陳 路

中通服咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，我國汽車保有量不斷攀升。截至2019年，汽車保有量達(dá)2.6億輛，有66個(gè)城市的汽車保有量過百萬。相比于10%-20%年增長率的汽車保有量，我國停車位數(shù)量嚴(yán)重偏低。以某城市為例，其中心城區(qū)汽車保有量為54萬輛，停車位約43萬，車輛與停車位比例為1：0.8，而按照國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)及交通規(guī)劃規(guī)劃要求這一比例為1：1.3，兩者相去甚遠(yuǎn)。

同時(shí)，停車位的需求存在明顯的潮汐效應(yīng)。往往在工作時(shí)間內(nèi)核心城區(qū)、行政區(qū)、CBD、醫(yī)院等區(qū)域停車擁堵不堪，下班時(shí)間小區(qū)內(nèi)又一位難求。節(jié)假日的景區(qū)、商業(yè)區(qū)車滿為患。停車需求存在明顯的局部冷熱不均。傳統(tǒng)停車場由于信息閉塞造成利用率不高，車主往往花費(fèi)較多時(shí)間尋找車位，停車需求外溢至路內(nèi)停車泊位，甚至違章停車，影響道路安全和效率。

綜上所述，停車難的問題原因如下：一是車位數(shù)量不足；二是停車場智能化水平不高，運(yùn)營管理落后；三是車主找位難，缺失車位誘導(dǎo)，車位利用率不高。

“5G+”的新興浪潮下，智慧停車成為智慧城市建設(shè)的重要組成部分。以配建停車場、路內(nèi)停車位、路外停車場的停車位資源為基礎(chǔ)，將5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)綜合運(yùn)用，對傳統(tǒng)停車場進(jìn)行智慧化升級。對廣大市民提供停車場信息共享，提升停車效率。對運(yùn)營方提供實(shí)時(shí)在線管理，基于大數(shù)據(jù)分析提供停車位誘導(dǎo)策略，有效緩解停車?yán)щy和交通擁堵，提升停車位利用率，提高運(yùn)營利潤。

1 智慧停車系統(tǒng)總體架構(gòu)

智慧停車是在智慧城市運(yùn)營層面對傳統(tǒng)停車管理的重大轉(zhuǎn)型，充分利用“物聯(lián)網(wǎng)”“5G”等新一代通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)用“云計(jì)算”“大數(shù)據(jù)”“人工智能”等技術(shù)實(shí)現(xiàn)融合轉(zhuǎn)型。不僅解決停車場的停車效率問題，更解決停車場信息孤島問題，提升車位利用率。城市級智慧停車系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)路內(nèi)停車位、路外公共停車場、配建停車場的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)違章停車治理、停車誘導(dǎo)、車位查詢及預(yù)訂、車位導(dǎo)航、線上支付、互聯(lián)互通停車場聯(lián)網(wǎng)管理、分時(shí)錯(cuò)峰共享及預(yù)約管理和信息收集公眾服務(wù)等諸多功能。

根據(jù)國標(biāo)《智慧城市頂層設(shè)計(jì)指南》，智慧停車系統(tǒng)架構(gòu)分為泛在感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、計(jì)算與存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)與服務(wù)融合層、應(yīng)用服務(wù)層，如圖1所示。

圖1 智慧停車系統(tǒng)架構(gòu)圖

（1）泛在感知層

泛在感知層是智慧停車系統(tǒng)的關(guān)鍵，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)工程實(shí)施的難點(diǎn)所在。該層通過道閘、槍機(jī)、球機(jī)、地磁、ETC、手持終端等實(shí)現(xiàn)對車輛出入車位關(guān)鍵信息及視頻圖像的采集、以RSU路側(cè)單元實(shí)現(xiàn)出入車輛的車牌識別、停車車位識別、出入時(shí)間、停放姿態(tài)、違停位置等信息抓取分析，為系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理及應(yīng)用服務(wù)提供感知數(shù)據(jù)。

