車位引導(dǎo)系統(tǒng)原理及應(yīng)用研究陳際如

李春玲 韋蓮素 陳春杏

摘? ?要：文章對現(xiàn)有車位引導(dǎo)系統(tǒng)的組成、工作原理及其在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行了梳理，總結(jié)了目前車位引導(dǎo)系統(tǒng)存在的不足，針對當(dāng)前車位引導(dǎo)系統(tǒng)智能化、可視化程度不高等問題，提出車載車位引導(dǎo)APP，讓車主快速地尋找車位并到達(dá)目標(biāo)車位，體驗(yàn)更好的停車體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：車位引導(dǎo)系統(tǒng);車載APP;智能化;可視化

隨著科技和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活質(zhì)量不斷提高，我國居民的汽車擁有量呈逐年上升趨勢。城市中汽車的數(shù)量越來越多，不但出現(xiàn)了停車難和亂停車等不良現(xiàn)象，同時(shí)尋找停車場和停車位也變得十分困難，進(jìn)出停車場的不便和停車位供應(yīng)不足成了許多地方最頭疼的問題，因此，解決這個(gè)問題成了許多城市刻不容緩的首要任務(wù)。在智能化普及的現(xiàn)代信息社會，智能車位引導(dǎo)將是發(fā)展的趨勢，本文將對車位引導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理、應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及改進(jìn)方向進(jìn)行綜合論述。

1? ? 車位引導(dǎo)系統(tǒng)的原理

車位引導(dǎo)系統(tǒng)一般包括信息采集、信息傳輸、信息處理和信息發(fā)布等4個(gè)模塊[1]。通過信息采集模塊對停車場內(nèi)的車位停車情況進(jìn)行檢測，再由信息傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理之后分發(fā)給信息發(fā)布模塊，以此給用戶提供停車場車位信息服務(wù)。

信息采集模塊通過各類傳感器或視頻監(jiān)控等裝置，在停車場內(nèi)相應(yīng)區(qū)域采集相關(guān)信息，如停車場內(nèi)車位使用情況等。信息傳輸模塊則是負(fù)責(zé)其他3個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，信息處理模塊是對接收到的一系列數(shù)據(jù)做運(yùn)算處理并將處理后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)儲存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，最終提供給有停車需求的用戶使用。信息發(fā)布模塊是系統(tǒng)與用戶信息傳遞的橋梁，信息發(fā)布模塊可以由多種終端構(gòu)成，在各個(gè)終端展示系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)布的停車場車位信息，以供用戶使用[2]。

1.1? 停車位信息采集

停車位信息采集使用了多種方法，主要有地磁傳感器、感應(yīng)線圈、超聲波、紅外、視頻等。

（1）地磁傳感器可探測出車輛對地磁場信號的擾動，以此來判別車輛的存在[3]。

（2）感應(yīng)線圈是基于電渦流效應(yīng)原理的車輛檢測技術(shù)，當(dāng)車輛靠近線圈時(shí)引起線圈電量感和阻抗的改變，并檢測車位的停車狀況[4]。

（3）超聲波技術(shù)是通過發(fā)射波和發(fā)射波的時(shí)間差來測量距離，從而判斷車位是否有車輛停放[5]。

紅外車位檢測使用紅外發(fā)射器發(fā)射的光經(jīng)透鏡聚焦后投射出去，當(dāng)光遇到障礙物阻擋時(shí)形成反射，反射回的紅外光線投射到位置敏感傳感器上，以此測量物體與傳感器的距離并與閾值相比，判斷車位狀態(tài)的占用與否[6]。

視頻檢測是利用攝像頭采集停車場內(nèi)的視頻圖像，對圖像進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)圖像中停車位區(qū)域的像素積累量的變化特點(diǎn)，利用背景差分算法來實(shí)現(xiàn)停車位上的車輛檢測[7]。

