智能化停車場(chǎng)管理體系研究95300

1、智能化停車場(chǎng)管理體系研究0 引言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車擁有量迅速增長(zhǎng)，居民乘小汽車出行的次數(shù)增多，許多城市“停車難、難停車” 的問(wèn)題日漸顯著，供需緊張、亂收費(fèi)、違章停車、進(jìn)出停車場(chǎng)不易、尋找停車場(chǎng)困難等現(xiàn)象普遍存在，影響了城市景觀，更影響著與動(dòng)態(tài)交通的和諧發(fā)展。不僅如此，目前大部分城市的停車設(shè)施大多量上不足，質(zhì)上簡(jiǎn)陋。許多停車場(chǎng)內(nèi)的停車標(biāo)志、停車泊位線、導(dǎo)向箭頭、減速墊、車輛誘導(dǎo)標(biāo)志等停車管理設(shè)施嚴(yán)重短缺。自動(dòng)收費(fèi)設(shè)備缺乏，亂收費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重；泊位引導(dǎo)系統(tǒng)不完善，駕駛?cè)送＼嚾≤嚴(yán)щy；停車誘導(dǎo)信息缺乏，駕駛?cè)藢ふ铱衫玫耐＼嚥次槐容^困難。部分停車場(chǎng)甚至只管停車收費(fèi)，而根本不管車輛停放期間的安全

2、，一旦丟失，把責(zé)任推卸得一干二凈。這都在一定程度上導(dǎo)致了車主放棄停車場(chǎng)，而在路旁、單位門前等空地亂停亂放，違章停車現(xiàn)象嚴(yán)重，停車場(chǎng)利用率較低。 要緩解或解決停車難題，首先需要在停車場(chǎng)法規(guī)規(guī)章的約束和保障下，根據(jù)城市經(jīng)濟(jì)、人口、面積、道路狀況、功能分區(qū)、車輛擁有量等因素進(jìn)行系統(tǒng)的、科學(xué)的停車場(chǎng)規(guī)劃；其次要根據(jù)停車場(chǎng)規(guī)劃、車流運(yùn)行特性和道路網(wǎng)布局，進(jìn)行路外停車場(chǎng)和路內(nèi)停車場(chǎng)的配置與建設(shè)；在停車規(guī)劃與配置建設(shè)完成之后，需要進(jìn)行合理完善的停車場(chǎng)管理。而經(jīng)國(guó)內(nèi)外實(shí)踐表明單純依靠停車場(chǎng)的供應(yīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的停車需求，加上目前我國(guó)城市停車泊位“絕對(duì)不足”與“相對(duì)過(guò)剩” 的矛盾現(xiàn)象普遍存在，停車場(chǎng)的智能化科

3、學(xué)管理就顯得尤為重要。 據(jù)北京工業(yè)大學(xué)交通工程實(shí)驗(yàn)室在北京西單地區(qū)的有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示見圖1，假如設(shè)置了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)(Parking Guidance Information System，PGIS)，92% 的被訪者表示會(huì)利用PGIS。這就說(shuō)明如果PGIS設(shè)置的科學(xué)并且合理，是很有可能會(huì)收到明顯效果的，從而為設(shè)置PGIS提供了可能性和可行性。而據(jù)新華信咨詢公司在停車費(fèi)對(duì)消費(fèi)者汽車生活的影響調(diào)查中顯示，719%的有車族認(rèn)為目前停車場(chǎng)只管收費(fèi)缺乏管理，有317%的有車族認(rèn)為停車管理員亂收費(fèi)，521%的有車族認(rèn)為停車秩序混亂，這些為進(jìn)行智能化停車管理體系研究提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。 進(jìn)行停車場(chǎng)智能化管理的意

4、義在于：規(guī)范停車秩序，與動(dòng)態(tài)交通和諧發(fā)展；避免亂收費(fèi)現(xiàn)象，提高停車收費(fèi)的可信度；提高停車管理人員的工作效率，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；擴(kuò)充停車信息的可利用形式以及范圍，提高停車泊位利用率；提高找尋停車位的便利性，減輕交通污染；保障車輛安全出入停車場(chǎng)以及停車期間的安全，減少損失；停車泊位引導(dǎo)系統(tǒng)的采用，減少了車主進(jìn)入停車場(chǎng)后尋找停車位的時(shí)間。 圖1 使用PGIS的意向 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)外大多是針對(duì)某一方面的研究，例如停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，停車收費(fèi)系統(tǒng)等，取得了良好的效果，為智能化停車場(chǎng)管理體系的研究提供了理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。 早在1971年，在德國(guó)的亞琛市就建立了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。這也被認(rèn)為是世界上最

