物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的停車位共享云平臺

譚冰清，屈 挺，徐素秀，亢 凱

（1.廣東工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.暨南大學(xué) 電氣信息學(xué)院，廣東 珠海 519000）

0 引言

隨著人們生活質(zhì)量的日益提升，人們的出行方式也逐漸改變，從主要依靠公共交通出行變?yōu)樽择{出行。出行方式的轉(zhuǎn)變意味著使用的交通工具也有所變化。人民網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2017年，全國汽車保有量達(dá)2.17億輛，與2016年相比，全年增加2 304萬輛，增長11.85%。其中以個人名義登記的小型和微型載客汽車（私家車）達(dá)1.70億輛，占載客汽車的91.89%[1]。雖然機(jī)動車的持有量一直增加，但由于土地資源等多方面的約束，停車位的數(shù)量的增加速度十分緩慢。統(tǒng)計表明，在一個繁華的大都市，一個正常的駕駛?cè)讼胍业娇捎玫耐＼囄辉诼飞涎埠降臅r間大概是8分鐘，期間產(chǎn)生的汽車尾氣對環(huán)境造成污染也是巨大的[2]。在上班工作時間停車難現(xiàn)象最明顯的主要是城市的商業(yè)中心、醫(yī)院區(qū)域以及公共服務(wù)機(jī)構(gòu)周邊。

車流量大的城市的商業(yè)中心作為人們活動的集中區(qū)域，更是一位難求。商業(yè)中心周圍的道路兩側(cè)經(jīng)常被出行的車輛占用，憑空出現(xiàn)一個車道，更有甚者停在馬路中間，嚴(yán)重影響行人的正常出行；開車就醫(yī)是人們的首選，由于醫(yī)院多數(shù)位于城市的中心地帶，并且為病患提供多條綠色通道以及良好的就診環(huán)境，使得醫(yī)院停車位緊缺，為患者看病造成重重困難；許多市民服務(wù)的辦事機(jī)構(gòu)在城市的老城區(qū)，車位本就稀少，加上道路狹窄，更由于辦事時間不定，辦事的人們經(jīng)常不按規(guī)定時間離開車位，造成停車?yán)щy[3]。因此，停車難主要可以歸結(jié)為：缺乏停車設(shè)施、嚴(yán)重的非法停車以及對停車時間監(jiān)管不嚴(yán)格。

正因為停車資源的缺乏、非法停車的泛濫以及對停車時間不嚴(yán)格的管理，造成人們出行尋找車位的困難。然而，在商業(yè)中心、醫(yī)院區(qū)域以及市民服務(wù)的辦事機(jī)構(gòu)周邊都分布著許多居民小區(qū)，小區(qū)中有大量閑置的居民停車位，在很多時候這些車位的業(yè)主都離開了小區(qū)去到其他地方工作、看病或者辦事。而許多正在巡航找尋停車位的駕駛?cè)嗽谧约盒^(qū)的停車位可能正在閑置。

本文首先對城市停車現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，分析了目前造成停車問題的原因，視角不再局限于新建停車場增加新的停車位來改善停車難的問題。提出利用共享經(jīng)濟(jì)的思維盤活城市閑置的停車資源，針對現(xiàn)在許多居民區(qū)的私人停車位閑置沒有合理利用的現(xiàn)象，提出建立一個停車位共享云平臺，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取物理世界數(shù)據(jù)并傳輸給云平臺，云平臺根據(jù)停車需求者的需求，合理地將居民區(qū)的閑置停車位可以在需要的時間共享給需要的駕駛?cè)耍⑶医o居民區(qū)停車位業(yè)主帶來客觀的收益。停車位共享云平臺的建立最大程度地利用現(xiàn)實中已有的資源，盡可能地解決停車位供需不平衡的現(xiàn)象。