（2）網(wǎng)絡(luò)通信層

該層以運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)4G、5G，物聯(lián)網(wǎng)（NB、LoRa）、光纖網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)接入，提供網(wǎng)絡(luò)通信能力。采用光纖網(wǎng)絡(luò)不受干擾，傳輸穩(wěn)定，易擴(kuò)展，可傳輸高清視頻。在城市光纖網(wǎng)絡(luò)部署不完全、不完善，或者路側(cè)桿體不能使用有線連接時(shí)，可以使用4G網(wǎng)絡(luò)。在5G時(shí)代可以通過V2X無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車、停車基礎(chǔ)設(shè)施、人與網(wǎng)絡(luò)的全方位網(wǎng)狀連接，為智能網(wǎng)聯(lián)車+智慧停車系統(tǒng)提供信息通信基礎(chǔ)，顯著提高交通效率，改善乘客乘車和泊車體驗(yàn)，為無人駕駛車輛解決最后一百米問題。

（3）計(jì)算與存儲(chǔ)層

根據(jù)停車業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，如無人駕駛車輛停車等低時(shí)延和高帶寬業(yè)務(wù)，將MEC（Multi-access Edge Computing），即多接入邊緣計(jì)算服務(wù)器，部署至綜合接入局房或者站點(diǎn)機(jī)房，直接與城市停車系統(tǒng)服務(wù)器相連。可較可靠地降低時(shí)延，端到端時(shí)延（現(xiàn)場測試車輛到規(guī)定的服務(wù)器）大致穩(wěn)定在5ms左右。

采用云數(shù)據(jù)中心，既便于設(shè)備的統(tǒng)一管理和維護(hù)，又增加了機(jī)房設(shè)備的擴(kuò)展性，最大限度地減少了機(jī)房的重復(fù)建設(shè)。

（4）數(shù)據(jù)與服務(wù)融合層

通過對數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)分析、財(cái)務(wù)管理、運(yùn)營管理、安全管理等功能，為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供支撐。

（5）應(yīng)用服務(wù)層

實(shí)現(xiàn)車位查詢、車位預(yù)約、停車誘導(dǎo)、自助繳費(fèi)、車位共享、空位導(dǎo)航、違法管理、道路管理等應(yīng)用功能。同時(shí)提供與銀行系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、城管系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的接口，共享停車大數(shù)據(jù)。通過與公安系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)嫌疑車輛預(yù)警、車輛稽查布控、規(guī)范停車管理等功能，助力治安反恐。

2 城市級智慧停車技術(shù)方案

上文中城市停車場根據(jù)其場地來源分為配建停車場（地下、地面）、路外公共停車場（地面、橋下）、路內(nèi)停車位等。根據(jù)技術(shù)方案的不同，將配建停車場、路外公共停車場歸為封閉式停車場。另有一類即為路內(nèi)停車位。如圖2所示。

圖2 智慧停車應(yīng)用場景示意圖

2.1 路內(nèi)停車方案

傳統(tǒng)路內(nèi)停車場多采用人工記賬或手持終端收費(fèi)，管理方式單一，難以提供實(shí)時(shí)空位數(shù)量，不利于通過誘導(dǎo)提升車位利用率。

本文提出的路內(nèi)停車方案的前端數(shù)據(jù)采集采用槍球聯(lián)動(dòng)的視頻監(jiān)控方案，但對于施工受阻擾無法立監(jiān)控桿的路段，采用人工加手持終端或地磁檢測結(jié)合自動(dòng)地鎖的方案。如圖3所示。