5、早的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)市內(nèi)的12處停車場(chǎng)在主要的交叉路口設(shè)置了光電顯示的停車場(chǎng)誘導(dǎo)標(biāo)志，截至1980年控制對(duì)象增加到了40處，誘導(dǎo)標(biāo)志由遠(yuǎn)距離控制，促進(jìn)了現(xiàn)有停車場(chǎng)的有效利用。日本于1973年在柏市建立了日本最早的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。所提供的信息以停車場(chǎng)的使用狀況、車位數(shù)以及停車場(chǎng)的位置等為主。日本的停車誘導(dǎo)信息發(fā)布系統(tǒng)集成在日本警察廳開展的UTMS(Universal Traffic Management System)項(xiàng)目中，通過(guò)UTMS的交通管理綜合集成系統(tǒng)發(fā)布停車誘導(dǎo)信息。日本采用區(qū)域、主要路口、停車場(chǎng)內(nèi)三級(jí)引導(dǎo)電子顯示牌，顯示停車場(chǎng)在區(qū)域中的位置，停車場(chǎng)的行車方向和是否有空車位的信息。

6、大約同一時(shí)期在法國(guó)、英國(guó)、瑞士等國(guó)也相繼建立了類似的系統(tǒng)。 北京于2001年起先后在王府井、北京站以及西單等地區(qū)建立了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。上海于2002年起在黃浦區(qū)建立了“停車誘導(dǎo)系統(tǒng)示范” 工程，整個(gè)工程共有36處、64塊停車誘導(dǎo)發(fā)布牌，覆蓋了整個(gè)黃浦區(qū)中心區(qū)域，包括39個(gè)對(duì)外開放停車庫(kù)的5900多個(gè)車位，對(duì)停車難的解決起到了一定的輔助作用。近年來(lái)，廣州、沈陽(yáng)、太原、青島等城市相繼建立了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，取得了一定的效果。 2 目前研究的不足之處 21 單一模塊的研究，缺乏系統(tǒng)化 目前，停車場(chǎng)的智能化管理體系大多是基于單一模塊的，停車收費(fèi)系統(tǒng)、泊位引導(dǎo)系統(tǒng)、停車信息誘導(dǎo)系統(tǒng)等在理論研究和實(shí)踐應(yīng)用中大都

7、是孤立的，缺乏有效的系統(tǒng)集成，雖然起到了一定程度的緩解停車難的作用，但其效能沒(méi)有得到充分的利用。例如停車者利用方便的停車信息找到了停車位，但進(jìn)入停車場(chǎng)泊車?yán)щy、車輛停車期問(wèn)的安全性不高、停車交費(fèi)置信度不高等因素制約了停車信息的收益。 22 采集數(shù)據(jù)的兼容性差 如上所述，智能化停車場(chǎng)管理體系缺乏系統(tǒng)化，對(duì)于單一模塊，需要信息的采集方式有多種，管理和研究開發(fā)機(jī)構(gòu)往往從本模塊的最小成本考慮，對(duì)適應(yīng)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展需要的采集信息的兼容性重視程度不夠。如停車信息誘導(dǎo)系統(tǒng)的信息采集可以用環(huán)形線圈技術(shù)、超聲波技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)等，但從成本最小化、精確度高的角度考慮，環(huán)形線圈是最佳選擇，但環(huán)形線圈所采集到的信息對(duì)

8、于不停車收費(fèi)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，又具有一定的局限性。往往需要附加的信息采集系統(tǒng)或換取新的信息采集系統(tǒng)，造成資源的浪費(fèi)，成本的提高。 23 車主與停車車輛的關(guān)聯(lián)沒(méi)有保障 對(duì)于目前的大部分系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，車輛進(jìn)入停車場(chǎng)停放后，車主信息與停車車輛往往失去了關(guān)聯(lián)，這對(duì)于車輛停放期間的安全是極為不利的，如盜取他人的車輛等。停車專用條形碼信息和用戶密碼設(shè)置相結(jié)合的方式保證了車主身份與停車車輛的關(guān)系確認(rèn)。 本文提出的智能化停車場(chǎng)管理體系研究方案能夠有效地克服以上不足，是切實(shí)可行的。單個(gè)停車場(chǎng)管理中心通過(guò)環(huán)形線圈技術(shù)、RFID技術(shù)和通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)停放車輛信息的采集以及車輛與車主的關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)及確保車輛停放期間的安全，

