楊 波，車 輝，邢慧芬，樊玉琦

（1.中國移動通信集團山西有限公司 太原分公司，山西 太原 030000；2.織里鎮(zhèn)公共事業(yè)服務(wù)中心，浙江 湖州 313000；3.巢湖學院 信息工程學院，安徽 合肥 238000；4.合肥工業(yè)大學 計算機與信息學院，安徽 合肥 230009）

0 引 言

2019年6月，公安部交管局公布最新的全國機動車保有量超3.4億，其中家用汽車占比超58%。家用汽車數(shù)量激增，對停車位的需求也日益上升，國內(nèi)各城市也因此面臨著“停車難”等問題，給城市交通帶來極大的壓力。然而“停車難”的問題不可能單純地通過增加停車位供給來緩解，因此國家在“十三五”規(guī)劃綱要中明確指出要加強對城市停車設(shè)施建設(shè)。2015年年底國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于進一步完善機動車停放服務(wù)收費政策的指導意見》中也明確提出“推行停車場智能化發(fā)展”的戰(zhàn)略思想。

隨著物聯(lián)網(wǎng)[1]、云計算[2]和移動互聯(lián)網(wǎng)的在智慧交通系統(tǒng)[3-4]建設(shè)中的應(yīng)用，智慧停車系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展。智慧停車系統(tǒng)[5-6]是一種基于各級停車管理系統(tǒng)集中管控的平臺，它運用最新的技術(shù)手段將GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、智能終端技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等集成為一體，經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)將各級停車場數(shù)據(jù)采集匯聚至云計算中心統(tǒng)一管理，為政府、企業(yè)提供遠程停車監(jiān)管和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，同時向駕乘人員提供及時信息、誘導停車等服務(wù)。

本文從智慧停車系統(tǒng)的安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、智慧停車云信息管理平臺和停車場終端系統(tǒng)三個方面進行系統(tǒng)設(shè)計，并對智慧停車系統(tǒng)的終端設(shè)計進行了詳細的探討，為政府、企業(yè)、社會團體等建設(shè)智慧停車系統(tǒng)提供設(shè)計方案和理論指導，具有一定的實踐意義。

1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

智慧停車系統(tǒng)是綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息與通信技術(shù)實現(xiàn)停車場的自動監(jiān)測、云端數(shù)據(jù)管理和移動終端應(yīng)用，從而實現(xiàn)城市停車的智能化管理，加強了政府和企業(yè)的運營管理，方便了居民的出行。智慧停車系統(tǒng)主要由前端各類停車場景應(yīng)用的封閉停車場管理/道路停車終端系統(tǒng)、智慧停車云平臺以及第三方系統(tǒng)等組成。智慧停車系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智慧停車系統(tǒng)架構(gòu)

圖1中，封閉停車場管理/道路停車終端系統(tǒng)負責停車場內(nèi)數(shù)據(jù)的采集，是由地磁感應(yīng)設(shè)備、攝像頭等物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備組成。而云平臺負責數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計和分析，并根據(jù)駕乘人員的需求把停車相關(guān)信息實時推送到其智能終端設(shè)備上，為其停車提供參考。第三方支付系統(tǒng)通過與智慧停車系統(tǒng)對接以完成客戶支付結(jié)算。同時，系統(tǒng)還與公安、城管、交警和住建等機構(gòu)的系統(tǒng)進行對接，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享服務(wù)。

2 智慧停車云信息管理平臺

智慧停車云信息管理平臺融合移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、智能科學等先進信息技術(shù)，針對各種停車場，可實現(xiàn)多層次、少耦合、高可靠、低風險、跨區(qū)域的集中監(jiān)控和管理。它既可為政府和企業(yè)運維部門提供遠程無人監(jiān)管、統(tǒng)計分析歸類、智能決策支撐和大數(shù)據(jù)展現(xiàn)等服務(wù)，同時面向公眾提供多區(qū)域的停車即時信息服務(wù)。智慧停車綜合信息管理云平臺包括智慧停車管理平臺、智慧停車APP和停車場/路邊停車管理系統(tǒng)。智慧停車云信息管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 智慧停車云信息管理平臺架構(gòu)

