面向移動客戶端的智慧型停車服務系統設計*

黃光銘，蔣全勝，馬 睿，黃 涔

（蘇州科技大學機械工程學院，江蘇蘇州 215009）

0 引言

目前，我國城市的交通問題較為突出，主要存在著交通混亂、道路擁擠及停車困難等現象[1-2]。特別是在經濟高速發展的同時，城市規模的擴大在無形中增加城市交通管理的壓力，人們日常出行不便成為一個亟待解決的問題。

在城市自駕出行者中，大多數人都面臨停車困難的問題，主要體現在公共停車位短缺、停車場易尋但停車位難尋、收費不統一等[3-5]。

目前移動客戶端市場上存在許多實用型交通出行類手機應用軟件[6]，例如地圖類的高德地圖、百度地圖；打車類如滴滴出行、uber；公交查詢類如8684公交查詢、車來了等等。目前來說，導航軟件的精確度還不夠高，往往是導航到目的地附近就結束了導航，已經不能滿足使用者的需求。目前市場上出現一些APP軟件來幫助駕車者解決停車難的問題，但這些軟件是建立在現有地圖導航軟件的基礎之上進行研發的，也就是說，APP開發和運營者不能保證信息的準確度；地圖軟件的導航定位各個開發商的技術水平不一，會導致真實的目的地跟虛擬的地址產生一定的偏差。另外，目前的停車場由于受到硬件條件以及經營理念限制，還無法實時向汽車用戶提供詳細的停車位信息服務。

1 針對停車服務市場需求分析

國家發改委2015年調查報告指出：目前我國停車位缺口超過5 000萬個，并且停車位缺口正持續擴大[7]。圖1中的數據表明伴隨著我國經濟建設和城市化進程的快速加快，2006年到2015年10年間，我國汽車保有量增長迅速，從3 697萬輛增長到1.62億輛。

圖1 汽車擁有量變化

從圖1不難看出，未來停車場行業前景廣闊，高需求下的智能化高效化的停車需求將不斷增加。停車場的智能化高效化趨勢將越來越明顯。

圖2為10年內我國傳統停車位需求測算情況，數據表明，我國停車泊位理論需求量將從2008年的5 609.57萬個增長至2020年的30 936.55萬個。按照國際城市建設經驗，停車泊位應達到機動車保有量的1.1～1.2倍，而智慧服務系統則是在傳統停車場的基礎上進行智能化改進，具有十分廣闊的發展前景。

圖2 中國傳統停車位需求量測算

2 智慧型停車服務系統設計方案

2.1 系統運行方式

設計的智慧型停車服務系統具體運行方式如下：

（1）信息監測裝置通過車輛探測單元將車位空閑信號發送到服務器進行數據分析。

（2）數據分析后車位空閑信息上傳到數據庫進行保存。

（3）云端將車位空閑信息下載置入APP內。

（4）車主使用移動終端進行APP內搜索車位信息。

（5）車主搜索到車位并且付一部分押金進行預定,類似電影院訂座方式。

（6）APP接收預訂信息發送至管理中心。

（7）管理中心將預訂信息發送至該車位所在停車場的服務器并控制此車位信息監測裝置由綠燈變成橙色進入預定狀態。

（8）車輛進入停車場時服務器通過車牌識別系統識別車牌號，并將區域誘導信息顯示在大顯示板上，與此同時車位信息監測裝置退出鎖定狀態進入自動打開使用狀態。也可根據APP上的精確室內定位系統導航至車位。

（9）車輛尋到自己車位后，進行倒車，車位信息監測裝置通過車輛探測單元自動放下車位信息監測裝置。若此車位處于鎖定狀態，倒車靠近時候車輛探測單元識別車子離太近時發出蜂鳴進行警告。

（10）車位信息監測裝置打開下降后將車位已使用的信息反饋管理中心并開始收費計時。

（11）管理中心將信息發送到云端，車主可通過app實時觀測車輛收費信息。車主也可通過小程序的車位信息進行反向尋車。

（12）使用車位結束后，待車完全離開，車位信息監測裝置自動抬起，將車位已結束使用的信息反饋到管理中心停止計時并計算費用。

（13）最終費用將上傳至云端，由app反饋給車主提示繳費。

（14）通過出停車場時二維碼掃碼支付停車費用。

2.2 車位信息檢測裝置

車位信息檢測裝置示意圖如圖3所示，控制箱為防水放壓材料制成，內部安裝有主板，各類傳感器與控制裝置開閉的電機。

（1）閉鎖狀態

由車輛探測單元探測車距，當距離小于0.5m時，車位信息監測裝置開始警報，防止車位信息監測裝置處于車輛盲區而被碰撞，而產生不必要的財產損失。

（2）開鎖狀態

由車輛探測單元探測車距，當距離小于0.5 m時，車位信息監測裝置下降，并將信號發送至服務器，進行收費計時。當車輛離開，車輛探測單元，未探測到車2 min后，車位信息監測裝置上升，并將信號發送至服務器，收費計時停止，且車位信息監測裝置變為閉鎖狀態。

