翟愛民

（北京南澤科技有限公司，北京 101499）

伴隨我國國力的增強，汽車數(shù)量變得更多，尤其是在大城市以及沿海一帶。現(xiàn)如今，伴隨商場以及住宅小區(qū)的增多，產(chǎn)生了大面積停車場。就大多數(shù)居民區(qū)以及商業(yè)區(qū)來講，停車管理系統(tǒng)已屬于不可缺少的配套設(shè)施。由于機動車較多、缺少系統(tǒng)布局以及管理不夠有序等因素，造成停車場使用率不夠高。車主需入場時找車位，在離開停車場時需取車以及找到出口，這樣都會浪費一定的時間，可能導(dǎo)致?lián)矶虑闆r。在這樣的環(huán)境之下，人們更加注重智能引導(dǎo)技術(shù)，更加青睞于可視化引導(dǎo)系統(tǒng)，它具備較高的工作效率以及較好的可靠性等。所以對于空位辨別引導(dǎo)系統(tǒng)來講，具備相當理想的運用前景。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步，為處理此問題提供了新思路?？山柚W(wǎng)絡(luò)裝置、車道設(shè)備等，來構(gòu)建停車系統(tǒng)，它有著空位自動辨別以及引導(dǎo)等功能，進而為使用者提供更加便捷的停車方式。達到智能停車系統(tǒng)屬于較為復(fù)雜的過程，文章解析相關(guān)技術(shù)時，針對性地涉及其中有關(guān)內(nèi)容，著重基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)以及輔助停車系統(tǒng)進行探究，分析準確選取車位的方法，且結(jié)合最佳路徑改進選取，來建立停車輔助系統(tǒng)。

1 物聯(lián)網(wǎng)以及智能交通

物聯(lián)網(wǎng)主要是利用GPS 系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，同時結(jié)合有關(guān)的協(xié)議要求，將互聯(lián)網(wǎng)同有關(guān)物品開展全面連接，在此基礎(chǔ)上達到信息交換及通信，進一步促進智能化識別及跟蹤等流程的泛在網(wǎng)絡(luò)。針對智能交通系統(tǒng)，其中融合了多項技術(shù)，如信息技術(shù)等，是在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的大范圍的、可以實現(xiàn)實時有效運輸?shù)墓芾硐到y(tǒng)。有利于全面增加運輸效率，確保交通安全，降低交通問題，對環(huán)境質(zhì)量進行優(yōu)化，增加能源利用率。針對智能交通領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)有著廣泛的運用，是物聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)業(yè)化成功發(fā)展的典范[1]。智能停車誘導(dǎo)的設(shè)計，對于智能交通系統(tǒng)，它有著至關(guān)重要的作用，該系統(tǒng)的使用能夠顯著降低城市擁堵情況，降低對道路的占用現(xiàn)象，進一步增加停車設(shè)施利用率，同時有效減少車輛尾氣排放，減少噪聲污染，充分發(fā)揮改善交通環(huán)境的作用。

2 影響停車的因素

為促進智能停車的發(fā)展，需先對用戶在停車過程中的相關(guān)因素開展分析。結(jié)合統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)得知，針對用戶停車選擇來看，產(chǎn)生影響的因素是非常多的，一般涉及下述因素，停車位大小、停車位方便程度、到達停車位所需的時間等。需對這些數(shù)據(jù)開展全面分析，基于用戶的視角著手，來明確相關(guān)的影響因素。

（1）車位步行至出口的距離。一般情況下，對于停車人員來講，當其停車完成之后，由停車位置步行到停車場出口，這一過程中所需的距離較為重要，通常會把車輛停放在步行距離最短的位置。以地下停車場為例，一般要乘坐電梯來離開，作為停車場的步行出口，對于停車人員來說，通常會把車輛停放在電梯附近的車位置，如此可以降低步行時間，還能順利乘坐電梯出去。

