城市停車場信息管理系統(tǒng)設(shè)計

史 沖

（1. 河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局 第一地質(zhì)大隊，河南 鄭州 450016）

隨著城市內(nèi)機動車輛的增加，停車場信息管理成為重要一環(huán)。目前研究主要集中在兩個方面，一是智能化小區(qū)的停車管理系統(tǒng)[1-3]，二是現(xiàn)有停車管理系統(tǒng)的優(yōu)化[4,5]。本文采用自頂向下、逐步求精的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，建立城市停車場信息管理系統(tǒng)，通過車內(nèi)導(dǎo)航儀接收相關(guān)數(shù)據(jù)，給駕駛員更佳的停車場選擇。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

城市停車場信息管理系統(tǒng)采用自頂向下、逐步求精的結(jié)構(gòu)化生命周期設(shè)計方法，即系統(tǒng)分析員、軟件工程師、程序員以及最終用戶按照用戶至上的原則，自頂向下分析與設(shè)計和自底向上逐步實施，建立計算機信息系統(tǒng)[6,7]。

由于目前GIS在分布式計算方面應(yīng)用范圍有限，該系統(tǒng)采用管理員端C/S架構(gòu)和用戶端高速信息終端傳輸技術(shù)[8]。用戶端的GPS接收機有數(shù)據(jù)接收和一定的數(shù)據(jù)處理分析能力，可以用來進行最短路徑分析。

系統(tǒng)分2個部分，一是用戶部分，可以根據(jù)服務(wù)器發(fā)來的數(shù)據(jù)和用戶定義的目的地進行選址和路徑分析，具有信息接收和分析功能；一是管理部分，可以通過存儲服務(wù)器存儲數(shù)據(jù)和應(yīng)用分析服務(wù)器來進行規(guī)劃分析[9]，系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)見圖1。

根據(jù)模塊圖，系統(tǒng)分為2個子系統(tǒng)：

1）用戶查詢信息子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)在車載GPS上的信息接收和分析，包括：①數(shù)據(jù)接收和查詢模塊，系統(tǒng)通過無線傳輸獲得實時的城市停車場車位數(shù)據(jù)，用戶按要求將自己的目的地輸入GPS終端，GPS終端將目的地、交通線路圖和停車場實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析獲得最佳目的地供駕駛員選擇。②最短路徑分析模塊，通過該車所在位置和目的地停車場位置，計算最短路徑為駕駛員導(dǎo)航。

圖1 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖

2）停車場管理子系統(tǒng)，包括：①停車場靜態(tài)數(shù)據(jù)管理模塊，根據(jù)每年停車場新建和拆除信息，對現(xiàn)有停車場位置數(shù)據(jù)進行刪除、插入和修改。修改主要是對停車場因擴建或內(nèi)部整改所形成的車位數(shù)量改變進行更新。②服務(wù)區(qū)范圍分析模塊，根據(jù)停車場位置和城市交通線路圖進行服務(wù)區(qū)范圍分析，獲得停車場的服務(wù)區(qū)域。③區(qū)域停車場分布密度分析模塊，進行停車場數(shù)量分區(qū)統(tǒng)計，并計算停車場和車位密度，用于分析相關(guān)區(qū)域停車場是否需要新建或重建。④停車場選址分析模塊，根據(jù)商業(yè)網(wǎng)點分布、停車場需求、交通線路網(wǎng)和土地地價等信息分析最適宜建造停車場的區(qū)域，并分析新建停車場服務(wù)范圍，確定新建停車場的位置。

模塊間主要以數(shù)據(jù)格式為接口，如各模塊和數(shù)據(jù)庫所定格式保持一致，以實現(xiàn)處理及通訊；模塊之間若有直接的數(shù)據(jù)交換，則制定交互數(shù)據(jù)的格式，并以此為接口[10]。

(1)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)可性。隨著慕課、微課和精品課程等網(wǎng)絡(luò)課程廣泛推出，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)成為傳統(tǒng)課堂的重要補充。尤其是建立在標(biāo)準(zhǔn)化體系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)成果能夠得到認(rèn)可[2]，甚至是成為學(xué)生日后工作發(fā)展的重要依據(jù)。