圖3 路內(nèi)停車場景智慧停車方案示意圖

對于槍球聯(lián)動(dòng)方案，需將槍球設(shè)備安裝于4.5-6.5m高的立桿，采用星光級相機(jī)，無需額外裝補(bǔ)光燈。當(dāng)槍機(jī)識別到有車輛駛?cè)胫付ㄜ囄唬蚯驒C(jī)發(fā)送指令，對車輛信息進(jìn)行采集，并由BSU（路側(cè)單元）處理后將車型、車身顏色、車位、車牌顏色、車牌號碼、軌跡、路況、車輛圖片等信息及視頻流數(shù)據(jù)上傳至智慧停車系統(tǒng)云平臺，由平臺實(shí)現(xiàn)在停車輛的計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，同時(shí)平臺將停車信息發(fā)送至車主手機(jī)。當(dāng)車輛駛離停車位時(shí)，前端設(shè)備識別車牌信息并上傳云平臺，云平臺自動(dòng)計(jì)算該車輛對應(yīng)的停車時(shí)長及停車費(fèi)用。車主通過APP或掃碼支付繳費(fèi)。對于欠費(fèi)不交的車主，通過與銀行系統(tǒng)對接，將欠費(fèi)記錄上傳至個(gè)人征信系統(tǒng)。同時(shí)該套設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)對道路違章停車行為進(jìn)行監(jiān)控抓拍，維護(hù)停車秩序。

單套設(shè)備可有效管理8-14個(gè)停車泊位。可實(shí)現(xiàn)路內(nèi)停車的無人化值守，有效改善泊車管理秩序，提高道路泊位周轉(zhuǎn)率。

2.2 封閉式停車場方案

針對封閉式停車場，帶車牌識別功能的道閘自動(dòng)識別進(jìn)出車輛的車牌號碼，RSU端完成數(shù)據(jù)采集并上傳至云平臺，云端自動(dòng)計(jì)費(fèi)，當(dāng)車輛出場前車主可選擇通過繳費(fèi)App、微信、支付寶、云閃付等線上支付方式完成停車?yán)U費(fèi)，實(shí)現(xiàn)不停車出場。如圖4所示。

圖4 封閉式停車場智慧停車方案示意圖

3 城市級停車場運(yùn)營策略

3.1 基于車位預(yù)約的停車場推薦

為解決車輛和車位供需不一致導(dǎo)致的停車難問題，摸清雙方供需的實(shí)時(shí)情況，是解決問題的第一步。通過前述在停車場建設(shè)的一系列前端后端設(shè)備，車位的供給情況基本實(shí)時(shí)掌握。而需求方，即車主的停車需求，要通過車位預(yù)約功能來實(shí)現(xiàn)。

車主發(fā)起包含目的地的停車需求，智慧停車信息管理平臺接收停車請求，根據(jù)當(dāng)前車輛位置信息，依據(jù)地圖服務(wù)器計(jì)算車輛導(dǎo)航路線類推測車輛抵達(dá)時(shí)間和路徑。據(jù)此查詢目的地路徑上周邊停車場空位信息，并按停車場推薦策略計(jì)算出3個(gè)擬推薦停車場備選，并推送到智慧停車APP或V2X車載終端形成導(dǎo)航路線。由車主選擇最佳停車位并預(yù)約，由平臺預(yù)約該停車場的空余車位。

停車場推薦策略如下：（1）空余停車位數(shù)量：在預(yù)計(jì)到達(dá)的時(shí)間，停車場中應(yīng)當(dāng)有可供預(yù)約的空余停車位，且數(shù)量滿足預(yù)約需求。（2）步行距離：根據(jù)地圖服務(wù)器獲取由停車場最近出口到目的地的步行距離，步行距離短的停車場優(yōu)先推薦。（3）車輛行駛距離：以地圖服務(wù)器計(jì)算由車輛上報(bào)出發(fā)位置到目的地周邊停車場的路徑及行駛距離，行駛距離短的停車場優(yōu)先推薦。（4）停車收費(fèi)低價(jià)：收費(fèi)低的停車場優(yōu)先推薦。停車場的位置、產(chǎn)權(quán)、管理方式及運(yùn)營策略的不同，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也有高低。由停車場運(yùn)營方將各停車場的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)錄入數(shù)據(jù)庫供車主選擇。（5）提供以上步行優(yōu)先、行車優(yōu)先、低價(jià)優(yōu)先策略由車主選擇。

