測技術(shù)通過車位管理相機(jī)可記錄車輛信息及停車行為，為停車糾紛和訴訟等提供有力證據(jù)。

6 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

停車誘導(dǎo)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)信息發(fā)布系統(tǒng)和中央管理系統(tǒng)四個(gè)部分組成[5]，通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對全市各個(gè)停車場信息進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)采集、處理及發(fā)布，幫助車主在出行過程中通過誘導(dǎo)屏、手機(jī)APP/微信公眾號、互聯(lián)網(wǎng)、交通廣播等途徑獲取停車場空余車位動態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)用戶快速停車（見圖5）。

圖5 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)架構(gòu)圖

7 結(jié)語

城市級智慧停車管理系統(tǒng)通過整合全市路內(nèi)、路外停車資源和各類停車數(shù)據(jù)信息，采用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)建設(shè)全市統(tǒng)一智慧停車平臺，同時(shí)通過接入城市動態(tài)交通數(shù)據(jù)，完成城市停車資源智能互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中共享，構(gòu)建“全市停車一張網(wǎng)、靜態(tài)交通一張圖”，為政府方及車場管理方提供數(shù)據(jù)及決策支持，實(shí)現(xiàn)全市停車資源精細(xì)化管理，促進(jìn)停車資源高效利用，完善城市智慧交通，實(shí)現(xiàn)快速停車、智慧停車，推進(jìn)智慧城市建設(shè)。