基于車聯網的智能停車信息服務系統設計

1.引言

交通擁堵、交通事故、環境污染逐漸成為影響城市居民生活的重要問題，各國的政府、交通系統師試著采用各種方式改善交通狀況。解決交通問題要從“行”和“停”兩個方向入手，在充分挖掘道路通行潛力的同時，人們越來越多地想到從停車的角度解決交通問題。因此，一方面需要建設大量的停車場，而另一方面，也需要借助先進的信息技術來發布停車場的位置信息、空車位等信息，并貫穿出行始末。

盧灣區停車誘導系統在日常的運行管理中，尚存在一些問題有待完善，如：現有的行車路徑導航和停車信息服務還沒有實現整合，駕車者的交通信息查詢還比較繁瑣;在停車高峰期，車位緊張時，部分高端用戶有提前預約車位的需求無法滿足;停車場內缺少內部誘導，在車位較多的停車場，車主要離開停車場時往往找不到車輛等問題。新系統結合運用了車聯網技術、BP神經網路、三維街景、超聲波檢測等先進技術，有效的克服了其缺點，提出了一種完善的系統方案。

2.系統總體架構概述

2.1綜合停車信息服務系統總體架構概述

該系統的智能停車平臺由有效泊位預測系統、泊位查詢系統、手機上網服務器、網站服務器、語音坐席查詢系統和查詢信息數據庫組成。該智能停車平臺可為車主提供路徑引導、三維街景、停車庫實時信息查詢、車位預約、語音服務、短信服務、手機上網等功能。

2.2太平橋停車服務物聯網系統總體架構概述

太平洋停車庫地形復雜，車輛眾多，車主進入停車場后視線往往受車輛和立柱等物遮擋，不能第一時間發現空余車位，只能盲目巡游尋找車位，偏僻空余車位始終無人獲知，車位利用率低下;無法準確統計不同時段車流量，無法及時作出運營調整，優化資源;對于“外來車主”因車庫環境的不熟悉，很難確定自己的停車位置。為了有效解決以上一些問題，我們將太平橋車庫系統與物聯網技術相結合，很好的解決了太平橋車庫停車難的問題。該系統主要由進出口管理系統、場內引導系統、車輛位置查詢系統以及停車預約系統組成。

2.3基于車聯網技術的智能停車服務系統總體架構概述

太平橋停車服務物聯網系統是一個獨立的計算機系統，該系統與綜合性停車信息服務平臺互聯，形成了基于車輛網技術的智能停車服務系統。整個系統停車用戶可以通過短信、自動呼叫中心以及手機訪問或網絡訪問的方式來了解具體的停車信息，大大的方便了停車用戶對停車庫具體停車信息的了解，以便停車用戶對停車位的及時的預約，極大的節約了停車用戶尋找停車位的時間。

3.系統關鍵技術

3.1物聯網技術

物聯網是指將各種各樣的物體經由各類信息傳感和數據采集設備后，通過有線或無線的通信方式與互聯網融合形成的一個巨大的物與物相聯的網絡。物聯網的作用在于，將原本與網絡無關，但與我們的生活、工作息息相關的萬事萬物，融入到網絡里來，結合成一個更加智慧的生產、生活體系，大大地提高人類對事物的控制和管理效能，極大地促進我們的生活、生產乃至整個社會的發展。

3.2車聯網技術

車聯網是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻等識別技術,實現在信息網絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和有效利用,并根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務。車聯網可以實現車與車之間、車與建筑物之間,以及車與基礎設施之間的信息交換,它甚至可以幫助實現汽車和行人、汽車和非機動車之間的“對話”。就像互聯網把每個單臺的電腦連接起來,車聯網能夠把獨立的汽車聯結在一起。

3.3RFID技術

RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預。當前，RFID技術已經應用于一些領域當中，如物流與供應鏈管理、不停車收費系統等。