2.1 智慧停車管理平臺

智慧停車管理平臺[7]是云平臺的后臺管理系統(tǒng)，主要功能包括用戶信息管理、實時停車場信息管理、公眾信息發(fā)布、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、APPs平臺管理、第三方支付服務(wù)、停車場電子地地圖和GIS地圖服務(wù)等功能。

通過停車場管理可以查詢城市停車場的名稱、停車場地址、經(jīng)緯度、聯(lián)系電話、空閑車位信息、車場類型、評價信息、收費管理、預(yù)定規(guī)則管理等。公眾信息發(fā)布系統(tǒng)通過多種渠道，即時發(fā)布各停車場車位信息；數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊可以掌握各停車場的利用率、使用率、車場數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、車場收費流水統(tǒng)計分析等功能。用APPs平臺管理來實現(xiàn)注冊用戶的個人信息、個人賬戶余額、個人積分等的管理。第三方支付服務(wù)模塊通過與第三方支付平臺對接以方便客戶快捷安全支付相關(guān)費用；停車場電子地圖規(guī)范管理各停車場的車位位置地圖信息，保證車位誘導和反向?qū)ぼ嚬δ茼槙呈褂谩IS地圖服務(wù)模塊建設(shè)包括百度、谷歌、高德等常用GIS地圖服務(wù)器，存儲管理各類GIS地圖數(shù)據(jù)，提供統(tǒng)一高效的GIS地圖服務(wù)。

2.2 智慧停車APP

智慧停車APP[8-9]具備5大基礎(chǔ)功能：車輛定位、停車場信息查詢、路線導航、計時收費和停車位預(yù)定。其中，車輛定位、停車場信息查詢和路線導航三大功能與百度或高德地圖對接，計時收費功能極大的方便了用戶支付，停車位預(yù)定位功能可方便用戶預(yù)定停車位，而用戶評價功能不但能夠讓用戶了解停車場的服務(wù)質(zhì)量，而且還能及時反饋用戶偏好及改進建議。

2.3 停車場/路邊停車管理系統(tǒng)

停車場/路邊停車管理系統(tǒng)主要是由各個停車場公司使用，用來實現(xiàn)停車場的收費和管理。停車場公司使用該系統(tǒng)來完成車場信息統(tǒng)計、財務(wù)信息統(tǒng)計、車場狀態(tài)監(jiān)控、停車訂單管理、預(yù)約信息查詢、停車場信息管理和用戶管理等停車場的日常營運和管理。其中車場信息統(tǒng)計/財務(wù)信息統(tǒng)計來完成收費流水查詢統(tǒng)計，車輛進場離場數(shù)據(jù)分析，停車場進場離場時間段數(shù)據(jù)統(tǒng)計；同時停車場可以查看結(jié)算周期內(nèi)，利潤分成，以及平臺應(yīng)該結(jié)算給車場的具體金額。

3 停車場/道路停車終端系統(tǒng)

智慧停車系統(tǒng)的終端包括封閉式停車場系統(tǒng)、道路停車場系統(tǒng)和立體式停車場系統(tǒng)，本文只對前兩種停車場終端系統(tǒng)進行討論。

3.1 封閉式停車場子系統(tǒng)

封閉式停車場子系統(tǒng)是將機械、電子計算機和自控設(shè)備以及智能IC卡技術(shù)有機的結(jié)合起來，應(yīng)用NB-IoT、5G等技術(shù)，對停車場的泊位和車輛信息實時采集和管理，實現(xiàn)車牌自動識別、人像實時抓拍、停車智能指導和反向引導尋車等功能。封閉式停車場子系統(tǒng)拓撲如圖3所示。

圖3 封閉式停車場系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲

封閉式停車場子系統(tǒng)包括出入口管理系統(tǒng)、車位引導系統(tǒng)、反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)、車位檢測系統(tǒng)。

3.1.1 出入口管理系統(tǒng)

對進、出停車場的車輛自動識別、認證、監(jiān)管的電子系統(tǒng)。出入口管理系統(tǒng)包括車牌識別器、高清攝像機、出口道閘、出口控制機和自助繳費機等設(shè)備組成。其中車牌識別器是出入口關(guān)鍵設(shè)備，車牌識別技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。目前車牌識別技術(shù)包括圖像抓拍或視頻流車輛號牌識別技術(shù)、RFID 車輛身份識別技術(shù)、藍牙車輛身份識別技術(shù)等。