9、并向區(qū)域停車場(chǎng)及時(shí)更新本停車場(chǎng)的停車信息，區(qū)域管理中心把各個(gè)停車場(chǎng)的停車信息歸類整理后通過(guò)多種形式向公眾發(fā)布。 3 智能化停車場(chǎng)管理體系相關(guān)技術(shù) 31 信息采集技術(shù) 311 車型識(shí)別技術(shù) 車主在辦理停車專用條形碼時(shí)，已將車型信息輸入到條形碼中，但是為防止大型車?yán)眯⌒蛙嚨臈l形碼，以小型車的費(fèi)用繳費(fèi)這種現(xiàn)象的發(fā)生，需要進(jìn)行車型的識(shí)別，以保證實(shí)際停放車輛的類型與條形碼中車輛類型信息的一致性。通過(guò)兩個(gè)環(huán)形線圈檢測(cè)車長(zhǎng)的方法來(lái)進(jìn)行車輛的簡(jiǎn)易識(shí)別，見圖2。設(shè)車長(zhǎng)s>( L。+L)，當(dāng)一輛車車頭駛?cè)刖€圈L1，時(shí)，此路檢測(cè)通道產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)檢測(cè)到后，即啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)車頭

10、進(jìn)入L2線圈時(shí)，線圈L2也檢測(cè)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)檢測(cè)到后，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。設(shè)車輛從L1，到L2。所需時(shí)間為t1，根據(jù)這個(gè)時(shí)間間隔以兩線圈的間距(L。+L)可以計(jì)算出這輛車的行駛速度V，公式為： 圖2 環(huán)形線圈布置圖 當(dāng)車的車尾駛出線圈L2時(shí)，此路檢測(cè)通道輸出低電平，單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)即關(guān)閉計(jì)時(shí)器，取計(jì)時(shí)器得到另一時(shí)間間隔t 2。t2是車輛的整個(gè)車長(zhǎng)通過(guò)線圈L2的時(shí)間，根據(jù)式(1)計(jì)算出的車速，從而計(jì)算出車長(zhǎng)S，計(jì)算公式為： 確定車輛類型時(shí)，首先以車種為基礎(chǔ)，找出各種主要車型的特征車長(zhǎng)，然后以這些特征車長(zhǎng)確定車型分類檔次。按此原理將車型分為以下三類：小型車254m，中型車

11、46m，大型車68m，供自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)采用。 312 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù) 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)RFID (Radio Frequency Identification)，是非接觸式條形碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，用于識(shí)別貼在汽車玻璃鏡上的停車專用條形碼(bar code)信息，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)的信息采集。 RFID可以完成對(duì)標(biāo)簽內(nèi)容的自動(dòng)識(shí)讀。傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)是利用光電效應(yīng)，利用條碼閱讀器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而讀出條形碼所“儲(chǔ)存” 的信息，常被稱為“近視眼”，它只有在足夠靠近條形碼識(shí)別器的時(shí)候，才可以被“認(rèn)” 出來(lái)。而RFID標(biāo)簽則不同，它可以不斷地主動(dòng)或者被動(dòng)地發(fā)射無(wú)線電波，只要處于RFID閱讀器的接

12、收范圍之內(nèi)，就可以被“感應(yīng)”并且正確地識(shí)別出來(lái)。閱讀器的收發(fā)距離可長(zhǎng)可短，根據(jù)它本身的輸出功率和使用頻率的不同，從幾厘米到幾十米不等。 此外，RFID還具有使用壽命長(zhǎng)、安全性高、對(duì)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)。RFID標(biāo)簽的壽命最高可以達(dá)到10年以上，其擁有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫等性能；在遇到雪、霧、冰、各種污跡等惡劣的工作環(huán)境下，傳統(tǒng)條形碼的光學(xué)識(shí)別技術(shù)將會(huì)失效。而RFID依然可以正常地工作。據(jù)國(guó)外有關(guān)研究表明，RFID技術(shù)的準(zhǔn)確率可達(dá)到997% 。 313 停車專用移動(dòng)電話 停車期間車輛的安全問(wèn)題是困擾停車場(chǎng)發(fā)展的難題，采用RFID技術(shù)提高了停車收費(fèi)系統(tǒng)的效率，但卻沒(méi)有提高停車安全性。為此