（2）停車舒適性。根據(jù)停車舒適性來看，它涉及車位的大小、停車及離開的操作難度、車位附近是否停放了其他車輛等。

（3）入口至車位的距離。通常情況下，停車人員都想要以最短的停車路徑完成停車。對于停車誘導(dǎo)系統(tǒng)來看，最短停車路徑的設(shè)計是一個相對困難的問題。

3 智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)原理

（1）數(shù)據(jù)流向。在系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)流向中數(shù)據(jù)服務(wù)器為關(guān)鍵所在，也屬于流向的中心，它除了能夠采集多個系統(tǒng)所傳送的執(zhí)行信息，比如車位信息系統(tǒng)，使用者結(jié)束停車后，及時更新停車狀況與空余車位，并且會把全部信息傳遞至云端保存服務(wù)器內(nèi)，如此便能夠處理對號數(shù)據(jù)，同時也能夠?qū)τ脩艟邆錅蚀_的引導(dǎo)方案。根據(jù)實際傳輸來分析，數(shù)據(jù)流通相當密切。具體來講，對于車輛信息收集來看，它通常為觸發(fā)式收集方式，把信息傳送到處理器內(nèi)，這樣就能夠達到科學引導(dǎo)操作。因此相比之下，停車引導(dǎo)以及采集系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流動并不多[2]。

（2）工作原理。在開展信息采集時，一般是把監(jiān)測設(shè)備安裝到相應(yīng)的停車位上，從而對具體的停車信息開展全面采集；對路況信息開展采集，通常情況下，都是對主干道車速開展檢測，以此獲取平均的車速信息。然后把這些信息上傳到數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)數(shù)據(jù)流可以知道相應(yīng)的信息。因此，在對數(shù)據(jù)開展處理過程中，在掌握停車位信息后，還可以對各條道路來往車輛的車速信息開展搜集，這樣一來，借助數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，當車停入相應(yīng)位置后，可利用數(shù)據(jù)實時更新，對停車場中所有車位信息開展統(tǒng)計法分析，并把數(shù)據(jù)發(fā)布到云端處理器，以及停車場外數(shù)據(jù)端，如此將實現(xiàn)采集系統(tǒng)和存儲服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)流動。根據(jù)有關(guān)的提示信息，以及手機及網(wǎng)頁獲取的信息，停車人員能夠掌握停車場的具體情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合用戶的實際需要，來選擇停車場停車?；谠撁枋鰜砜?，能夠在城市行車中，對停車位開展場外引導(dǎo)。

4 無線傳感網(wǎng)絡(luò)

無線傳感網(wǎng)絡(luò)的核心功能為空位辨別以及車輛登記，這屬于智能引導(dǎo)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)會把辨別的空位展現(xiàn)于模型之中，便于使用者停車取車，為路徑引導(dǎo)提供地點?；诖?，系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，針對不同模塊芯片，開展研究選型，設(shè)置硬件電路，同時開展測試，構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)。它融合了多項功能，比如信息收集、研究以及控制等，為方案執(zhí)行奠定硬件基礎(chǔ)[3]。選擇了嵌入式模塊，將其當作主控制端，通過ZigBee 模塊采集以及傳送信息，期本質(zhì)上屬于無線網(wǎng)上協(xié)議，在此之后，同數(shù)個傳感器裝置進行融合，進而構(gòu)成無線傳感網(wǎng)絡(luò)。當對主控制器進行選取時，鑒于有著較多車輛，需對位置以及車牌進行上傳，同時需安裝路徑辨別算法，所以應(yīng)該具有較強的數(shù)據(jù)處理以及保存能力，對處理快慢方面也提出較高要求。故而，選擇了集成ARM 單片機以及DSP 芯片，后者功耗不高、運算準確，并且擁有了主控以及信息處理功能?？瘴槐鎰e能夠利用的傳感器較多，像光敏傳感器。通過進行有關(guān)的測試，最后考慮使用磁阻傳感器，它的靈敏程度較高以及有著高分辨率?，F(xiàn)如今很多停車場均選取紅外線檢測器來開展空位辨別，實際上根據(jù)有關(guān)調(diào)研得知，無論是紅外線傳感器還是超聲波傳感器，它們的準確度并不高，并且可能會被損壞。本文所闡述的系統(tǒng)，空位辨別為停車線路布局的基礎(chǔ)，需盡可能避免傳感器出現(xiàn)異常，提升準確度，所以考慮磁阻傳感器更滿足該場景。對于傳感器節(jié)點，它基于總線以及監(jiān)測節(jié)點銜接，來對車位情況進行監(jiān)測。通過ZigBee 把信息傳輸?shù)街骺仄脚_，基于保存以及整合車位信息，借助路由節(jié)點把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C，在合理設(shè)計節(jié)點的基礎(chǔ)上，達到消息傳送以及接收。