該停車場信息管理系統(tǒng)采用Oracle 9i+ArcSDE進行管線數(shù)據(jù)存儲，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存儲在Oracle中。數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括屬性數(shù)據(jù)庫設(shè)計和空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計，其中空間數(shù)據(jù)庫包括城市交通網(wǎng)線圖、停車場分布圖、商業(yè)網(wǎng)點分布圖。屬性數(shù)據(jù)庫為停車場的屬性數(shù)據(jù)（見表1）。

表1 城市停車場表結(jié)構(gòu)

2 數(shù)據(jù)描述

該系統(tǒng)所涉及的靜態(tài)數(shù)據(jù)主要是電子地圖數(shù)據(jù)，包括停車場、建筑物、商業(yè)點、道路等信息。作為系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)及整個虛擬地理空間的信息承載體，用戶及管理員可以將其他信息附加在電子地圖上，以實現(xiàn)其他功能。動態(tài)數(shù)據(jù)主要包括：①用戶信息，用戶姓名、身份證號碼、手機號碼、注冊信息等；②分析信息，系統(tǒng)分析停車場的選址和服務(wù)范圍信息；③查詢信息，用戶向系統(tǒng)提交的關(guān)于停車場選擇的查詢信息；④導(dǎo)航信息，系統(tǒng)針對用戶查詢信息的導(dǎo)航和線路信息；⑤更新信息，管理部門對系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)進行的更新操作和信息。

該系統(tǒng)中用戶信息、日志信息、空間基礎(chǔ)信息、停車場車位信息等的存儲管理皆采用SQL Server 2005或者Oracle 10等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)字典見表2～4。

表2 數(shù)據(jù)流說明表

表3 數(shù)據(jù)存儲說明表

表4 數(shù)據(jù)項說明表

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集包括以下幾個方面：①基礎(chǔ)道路信息采集，主要通過數(shù)字化及向有關(guān)部門購買獲得；②停車場位置信息采集，由當(dāng)?shù)卣{(diào)查和數(shù)字化獲得；③停車場車位信息，由停車場管理員通過終端設(shè)備實時輸入。數(shù)據(jù)加工邏輯說明見表5。

表5 加工邏輯說明表

3 系統(tǒng)描述

系統(tǒng)功能主要包括以下幾個部分：①對城市內(nèi)停車場進行建庫，統(tǒng)一管理停車場信息，并通過地理信息系統(tǒng)對各個停車場的空間分布進行顯示和查詢。②管理停車場即時數(shù)據(jù)，如當(dāng)前停車場是否已滿、已停車數(shù)量、剩余車位數(shù)量、單位時間增加車輛數(shù)、估計停滿車輛的時間等。③空間分析，通過對多天數(shù)據(jù)的分析得出停車場停車效率，并根據(jù)對停車車位的需求度了解是否要對其進行擴建或在區(qū)域其他位置建立新的停車場。④通過無線網(wǎng)絡(luò)的即時傳輸，可以把數(shù)據(jù)傳入車輛導(dǎo)航儀。

在基礎(chǔ)信息傳輸及用戶信息存儲、傳輸過程中，要求沒有錯誤，進入數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容應(yīng)條目準(zhǔn)確、描述文字清晰易懂、無二義性[11,12]。

本系統(tǒng)的關(guān)鍵之處在于多源信息的匹配技術(shù)。用戶可能會因為采用不確定的數(shù)據(jù)輸入格式或輸入數(shù)據(jù)的空間描述、停車場的描述不準(zhǔn)確而帶來問題。這里需要專門的技術(shù)，如自動糾錯或模糊匹配功能以保證系統(tǒng)的魯棒性，同時對用戶的錯誤操作進行提醒。

硬件接口主要包括計算機硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備及服務(wù)器硬件設(shè)備，軟件接口包括計算機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全軟件系統(tǒng)。

由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲了大量的基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)，更存儲了各用戶的個人隱私數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)的安全性能要求高。系統(tǒng)管理員要定期備份數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，作好數(shù)據(jù)庫維護工作；另一方面，要求系統(tǒng)運行環(huán)境內(nèi)對病毒等非法入侵要有很好的抵抗能力[11,12]。系統(tǒng)的維護主要包括數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的維護，以及軟件系統(tǒng)的維護。