1 停車位共享

汽車時代的來臨，令城市特別是老城區(qū)停車的壓力逐年增加。依照傳統(tǒng)思維，停車位緊缺必然要大興土木，加快停車場的新建。共享經(jīng)濟(jì)的興起給城市停車位的共享提供了很好的理論支持。“共享停車”的基本理念并不難懂，其本質(zhì)上是最大化利用資源，既然一個停車位已經(jīng)被建設(shè)出來，就要規(guī)避它被閑置浪費，被閑置的時間越少，說明利用越充分[4]。根據(jù)效率最大化原則，早期生活中就有了“共享停車”的初步應(yīng)用，如周末大家出行的黃金時段，一些商場上已經(jīng)設(shè)有電子牌，上面實時顯示附近的停車位信息；大部分公共停車場按時段收費，用來不間斷停車等。不過，“共享停車”意圖是盤活許多閑置的私人停車資源，切入點自然是一些類似小區(qū)中本不對外的停車位。小區(qū)業(yè)主閑置的停車位共享給需要停車的駕駛?cè)耍坏梢猿浞掷觅Y源，還可以獲得額外的收入，使得更多的業(yè)主愿意接受共享，參與共享。停車位的共享極大程度減少了尋找公共停車位駕駛?cè)说难埠綍r間，能夠緩解由于尋找車位帶來的交通擁堵。

“共享停車”理念的橫空出世無疑為解決停車難提供了全新的思路。基于諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎得主Alvin E.Roth在《共享經(jīng)濟(jì)》一書中詳細(xì)介紹的房屋資源和腎資源共享理論擴(kuò)展為停車資源的共享。事實上，停車位共享采用的最基本思路實際是利用不同用地類型在動態(tài)停車泊位需求上的互補(bǔ)性，鼓勵相鄰用地專用配建停車設(shè)施在一定程度上對外開放。共享停車模式的運用，能夠最大限度地利用已有的停車位資源，得以在一定程度上緩解停車位的供需不平衡。例如，《波特蘭市區(qū)停車共享手冊》中指出，路內(nèi)停車泊位和路外公共停車場通常被周邊的停車需求者共同使用，是實現(xiàn)停車共享的一種最典型的形式[5]。

目前，我國關(guān)于共享停車的研究還處于起步階段，但我國許多一線城市已經(jīng)陸續(xù)將共享停車用于實踐。在北京，最新停車位數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示：居民小區(qū)的停車位只有219萬個，全市有停車需求的車輛卻高達(dá)384輛，顯然供不應(yīng)求，而全市公共停車場的停車位總數(shù)為147萬個，僅僅只有58萬輛機(jī)動車占用這些車位，也就是說約占60%的90萬個停車位其實可供附近居民的車輛停車使用，以解決居民停車難的問題，這一調(diào)查結(jié)果是令人震驚的。在上海，2017年3月，宣布將建設(shè)50個共享停車示范點，其中包括最難尋找到車位的城市商業(yè)中心、醫(yī)院以及居民辦事的政府部門，并擬開發(fā)出“上海停車APP”，讓市民可以預(yù)約以及錯時停車，一定程度上改善大城市停車難的矛盾。在廣州，2017年8月，政府部門打算將“共享停車”納入新擬定的《廣州市停車場建設(shè)和管理規(guī)定》，通過建立停車引導(dǎo)平臺，將政府機(jī)關(guān)和居民小區(qū)等可用的停車資源統(tǒng)一利用，集中統(tǒng)籌安排，以緩解停車難的現(xiàn)象[6]。

如今，共享的概念已經(jīng)深入人心，最典型的就是共享單車。ofo，摩拜等共享單車的令廣大用戶滿意，在校園中極大程度的方便了學(xué)生以及上班族在上學(xué)和上班高峰期的出行。在廣州大學(xué)城推廣的共享電車更是給廣大師生帶來了極大的方便，深受好評。對于人們共享意愿的調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)表明：（1）95%的受訪者愿意接受共享停車，剩余不愿意共享的人是因為他們已經(jīng)在工作場所預(yù)留了停車位；（2）接近85%的受訪者愿意選擇共用停車場，即使共享停車費高于他們的首選停車位，但是首選停車位接近飽和，很可能一位難求；（3）選擇與出行目的有關(guān)。比如去其他城市旅游或者出差，選擇租用共享停車位可能性就越大。因為這會使得出行的路線和時間更加靈活。

共享停車這一全新模式的應(yīng)運而生為社會整體帶來多方共贏的局面。為車主：通過閑置車位共享服務(wù)和車位預(yù)約服務(wù)，快速約位、導(dǎo)航直達(dá)、車位指引，一鍵解決停車的迫切需求；為業(yè)主：充分挖掘車位閑置時間段的價值，提高車位利用率，便捷的操作體驗，實現(xiàn)安全、省心的共享停車服務(wù)；為物業(yè)：按需發(fā)布，為停車場帶來更多人流量，集中分散用戶，提高用戶粘性，實現(xiàn)對用戶的精準(zhǔn)指引，降低停車場管理成本。這一模式的實際應(yīng)用需要建立一個高效的停車位管理平臺真正實現(xiàn)停車位的共享。