5 智能引導(dǎo)停車路徑算法

（1）選取最佳車位。對于非智能車位選取方式來講，它通常由使用者自行選取，不過因為種種因素，比如不了解停車場，選取停車位并非最佳。本算法以使用者層面看待問題，鑒于對有關(guān)因素的考慮，比如車位占用狀態(tài)，為使用者選取最佳停車位。用Ri 表征路徑編號，Si 代表空位編號?；谲囄粰z測模塊獲取占用情況，研究相關(guān)因素，比如行車時間等，對備選停車位進行明確，鑒于對有關(guān)因素的考慮，像停車場之中的車流量，向路徑提供適當權(quán)值。針對每一條道路，設(shè)置車速是V＜Ri，Rj>（i，j=1，2...），場中車速上限是V1，則某一道路（編號是i 至j）的車速是：

其中μ表示車流量系數(shù)，基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲取。結(jié)合上式，將實測道路距離和速度進行相除，進而能夠獲取道路權(quán)值：R＜Ri，Rj>=D＜Ri，Rj>/V＜Ri，Rj>（i，j=1，2...）（2），針對目標路徑，若其長是D，在停車場之中，車輛行駛均速是V1，步行均速是V2，據(jù)此能夠算出由入口到停好車，走路到出口的時長：

式中，T'表示泊車所需時長；α代表時間系數(shù)，數(shù)值大小介于0～1，可基于變化該系數(shù)大小，進而針對行車、步行時間，對二者的比重進行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)測試中，通常選取α=1，不考慮步行時間[4]。結(jié)合式（3）算出入口到備選車位，所需要的一共時長（T），在總時長最小的情況下，即停車所需時長最短，則對于這一備選車位，就能夠看成目標車位。

（2）路徑規(guī)劃。對于Dijkstra 算法來講，它屬于相當經(jīng)典的路徑算法，可以獲取某一節(jié)點至全部節(jié)點最短行車路線。其計算原理為：由起點朝著外圍搜索，遍歷全部節(jié)點，直到搜索到出庫，獲取最理想路徑。它的不足為，計算不快，效率不高。當具體運用時，通常情況下均加上預(yù)處理方式，也就是分層計算。因為在不同停車場之中，環(huán)境有所差異，較為復(fù)雜，對此，優(yōu)化傳統(tǒng)算法，也就是Dijkstra 算法，通過有向帶權(quán)圖，向路徑提供適當權(quán)值，其符號要求的道路才進行考慮。為更好進行簡化，把路徑都視為節(jié)點，同時開展編號，當對路徑進行搜索時，把車位以及路徑節(jié)點依次處理。對于路徑節(jié)點的處理：結(jié)合目標車位地點，獲取相應(yīng)的路段編號。構(gòu)建2個路段節(jié)點集合，用M、N 來表示，前者涉及入口路段節(jié)點與它的最低權(quán)值，后者涉及別的路段節(jié)點和有關(guān)的權(quán)值。由N集合獲取權(quán)值最低節(jié)點，把它轉(zhuǎn)移到另一個集合內(nèi)，且對N的權(quán)值進行更新處理。重復(fù)此操作，直至目標節(jié)點存在于集合M內(nèi)，在這個時候，把節(jié)點進行連接，就能夠建立最佳行車路線。