（3）閉鎖到開鎖

通過服務器的車牌識別系統，識別已預定車位車牌號，并傳遞信號給閉鎖狀態車位信息監測裝置將其變成開鎖狀態。

系統具有較高的智能化程度，一切的工作程序均由控制箱內主板控制完成，智能鎖位復位，智能防撞，防水防壓，外觀美觀大方，性能突出。

圖3 車位信息監測裝置

圖4 汽車車牌自動識別系統

2.3 汽車車牌自動識別系統

汽車車牌自動識別（圖4）是一項利用車輛的動態視頻或靜態圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術。其硬件組成包括：觸發設備(監測車輛是否進入視野)、攝像設備、照明設備、圖像采集設備、識別車牌號碼的處理機(如計算機)等。其軟件核心包括：車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學字符識別算法等。部分車牌識別系統還具有通過視頻圖像判斷是否有車的功能稱之為視頻車輛檢測。當車輛檢測部分檢測到車輛到達時觸發圖像采集單元，采集當前的視頻圖像。車牌識別單元對圖像進行處理，定位出牌照位置，再將牌照中的字符分割出來進行識別，然后組成牌照號碼輸出。

2.4 系統使用方式

（1）車主打開APP，地圖上直接顯示附近的可使用車位以及車位的余量；

（2）車主選定所需車位，付一定的定金即可預定成功，APP自動生成路線，導航至預定車位停車場；

（3）進入停車場內根據區域導航，或者手機APP室內導航，尋至車位；

（4）停車結束后，繳費信息發送至手機，離開時即可直接線上付款。

2.5 APP與停車場系統流程圖

該智慧停車服務系統由客戶通過移動終端訪問服務器，獲取相關信息并找尋適合自己的車位，如圖5所示。

圖5 停車場系統流程圖

圖5 中，云端的數據來源于各大停車場管理系統，由車牌識別與車位信息采集系統組成的停車場系統通過服務器將數據發送給數據庫，再由服務器進行計算與車位調配，從而使用戶能夠具體直觀的了解到所在區域車位的空余情況，方便用戶在線預定。

3 智慧型停車服務系統特點

該智能停車服務系統包括5大模塊，即車輛身份識別、車輛出入情況、車輛資料管理、位置跟蹤以及收費管理。同時具有如下特點：

（1）通過車位信息采集反饋系統將具體各個車位的占用情況實時反饋到云端上；

（2）客戶可通過APP隨時查詢各個停車場空余情況并進行車位預訂；

（3）客戶可離開后閑事付費，省去了出口付費的麻煩，減少車輛滯留。

該系統依靠車位信息監測裝置能夠更加精確的顯示附近車位空余信息，并且車位定位也更加準確。進入停車場時的車牌識別系統，自動識別算法自動抓拍車輛照片并辨別車牌號碼，將車牌號碼、顏色、等車牌特征數據記錄，確認是否此車已在此地預定車位，并把入場時間信息等傳記錄下來，車輛完全自動化的出入停車場。

車位信息監測裝置防止占車位現象，打開后進行收費計時，關閉計費結束，更加精確的結算停車時間。反向尋車功能對總在停車場找不到自己車的人提供了很大的幫助。車子離開后自動生成付款鏈接，直接點擊支付即可，直接省去了人工收款這一步。

系統將停車APP與停車場智能化服務相結合，不僅方便精確尋找車位，車位信息監測裝置還能幫助反向尋車，使得停車更加便利。最后的在線付款更提高了停車場的智能化，實現了停車場無人化智能管理。

4 結束語

現在已經進入一個智能化、自動化的社會。智慧型停車服務是現代化停車管理系統的重要舉措，也是近年來發展快速的一大熱點，其普及將給社會帶來巨大的經濟效益和社會效益。該系統聚集著工作效率高、操作簡便等優點，突出智能和高效功能，能夠大大提高現代停車場的管理水平。