13、，我們可以結(jié)合移動(dòng)電話技術(shù)，當(dāng)車輛在進(jìn)出停車場(chǎng)時(shí)，車主通過(guò)專用的移動(dòng)電話把預(yù)先設(shè)定好的停車條形碼號(hào)碼以及對(duì)應(yīng)的密碼通過(guò)短信的方式告知停車場(chǎng)管理中心計(jì)算機(jī)，與RFID得到的條形碼信息一致，方能停車、交納停車費(fèi)用以及離開停車場(chǎng)，否則，停車場(chǎng)的自動(dòng)門關(guān)閉，這樣就實(shí)現(xiàn)了車主身份與停車車輛的關(guān)系確認(rèn)，有效地保障了車輛的安全。 32 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代最早的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。它具有完整的數(shù)據(jù)管理功能，包括存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)(可達(dá)到8TB)、定義和操作數(shù)據(jù)、并發(fā)控制、安全性控制、完整性控制、故障恢復(fù)、與高級(jí)語(yǔ)言接口的通用性等。此系統(tǒng)使用PLSQL語(yǔ)言執(zhí)行各種操作，具

14、有可開放性、可移植性、靈活性等特點(diǎn)，在Oracle上所開發(fā)的應(yīng)用可移植到任何操作系統(tǒng)，只需很少修改或不需要修改并可連續(xù)24小時(shí)工作。故本系統(tǒng)宜采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)相關(guān)停車信息。 33 觸摸屏顯示技術(shù) 停車場(chǎng)的門除進(jìn)出車輛外是關(guān)閉的，當(dāng)車主存完車后以及取車時(shí)，在停車場(chǎng)門旁的連接管理中心計(jì)算機(jī)的觸摸屏上輸入停車泊位號(hào)和停車條形碼密碼，如果和系統(tǒng)存儲(chǔ)的信息一致，停車門打開，車主離開或取車，否則，通過(guò)報(bào)警電話與管理中心協(xié)商解決。 4 智能化停車場(chǎng)管理體系結(jié)構(gòu) 41 系統(tǒng)總體機(jī)構(gòu)及工作原理 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖3，為分層管理和集中管理相結(jié)合，即區(qū)域內(nèi)單個(gè)停車場(chǎng)的管理以及區(qū)域內(nèi)所有停車場(chǎng)的管理相結(jié)合。

15、其中包含停車收費(fèi)系統(tǒng)、泊位引導(dǎo)系統(tǒng)、停車監(jiān)控系統(tǒng)等，而信息采集系統(tǒng)、停車收費(fèi)系統(tǒng)、管理中心、發(fā)布系統(tǒng)則是停車信息誘導(dǎo)系統(tǒng)的總體架構(gòu)。 當(dāng)區(qū)域內(nèi)車輛根據(jù)停車信息選擇停車場(chǎng)i，在到達(dá)停車場(chǎng)i時(shí)，通過(guò)信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與停車場(chǎng)i管理中心計(jì)算機(jī)的連接，管理中心i一方面自動(dòng)記錄車輛信息、停車泊位信息以及停車時(shí)刻信息，并啟動(dòng)泊位引導(dǎo)系統(tǒng)；另一方面向區(qū)域管理中心i實(shí)時(shí)更新當(dāng)前停車場(chǎng)的停車信息。車輛停放后，停車監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的動(dòng)態(tài)，保障車輛停放期間的安全。車主取車駛離停車場(chǎng)時(shí)，在出口同樣通過(guò)信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與管理中心的連接，此時(shí)，管理中心i自動(dòng)記錄停車離開時(shí)刻、自動(dòng)計(jì)算停車費(fèi)用并從車主賬戶中自動(dòng)扣除，同時(shí)