（3）測試效果。在進行硬件測試時，編寫程序燒錄到主控平臺，對傳感器進行檢測，判斷能否實時更新占用狀況，數(shù)據(jù)信息能否利用ZigBee 發(fā)送到主控平臺。同時測試不同的干擾情況，是否影響數(shù)據(jù)的精準以及全面。通過測試，數(shù)據(jù)收集終端工作沒有異常，有效完成無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，滿足預(yù)期目的。對于軟件測試，把平面模型以及車輛狀況當作參考，判斷軟件能否獲取有效路徑。首先需結(jié)合相關(guān)內(nèi)容，比如備選車位以及道路狀況，進而來明確最佳停車位。按照空位識別發(fā)現(xiàn)，停車場一共存在6個空位，編號是S1～S6。場內(nèi)路徑長度恒定，若僅對距離權(quán)值進行考慮，則S3屬于最佳車位。在進行計算時，全面考量了距離以及路況權(quán)值，該車位所處路段（R11），目前道路情況相對擁擠，路段權(quán)值偏高，忽略不計。在全面考量之后，選擇了S4節(jié)點，將其看成最佳車位，結(jié)合路徑布局算法布局出最優(yōu)路線是：停車場入口-R2-R4-R13-R14-S4。顯而易見，最后設(shè)置的路徑很好地避開了擁擠路段，比如R5路段以及R11路段。

6 信息的處理與發(fā)布

數(shù)據(jù)收集以及處理端，主要借助了C 語言來設(shè)置軟件程序，使得開發(fā)變得更加容易。同時根據(jù)MySQL 數(shù)據(jù)庫，保存車位以及車輛信息，能夠符合服務(wù)器的應(yīng)用需要。信息傳遞以及發(fā)布端，軟件上應(yīng)該達到的功能為：在車輛進場的情況下，先明確全部空位信息，再通過算法找到最佳車位，同時給出最佳停車路線；利用網(wǎng)絡(luò)裝置把信息傳輸?shù)椒?wù)器，基于其可視化界面，把信息展現(xiàn)于使用者終端之上，引導(dǎo)使用者駕車到最佳車位[5]。信息發(fā)布端選擇了B/S 架構(gòu)，達到了客戶端統(tǒng)一，把功能統(tǒng)一于云端，也就是服務(wù)器，終端在合理安裝瀏覽器的基礎(chǔ)上，就能夠達到信息共享，進一步完善了客戶端功能。詳細實現(xiàn)過程為：使用者借助瀏覽器朝著服務(wù)器發(fā)出請求，接收同時產(chǎn)生響應(yīng)，將請求信息返回至瀏覽器，一般是車位以及路線圖；瀏覽器解釋實施HTML 文件，展現(xiàn)于使用者界面。此外，系統(tǒng)借助了RSTP 協(xié)議，進而達到了信息發(fā)布目標，它屬于雙向通信協(xié)議，能夠有效傳遞相關(guān)多媒體信息，比如聲音以及影像，本系統(tǒng)傳輸?shù)臑檐囄灰约奥肪€信息。

7 結(jié)語

智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)的開發(fā)，達到了空位辨別且產(chǎn)生有關(guān)平面圖，辨別出最理想空位以及引導(dǎo)路徑。本系統(tǒng)運用之后，能夠充分使用車位與提升運行效率，為車主節(jié)約時間，從而針對停車場管理，有效提升其水平以及效率。此外，系統(tǒng)具備可視化界面，基于車場環(huán)境構(gòu)建模型，實時展現(xiàn)空余車位。在行駛至停車場中，就能夠借助終端平臺來獲取車位位置，且及時停車。如果車主不了解停車場環(huán)境，則能夠開展停車引導(dǎo)；系統(tǒng)會通過多種提示方式，比如語言來開展停車誘導(dǎo)，助力用戶提升停車效率。