楊柳青 王飛躍 張艷麗 韓雙雙 楊堅(jiān) 趙愷 程翔

近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的提高,汽車保有量呈逐年上升的趨勢,根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局2014年年末統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示[1],國民民用汽車保有量達(dá)到15447萬輛,(包括三輪汽車和低速貨車972萬輛),比上年末增長12.4%,其中私人汽車保有量12584萬輛,增長15.5%.而汽車保有數(shù)量的急劇增長所帶來的是城市停車相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量和停車管理方案高效性相對(duì)不足與落后,“停車難”逐漸成為各大城市的通病,嚴(yán)重影響了城市居民日常生活質(zhì)量、交通的運(yùn)輸速度及生產(chǎn)效率的提高.因此,如何通過停車資源的合理建設(shè)規(guī)劃與調(diào)配,徹底攻克停車?yán)щy問題,成為城市建設(shè)中急需解決的重要民生問題.

綜合分析造成停車?yán)щy的原因,主要有以下3個(gè)方面,首先是停車泊位絕對(duì)數(shù)量的不足問題;其次是停車場內(nèi)泊位規(guī)劃不夠合理,管理不夠規(guī)范,利用效率不高;最重要的是由于停車資源的管理使用缺乏智能化的整體解決方案[2],即在已有的基礎(chǔ)設(shè)施和管理制度下,缺乏有效、智能的技術(shù)手段對(duì)整個(gè)城市的停車資源進(jìn)行有效的整合和管理.許多停車的不便來自于信息的不對(duì)稱或缺乏科學(xué)的調(diào)度、智能的輔助、高效的整合等.

就目前國內(nèi)外城市的停車場建設(shè)現(xiàn)狀來看,對(duì)比國際上對(duì)于停車泊位與機(jī)動(dòng)車數(shù)量“1.2:1”的要求,我國多數(shù)城市的車位缺口近三分之二[3].在城市地面資源有限的前提下,采取建設(shè)地上、地下停車場或立體車庫等一系列方法,對(duì)解決停車?yán)щy可以起到一定的緩解作用,但短期內(nèi)建設(shè)大量停車場成本投資大,回報(bào)周期長等問題,決定了增加停車泊位這一方案并非一時(shí)之功,所以需要努力探索得到能夠挖掘出現(xiàn)有停車資源潛力的實(shí)施方案.

另外,為提高停車場空間的利用率,可以通過對(duì)車位形狀布局的合理規(guī)劃來增加單個(gè)停車場的車位數(shù)量.其次,利用價(jià)格杠桿不僅可以引導(dǎo)車輛在多個(gè)停車場之間的均衡分布,還可以提高車位的使用流通率.然而,這一切的手段與方法依然無法解決醫(yī)院、節(jié)假日景點(diǎn)、大型會(huì)議及音樂會(huì)等特定時(shí)段,特定場合附近,停車泊位難找,或因?yàn)閷?duì)陌生地段停車環(huán)境的不熟悉而遭遇的停車?yán)щy問題.針對(duì)上述各類情況,技術(shù)手段輔助停車可以通過獲取及發(fā)布停車相關(guān)數(shù)據(jù)信息,對(duì)停車資源進(jìn)行有效的調(diào)配,因而成為目前解決停車難題的重點(diǎn)研究方向.

1 現(xiàn)有智能停車方案分析

現(xiàn)有智能停車系統(tǒng)通常由管理控制電腦、車位檢測系統(tǒng)、入口道閘、刷卡計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)繳費(fèi)系統(tǒng)及必要的指示標(biāo)志等組成一個(gè)專屬某個(gè)停車場內(nèi)的信息化管理與控制系統(tǒng).同時(shí)隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展,融合智能交通、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)及電子支付一體的智能停車場綜合管理系統(tǒng),成為智能化解決停車難題的趨勢.此類系統(tǒng)可以打破停車場之間獨(dú)立管理而造成的信息閉塞的現(xiàn)狀,并在實(shí)現(xiàn)信息共享的基礎(chǔ)上,使車主的停車過程變得更加方便智能.總結(jié)目前智能停車系統(tǒng),其主要構(gòu)成可以分為以下4個(gè)模塊[4?9]:

1)信息采集模塊.該模塊主要負(fù)責(zé)采集停車場的位置信息,停車場內(nèi)的車位信息和出入停車場的車輛信息.停車場位置可以利用GPS技術(shù)獲取到,車位信息的采集可以使用紅外探測器、超聲波、地磁等傳感器技術(shù),出入停車場的車輛信息的采集可以使用射頻識(shí)別(RFID)技術(shù),視頻監(jiān)控技術(shù),車牌圖像識(shí)別技術(shù)等.

2)信息傳輸模塊.該模塊主要負(fù)責(zé)將底層模塊采集到的信息通過有線或無線方式傳輸?shù)叫畔⒎治雠c處理模塊,包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò),ZigBee網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)網(wǎng)等.

3)信息分析與處理模塊.該模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、挖掘、提取,并將得到最新車位及出入庫車輛數(shù)等信息提供給信息發(fā)布模塊.

4)信息發(fā)布模塊.該模塊主要負(fù)責(zé)將信息分析與處理模塊的信息通過多種方式進(jìn)行對(duì)外發(fā)布,引導(dǎo)用戶停車,包括路側(cè)的電子顯示屏,手機(jī)短信服務(wù),車載終端,廣播電視,手機(jī)應(yīng)用軟件等.

目前此類智能停車系統(tǒng)更趨向于采用App作為停車服務(wù)的入口,涵蓋了停車場、剩余停車位快速查找、導(dǎo)航、車位預(yù)訂、車位出租、停車場內(nèi)找車、手機(jī)支付停車費(fèi)等功能,從一定程度上解決了部分地區(qū)的停車難題.現(xiàn)有的停車App可以分為兩類,一類是硬件類,一類是軟件類.硬件類主要是通過對(duì)接甚至自己研制硬件來提供高價(jià)值的服務(wù),比如發(fā)布狀態(tài)、預(yù)約、包月、無卡支付.由于替換所有車場的設(shè)備不現(xiàn)實(shí)、成本高、復(fù)制難,用戶很難長期堅(jiān)持使用此類App.軟件類,是暫時(shí)不做道閘硬件對(duì)接,通過外部手段塑造吸引用戶的場景.這類軟件信息來源可以由用戶提供,或空車位播報(bào),但數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和全面性無從保證.所以多款停車App從實(shí)際情況來看還無法更好地服務(wù)客戶,真正解決停車?yán)щy問題.

通過對(duì)現(xiàn)有智能停車系統(tǒng)方案的分析總結(jié)可以發(fā)現(xiàn),除了上述4個(gè)模塊中的技術(shù)缺陷或不足之外,系統(tǒng)整體功能的實(shí)時(shí)性、有效性、準(zhǔn)確性、全面性、協(xié)調(diào)性等方面也存在諸多的不足.首先,采用智能手段解決停車?yán)щy的傳統(tǒng)方法多以仿真軟件為工具,針對(duì)預(yù)先設(shè)定的離線場景進(jìn)行組織優(yōu)化方案設(shè)計(jì)(如停車場的規(guī)劃設(shè)計(jì)),所形成的方案一般為預(yù)案形式,雖然這類方法能夠在一定程度上改善整個(gè)停車系統(tǒng)的效率,但由于其粒度較粗,實(shí)際系統(tǒng)與仿真過程之間的滾動(dòng)優(yōu)化過程較少,因而其靈活性和魯棒性較低.另外,停車過程涉及很多社會(huì)因素,駕駛員本身的行為習(xí)慣因素,大型活動(dòng),停車系統(tǒng)輿論評(píng)價(jià)等,而這類因素具有較高的隨機(jī)性,因此,一個(gè)有效的智能停車系統(tǒng)不僅依賴于高新技術(shù)水平的提高,還必須要綜合考慮這類社會(huì)因素,而這方面一般的智能停車系統(tǒng)因模型精度不夠,事件處理不夠靈活,容易給不熟悉系統(tǒng)操作流程的用戶造成另一種停車?yán)_,比如因?yàn)槭褂昧酥悄芡＼囅到y(tǒng)的停車資源,但沒有進(jìn)行預(yù)約,而造成較高額的罰款,從而造成用戶對(duì)相應(yīng)智能停車系統(tǒng)的抵觸心理.因此,無論是在常態(tài)還是在突發(fā)情況下,如何對(duì)停車場的車位資源優(yōu)化分配,提升整體資源利用率,以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面準(zhǔn)確的評(píng)估和有效維護(hù),指導(dǎo)車輛高效停車,緩解城市交通問題,是采用智能方案解決停車?yán)щy所需解決的主要問題.