4.綜合停車信息服務主要系統的實現

4.1語音誘導系統實現

語音誘導系統可為車主指引找到停車場。這樣不僅節省了駕駛員的時間，還減少了車輛在道路上的停留時間，相對的也起到了緩解道路擁擠狀況的作用。為此通過搭建呼叫中心，由坐席人員為呼入電話的車主提供道路引導、信息查詢、車位預約等服務。整個呼叫中心將通過PBX出/入局，并且支持IP電話、固話和移動手機的呼入。PBX會將呼入信令通過局域網轉接至本地坐席，或通過Internet路由至遠端坐席。

4.2短信功能的實現

車主可通過發送短信將自己的位置告訴短信服務平臺，服務平臺將規劃好的誘導路線及車庫信息返回到駕駛員手機，以短信方式指導駕駛員行駛到停車庫，這樣讓駕駛員無論何時何地都能獲得停車誘導服務。

短信查詢系統利用中國移動的MAS或者企信通服務，用戶可以編輯短信的方式，發送到指定的號碼上，進行停車泊位查詢，查詢結果以文本說明的方式返回到用戶手機上。用戶可以查詢當前目的地的停車場的泊位信息，也可以加上預測事件來查詢未來某個時間的停車場泊位信息。

4.3手機上網的實現

傳統的個人電腦瀏覽方式隨著移動通訊技術的革新正在慢慢被后者取代。一項針對國內智能手機的調查指出，除了電話短信這些原始功能，手機上網已經成為用戶最常用的功能。

對于駕駛員而言，手機等移動設備與個人電腦相比無疑是更加方便的查詢工具。

針對移動通訊設備，推出基于無線網絡的查詢平臺，這符合與時俱進的科學發展觀思想，滿足當下廣大人民的切身需求。上海市盧灣停車誘導網特別為其開辟專門的訪問通道，通過為手機等設備的瀏覽習慣量身打造的查詢系統，可以隨時隨地查詢最新信息，它將和升級后的網站一起，為用戶提供無縫的查詢體驗。

4.4停車預約系統的實現

停車預約系統提供電話預約、短信預約以及網站預約等服務，停車人可通過不同的方式向停車信息服務平臺發送預約請求，由停車信息服務平臺處理相關的預約請求，并與停車場管理系統進行信息的交互，將停車人的預約請求發送到停車場終端。當駕車者駕駛車輛到達停車場時，由停車場管理系統根據預約信息列表中所保存的相關預約信息判斷當前入場的車輛是否為預約車輛，處理預約信息等。

4.5停車場泊車位預測系統的實現

停車場泊車位預測系統采用BP神經網絡技術。神經網絡有多種模型，利用誤差反傳神經網絡(也稱BP網絡)構造有效停車泊位預測模型，可以較為準確地預測短期內的有效停車泊位變化，是一種能較好滿足用戶出行決策和經營停車場的企業運營管理需要的有效停車泊位預測模型。

5.太平橋停車服務物聯網主要系統實現

5.1停車進出口管理系統的實現

本系統中停泊車輛的收費采用人工收費、遠距離讀卡器自動收費和基于手機SIM卡的多功能繳費三種方式。

人工收費：人工收費主要針對臨時車輛，且使用現金支付的用戶。臨時車輛離場前，車主將臨時票交給工作人員，工作人員在時租卡讀寫器上一刷，電腦根據車輛入場時間和相對應的收費標準自動計費，并存入數據庫內，車主按顯示金額用現金支付。同時，圖像采集設備會自動抓拍車輛圖片，并與數據庫內存儲的數據進行比對，確認無誤后開閘放行。

遠距離讀卡器自動收費：遠距離讀卡器自動收費主要針對長期用戶。持卡車輛離場時，只需持卡在離出口控制機3-15米范圍內，RFID遠距離讀卡器會自動讀取車主卡上信息，并計算、扣除相應停車費用。同時，圖像采集設備會自動抓拍車輛圖片，并與數據庫內存儲的數據進行比對，確認無誤后系統自動開閘放行。

手機SIM卡的繳費：通過與中國移動公司(或中國電信)的合作，采用SIM卡實現停車場小額支付，實現停車場系統的多元化應用，操作流程與公共交通卡繳費一致。車輛離場前，車主經過集中繳費終端時，將臨時票在讀寫器上一刷，電腦根據車輛入場時間和相對應的收費標準自動計費，并存入數據庫內，車主可根據顯示金額使用手機SIM卡繳費，同時將停車交易記錄保存到后臺數據庫中，用于收費信息的查詢以及與移動公司后臺系統的結算，停車場收費系統與移動公司SIM卡應用系統之間按照SIM卡應用系統要求的數據格式進行交互。