2 停車位管理云平臺

云平臺是一種新型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，指的是IT技術(shù)設(shè)施的交互和使用模式，終端用戶可以通過物聯(lián)網(wǎng)得到信息資源。實際上，就是將地理位置上分散的停車資源集成在一起，形成一個邏輯上集中、物理上分散的虛擬組織，通過虛擬組織的運作，實現(xiàn)對停車位需求市場的快速響應(yīng)。本文中，云平臺的建立能夠?qū)崿F(xiàn)停車資源共享、降低停車成本、提高停車資源利用率的目的，進(jìn)而有效改善目前停車難的現(xiàn)象[7]。

2.1 系統(tǒng)需求

通過云平臺進(jìn)行共享停車的主要有三類參與者：私人（住宅/小區(qū)）停車位提供者、平臺管理者和停車位需求者。提供者通過云平臺將自己閑置的車位共享給需要的用戶，并從中獲取報酬，由此，大量的閑置的停車資源得以利用，很大程度緩解停車難的問題。平臺管理者作為停車位提供者和停車位需求者的中間方，主要作用是更好更快地為停車位提供者和停車位需求者提供共享服務(wù)。停車位需求者可以根據(jù)平臺提供的停車位的數(shù)據(jù)，選擇自己需要的停車位實現(xiàn)共享。這為停車位共享平臺的建立提出了更高的要求。具體要求可以歸納為以下幾點：

（1）魯棒性：平臺應(yīng)具備處理停車位共享期間突發(fā)事件的能力，在發(fā)生共享期間用戶未及時離開車位或者用戶未按照平臺分配的車位進(jìn)行共享等突發(fā)情況時可以及時應(yīng)對；

（2）兼容性：平臺應(yīng)該足夠兼容，以支持可能管理的多種停車資源，如小區(qū)中閑置的私人停車位以及路邊的公共停車位，并且可以輕松實現(xiàn)同區(qū)域停車資源的整合與利用；

（3）實時性：要求平臺實時收集停車位的相關(guān)信息，如車位的占用情況以及可共享時段，以便有效分配閑置的停車資源；

（4）靈活性：平臺應(yīng)足夠靈活地分配停車位，并且用戶可以通過多種方式和途徑獲取停車位。

除以上要求外，提出的停車位管理云平臺應(yīng)適用于所有用戶，以便滿足停車位需求的用戶并便于其操作。因此無論如何建立停車位管理云平臺，都應(yīng)首先考慮可用性和用戶友好性。

2.2 智能停車位管理云平臺框架

在分析停車位管理云平臺的特點之后，建立了如圖1所示的智能停車位管理云平臺框架。云平臺的使用將帶來從傳統(tǒng)的城市停車場向新的數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能城市停車場的范式轉(zhuǎn)變，其主要影響在于以下4個方面：（1）在技術(shù)方面，傳統(tǒng)的信息基礎(chǔ)將轉(zhuǎn)移到云端，這為實時數(shù)據(jù)收集，服務(wù)集成和優(yōu)化提供了一個統(tǒng)一而靈活的環(huán)境；（2）在決策方面，通過使用智能手機(jī)，改變了駕駛者收集實時旅行和停車信息的方式，相互影響并在駕駛過程中做出積極主動的在線決策；（3）對于停車管理者而言，共享云平臺可以有效緩解動態(tài)環(huán)境下的供需失衡問題。需要停車位的駕駛者可以快速輕松地與相鄰的停車場配對。它將城市停車管理統(tǒng)一為一個高效和經(jīng)濟(jì)的過程；（4）對駕駛者而言，旅行前和旅途中可以安排更好的旅行計劃。同時，由停車造成的等待時間可以大大減少。