信息傳送是指采集的信息向服務(wù)器傳送和處理后的信息向用戶傳送這兩個(gè)過程的結(jié)合。通信系統(tǒng)是系統(tǒng)內(nèi)信息相互傳送、相互交流的重要保障，使信息匯總、處理、信息傳遞、信息實(shí)時(shí)更新發(fā)布幾個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)能夠相互聯(lián)系在一起。根據(jù)使用的信息發(fā)送方式以及傳遞介質(zhì)的差異，一般可以分為有線傳送和無線傳送兩種方式。停車場的駕駛者對停車位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的需求量非常巨大，采用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)停車場設(shè)備與用戶終端間的數(shù)據(jù)通信，固定線纜傳送停車場信息采集設(shè)備與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)[8]。

1.2? 信息傳輸技術(shù)

信息傳輸有采集信息向數(shù)據(jù)處理服務(wù)器傳送和信息向用戶傳送兩個(gè)過程。向服務(wù)器傳送信息的方式有藍(lán)牙、WiFi、ZigBee等。

（1）藍(lán)牙無線技術(shù)是將采集到的信息反饋到中央處理器，經(jīng)過數(shù)據(jù)的分析處理之后，給出相應(yīng)的回復(fù)，再由藍(lán)牙端口對車位信息做出顯示，通過LED車位引導(dǎo)屏幕顯示相應(yīng)的車位信息[9]。

（2）WiFi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是通過手機(jī)客戶端和后臺服務(wù)進(jìn)行交互來實(shí)現(xiàn)信息傳輸。通過手機(jī)客戶端獲取到相關(guān)信息，并將這些信息發(fā)送給定位服務(wù)器，定位服務(wù)器通過定位算法計(jì)算當(dāng)前位置查找出合適的導(dǎo)航路線，將路線結(jié)果反饋到客戶端[10]。

（3）ZigBee技術(shù)是通過由ZigBee組成的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接收并存儲數(shù)據(jù)，在用戶終端顯示數(shù)據(jù)，向用戶提示空閑車位[11]。

信息處理模塊將采集到的靜、動態(tài)信息匯總加工處理成用戶所能使用的有效信息，并儲存到數(shù)據(jù)庫，為停車引導(dǎo)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。

1.3? 信息發(fā)布模塊

信息發(fā)布模塊接收信息處理模塊匯總的停車場信息后，通過各種終端設(shè)備向用戶提供車位信息服務(wù)。

（1）引導(dǎo)指示屏。現(xiàn)有停車場最主要的車位引導(dǎo)設(shè)備就是引導(dǎo)指示屏，在停車場入口附近主干道上設(shè)置引導(dǎo)指示屏，顯示當(dāng)前停車場內(nèi)的車位使用情況。

（2）手機(jī)APP。用戶使用智能手機(jī)下載APP，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地獲取車位信息，還可以通過APP指定停車場預(yù)定車位，快速便捷停車。

（3）交通廣播。建立停車引導(dǎo)交通廣播，為城市內(nèi)的廣大用戶提供實(shí)時(shí)停車場車位使用信息發(fā)布服務(wù)。

（4）無線網(wǎng)。用戶在靠近停車場入口時(shí)，可以通過無線網(wǎng)獲取停車場發(fā)布的場內(nèi)車位剩余情況[12]。

2? ? 車位導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1? 國外城市停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)

國外開始停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究的時(shí)間較早，并且發(fā)展穩(wěn)定。德國博施集團(tuán)早在1993年就研發(fā)出第一代PRS2100停車管理系統(tǒng)，將整個(gè)停車引導(dǎo)系統(tǒng)分為停車引導(dǎo)系統(tǒng)和公共關(guān)系系統(tǒng)兩部分，包括停車空間、可變標(biāo)志和數(shù)據(jù)采集[13]，并且為用戶提供了3種不同類型的信息顯示模式。無論是停車位的使用態(tài)，還是信息顯示器到停車位的距離，公共交通的轉(zhuǎn)移以及可能在相鄰區(qū)域中空閑的停車位信息都可以單獨(dú)或組合發(fā)送。1996年，美國利用靜止標(biāo)志和VMS將停車引導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用在商業(yè)區(qū)，利用中央計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)顯示車位占用情況，數(shù)據(jù)通過VMS發(fā)布給車主，車主選定目標(biāo)車位按照靜態(tài)引導(dǎo)標(biāo)志引導(dǎo)停車。1973年，日本成功發(fā)布了亞洲首個(gè)停車引導(dǎo)系統(tǒng)，1995年停車引導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展完善，利用信息板，實(shí)時(shí)更新車位空閑和占用狀態(tài)。目前，國外的智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展下，逐漸完善并且擁有很大發(fā)展市場。美國智能停車行業(yè)在引導(dǎo)車輛快速入庫、在線預(yù)訂、自主付費(fèi)等領(lǐng)域已經(jīng)有了較為成熟的應(yīng)用。日本也開始進(jìn)行停車大數(shù)據(jù)收集，啟動了對于智慧停車業(yè)務(wù)的深入發(fā)展，并且日本境內(nèi)所有的停車場都試行了引導(dǎo)車輛快速進(jìn)入停車場、實(shí)時(shí)查詢車位數(shù)據(jù)等服務(wù)。