16、及時(shí)向區(qū)域管理中心i更新停車信息。車主遇到麻煩或需要幫助可以通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)或移動(dòng)電話向管理中心求救。區(qū)域管理中心通過(guò)信息發(fā)布系統(tǒng)向公眾及時(shí)發(fā)布停車信息。 圖3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 42 停車收費(fèi)與泊位引導(dǎo)子系統(tǒng) 當(dāng)車輛在距停車場(chǎng)i一定距離(150200m)時(shí)，車主將預(yù)先設(shè)定好的停車專用條形碼號(hào)碼和密碼組合用專用的移動(dòng)電話通過(guò)短信發(fā)送到停車場(chǎng)管理中心計(jì)算機(jī)；如發(fā)覺發(fā)送錯(cuò)誤，可以重新發(fā)送，停車場(chǎng)i管理中心以最后收到的信息為準(zhǔn)。車輛在引道上繼續(xù)行進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)埋在地面下的環(huán)形線圈檢測(cè)車輛類型。在距離停車場(chǎng)門更近時(shí)，通過(guò)RFID技術(shù)識(shí)別貼在汽車玻璃鏡上的停車專用條形碼，如果與用戶事先發(fā)送到管理中心的條形碼一致

17、、檢測(cè)車輛類型與條形碼中車輛類型信息一致并且密碼正確，分配停車位，車庫(kù)門打開，中心計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄停車條形碼、泊位號(hào)、停車時(shí)刻、車輛類型等信息，同時(shí)啟動(dòng)泊位引導(dǎo)系統(tǒng)并向區(qū)域管理中心及時(shí)更新停車信息。否則，通過(guò)擴(kuò)音器或可變信息板提示用戶重新輸人條形碼號(hào)碼和密碼，如果還不一致通過(guò)報(bào)警電話和管理中心聯(lián)系。 車主要進(jìn)人停車場(chǎng)取車時(shí)，在門口的觸摸屏顯示器上輸人停車泊位號(hào)和條形碼密碼，一致的話車門打開，并啟動(dòng)泊位引導(dǎo)系統(tǒng)，否則重新輸人或與管理中心聯(lián)系。 車主要駕駛車輛離開時(shí)，車主發(fā)送停車專用條形碼號(hào)碼和密碼，并通過(guò)RFID技術(shù)識(shí)別條形碼，若信息一致，中心計(jì)算機(jī)記錄車輛離開時(shí)刻，計(jì)算停車時(shí)間以及停車費(fèi)用，通過(guò)

18、滾動(dòng)顯示屏告知車主，并且向區(qū)域管理中心更新停車信息；如不一致，提示重新輸人或通過(guò)報(bào)警電話與管理中心聯(lián)系。 當(dāng)系統(tǒng)啟用泊位引導(dǎo)系統(tǒng)后，滾動(dòng)顯示屏顯示停車場(chǎng)內(nèi)泊位路線圖，分配到的停車泊位以及最短行車路線以閃光的形式顯示，同時(shí)泊位處上方的閃光警告燈開始工作，駕駛?cè)烁鶕?jù)停車場(chǎng)內(nèi)的指示標(biāo)志和標(biāo)線，以及閃光警告燈的引導(dǎo)信息，順利到達(dá)停車位，泊位處的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視到車輛到達(dá)或離開時(shí)，泊位引導(dǎo)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。 43 停車信息誘導(dǎo)子系統(tǒng) 利用停車場(chǎng)i管理中心停車收費(fèi)系統(tǒng)采集到的停車信息作為停車信息誘導(dǎo)系統(tǒng)的信息采集系統(tǒng)，區(qū)域管理中心將收到的各停車場(chǎng)以及區(qū)域內(nèi)咪表停車位的停車信息歸類整理，通過(guò)廣播、互聯(lián)網(wǎng)、公共電話、移動(dòng)電話服務(wù)或誘導(dǎo)顯示屏及時(shí)向公眾發(fā)布停車信息，但形象直觀、效率相對(duì)較高的信息發(fā)布形式是停車誘導(dǎo)顯示屏，常見的停車誘導(dǎo)顯示屏為三級(jí)誘導(dǎo)的思路。 一級(jí)誘導(dǎo)顯示屏(大屏)：設(shè)置在區(qū)域主要交通干線上，發(fā)布多個(gè)停車場(chǎng)(庫(kù))的名稱、位置、實(shí)際車位狀態(tài)