基于移動通信的城市停車誘導信息系統設計

1 引言
停車誘導信息系統PGIS(Parting Guidance and Informa-tion System)是智能交通系統ITS(Intelligent Transport System)的重要組成部分，通過多種方式向駕駛員提供停車場的位置、使用情況、路線以及道路交通狀況信息，誘導駕駛員最有效地找到停車場位置，均衡使用停車設施，減少路邊停車現象和駕駛員尋找停車泊位所需時間，從而降低繁華路段的交通量。最新調查數據顯示，西安市區機動車保有量與停車位之比為5． 75：1，隨著轎車保有量的增加，停車難的問題將更為突出。因此開發停車場誘導信息系統是提高整個城市交通管理水平的重要措施。
PGIS在國外已廣泛使用，但國內PGIS研究和應用主要是單個停車場的智能停車控制，很少從整個城市的角度考慮停車誘導問題，尤其是出行者與停車誘導系統之間高速信息互動。因此，這里從實際城市交通情況出發，借鑒國外PGIS的成熟經驗，提出基于移動通信技術的新型城市停車誘導信息系統設計方案。

2 停車誘導信息系統PGIS
PGIS主要由停車場信息采集系統、信息管理(中心)系統、信息傳輸系統和信息服務系統4部分組成。如圖1所示。該系統通過空車車位采集器采集停車場空車位并傳遞給信息管理系統，經信息管理控制中心計算機處理后，由傳輸系統即時將信息發送給駕駛員，引導駕駛員駛向停車空車位。

2．1 系統實現功能
該系統設計要求能夠有效地向駕駛員提供行前和行駛中動態的停車場位置、去停車場的路線以及停車場占用現狀等信息，實現主要功能包括翻：(1)能夠合理指導出行車輛出行前的停車，減少駕駛員出行停車的盲目性；(2)為出行中的駕駛員提供可選用的停車場名稱、位置和實時狀況等信息；(3)確定車輛的實際位置并利用GIS-T信息系管理系統為出行中的車輛尋找最近的停車場和停車位；(4)減少駕駛員尋找停車場的時間和步行距離，同時提高停車時的安全性和便利性；(5)提高停車場的交通服務周轉量，使開發者在滿足用戶合理需求的情況下效益最大化； (6)增加停車場對緊急事件的響應能力，提高服務的可靠性；(7)提高停車場的利用率。
2．2 信息采集系統設計
設計停車場采集系統時，既要考慮能收集到準確的停車場車位信息，又要最大限度利用現有設備，減少投入成本。信息采集系統包括車輛檢測線圈、車輛檢測器、本地管理器、電源系統、本地系統控制器。圖2為信息采集系統結構框圖。

將采集系統安裝在停車場出入口處，通過統計出入車輛數量確定剩余停車場的空車位，根據經過入口/出口檢測線圈的先后順序判斷車輛的進出，并依次記錄。本地系統控制器收集所有車輛檢測器信息，并存儲于本地數據庫中，最后由通訊系統將數據上傳到誘導數據采集中心。
2．3 信息管理(中心)系統設計
信息管理系統是收集、存儲、管理、綜合分析和處理停車場地理信息、城市道路交通信息，并提供其他服務的綜合信息系統，采用GIS與交通信息相融合的交通GIS-T(Geograph-ical Information System for Transportation)技術，包括網絡邏輯設計和數據模塊設計。
2．3．1 網絡邏輯設計
停車誘導信息系統采用兩級網絡邏輯設計，信息管理中心是整個誘導信息系統的核心，監控所有停車場車位，并管理停車場誘導屏顯示內容。同時，信息管理中心還將通過Web服務器為社會公眾提供網上查詢服務，為駕駛員提供利用手機查詢的移動通信網絡服務。而作為基礎層面的停車場信息管理計算機，則整合本停車場各部分數據。圖3為網絡邏輯結構設計。涉及到的接口有：(1)停車場管理系統數據讀取接口，有3種模式：訪問SQL數據接口，Socket客戶端接收服務器數據接口，DTU模塊直接接收串口的數據接口；(2)控制卡數據傳輸接口；(3)數據管理中心數據交互接口，包括：接收數據接口標準，發送數據接口標準，本地數據存儲接口；(4)管理軟件訪問數據中心數據庫接口；(5)GSM數據接口； (6)GIS-T數據訪問接口；(7)Web數據交互接口。