2.2? 國內(nèi)PGIS

與上述國家相比，我國在停車引導(dǎo)系統(tǒng)行業(yè)還處于早期階段，經(jīng)過不斷努力攻克難關(guān)并結(jié)合國外先進(jìn)的停車技術(shù)，國內(nèi)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)也日趨成熟。國內(nèi)最開始的PGIS的引進(jìn)和應(yīng)用是20世紀(jì)90年代末，廣州市使用了靜態(tài)交通管理信息系統(tǒng)，通過順序編碼方式獲取停車場車位數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)根據(jù)城市交通結(jié)構(gòu)劃分分區(qū)，系統(tǒng)的運(yùn)行流程和功能結(jié)構(gòu)配置都使用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)完成。停車場和車位數(shù)據(jù)信息可以通過廣州市靜態(tài)交通管理信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)布。2001年年末，南京市結(jié)合了國外先進(jìn)技術(shù)的新型停車引導(dǎo)系統(tǒng)開始投入使用。系統(tǒng)記錄了每位駕駛者和車輛的信息以及停車時(shí)間，通過南京市的各個(gè)路口的動態(tài)VMS發(fā)布所在地附件停車場的方位和更新車位信息。2000年年初，北京成功建立了大型的停車管理系統(tǒng)，2001年，停車引導(dǎo)系統(tǒng)首次在王府井投入運(yùn)行。該系統(tǒng)主要由各個(gè)子系統(tǒng)組成，擁有中央處理控制中心和網(wǎng)絡(luò)通信平臺，將空車位數(shù)據(jù)動態(tài)分布到各個(gè)交通引導(dǎo)虛擬機(jī)，有效提高停車空位的利用率，取得了較好的泊車成果。但該系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)VMS的安裝位置，且位置固定，不方便用戶隨時(shí)查看停車信息。

在未來，停車智能化將成為我國的停車引導(dǎo)系統(tǒng)的主要研究研究方向。沈陽正在建設(shè)的智能立體停車場，擁有一整套先進(jìn)的智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)與設(shè)備，從停車到取車全部實(shí)現(xiàn)智能化、自動化，具備市面上已有的網(wǎng)絡(luò)支付、車牌識別功能。合肥在城市大道設(shè)立通車誘導(dǎo)屏對外公開車位空余量，將人流量多的廣場停車場數(shù)據(jù)都納入停車引導(dǎo)系統(tǒng)中，停車場出口設(shè)計(jì)了智能道閘，用于收集車輛駛?cè)牒婉傠x停車場的信息，并將收集的信息數(shù)據(jù)上傳，通過誘導(dǎo)顯示屏實(shí)時(shí)發(fā)布。