通過進(jìn)一步深入研究發(fā)現(xiàn),停車系統(tǒng)作為一個(gè)典型的復(fù)雜巨系統(tǒng),滿足利用ACP方法[1?3]解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的兩個(gè)基本假設(shè),即相對(duì)于任何有限資源,在本質(zhì)上,一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的整體行為不能通過獨(dú)立分析其各部分的行為來確定,亦不能預(yù)先在大尺度(例如長時(shí)間或大空間)上確定.因此,本文基于ACP方法提出了平行停車系統(tǒng)的概念,所謂平行停車系統(tǒng)是一種以停車復(fù)雜系統(tǒng)的管理和控制[1]為研究目標(biāo),利用先進(jìn)計(jì)算手段,將實(shí)際系統(tǒng)與人工系統(tǒng)相結(jié)合,通過實(shí)際系統(tǒng)信息感知輸入優(yōu)化人工系統(tǒng),并借助人工系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜實(shí)際系統(tǒng)的行為進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)”,進(jìn)而對(duì)其行為進(jìn)行分析,得出針對(duì)實(shí)際停車系統(tǒng)管理和控制的滾動(dòng)式優(yōu)化執(zhí)行方案,具有可實(shí)現(xiàn)智能化停車誘導(dǎo)、科學(xué)化停車資源建設(shè)、自動(dòng)化停車資源管理、整體化提高停車系統(tǒng)運(yùn)行效率等功能的復(fù)雜系統(tǒng).

2 理論體系

2.1 ACP方法

自2004年起,研究者們提出開展社會(huì)計(jì)算的研究工作重點(diǎn)是圍繞開源信息開展的天盾計(jì)劃,主要包括天網(wǎng)、天眼、天鷹3個(gè)工程,并構(gòu)建相應(yīng)的平行系統(tǒng),目標(biāo)是為國家反恐和社會(huì)穩(wěn)定提供決策支持[10].同時(shí),能夠?qū)⑵叫邢到y(tǒng)理論應(yīng)用于交通、物流、生態(tài)、家具等領(lǐng)域也具有非常重要的意義.

所謂ACP方法,即平行系統(tǒng)理論的具體應(yīng)用方法,是指人工社會(huì)(Artificial societies)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)(Computational experiments)、平行執(zhí)行(Parallel execution)之間的有機(jī)結(jié)合[10?12].人工社會(huì)或者人工系統(tǒng)可以理解為傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)或解析建模之?dāng)U展,計(jì)算實(shí)驗(yàn)[13]是仿真模擬的升華,而平行執(zhí)行就是自適應(yīng)控制(包括內(nèi)?？刂?、預(yù)測控制、自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃ADP等[14])的進(jìn)一步推廣[10].

ACP方法的理念就是通過人工社會(huì)(Artificial societies)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)(Computational experiments)、平行執(zhí)行(Parallel execution)之間組合,將人工的虛擬空間Cyberspace變成我們解決復(fù)雜問題的新的另一半空間,同自然的物理空間一起構(gòu)成求解“復(fù)雜系統(tǒng)方程”之完整的“復(fù)雜空間”.而新興的“互聯(lián)網(wǎng)”、“云計(jì)算”、“物聯(lián)網(wǎng)”等技術(shù),正是支撐ACP方法的核心技術(shù).從本質(zhì)上講,ACP的核心就是把復(fù)雜系統(tǒng)“虛”的和“軟”的部分建立起來,通過可定量、可實(shí)施的計(jì)算化,實(shí)時(shí)化,使之“硬化”,真正地用于解決實(shí)際的復(fù)雜問題[10].