2．3．2 信息管理系統模塊設計
信息管理系統作為停車誘導信息系統的核心，軟件采用模塊化結構設計，提供網址顯示、GSM消息回復、LED誘導屏信息實時更新等接口，具備較強的擴展性和移植性。信息管理系統模塊如圖4所示。

停車場管理中心客戶端從本地管理數據庫中讀取相應數據，通過本地CDMA或GSM模塊傳輸至移動數據中心，由移動數據中心統一將前端的采集數據轉發至數據管理中心(機房中心)，存儲至數據管理中心的數據庫。
數據中心的數據經編碼，通過專用線路(VPN)傳輸到移動數據中心，由移動數據中心發送數據到前端的誘導屏控制卡，控制卡做相應的數據解碼，并顯示于屏幕。另外，用戶可通過GSM數據中心查詢某區域內的停車場空車位情況以及具體停車場位置信息、收費情況。
停車場信息管理系統軟件可提供以下主要查詢功能：查詢并顯示當前停車場的運行狀況、總停車數、名稱、剩余停車數量、停車場位置、停車場編號等；查詢某區域內當前的停車場數量、位置、當前空車位數量和名稱等。
2．4 移動通信傳輸系統設計
信息傳輸系統是整個系統設計和功能實現的關鍵，傳輸信息采集系統、用戶服務請求、數據傳輸和發布誘導指令等大量實時信息。
考慮網絡接入的容量、數據交互的可靠性、建設投資、系統的運行費用等因素，采用中國移動的GPRS網絡或中國聯通的CDMA網絡實現數據通訊，隨著3G移動技術的推廣和其在速度和容量方面的優勢．系統在兼容GSM和CDMA模塊的同時，正逐步向3G通信技術平滑過渡。
停車場信息采集系統獲取城市各停車場的車位信息，也可通過移動通信系統將數據發送到信息管理數據中心，同時，考慮到目前停車場管理系統的發展現狀，采集系統也接收停車場管理系統發送的信息，進行相應操作。
對于已實現車輛信息采集的停車場，在配備車輛數據采集模塊同時，可配置車輛數據傳輸模塊，通過串口發送至停車場的信息管理系統，再由移動通信模塊傳送至該城市的停車場誘導數據采集中心。圖5為移動通信傳輸系統。

3 停車誘導信息系統算法設計
該系統中的另一個核心是誘導系統的處理算法。系統根據用戶的請求信息、車載定位系統和GIS-T得到車輛位置信息及停車場的動態車位信息，綜合計算出最佳誘導路線。圖6為停車誘導信息系統算法流程。

用戶通過手機和車載電話語音或短信平臺訪問誘導系統的WAB網站或短信中心，提交停車目的地請求，對于多次提出相同請求的用戶判斷為不宦誘導，并給予提示，3次為宜。如果小于3，則系統根據各種信息給出最有停車位誘導路線，然后，向用戶發出導航信息，并給出預約賬號。同時向停車場發送預約停車位和相應的預約賬號與臨界時間。在臨界時間內，如果用戶不能到達制定停車位，系統及時返回用戶相應的取消預約信息，并取消預約停車位。

4 實例驗證
針對以上系統設計要求，開發相應的應用軟件，以某區域停車場為例，通過該軟件模擬計算得到對應的結果數據，均能滿足設計要求。表1為模擬測試主要參數，表2為測試結果。

5 結論
分析停車誘導信息系統功能，借鑒國外PGIS建設經驗，采用GIS-T技術，結合實際城市道路情況，提出基于移動通信技術的停車誘導信息系統設計方案。仿真測試證明該系統的有效性。該系統設計將城市大型停車場，特別是超大型多區域、多層次的大面積多車位、路線復雜的停車場構成一個實時的停車誘導信息系統，引導進入車輛的停放，不僅解決了駕駛員尋找車位的盲目性，節省了時間和燃油，而且有利于停車場的內部管理。因此，無論從節約能源，環境保護和提高停車場的利用率等方面，該系統設計都具有重要意義，同時為城市交通管理控制、駕駛員出行提供更準確和有效的誘導決策輔助信息。