3? ? 不足與改進(jìn)方向

就目前來看，國內(nèi)現(xiàn)有的停車引導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展了較多功能，如網(wǎng)上車位預(yù)定等，然而在引導(dǎo)方面，大多側(cè)重于場外引導(dǎo)，對車輛進(jìn)入停車場后自主選擇特定停車位的引導(dǎo)重視不夠。常見的是在停車場外或者內(nèi)部設(shè)置的LED車位引導(dǎo)屏，利用服務(wù)器將處理后的引導(dǎo)信號傳輸給引導(dǎo)顯示屏，引導(dǎo)司機(jī)將車停入空位。而單獨(dú)的LED顯示屏對于坐在車內(nèi)的車主一般不容易被發(fā)現(xiàn)，所以車主必須在進(jìn)入停車場之后先尋找LED顯示屏，再依靠LED顯示屏引導(dǎo)停車，這讓進(jìn)入新環(huán)境的陌生停車場的車主很難快速找到停車位，并且在信息采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性方面發(fā)展還不完備。為了提供司機(jī)即時(shí)可靠的資訊，并讓使用者進(jìn)入停車場快速停車，可以改進(jìn)智能停車系統(tǒng)，將整個(gè)停車場的平面信息及車位占用情況反饋在客戶端車載APP上，在進(jìn)入停車場后可以以車載APP來引導(dǎo)車主停車。車主可在車內(nèi)實(shí)時(shí)掌握停車動態(tài)及引導(dǎo)路線，輕松找到合適的停車位。

4? ? 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國民消費(fèi)水平不斷提高，我國在進(jìn)入“汽車時(shí)代”后，“停車難”已經(jīng)成為困擾民生的焦點(diǎn)問題。智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)的出現(xiàn)，大幅度提高了車位的利用效率，保證了良好的出行體驗(yàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，傳統(tǒng)的停車位引導(dǎo)系統(tǒng)對于用戶的使用已經(jīng)不夠方便，基于不同的定位方法，結(jié)合移動設(shè)備APP使用的各種智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)正在發(fā)展，為車主提供更便捷的停車服務(wù)[14]。后續(xù)的停車引導(dǎo)系統(tǒng)將不斷完善，通過利用物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)將停車數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)云平臺結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)智能尋找停車場、實(shí)時(shí)更新車位信息、引導(dǎo)車輛快速進(jìn)入停車場、高效率地利用停車資源，再到便捷取車、繳納停車費(fèi)用等一系列智能化、自動化的功能。

[參考文獻(xiàn)]

[1]潘曉東，詹嘉，楊軫.智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（1）：60-62.

[2]解維亮.智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2005.

[3]余浥.基于地磁的路邊停車場車輛檢測系統(tǒng)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2017.

[4]王敏，王娟，鮑丙豪.基于超聲波和環(huán)形線圈的車位信息檢測[J].信息技術(shù)，2016（3）：54-56，61.

[5]王斯琪.基于ZigBee的超聲波車位檢測誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].石家莊：石家莊鐵道大學(xué)，2015.

[6]程義民.大型停車庫車位檢測及信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2014.

[7]趙曉磊.大型停車場車位檢測及停車導(dǎo)航技術(shù)的研究[D].哈爾濱：黑龍江大學(xué)，2017.

[8]段東辰.綿陽長虹國際城地下停車場車位主動引導(dǎo)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2016.

[9]王娟.基于藍(lán)牙的車位引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D].貴陽：貴陽學(xué)院，2017.

[10]周昌龍.基于WiFi的智能停車場系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢紡織大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，2016.

[11]陳朝欽，洪少華，李振榮，等.基于ZigBee定位的室內(nèi)停車場導(dǎo)航系統(tǒng)[D].惠州：惠州學(xué)院，2017.

[12]王偉，付佳，鄭羽，等.基于移動設(shè)備技術(shù)的智能停車場應(yīng)用前景分析[J].市場周刊，2017（4）：27-28.

[13]季彥婕，王煒，鄧衛(wèi).城市停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[C].北京：第九屆多國交通學(xué)術(shù)會議，2004.

[14]陳章譽(yù).車位共享APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京：東南大學(xué)，2017.

Abstract：In this paper， the composition， working principle， application status and development trend of the existing parking guidance system are combed and summarized， and the shortcomings of the current parking guiding system are summarized， aiming at the intellectualization of the current parking guiding system， In order to improve the parking experience， this paper puts forward that the vehicle parking guidance APP， can quickly find the parking space and reach the target parking space， so as to get a better parking experience， and some other problems， such as the low visualization degree and so on.

Key words：parking guidance system; on-board APP; intellectualization; visualization