3.1.2 車位引導系統(tǒng)

車位引導系統(tǒng)綜合運用視頻數(shù)據(jù)抓取、超聲、地磁等探測手段，檢測當前車位狀態(tài)、并通過LED車位狀態(tài)指示燈、語音提示和引導屏引導車輛快速有序入位。

3.1.3 反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)

通過視頻數(shù)據(jù)抓取技術(shù)，建立停車位與車輛對應(yīng)關(guān)系；若客戶需獲取車輛位置時，系統(tǒng)可根據(jù)客戶提供的車牌號碼，自動驗證車輛與人員信息，若驗證通過，生成尋車路徑，引導客戶快速定位車輛位置。

3.1.4 車位檢測系統(tǒng)

通過車位探測器將停車場的車位數(shù)據(jù)實時采集后傳送給中央控制器，并由中央控制器把處理后的信息傳送到停車場數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，再由各LED車位引導屏、車位狀態(tài)指示燈對外發(fā)布，引導車輛進行停放?？臻e車位識別技術(shù)有車牌識別技術(shù)、地磁識別技術(shù)、超聲波識別技術(shù)。

3.2 路邊停車管理子系統(tǒng)

道路停車是充分利用城市道路作為臨時停車場，以解決城市停車困難的問題。路邊停車管理主要有兩種設(shè)計方案，即停車地磁技術(shù)解決方案和停車視頻技術(shù)解決方案[9]。

3.2.1 路邊停車地磁技術(shù)解決方案

本方案采用地磁檢測器作為泊位狀態(tài)采集設(shè)備，并由云平臺進行管理。本方案系統(tǒng)前端包括地磁檢測器、地磁管理器、智能球機、巡檢手持POS。地磁檢測器通過感應(yīng)磁場變化判斷泊位上方是否有車輛停入，智能球機是道路停車管理可視化輔助工具，對于超時停車、賬單錯亂、用戶申訴等異常賬單處理時，可通過查看歷史視頻進行核準，同時球機具有違停檢測功能；巡檢手持POS是巡檢員用手持機，用于異常報警信息的接收，支持圖片抓拍、車牌識別、熱敏打印等功能。路邊停車地磁技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 路邊停車地磁技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)

3.2.2 路內(nèi)停車視頻技術(shù)解決方案

本方案采用智能槍機感知前端車位信息，通過視頻抓取技術(shù)監(jiān)測泊位實時狀態(tài)、車輛停車動作檢測及抓拍，車位管理效率提升明顯。同時形成完整的停車取證數(shù)據(jù)鏈，為停車逃費的追繳提供有力保障。視頻技術(shù)路邊停車系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示。

系統(tǒng)前端包括車位管理槍機、LED補光燈、交換機、終端服務(wù)器（選配）和巡檢手持POS。車位管理槍機用于停車狀態(tài)檢測以及車輛抓拍；LED補光燈用于光照度較低時遠端車位管理的補光；交換機用于匯聚前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的流量，實現(xiàn)端口級別的隔離；終端服務(wù)器緩存前端數(shù)據(jù)；巡檢手持POS輔助收費管理，用于異常報警信息接收以及現(xiàn)場拍照識別車牌號碼、信息上傳和人工入車等。

圖5 路邊停車視頻技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)

4 結(jié) 語

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，居民生活水平日益提高，家用汽車數(shù)量激增，“停車難”問題成為當前政府急需解決的民生問題。傳統(tǒng)停車場存在信息不對稱的問題，不利于緩解城市“停車難”的問題。智慧停車系統(tǒng)的建設(shè)有效地解決了停車場和駕乘人員信息不對稱的問題，提高了停車場的利用效率，方便了百姓的出行，一定程度上緩解了城市“停車難”的問題。本文從智慧停車系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲架構(gòu)、智慧停車云信息管理平臺和停車場終端系統(tǒng)三個方面系統(tǒng)的進行了設(shè)計，并對智慧停車系統(tǒng)的終端設(shè)計進行了詳細的分析，為政府、企業(yè)、社會團體等建設(shè)智慧停車系統(tǒng)提供設(shè)計方案和理論指導，具有一定的實踐意義。