它主要由智能車位、網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)、停車位管理云平臺以及終端用戶組成。可以利用不同的感知和無處不在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能停車環(huán)境，例如用于停車場出入控制的射頻識別技術(shù)（RFID），用于采集外界信息的傳感器（溫濕度傳感器、光強(qiáng)度傳感器、速度傳感器、煙霧報警器、攝像頭等），用于檢測停車場的狀態(tài)。為了使平臺高效的分配停車資源，不同的停車場必須通過執(zhí)行不同的業(yè)務(wù)角色和應(yīng)用來提供“最佳”停車位。根據(jù)它們的特性，主要有3類停車場，包括住宅/社區(qū)停車場、路邊停車場和公共停車場（例如，用于購物中心/酒店/餐廳/交通樞紐）。部署在這些停車場的傳感器周期性地或?qū)崟r地發(fā)送關(guān)于停車位占用情況的更新信息至智能網(wǎng)關(guān)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)一步推送至云平臺。平臺主要通過智能網(wǎng)關(guān)和云端數(shù)據(jù)處理模塊兩個組件獲取數(shù)據(jù)，智能網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將智能車位虛擬化和云端化。該系統(tǒng)作為一個輕量級的中間件可部署在工作站和移動終端，提供以下關(guān)鍵功能：（1）它連接（有線或無線）并托管一組注冊的資產(chǎn)；（2）處理緩存并在本地和暫時交換實時數(shù)據(jù)和事件；（3）服務(wù)需要通過該系統(tǒng)被資源需求者所調(diào)用。云端數(shù)據(jù)處理模塊可滿足數(shù)據(jù)處理和分析，設(shè)備和資源管理以及其他高級功能（如復(fù)雜事件診斷以及停車位監(jiān)管規(guī)則和約束管理）的功能要求。

在物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的智能環(huán)境中，與傳統(tǒng)的停車場活動相比，與停車相關(guān)的操作和決策有所不同。駕駛者的合理化操作詳述如下。駕駛者可以通過在其移動設(shè)備（例如，智能手機(jī)或車載計算機(jī)）上安裝相應(yīng)的智能停車APP來與云平臺進(jìn)行交互。通過個人輔助工具，每個用戶可以設(shè)置個人資料，該資料將被應(yīng)用程序用于在每個特定停車場景中共享，查找、分配、預(yù)留和支付最佳停車位。存儲在基于內(nèi)存的云數(shù)據(jù)庫中，用戶配置文件將被動態(tài)更新以反映用戶環(huán)境和行為的變化，平臺將進(jìn)一步分析這些變化，以便提供增值服務(wù)（例如停車可用性預(yù)測和建議）。憑借高效的基于拍賣的停車位分配和定價算法，云平臺總是能夠為移動駕車者提供“最佳”可用停車位。

圖1 智能停車位共享云平臺框架

3 結(jié)束語

本文在總結(jié)分析目前大城市車位難求現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡明了停車問題形成的主要原因以及閑置停車資源可被利用的可能性。提出了建立一個停車位共享云平臺，通過從傳統(tǒng)的城市停車場向新的數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能城市停車場的范式轉(zhuǎn)變，明確了共享云平臺的搭建意義以及其運作模式。從為車主提供預(yù)約服務(wù)，一鍵解決停車的迫切需求；為業(yè)主充分挖掘車位閑置時間段的價值，提高車位利用率提供省心省時的服務(wù)；為物業(yè)精準(zhǔn)指引，降低停車場管理成本三大要素出發(fā)，充分體現(xiàn)停車位管理云平臺建立的必要性。

共享停車位的普及是我國城市化進(jìn)程中交通環(huán)境建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，本文僅對停車位共享平臺的建立進(jìn)行了探討，同時在平臺服務(wù)提供的細(xì)節(jié)部分存在一定的局限性與不足，在未來的研究中需要注意以下兩方面的問題：可以考慮居民停車位通過平臺共享給需要的用戶之后停車位業(yè)主的收益的計算方式，以及停車位共享平臺將停車位分配給需要用戶的指派方式。

[1]王紫，吳曉琴.中國公安部：截至2017年底全國機(jī)動車保有量達(dá)3.10億輛[EB/OL].(2018-01-16)[2018-02-25].http：//auto.people.com.cn/n1/2018/0116/c1005-29766686.html.

[2]Shoup D.Cruising for parking[J].Transportation Policy，2006，13(6)：479-486.

[3]韓鳳春，王景升.我國城市停車發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，12(2)：89-92.

[4]李菲.住區(qū)停車資源共享的策略研究[D].大連：大連理工大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2012.

[5]王家，張曉東.美國城市停車政策解析[J].城市交通，2011，9(4)：53-60.

[6]許亞洲.多地推“共享停車”緩解“停車難”[EB/OL].(2017-08-04)[2018-02-25].http：//auto.sina.com.cn/news/hy/2017-08-04/detail-ifyitamv4989177.shtml.

[7]Ji Z，Ganchev I，O'Droma，M，et al.A cloud-based car parking middleware for IoT-based smart cities：design and implementation[J].Sensors，2014，14(12)：22372-22393.