利用ACP方法解決實(shí)際的復(fù)雜問題可以分3步進(jìn)行:第1步,利用人工社會(huì)或人工系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模;第2步,利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行行為的分析和其可能后果的評(píng)估;第3步,將實(shí)際社會(huì)與人工社會(huì)并舉,通過實(shí)際與人工之間的虛實(shí)互動(dòng),以平行執(zhí)行的方式對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制與管理[10].

2.2 平行系統(tǒng)

平行系統(tǒng)是指由某一個(gè)自然的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)虛擬或理想的人工系統(tǒng)所組成的共同系統(tǒng)[13?14].針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)特殊性,將仿真系統(tǒng)[15?16]進(jìn)一步提高到人工系統(tǒng)[17]的高度,構(gòu)造其實(shí)際系統(tǒng)與人工系統(tǒng)并行互動(dòng)的平行系統(tǒng),是平行控制的核心思想,目標(biāo)是使實(shí)際系統(tǒng)趨向于人工系統(tǒng),而非人工系統(tǒng)逼近實(shí)際系統(tǒng),進(jìn)而借助人工系統(tǒng)使問題簡單化,以此實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的控制與管理[18?24].

圖1為平行系統(tǒng)的基本框架,主要包括實(shí)際系統(tǒng)和人工系統(tǒng),通過二者的相互作用,完成3種主要的工作模式,即學(xué)習(xí)與培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)與評(píng)估及管理與控制[15].

圖1 平行系統(tǒng)運(yùn)行的基本框架與模式

1)學(xué)習(xí)與培訓(xùn):在這一過程中,“人工系統(tǒng)主要是作為一個(gè)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)管理及控制復(fù)雜系統(tǒng)的中心.通過將實(shí)際與人工系統(tǒng)的適當(dāng)連接組合,可以使管理和控制實(shí)際復(fù)雜系統(tǒng)的有關(guān)人員迅速地掌握系統(tǒng)的各種狀況以及對(duì)應(yīng)的行動(dòng).在條件允許的情況下,應(yīng)以與實(shí)際相當(dāng)?shù)墓芾砼c控制系統(tǒng)來運(yùn)行人工系統(tǒng),以期獲得更佳的真實(shí)效果.同時(shí),人工系統(tǒng)的管理與控制系統(tǒng)也可以作為實(shí)際系統(tǒng)的備用系統(tǒng),增加其運(yùn)行的可靠性和應(yīng)變能力.”

2)實(shí)驗(yàn)和評(píng)估:在這一過程中,“人工系統(tǒng)主要用來進(jìn)行計(jì)算實(shí)驗(yàn),分析了解各種不同系統(tǒng)的行為和反應(yīng),并對(duì)不同解決方案的效果進(jìn)行評(píng)估,作為選擇、支持管理與控制決策的依據(jù).”

3)管理與控制:在這一過程中,“人工系統(tǒng)試圖盡可能地模擬實(shí)際系統(tǒng),對(duì)其行為進(jìn)行預(yù)估,從而為尋找對(duì)實(shí)際系統(tǒng)有效的解決方案或?qū)Ξ?dāng)前方案進(jìn)行改進(jìn)提供依據(jù).進(jìn)一步,通過觀察實(shí)際系統(tǒng)與人工系統(tǒng)評(píng)估的狀態(tài)之間的不同,產(chǎn)生誤差反饋信號(hào),對(duì)人工系統(tǒng)的評(píng)估方式或參數(shù)進(jìn)行修正,減少差別,并開始分析新一輪的優(yōu)化和評(píng)估.”

