史 沖

（1. 河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局 第一地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

隨著城市內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛的增加，停車場(chǎng)信息管理成為重要一環(huán)。目前研究主要集中在兩個(gè)方面，一是智能化小區(qū)的停車管理系統(tǒng)[1-3]，二是現(xiàn)有停車管理系統(tǒng)的優(yōu)化[4,5]。本文采用自頂向下、逐步求精的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，建立城市停車場(chǎng)信息管理系統(tǒng)，通過(guò)車內(nèi)導(dǎo)航儀接收相關(guān)數(shù)據(jù)，給駕駛員更佳的停車場(chǎng)選擇。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

城市停車場(chǎng)信息管理系統(tǒng)采用自頂向下、逐步求精的結(jié)構(gòu)化生命周期設(shè)計(jì)方法，即系統(tǒng)分析員、軟件工程師、程序員以及最終用戶按照用戶至上的原則，自頂向下分析與設(shè)計(jì)和自底向上逐步實(shí)施，建立計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)[6,7]。

由于目前GIS在分布式計(jì)算方面應(yīng)用范圍有限，該系統(tǒng)采用管理員端C/S架構(gòu)和用戶端高速信息終端傳輸技術(shù)[8]。用戶端的GPS接收機(jī)有數(shù)據(jù)接收和一定的數(shù)據(jù)處理分析能力，可以用來(lái)進(jìn)行最短路徑分析。

系統(tǒng)分2個(gè)部分，一是用戶部分，可以根據(jù)服務(wù)器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)和用戶定義的目的地進(jìn)行選址和路徑分析，具有信息接收和分析功能；一是管理部分，可以通過(guò)存儲(chǔ)服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和應(yīng)用分析服務(wù)器來(lái)進(jìn)行規(guī)劃分析[9]，系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

根據(jù)模塊圖，系統(tǒng)分為2個(gè)子系統(tǒng)：

1）用戶查詢信息子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)在車載GPS上的信息接收和分析，包括：①數(shù)據(jù)接收和查詢模塊，系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線傳輸獲得實(shí)時(shí)的城市停車場(chǎng)車位數(shù)據(jù)，用戶按要求將自己的目的地輸入GPS終端，GPS終端將目的地、交通線路圖和停車場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析獲得最佳目的地供駕駛員選擇。②最短路徑分析模塊，通過(guò)該車所在位置和目的地停車場(chǎng)位置，計(jì)算最短路徑為駕駛員導(dǎo)航。

圖1 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖

2）停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)，包括：①停車場(chǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)管理模塊，根據(jù)每年停車場(chǎng)新建和拆除信息，對(duì)現(xiàn)有停車場(chǎng)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除、插入和修改。修改主要是對(duì)停車場(chǎng)因擴(kuò)建或內(nèi)部整改所形成的車位數(shù)量改變進(jìn)行更新。②服務(wù)區(qū)范圍分析模塊，根據(jù)停車場(chǎng)位置和城市交通線路圖進(jìn)行服務(wù)區(qū)范圍分析，獲得停車場(chǎng)的服務(wù)區(qū)域。③區(qū)域停車場(chǎng)分布密度分析模塊，進(jìn)行停車場(chǎng)數(shù)量分區(qū)統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算停車場(chǎng)和車位密度，用于分析相關(guān)區(qū)域停車場(chǎng)是否需要新建或重建。④停車場(chǎng)選址分析模塊，根據(jù)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布、停車場(chǎng)需求、交通線路網(wǎng)和土地地價(jià)等信息分析最適宜建造停車場(chǎng)的區(qū)域，并分析新建停車場(chǎng)服務(wù)范圍，確定新建停車場(chǎng)的位置。

模塊間主要以數(shù)據(jù)格式為接口，如各模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)所定格式保持一致，以實(shí)現(xiàn)處理及通訊；模塊之間若有直接的數(shù)據(jù)交換，則制定交互數(shù)據(jù)的格式，并以此為接口[10]。

(1)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)可性。隨著慕課、微課和精品課程等網(wǎng)絡(luò)課程廣泛推出，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)成為傳統(tǒng)課堂的重要補(bǔ)充。尤其是建立在標(biāo)準(zhǔn)化體系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)成果能夠得到認(rèn)可[2]，甚至是成為學(xué)生日后工作發(fā)展的重要依據(jù)。

該停車場(chǎng)信息管理系統(tǒng)采用Oracle 9i+ArcSDE進(jìn)行管線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在Oracle中。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，其中空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括城市交通網(wǎng)線圖、停車場(chǎng)分布圖、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布圖。屬性數(shù)據(jù)庫(kù)為停車場(chǎng)的屬性數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）。

表1 城市停車場(chǎng)表結(jié)構(gòu)

