先進(jìn)的城市智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　引言 

　　城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)(Parking Guidance and Information System，PGIS)是以可變、多級(jí)信息發(fā)布屏為載體，向出行者提供停車場(chǎng)（庫(kù)）的具體位置、當(dāng)前車位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等信息，指引駕駛員合理停車，同時(shí)提供數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、輔助管理部門決策的智能交通系統(tǒng)。系統(tǒng)由停車數(shù)據(jù)采集端（停車場(chǎng)）、數(shù)據(jù)處理和發(fā)布中心、廣域信息發(fā)布平臺(tái)（互聯(lián)網(wǎng)、廣播、移動(dòng)通信等）和區(qū)域停車信息發(fā)布端（誘導(dǎo)顯示屏）組成，采用先進(jìn)的有線或無線通訊方式，實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域無縫隙覆蓋，即點(diǎn)-面結(jié)合的不同層次的系統(tǒng)。出行者通過該系統(tǒng)獲取目的地交通、停車狀況，結(jié)合出行目的，選擇出行方式；行駛途中及時(shí)得到目的地交通狀況、車位資源占用情況，采取對(duì)自己最有利的行車、停車方案；通過該系統(tǒng)的實(shí)施可提高城市停車場(chǎng)的利用率、促使停車設(shè)施利用均衡化，從而減少建造新停車設(shè)施的需要；減少交通負(fù)荷和道路交通事故、尋求快速暢通的交通流；提高停車管理水平、從而改善城市的環(huán)境。

　　1 智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)成

　　智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)一般包括停車信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、信息處理、和信息發(fā)布四個(gè)部分組成。各部分之間的關(guān)系如圖1所示。

　　1.1信息采集

　　在每個(gè)停車場(chǎng)（庫(kù)）設(shè)有數(shù)據(jù)采集端，隨時(shí)感應(yīng)汽車駛進(jìn)、離開停車場(chǎng)狀況，停車場(chǎng)空車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來自設(shè)立于停車場(chǎng)出入口的收費(fèi)系統(tǒng)或單獨(dú)設(shè)立的車輛檢測(cè)器以及人為修正的空車位信息。停車場(chǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)空車位信息的采集，定時(shí)向停車信息中心發(fā)送，以達(dá)到空車位監(jiān)視和停車誘導(dǎo)的目的。主要設(shè)備有：車輛檢測(cè)器：用于自動(dòng)檢測(cè)車輛進(jìn)出停車場(chǎng)；車位信息板：用于顯示當(dāng)前本地空車位數(shù)量；數(shù)據(jù)采集與上傳終端：采集停車收費(fèi)系統(tǒng)、車輛檢測(cè)器、手持終端等設(shè)備提供的車輛入出數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后傳送到停車信息中心；停車收費(fèi)系統(tǒng)：現(xiàn)有用于停車計(jì)費(fèi)和停車場(chǎng)設(shè)備控制的系統(tǒng)，形式多樣，具備數(shù)據(jù)通信接口。 

圖1 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)成

圖2 停車誘導(dǎo)分級(jí)原理圖

　　1.2信息處理

　　信息處理系統(tǒng)將采集到的停車場(chǎng)使用狀況以及周邊道路信息加工處理成向駕駛員提供的適當(dāng)形式的信息, 如停車場(chǎng)的滿空(剩余車位情況)、集散道路是否擁堵等。另外, 信息處理系統(tǒng)還擔(dān)負(fù)著存儲(chǔ)停車場(chǎng)信息、加工處理停車場(chǎng)使用情況的變化模式等任務(wù)。這些功能將為未來提供停車需求狀況預(yù)報(bào)、停車位預(yù)約等服務(wù)奠定基礎(chǔ)。 

　　1.3數(shù)據(jù)傳輸

　　數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕救蝿?wù)是保證從信息采集系統(tǒng)到信息處理系統(tǒng)再到信息發(fā)布系統(tǒng)的暢通。其常用的形式有光傳輸網(wǎng)、電話交換網(wǎng)以及光接入網(wǎng)等形式。各停車場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過停車信息平臺(tái)終端數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)并發(fā)布到市公共信息聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),控制中心則從該聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)獲取其控制停車場(chǎng)的停車信息數(shù)據(jù)。

　　1.4信息發(fā)布

　　停車誘導(dǎo)系統(tǒng)信息發(fā)布設(shè)施包括：可變信息顯示屏、交通廣播電臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)、車載終端、手機(jī)等移動(dòng)終端。發(fā)布信息的內(nèi)容有：停車場(chǎng)位置、車位數(shù)、車位使用情況、區(qū)域停車資源、備選停車場(chǎng)、收費(fèi)情況、道路交通狀況、交通管制措施、停車場(chǎng)周邊服務(wù)設(shè)施分布情況、行車路線、預(yù)約服務(wù)信息等。它的任務(wù)是將信息處理系統(tǒng)處理過的信息以適當(dāng)?shù)姆绞较蛲饨绶秩舾蓚€(gè)層次發(fā)布出來。通常是由控制中心隨時(shí)將各個(gè)停車場(chǎng)的使用狀況在可變信息顯示板上以視覺的方式或通過廣播以聽覺的方式向駕駛員提供。也可以作為ITS的一部分，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)電話以及車載導(dǎo)航裝置等方式發(fā)布。目前最為基礎(chǔ)、最為常用的發(fā)布形式為設(shè)置于路側(cè)的誘導(dǎo)顯示屏。