應(yīng)當(dāng)指出的是,第1個(gè)過程類似于目前工程上的系統(tǒng)仿真軟件的應(yīng)用情況,但在實(shí)驗(yàn)方面邁進(jìn)了一大步;第2個(gè)過程已在城市交通系統(tǒng)中得到應(yīng)用,目前世界上一些城市交通管理已利用與實(shí)際交通管理與控制中心幾乎相同的設(shè)施控制大規(guī)模的交通仿真軟件,而且這些交通仿真系統(tǒng)部分采用了實(shí)時(shí)的實(shí)際現(xiàn)場交通數(shù)據(jù).第3個(gè)過程十分類似于基于滾動(dòng)時(shí)段(Rolling horizon)和仿真的優(yōu)化方法,以及“實(shí)際系統(tǒng)在回路的仿真”的思想.

3 平行停車系統(tǒng)

3.1 平行停車系統(tǒng)框架

平行停車系統(tǒng)主要由3部分組成:人工停車系統(tǒng),計(jì)算實(shí)驗(yàn)和平行執(zhí)行.

如圖2所示,構(gòu)建平行停車系統(tǒng)的第1步是對(duì)實(shí)際停車系統(tǒng)中的停車相關(guān)信息進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的采集.停車相關(guān)信息采集子系統(tǒng)主要包括路況信息采集系統(tǒng),停車相關(guān)法規(guī)政策數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),停車場屬性(包括盈利/非盈利、位置、規(guī)模、營業(yè)時(shí)間、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等)采集系統(tǒng),駕駛員屬性與習(xí)慣(性別、駕齡長短、停車位置偏好、停車場收費(fèi)接收能力等)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),車輛特征及停車場中泊位信息采集系統(tǒng)(具體來說,車輛特征可通過圖像檢測裝置采集多幀的圖像來提取車牌號(hào)碼信息,停車場中泊位信息采集模塊可以利用現(xiàn)有的紅外反射傳感技術(shù),超聲波檢測定位技術(shù),地磁感應(yīng)技術(shù),或者采用本文中研究推薦使用的基于RFID停車空位感知技術(shù)).上述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)最終需要通過有線或無線的方式上傳到云端服務(wù)器,為人工停車系統(tǒng)的進(jìn)一步建立提供充足的參考數(shù)據(jù),而本文研究使用的RFID閱讀采集數(shù)據(jù)配合雙選信道下的高速通信技術(shù),能夠使上傳過程更為快速.

第2步,以云計(jì)算、并行計(jì)算、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等為人工停車系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)支撐,在此前提下,以代理技術(shù)為核心構(gòu)建行為特征隨機(jī)性強(qiáng)、個(gè)體數(shù)量多的車輛及駕駛員模型,同時(shí)構(gòu)建承載并作用于上述主體的道路模型、停車場模型、設(shè)施模型、事件模型等.在微觀精細(xì)化學(xué)習(xí)性建模的基礎(chǔ)上,涌現(xiàn)(所謂涌現(xiàn)方法本質(zhì)上是一個(gè)實(shí)驗(yàn)、觀察和描述性的方法[19])宏觀現(xiàn)象,并通過與實(shí)際停車系統(tǒng)的對(duì)比交互,不斷培育和優(yōu)化人工停車系統(tǒng),進(jìn)而使人工系統(tǒng)與實(shí)際系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“等價(jià)”.以駕駛?cè)藛T模型為例,通過對(duì)人員的停車行為習(xí)慣進(jìn)行分析,通過不斷地觀察、學(xué)習(xí)、修正誤差,最終使得人工系統(tǒng)的人員模型達(dá)到與實(shí)際系統(tǒng)中人員一樣具有自主分析決策和處理停車事件的能力.除模型代理構(gòu)建過程所需的其他各類數(shù)據(jù)庫,還需要對(duì)第1步中所有信息采集子系統(tǒng)所獲取的信息建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫.以代理模型和相關(guān)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的人工系統(tǒng)可以為下一步計(jì)算實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)素材及實(shí)驗(yàn)環(huán)境.