2 數(shù)據(jù)描述

該系統(tǒng)所涉及的靜態(tài)數(shù)據(jù)主要是電子地圖數(shù)據(jù)，包括停車場(chǎng)、建筑物、商業(yè)點(diǎn)、道路等信息。作為系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)及整個(gè)虛擬地理空間的信息承載體，用戶及管理員可以將其他信息附加在電子地圖上，以實(shí)現(xiàn)其他功能。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要包括：①用戶信息，用戶姓名、身份證號(hào)碼、手機(jī)號(hào)碼、注冊(cè)信息等；②分析信息，系統(tǒng)分析停車場(chǎng)的選址和服務(wù)范圍信息；③查詢信息，用戶向系統(tǒng)提交的關(guān)于停車場(chǎng)選擇的查詢信息；④導(dǎo)航信息，系統(tǒng)針對(duì)用戶查詢信息的導(dǎo)航和線路信息；⑤更新信息，管理部門對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行的更新操作和信息。

該系統(tǒng)中用戶信息、日志信息、空間基礎(chǔ)信息、停車場(chǎng)車位信息等的存儲(chǔ)管理皆采用SQL Server 2005或者Oracle 10等數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)字典見(jiàn)表2～4。

表2 數(shù)據(jù)流說(shuō)明表

表3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)說(shuō)明表

表4 數(shù)據(jù)項(xiàng)說(shuō)明表

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集包括以下幾個(gè)方面：①基礎(chǔ)道路信息采集，主要通過(guò)數(shù)字化及向有關(guān)部門購(gòu)買獲得；②停車場(chǎng)位置信息采集，由當(dāng)?shù)卣{(diào)查和數(shù)字化獲得；③停車場(chǎng)車位信息，由停車場(chǎng)管理員通過(guò)終端設(shè)備實(shí)時(shí)輸入。數(shù)據(jù)加工邏輯說(shuō)明見(jiàn)表5。

表5 加工邏輯說(shuō)明表

3 系統(tǒng)描述

系統(tǒng)功能主要包括以下幾個(gè)部分：①對(duì)城市內(nèi)停車場(chǎng)進(jìn)行建庫(kù)，統(tǒng)一管理停車場(chǎng)信息，并通過(guò)地理信息系統(tǒng)對(duì)各個(gè)停車場(chǎng)的空間分布進(jìn)行顯示和查詢。②管理停車場(chǎng)即時(shí)數(shù)據(jù)，如當(dāng)前停車場(chǎng)是否已滿、已停車數(shù)量、剩余車位數(shù)量、單位時(shí)間增加車輛數(shù)、估計(jì)停滿車輛的時(shí)間等。③空間分析，通過(guò)對(duì)多天數(shù)據(jù)的分析得出停車場(chǎng)停車效率，并根據(jù)對(duì)停車車位的需求度了解是否要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)建或在區(qū)域其他位置建立新的停車場(chǎng)。④通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的即時(shí)傳輸，可以把數(shù)據(jù)傳入車輛導(dǎo)航儀。

在基礎(chǔ)信息傳輸及用戶信息存儲(chǔ)、傳輸過(guò)程中，要求沒(méi)有錯(cuò)誤，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容應(yīng)條目準(zhǔn)確、描述文字清晰易懂、無(wú)二義性[11,12]。

本系統(tǒng)的關(guān)鍵之處在于多源信息的匹配技術(shù)。用戶可能會(huì)因?yàn)椴捎貌淮_定的數(shù)據(jù)輸入格式或輸入數(shù)據(jù)的空間描述、停車場(chǎng)的描述不準(zhǔn)確而帶來(lái)問(wèn)題。這里需要專門的技術(shù)，如自動(dòng)糾錯(cuò)或模糊匹配功能以保證系統(tǒng)的魯棒性，同時(shí)對(duì)用戶的錯(cuò)誤操作進(jìn)行提醒。

硬件接口主要包括計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備及服務(wù)器硬件設(shè)備，軟件接口包括計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全軟件系統(tǒng)。

由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了大量的基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)，更存儲(chǔ)了各用戶的個(gè)人隱私數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)的安全性能要求高。系統(tǒng)管理員要定期備份數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，作好數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)工作；另一方面，要求系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境內(nèi)對(duì)病毒等非法入侵要有很好的抵抗能力[11,12]。系統(tǒng)的維護(hù)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)的維護(hù)，以及軟件系統(tǒng)的維護(hù)。

4 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

4.1 主要內(nèi)容

詳細(xì)設(shè)計(jì)是在總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：

1）模塊設(shè)計(jì)，按照功能獨(dú)立、規(guī)模適當(dāng)?shù)哪K化設(shè)計(jì)方法，對(duì)總體設(shè)計(jì)中各大模塊進(jìn)一步細(xì)分成小模塊，并繪出它們之間的聯(lián)系及各模塊內(nèi)容及功能、算法及流程。