　　2 智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)分級(jí)

　　停車誘導(dǎo)信息的繁簡(jiǎn)對(duì)于停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的效果起到至關(guān)重要的作用。過于復(fù)雜的信息會(huì)增加駕駛員反應(yīng)和理解時(shí)間，甚至有可能產(chǎn)生駕駛員來不及理解的極端現(xiàn)象，從而使誘導(dǎo)失去意義。因此，通過信息的分層簡(jiǎn)化，將誘導(dǎo)信息以簡(jiǎn)潔明了的形式提供給駕駛員，是避免信息過載的有效手段之一[3]。誘導(dǎo)信息的內(nèi)容，根據(jù)層次由遠(yuǎn)及近有所不同。誘導(dǎo)信息板的種類按層次可分為： 

　?。?） 一級(jí)誘導(dǎo)屏（區(qū)域）。在區(qū)域周邊主干道上設(shè)置動(dòng)態(tài)停車標(biāo)志，其主要目的是對(duì)停車者進(jìn)行總體信息的誘導(dǎo)，使停車者對(duì)該區(qū)域的停車狀況有一個(gè)初步了解。提供該誘導(dǎo)小區(qū)主要停車場(chǎng)的分布，動(dòng)態(tài)可用泊位數(shù)、行車方向等基本信息，具體內(nèi)容為停車標(biāo)志P、區(qū)域路網(wǎng)圖、停車場(chǎng)的位置與名稱、空車位數(shù)、駕車者所處位置以及行車方向等。

　?。?）二級(jí)誘導(dǎo)屏（主要路口）。采用文字類信息誘導(dǎo)屏，根據(jù)周邊停車場(chǎng)的分布，可一塊或多塊二級(jí)誘導(dǎo)顯示屏結(jié)合對(duì)停車者進(jìn)行誘導(dǎo)，目的是進(jìn)行進(jìn)一步誘導(dǎo)，提供周邊街道停車場(chǎng)可利用泊位數(shù)、行車方向及行車距離。具體內(nèi)容為：停車標(biāo)志P、停車場(chǎng)名稱、空車位數(shù)、車行方向及距離。

　　（3）三級(jí)誘導(dǎo)屏。采用文字類信息顯示屏，目的是對(duì)停車者進(jìn)入停車場(chǎng)誘導(dǎo)，該級(jí)顯示屏向停車者提供該停車場(chǎng)更詳細(xì)的信息，具體內(nèi)容：停車標(biāo)志P、停車場(chǎng)名稱、當(dāng)前空車位數(shù)、開放時(shí)間、收費(fèi)價(jià)格、受限高度等信息。停車誘導(dǎo)信息分級(jí)原理及停車者在三級(jí)誘導(dǎo)信息下的停車選擇行為示意如圖2 所示。

　　3 系統(tǒng)信息流

　　3.1系統(tǒng)信息流結(jié)構(gòu)體系

　　為實(shí)現(xiàn)停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)的功能，需要構(gòu)筑完備的信息流結(jié)構(gòu)體系，即對(duì)信息從采集到用戶接受信息這一過程進(jìn)行詳細(xì)的分析，得到在各個(gè)過程中信息流的組成和流動(dòng)方向[3]。在信息采集階段，系統(tǒng)可在預(yù)設(shè)信息中獲得有關(guān)路網(wǎng)條件、停車場(chǎng)分布、停車場(chǎng)泊位數(shù)等靜態(tài)信息，同時(shí)系統(tǒng)通過設(shè)置在各停車場(chǎng)以及道路網(wǎng)中的實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，可以采集到路網(wǎng)的狀態(tài)參數(shù)、停車場(chǎng)使用情況等動(dòng)態(tài)參數(shù)。信息收集完畢后，系統(tǒng)將收集到的信息傳輸?shù)街骺赜?jì)算機(jī)，由主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息的分類和處理，通過分析軟件得到停車場(chǎng)泊位利用情況的相關(guān)指標(biāo)、停車場(chǎng)的服務(wù)范圍以及路網(wǎng)的狀態(tài)預(yù)測(cè)參數(shù)。最后，通過信息發(fā)布裝置將停車場(chǎng)利用情況信息以及誘導(dǎo)信息提供給駕駛員，供駕駛員參考選用。具體信息流結(jié)構(gòu)體系詳見圖3。

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　　3.2系統(tǒng)信息流控制

　　一個(gè)典型的智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)信息流主要由四個(gè)部分設(shè)備組成：

　?。?） 路邊可變指示標(biāo)志（VMS）：顯示靜止或可變停車信息；
　?。?） 停車場(chǎng)計(jì)數(shù)裝置：實(shí)時(shí)計(jì)算停車泊位的占用情況；
　　（3） 控制中心：處理停車場(chǎng)的泊位占用情況；
　　（4） 電信網(wǎng)：實(shí)現(xiàn)信息在停車場(chǎng)、控制中心和可變電子信息板之間的傳輸、交換。 