圖2 基于ACP方法的平行停車系統(tǒng)運(yùn)行模式

第3步,采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等手段,對(duì)所有的代理模型、數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與評(píng)估,分析了解停車系統(tǒng)中行為和反應(yīng),并對(duì)不同解決方案的效果進(jìn)行評(píng)估,作為選擇和支持管理與控制決策的依據(jù).其次在人工停車系統(tǒng)上,進(jìn)行在線或者離線的計(jì)算實(shí)驗(yàn),對(duì)具體的停車場建設(shè),停車場管理與調(diào)配問題,用戶的應(yīng)急/臨時(shí)停車方案,停車誘導(dǎo)信息發(fā)布等進(jìn)行全面、準(zhǔn)確及時(shí)地評(píng)估,驗(yàn)證在不同環(huán)境、不同指標(biāo)下系統(tǒng)所能達(dá)到的實(shí)際效果.同時(shí),計(jì)算實(shí)驗(yàn)與人工系統(tǒng)相結(jié)合,還能夠?qū)ΜF(xiàn)有方案技術(shù)進(jìn)行及時(shí)優(yōu)化和更新,對(duì)新問題進(jìn)行模擬、實(shí)驗(yàn),并針對(duì)這些問題提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和解決方法,使系統(tǒng)不僅解決現(xiàn)有問題的能力越來越強(qiáng),而且對(duì)未來也具有很強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)性.此外,在人工系統(tǒng)上,還可以對(duì)停車場管理人員、維護(hù)人員等進(jìn)行“虛擬”培訓(xùn),提高學(xué)習(xí)效率和操作可靠性.

第4步,在人工系統(tǒng)與實(shí)際系統(tǒng)的平行執(zhí)行過程中,依據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果,為有停車需求用戶、停車資源管理者及停車資源建設(shè)方提供相應(yīng)的決策信息,信息發(fā)布方式可以是現(xiàn)有的微信公眾賬號(hào)、車載通信設(shè)備、廣播等,但最方便的是利用本文中配套使用的手機(jī)App或Web平臺(tái).至此,本文所述的基于ACP方法的平行停車系統(tǒng)初步搭建完畢.

3.2 平行停車系統(tǒng)的具體應(yīng)用

與其他智能停車系統(tǒng)相比,平行停車系統(tǒng)中的人工系統(tǒng)是“等價(jià)”甚至可以認(rèn)為是凌駕于實(shí)際停車系統(tǒng)的一種系統(tǒng).人工停車系統(tǒng)為實(shí)際停車系統(tǒng)提供的指導(dǎo)性服務(wù)主要有兩個(gè)方面,即停車用戶服務(wù)和停車資源管理及規(guī)劃服務(wù).

圖3 基于平行系統(tǒng)的智能停車應(yīng)用

3.2.1 停車用戶服務(wù)方案

從駕駛員角度出發(fā),通過對(duì)用戶建模,采集分析駕駛員的個(gè)人屬性、停車習(xí)性[25]等個(gè)性化信息,分析停車資源、路面信息及其他社會(huì)因素等,可以給停車用戶提供包括提供停車場信息、車位預(yù)約、停車路線誘導(dǎo)、反向?qū)ぼ?、停車?yán)U費(fèi)云支付等方面的服務(wù)或信息.這類信息或服務(wù)與其他智能停車方案相比,效率更高,而且更貼近用戶個(gè)人特點(diǎn).

停車誘導(dǎo)與停車位預(yù)定:當(dāng)用戶出現(xiàn)停車需求時(shí),可以通過手機(jī)App或Web平臺(tái)實(shí)時(shí)查看停車場及相應(yīng)停車位的信息,該信息是依托于計(jì)算實(shí)驗(yàn)及采用基于平行系統(tǒng)思想指導(dǎo)的分級(jí)推薦算法得到的結(jié)果,因此,用戶所獲得的停車場及停車位信息更加人性化,更加符合用戶的個(gè)人停車行為習(xí)慣,而且用戶可以根據(jù)提供的信息自主的選擇車位.用戶在選擇好車位后可以通過在線平臺(tái)對(duì)傾向的車位進(jìn)行預(yù)訂,此時(shí)人工停車系統(tǒng)中會(huì)同步顯示車位被預(yù)定的結(jié)果,防止了多輛車同時(shí)開往同一個(gè)車位,出現(xiàn)沖突的局面.預(yù)訂完成后,系統(tǒng)將會(huì)把最佳合適的路線誘導(dǎo)方案提供給用戶,使停車過程更加方便.當(dāng)然,停車信息發(fā)布及獲取平臺(tái)還包括廣播、微信等多種方式,為避免多種停車信息獲取渠道不同而帶來的沖突,系統(tǒng)也會(huì)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)計(jì)算及解決方案.