2）數(shù)據(jù)分級(jí)分類及編碼設(shè)計(jì)。

3）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，包括：①數(shù)據(jù)獲取方案設(shè)計(jì)，如內(nèi)容選取及分類、數(shù)字化中要素關(guān)系的處理原則、相應(yīng)專題內(nèi)容的數(shù)字化方案、作業(yè)步驟和數(shù)字化質(zhì)量保證措施；②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的選擇、數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；③數(shù)據(jù)檢索設(shè)計(jì)，如屬性檢索、空間檢索、拓?fù)錂z索、組合檢索以及其他檢索。

4）輸入、輸出方式及界面設(shè)計(jì)。

5）安全性設(shè)計(jì)，包括操作權(quán)限分級(jí)、用戶分級(jí)口令設(shè)置、病毒防治。

6）實(shí)施的計(jì)劃方案，即把任務(wù)分解，落實(shí)到人，提出進(jìn)度要求、數(shù)據(jù)加密和考核標(biāo)準(zhǔn)，給出經(jīng)費(fèi)預(yù)算，記憶數(shù)據(jù)備份等。

4.2 模塊設(shè)計(jì)說(shuō)明

1）注冊(cè)用戶管理模塊：該模塊用于新用戶建立自己的帳戶作為在系統(tǒng)中的身份。此外，用戶提交給系統(tǒng)的相關(guān)信息也由該模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理，由管理員維護(hù)。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖2。

圖2 注冊(cè)用戶管理模塊

2）停車場(chǎng)實(shí)時(shí)信息更新模塊：該模塊的目的是停車場(chǎng)管理員在停車場(chǎng)對(duì)每一輛車入庫(kù)和每一輛車出庫(kù)進(jìn)行記錄，以及時(shí)更新停車場(chǎng)信息，使得服務(wù)器可以把停車場(chǎng)的數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸給駕駛員。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖3。

圖3 停車場(chǎng)實(shí)時(shí)信息更新模塊

3）停車場(chǎng)實(shí)時(shí)信息發(fā)送模塊：該模塊的目的是將停車場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線的方式傳輸給車載GPS導(dǎo)航儀，以幫助在導(dǎo)航儀上進(jìn)行最佳停車場(chǎng)的選擇。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖4。

圖4 停車場(chǎng)實(shí)時(shí)信息發(fā)送模塊

4）最佳停車場(chǎng)選擇模塊：該模塊的目的是根據(jù)服務(wù)器發(fā)送的停車場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和駕駛員的目的地進(jìn)行最佳的停車場(chǎng)選擇。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖5。

圖5 最佳停車場(chǎng)選擇模塊

5）最佳停車場(chǎng)選擇模塊：該模塊的目的是根據(jù)駕駛員選擇的停車場(chǎng)位置和本車的坐標(biāo)，選擇到達(dá)停車場(chǎng)的最短路徑。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖6。

圖6 最佳停車場(chǎng)選擇模塊

6）分區(qū)停車場(chǎng)密度分析：該模塊對(duì)城市分區(qū)內(nèi)的停車場(chǎng)數(shù)量和停車車位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算得到該區(qū)域的停車場(chǎng)密度，然后根據(jù)該區(qū)域的停車場(chǎng)需求進(jìn)行分析，得到是否需要新建停車場(chǎng)的判斷。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖7。

圖7 分區(qū)停車場(chǎng)密度分析模塊

7）停車場(chǎng)選址適宜度分析：對(duì)城市區(qū)域內(nèi)的新建停車場(chǎng)最適宜的區(qū)域進(jìn)行提取，確定建立停車場(chǎng)的最佳區(qū)域。模塊加工邏輯說(shuō)明如圖8。

圖8 停車場(chǎng)選址適宜度分析模塊

8）表結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)中，已經(jīng)明確需要建立的表，其具體的表結(jié)構(gòu)如表6～9。

[1]蔡紀(jì)鶴,趙德安,孫鑫.智能小區(qū)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用,2008，27(15)：59-62

[2]郭穩(wěn)濤，何怡剛.基于RFID的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010,29(6)：60-64

[3]唐輝.基于RFID 的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué),2008

[4]鄭妹君.大型綜合停車場(chǎng)的停車管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智能建筑，2009(3)：65-66

[5]董加敏.停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007,35(1)：190-193

[6]陳俊，宮鵬.實(shí)用地理信息系統(tǒng)—成功地理信息系統(tǒng)的建設(shè)與管理 [M].北京：科學(xué)出版社，2001

[7]陳奇.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)高級(jí)教程 [M].北京：高等教育出版社, 2001

[8]Liu Suxia .Accessibility_Analyst：一種在城市交通規(guī)劃中用于可達(dá)性分析的GIS集成工具[J].城市規(guī)劃學(xué),2005(1)：55-58

[9]張超，陳丙咸，鄔倫.地理信息系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，1995

[10]李平華，陸玉麒.城市可達(dá)性研究的理論與方法評(píng)述 [J].城市問(wèn)題，2005(1)：38-42

[11]李滿春，任建武，陳剛，等. GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].北京：科學(xué)出版社, 2003

[12]黃杏元，馬勁松，湯勤.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2001