3.2 停車位推薦策略

確定停車場后，為進(jìn)一步節(jié)約車主尋找車位的時(shí)間，提升客戶感知。在停車場內(nèi)已建設(shè)空余車位定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合室內(nèi)地圖提供停車位推薦功能。根據(jù)對車主的訪談及現(xiàn)場勘察，確定停車位推薦策略如下：（1）車輛駛?cè)刖嚯x；（2）步行至出口距離；（3）車位分布：水平車位還是垂直車位；（4）車位兩側(cè)空位：預(yù)約車位兩側(cè)都是空位的，優(yōu)先推薦；（5）提供以上1至4優(yōu)先策略及相應(yīng)信息供車主選擇。

3.3 路內(nèi)外停車誘導(dǎo)策略

針對目前城市停車情況的分析，路內(nèi)停車位對相鄰車道行車有較大影響。在路段交通流阻滯達(dá)到交管部門所設(shè)門限后，應(yīng)停止該路段的路內(nèi)停車位預(yù)約，將車輛誘導(dǎo)至附近的封閉停車場。同時(shí)，對于路內(nèi)停車位的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)設(shè)置為高于附近的封閉停車場。引導(dǎo)車主減少路內(nèi)停車，提升城市容貌。

3.4 共享停車錯(cuò)時(shí)停車

因?yàn)槭忻窆ぷ魃钶^大的趨同性，導(dǎo)致停車位需求在時(shí)空上存在較大的潮汐效應(yīng)。在停車位資源不足的同時(shí)，也存在著停車資源的較大浪費(fèi)。如將企業(yè)、住宅小區(qū)等內(nèi)部車位進(jìn)行共享，并增加錯(cuò)時(shí)停車預(yù)約服務(wù)。將進(jìn)一步提升智慧停車系統(tǒng)的資源調(diào)配能力，發(fā)揮其公共服務(wù)能力。

3.5 開放對接，共享數(shù)據(jù)

將智慧停車系統(tǒng)視頻監(jiān)控能力，停車大數(shù)據(jù)等資源共享給政府相關(guān)的城市治理部門，將智慧停車作為智慧城市的基礎(chǔ)部分，提升智慧城市的綜合治理能力。

4 結(jié)束語

對于“停車難”這一當(dāng)前城市治理中密切關(guān)系民生熱點(diǎn)問題，以智慧停車系統(tǒng)融合5G網(wǎng)絡(luò)中RSU、MEC技術(shù)，結(jié)合基于大數(shù)據(jù)分析的運(yùn)營策略，提升城市停車位資源利用率，緩解交通擁堵和停車?yán)щy問題，在當(dāng)前具有較大的積極作用。

在社會(huì)效益上，滿足群眾停車需求，提高停車服務(wù)水平和管理水平，杜絕亂停車及亂收費(fèi)的現(xiàn)象。緩解交通擁堵，提高交通流量。

在經(jīng)濟(jì)效益上，通過基于車位預(yù)約的停車場和停車位推薦，實(shí)現(xiàn)停車熱點(diǎn)分流，提高周轉(zhuǎn)率；通過停車場聯(lián)網(wǎng)及共享停車錯(cuò)時(shí)停車，整合停車資源，降低局部空置率；減少違章停車、逃費(fèi)行為，整體提高停車場的利用率。由此提高運(yùn)營利潤，實(shí)現(xiàn)國有資產(chǎn)增值。

在環(huán)境效益上，減少車主尋找車位的時(shí)間，減少車輛的無效低速行駛，降低尾氣排放，減輕城區(qū)空氣環(huán)境污染。