用戶的反向?qū)ぼ?在車位規(guī)模較大的室內(nèi)停車場,由于停車場環(huán)境和車位構(gòu)造相似,使得用戶所停車位與其他車位之間的區(qū)分度不大,繼而造成在停車場進(jìn)行反向?qū)ぼ嚂r(shí)有一定的困難.如何在短時(shí)間內(nèi)有效獲取停車位置并尋找到對(duì)應(yīng)車位是一個(gè)重要的課題.

利用協(xié)同式檢測與定位技術(shù)的車輛精確定位特性和移動(dòng)終端使用的廣泛性,本文從兩方面來對(duì)反向?qū)ぼ嚰夹g(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行研究和設(shè)計(jì).

一方面,可以在停車場配置刷卡定位終端,利用電子標(biāo)簽卡(長期電子標(biāo)簽卡和臨時(shí)進(jìn)場發(fā)放的電子標(biāo)簽卡)與車牌號(hào)的一一對(duì)應(yīng),在車輛完成停車后,通過多個(gè)RFID閱讀器利用協(xié)同式檢測與定位技術(shù)精準(zhǔn)定位車輛所在位置和停泊車位,在該過程中車主無需專門刷卡解決由于車主停車后忘記刷卡無法使用反向?qū)ぼ嚰夹g(shù)問題.在反向?qū)ぼ嚂r(shí),再次通過RFID在反向?qū)ぼ嚱K端上刷卡來讀取停車位置,并在反向?qū)ぼ嚱K端上顯示尋車路徑,同時(shí)反向?qū)ぼ嚱K端還可以作為RFID標(biāo)簽電子支付的載體.

另一方面,可以使用本文中的配套移動(dòng)終端App,通過掃描二維碼/條形碼的方式來對(duì)停車的位置進(jìn)行標(biāo)記,最終由人工停車系統(tǒng)提供的信息或決策在App應(yīng)用上以友好、高效形式展示車位的位置和尋車路徑.同時(shí),針對(duì)一部分用戶群不習(xí)慣或不方便使用移動(dòng)終端進(jìn)行尋車,開發(fā)可以應(yīng)用于停車場內(nèi)的尋車終端,通過取紙質(zhì)二維碼/條形碼來標(biāo)記停車位置,繼而在尋車時(shí)通過在另一終端掃描所取的二維碼/條形碼來標(biāo)記出發(fā)位置,并在尋車終端上友好地展示尋車路徑.該方法尤其適用于地下停車場GPS信號(hào)效果不佳的情景.

另外,針對(duì)在每個(gè)車位配置攝像頭進(jìn)行車牌號(hào)識(shí)別的停車場,還可以通過在移動(dòng)終端App或反向?qū)ぼ嚱K端中直接輸入車牌號(hào)來進(jìn)行停車位置的鎖定,再利用掃描附近位置的二維碼/條形碼的方法輔助人工停車系統(tǒng)生成相應(yīng)的尋車方案.