5.2場內引導系統的實現

場內引導系統由車位信息采集設備和車位引導設備組成，主要采用了超聲波檢測和地圖監控等技術。擬實現對進入停車場內部的車輛進行停車指引，包括入口處區域(或樓層)的指引、場內分區指引和車位指示燈等，方便駕駛員盡快找到可停放的停車位。

場內引導系統由車位信息采集設備(超聲波車位檢測器)、車位信息發布(LED車位指示燈)、前端控制設備(控制主機)和后臺管理系統(場內誘導系統軟件)組成。

5.3停車位置查詢系統實現

停車位置查詢系統由車牌識別設備、RFID讀卡器和查詢終端組成，擬通過反向尋車系統實現對所停放車輛的反向查詢操作，方便駕駛員盡快找到車輛停放的位置。具體系統結構如上圖所示。首先需要定位單元系統，可以為車位為單元也可以為區域為單元，實現對長期用戶車輛、臨時用戶車輛的定位;其次，需要定位總段設備，主要是通過RFID讀卡器安裝在分區交界通道的頂部;再次，系統中還需要設置查詢終端設備，當車輛離場時可通過查詢終端進行車輛的定位查詢，查詢終端采用市場上技術成熟的觸摸查詢一體機，具備多種外觀選擇，產品主機配置，外接設備可根據實際使用需求做相應調整;最終，該系統中的車牌識別攝像機、RFID讀卡器均匯集至控制主機，并由控制主機通過網線與后臺服務器進行通信，上傳臨時用戶車輛和長期用戶車輛的相關定位信息，控制主機放置在中央控制室內。

5.4車位預約設備布設系統實現

車位預約系統主要通過停車預約服務器、停車預約軟件并且通過webservice接口與綜合性停車信息系統連接實現，具體結構如下圖2：

6.基于車輛網技術的智能停車信息系統整體實現

基于車聯網技術的智能停車信息服務系統如圖6-1所示，車主可以通過綜合性停車信息平臺，對太平橋車庫的車位進行預約，預約時要求車主輸入車牌信息和預約時間。綜合性停車信息平臺通過Webservice接口下發預約信息到太平橋停車場數據服務器，停車場系統將根據信息進行車位預留/釋放。預約用戶進入車庫后，通過信息驗證(車牌及預約時間)，取卡后方能正常進入停車。進入太平橋車庫的每個有權限的停車用戶都有一張車載RFID卡(車聯網)，RFID卡支持遠距離射頻識別，遠距離卡放在擋風玻璃下方，車輛進入停車場時，安裝在入口處的遠距離讀卡器就能將這張卡識別出來，并記下入場時間;當人們駕車離開停車場時，出口處的遠距離讀卡器再完成一次識別，就能算出停車費用，系統自動完成扣款，信息確認無誤后，自動開閘放行。整個過程中，駕車人無須停車，也沒有任何人工操作，可大量節省時間。

7.結論

本文介紹了基于車輛網技術的綜合停車信息服務系統的實現方案，創新的把運用車聯網技術的RFID遠距離讀卡器安裝在了停車庫的出入口通道中。通過安裝在出入口通道控制機上的RFID遠距離讀卡器、車載遠距離RFID卡、太平橋停車庫控制中心以及綜合停車控制中心進行無線通信。借此對交通信息進行采集集融合與發布，同時借助各種手段和設備，對交通進行協調和管理，不僅提升了城市公共停車管理水平和服務水平，提高了公共停車場的利用率和均衡性，減少了因盲目尋找停車空位而附加的交通量，緩解了區域內路網的交通擁堵狀況，降低了交通事故的發生率，而且使得停車服務信息發布途徑更豐富、服務范圍更廣泛、服務方式更為靈活，體現網站信息服務的智能化程度，極大的提高了城市停車管理水平和智能信息服務系統的能力。