4 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計

4.1 主要內(nèi)容

詳細(xì)設(shè)計是在總體設(shè)計基礎(chǔ)上進一步細(xì)化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：

1）模塊設(shè)計，按照功能獨立、規(guī)模適當(dāng)?shù)哪K化設(shè)計方法，對總體設(shè)計中各大模塊進一步細(xì)分成小模塊，并繪出它們之間的聯(lián)系及各模塊內(nèi)容及功能、算法及流程。

2）數(shù)據(jù)分級分類及編碼設(shè)計。

3）數(shù)據(jù)庫設(shè)計，包括：①數(shù)據(jù)獲取方案設(shè)計，如內(nèi)容選取及分類、數(shù)字化中要素關(guān)系的處理原則、相應(yīng)專題內(nèi)容的數(shù)字化方案、作業(yè)步驟和數(shù)字化質(zhì)量保證措施；②數(shù)據(jù)存儲設(shè)計，如數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的選擇、數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系的設(shè)計和數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的設(shè)計；③數(shù)據(jù)檢索設(shè)計，如屬性檢索、空間檢索、拓?fù)錂z索、組合檢索以及其他檢索。

4）輸入、輸出方式及界面設(shè)計。

5）安全性設(shè)計，包括操作權(quán)限分級、用戶分級口令設(shè)置、病毒防治。

6）實施的計劃方案，即把任務(wù)分解，落實到人，提出進度要求、數(shù)據(jù)加密和考核標(biāo)準(zhǔn)，給出經(jīng)費預(yù)算，記憶數(shù)據(jù)備份等。

4.2 模塊設(shè)計說明

1）注冊用戶管理模塊：該模塊用于新用戶建立自己的帳戶作為在系統(tǒng)中的身份。此外，用戶提交給系統(tǒng)的相關(guān)信息也由該模塊進行統(tǒng)一管理，由管理員維護。模塊加工邏輯說明如圖2。

圖2 注冊用戶管理模塊

2）停車場實時信息更新模塊：該模塊的目的是停車場管理員在停車場對每一輛車入庫和每一輛車出庫進行記錄，以及時更新停車場信息，使得服務(wù)器可以把停車場的數(shù)據(jù)及時傳輸給駕駛員。模塊加工邏輯說明如圖3。

圖3 停車場實時信息更新模塊

3）停車場實時信息發(fā)送模塊：該模塊的目的是將停車場的實時數(shù)據(jù)通過無線的方式傳輸給車載GPS導(dǎo)航儀，以幫助在導(dǎo)航儀上進行最佳停車場的選擇。模塊加工邏輯說明如圖4。

圖4 停車場實時信息發(fā)送模塊

4）最佳停車場選擇模塊：該模塊的目的是根據(jù)服務(wù)器發(fā)送的停車場實時數(shù)據(jù)和駕駛員的目的地進行最佳的停車場選擇。模塊加工邏輯說明如圖5。

圖5 最佳停車場選擇模塊

5）最佳停車場選擇模塊：該模塊的目的是根據(jù)駕駛員選擇的停車場位置和本車的坐標(biāo)，選擇到達(dá)停車場的最短路徑。模塊加工邏輯說明如圖6。

圖6 最佳停車場選擇模塊

6）分區(qū)停車場密度分析：該模塊對城市分區(qū)內(nèi)的停車場數(shù)量和停車車位進行統(tǒng)計分析，計算得到該區(qū)域的停車場密度，然后根據(jù)該區(qū)域的停車場需求進行分析，得到是否需要新建停車場的判斷。模塊加工邏輯說明如圖7。

圖7 分區(qū)停車場密度分析模塊

7）停車場選址適宜度分析：對城市區(qū)域內(nèi)的新建停車場最適宜的區(qū)域進行提取，確定建立停車場的最佳區(qū)域。模塊加工邏輯說明如圖8。

圖8 停車場選址適宜度分析模塊

8）表結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計中，已經(jīng)明確需要建立的表，其具體的表結(jié)構(gòu)如表6～9。

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