停車?yán)U費(fèi)云支付:對(duì)于收費(fèi)型停車場,基于ACP方法的平行停車系統(tǒng)的支付平臺(tái)中,由后臺(tái)針對(duì)車牌號(hào)進(jìn)行管理,通過用戶名進(jìn)行訪問,某一用戶名可以為任意車號(hào)來進(jìn)行繳費(fèi).用戶名的注冊(cè)可以不關(guān)聯(lián)真實(shí)的信息(姓名、身份證號(hào)),降低用戶使用該App的門檻.但由于收費(fèi)牽涉到一個(gè)發(fā)票的問題,發(fā)票可以通過停車場的現(xiàn)場設(shè)備終端打印(通過終端進(jìn)行繳費(fèi)或是輸入App用戶名),要想完成打印發(fā)票的流程,則需要關(guān)聯(lián)真實(shí)的信息.系統(tǒng)還融合了多種線上或線下支付方式,包括現(xiàn)金、一卡通、銀行卡、支付寶、微信電子支付等,從支付途徑上,可以包含人工支付、自助支付等多種支付途徑.同時(shí),對(duì)于停車費(fèi)用的計(jì)算,可以從更好的調(diào)度停車資源的角度出發(fā),根據(jù)停車不同的時(shí)間段、不同的位置及所停車輛的歷史數(shù)據(jù)提供更加合理的停車費(fèi)用計(jì)算方法.

3.2.2 停車資源管理及規(guī)劃服務(wù)方案

面向停車場管理及規(guī)劃建設(shè)單位,平行停車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)停車資源(包括商業(yè)型停車場、路側(cè)停車資源、私人停車資源)的優(yōu)化分配,使得各個(gè)停車場車位能夠得到高效利用,同時(shí)利用人工停車系統(tǒng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,可以為新停車場的規(guī)劃建設(shè)提供具有針對(duì)性的實(shí)施方案,而一般仿真系統(tǒng)落后并受制于實(shí)際停車系統(tǒng)的變化,很難做到此點(diǎn).

在由人工停車系統(tǒng)到實(shí)際停車系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中,首先對(duì)人工停車系統(tǒng)中某一區(qū)域進(jìn)行停車場規(guī)劃建設(shè)的實(shí)驗(yàn)與評(píng)估,得到該區(qū)域最優(yōu)的實(shí)施方案(包括硬件設(shè)備、管理人員的配置,車位區(qū)域的規(guī)劃,營業(yè)模式、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的制定等方面);其次在實(shí)際停車系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這種實(shí)施方案,并在此過程中不斷與人工系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)優(yōu)化;最后,一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)中停車場建立的同時(shí),人工停車系統(tǒng)中也已有對(duì)應(yīng)的“等價(jià)停車場”.

4 結(jié)論

停車系統(tǒng)是一個(gè)典型的復(fù)雜系統(tǒng),本文將ACP方法應(yīng)用其中進(jìn)行了一系列的研究,提出了一套平行停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案.該方案將智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想從傳統(tǒng)的依附并受制于實(shí)際停車系統(tǒng)進(jìn)行仿真誘導(dǎo)提升到信息物理社會(huì)系統(tǒng)(Cyber-Physical-Social Systems,CPSS)層面,在物理空間和虛擬空間兩個(gè)維度的空間中,建立“等價(jià)”的兩個(gè)停車系統(tǒng)即實(shí)際停車系統(tǒng)和人工停車系統(tǒng),二者通過平行執(zhí)行過程,實(shí)現(xiàn)對(duì)彼此實(shí)時(shí)的相互影響及作用,最終使得用戶停車及停車資源管理及規(guī)劃等停車系統(tǒng)相關(guān)過程變得簡單、科學(xué)、高效.近年來,將平行理論應(yīng)用到城市智能交通領(lǐng)域[25?26]產(chǎn)生了平行交通管理系統(tǒng)(PtMS)[27],而停車系統(tǒng)是交通系統(tǒng)的重要組成部分,在屬性上,二者具有很高的相似性,尤其是PtMS在2010年亞運(yùn)會(huì)的成功應(yīng)用[28],為本文中基于ACP方法的城市平行停車系統(tǒng)的可行性提供了實(shí)例依據(jù).雖然平行停車系統(tǒng)具體的構(gòu)建方案還需要進(jìn)一步細(xì)化與研究,但是通過對(duì)該方案的其他特性(例如有效性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)時(shí)性、安全性、可靠性、魯棒性等)的綜合評(píng)價(jià)與分析,進(jìn)一步證實(shí)了平行停車系統(tǒng)在解決停車?yán)щy問題上所具有的優(yōu)于其他智能停車系統(tǒng)且不可替代的研究及應(yīng)用價(jià)值.