圖3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)體系框圖

圖4 系統(tǒng)信息流結(jié)構(gòu)體系框圖

　　4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)體系

　　在停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)過程中，需要對(duì)系統(tǒng)中的信息采集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)以及信息發(fā)布系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行合理的布設(shè)及整合，同時(shí)也需要同系統(tǒng)外部的駕駛員行為分析、路網(wǎng)交通控制與管理方式、停車場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)情況等外部條件進(jìn)行整合。使得停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)軟件在保證其正確性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)其實(shí)用性，以達(dá)到建立停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)的最終目的。具體框圖流程見圖4。

　　5 系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)

　　停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)中，主要算法包括主控計(jì)算機(jī)關(guān)于停車誘導(dǎo)信息的處理算法以及停車場(chǎng)終端車輛檢測(cè)算法兩部分。

　　5.1停車誘導(dǎo)信息處理算法

　　在停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，主控計(jì)算機(jī)對(duì)于數(shù)據(jù)信息的處理過程是整個(gè)系統(tǒng)的核心，因此需要對(duì)停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)的算法體系進(jìn)行分析。在系統(tǒng)中，通過一定的數(shù)據(jù)處理流程，對(duì)采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息以及預(yù)設(shè)的系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析，可以從路網(wǎng)狀態(tài)、設(shè)施情況預(yù)測(cè)出停車場(chǎng)泊位的變化趨勢(shì)，同時(shí)結(jié)合道路車流的信息，可以制定出合理的停車場(chǎng)誘導(dǎo)信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域靜態(tài)交通的誘導(dǎo)與控制。具體結(jié)構(gòu)體系見圖5。 

圖5 系統(tǒng)算法結(jié)構(gòu)體系框圖

　　5.2停車場(chǎng)車輛檢測(cè)算法

　　停車場(chǎng)車輛信息的采集內(nèi)容包括：到達(dá)及離開車輛的牌照、車型; 到達(dá)或離開時(shí)刻；停放時(shí)長(zhǎng)；泊位供給量；空余車位數(shù)等?？捎赏＼噲?chǎng)進(jìn)出口設(shè)置的收費(fèi)讀卡機(jī)或電子標(biāo)簽、空余車位數(shù)據(jù)采集器、檢測(cè)器等設(shè)施加以實(shí)現(xiàn)[4]。

　　對(duì)于單層停車場(chǎng)，空余車位數(shù)據(jù)采集器利用欄桿機(jī)或車輛感應(yīng)線圈送出的信號(hào)，檢測(cè)車輛的進(jìn)出數(shù)量并得到停車場(chǎng)車位利用情況。

　　對(duì)于多層停車樓，每層各有一個(gè)入口和一個(gè)出口，在各層入口和出口處均埋設(shè)車輛檢測(cè)線圈，利用這些線圈對(duì)進(jìn)入和離開停車場(chǎng)及各層的車輛計(jì)數(shù)。對(duì)于入口檢測(cè)，當(dāng)某層檢測(cè)到一次車輛通過，則該層空車位數(shù)減1，若上一層檢測(cè)到車輛通過，則該層空車位數(shù)減1，同時(shí)上一層空車位數(shù)加1。對(duì)于出口檢測(cè)，當(dāng)某層檢測(cè)到一次車輛通過，在該層空車位數(shù)加1，其下一層空車位數(shù)減1，直到車輛駛出，各個(gè)停車場(chǎng)通過電話線將數(shù)據(jù)傳送至主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)將資料整理后再通過無線通信模塊將各路口數(shù)據(jù)傳送至可變標(biāo)志牌。

　　6 結(jié)束語

　　智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它的管理涉及規(guī)劃、建設(shè)、交通、公安等部門，管理權(quán)即交叉重疊，又分割脫節(jié)，不利于停車管理和系統(tǒng)建立。按照適應(yīng)停車管理需要、合理分工和相對(duì)集中的原則，成立最高決策和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，協(xié)調(diào)交通委員會(huì)、規(guī)劃委員會(huì)、公安交通管理局、發(fā)改委、物價(jià)局、各區(qū)縣管理委員會(huì)、園林局、建設(shè)委員會(huì)、供電局、電信公司等單位共同進(jìn)行誘導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)。市政府經(jīng)營(yíng)性公共停車場(chǎng)管理部門為先期主導(dǎo)，制定系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃方案，進(jìn)行政策研究，鼓勵(lì)停車企業(yè)參與誘導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)，特別是大型停車管理企業(yè)，提高停車資源納入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)帶動(dòng)各區(qū)縣相關(guān)部門，廣泛征求意見，形成切實(shí)可行的建設(shè)經(jīng)營(yíng)格局，加大宣傳力度，讓更多有關(guān)管理部門認(rèn)識(shí)到誘導(dǎo)系統(tǒng)給城市交通運(yùn)行和管理帶來的利益，積極促成多家管理單位主動(dòng)參與、配合，推動(dòng)項(xiàng)目上馬建設(shè)的局面。