基于廣域定位的停車誘導(dǎo)與反向?qū)ぼ嚪椒ㄑ芯?/h1>
2015-04-14 09:47:06孫奕敏王玙璠艾浩軍
科技視界 2015年17期
孫奕敏 王玙璠 艾浩軍
（1.中國人民武裝警察部隊(duì)山東總隊(duì)訓(xùn)練基地，山東 濟(jì)南 250000；2.武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢 430072）
0 引言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車已越來越多的進(jìn)入家庭，汽車消費(fèi)時(shí)代已悄然來臨。隨著車輛的增加，城市里停車位的缺口越來越大，就需要停車場(chǎng)的建設(shè)要跟得上，對(duì)于重要公共場(chǎng)所，停車場(chǎng)作為重要的配套設(shè)施，直接影響它的服務(wù)品質(zhì)和定位檔次，以及營業(yè)收入的多少。
室內(nèi)外一體化的定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能車位引導(dǎo)和方向?qū)ぼ嚨年P(guān)鍵技術(shù)，依托停車場(chǎng)位置信息服務(wù)平臺(tái)，通過關(guān)聯(lián)停車位、車輛、車主三方的位置信息，與其它信息系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)智能化的引導(dǎo)與尋車系統(tǒng)。
建立一套智能化的停車場(chǎng)收費(fèi)管理和引導(dǎo)系統(tǒng)4，使停車服務(wù)做到安全、簡便、準(zhǔn)確，并且使造價(jià)和經(jīng)營成本控制在適當(dāng)范圍，是當(dāng)前停車場(chǎng)管理的趨勢(shì)。在提高效率的同時(shí)更能解決人工管理的一切弊端，是停車場(chǎng)管理的理想模式。
以位置服務(wù)為基礎(chǔ)，面向停車場(chǎng)運(yùn)營關(guān)聯(lián)方，提供空間信息關(guān)聯(lián)的綜合應(yīng)用解決方案。由感知層、通信層、基礎(chǔ)平臺(tái)、服務(wù)層構(gòu)成信息基礎(chǔ)設(shè)施，通過各類交互設(shè)備（智能手機(jī)APP、大屏、網(wǎng)頁、廣播、觸控一體機(jī)）為各類角色提供信息化服務(wù)，最終形成可持續(xù)的運(yùn)營模式與服務(wù)體系。對(duì)于停車場(chǎng)運(yùn)行方，有利于提高停車場(chǎng)運(yùn)行管理信息化水平，包括人員管理、重要資產(chǎn)管理、工程安全、目標(biāo)連續(xù)跟蹤、公共安全等，提高運(yùn)行效率。對(duì)于駕駛員，進(jìn)可以快速的找到停車位，出可以迅速方向?qū)ぼ嚕纳仆＼噲?chǎng)使用體驗(yàn)；進(jìn)一步的可以與相鄰商鋪合作，有利于導(dǎo)入流量，精準(zhǔn)發(fā)布促銷信息。
1 廣域定位的停車誘導(dǎo)與反向?qū)ぼ?/h2>1.1 平臺(tái)體系架構(gòu)
停車場(chǎng)位置智能服務(wù)平臺(tái)采用五層體系架構(gòu)，即接入層、處理層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層。接入層是全息位置地圖數(shù)據(jù)的軟件入口，包括室內(nèi)外地圖場(chǎng)景信息、多源位置信息以及各種泛在信息；處理層提供與全息位置地圖數(shù)據(jù)相關(guān)的各種工具，能夠被用戶操作實(shí)現(xiàn)地圖生成、語義建模、數(shù)據(jù)整合等功能；數(shù)據(jù)層是軟件運(yùn)行的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)全息位置地圖平臺(tái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行操作與維護(hù)；服務(wù)層則是在數(shù)據(jù)層的支撐下，以統(tǒng)一的WEB服務(wù)接口形式向外提供各類服務(wù)，支持的服務(wù)有位置傳感網(wǎng)服務(wù)（定位能力、定位目標(biāo)查詢、定位目標(biāo)注冊(cè)）、二三維地圖可視化服務(wù)、室內(nèi)外一體的導(dǎo)航服務(wù)、定位服務(wù)等；應(yīng)用則是在業(yè)務(wù)層之上開發(fā)的各種專業(yè)示范應(yīng)用。
1.2 系統(tǒng)功能
1.2.1 停車場(chǎng)關(guān)聯(lián)區(qū)域的地上地下一體化定位
在停車場(chǎng)關(guān)聯(lián)區(qū)域，基于衛(wèi)星導(dǎo)航（北斗、GPS、AGPS）定位技術(shù)、多種室內(nèi)定位技術(shù)以及組合定位技術(shù)，構(gòu)建位置傳感網(wǎng)，滿足覆蓋范圍、定位精度和響應(yīng)速度技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)無縫的、精確的地上地下一體化定位，為更深入、更廣泛的位置服務(wù)提供基礎(chǔ)信息。
位置傳感網(wǎng)覆蓋的停車場(chǎng)內(nèi)部及周邊區(qū)域，可以包括人員出入口、車輛出入口、工作間、樓梯等。
1.2.2 基于位置服務(wù)的停車場(chǎng)運(yùn)營與管理
（1）工作人員的考勤與巡檢管理
通過定位系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)了解工作人員的分布，記錄工作人員的移動(dòng)軌跡，提高管理水平。
圖1 平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)
圖2 廣域室內(nèi)外一體化位置服務(wù)技術(shù)原理
（2）資產(chǎn)管理
在重要資產(chǎn)上綁定RFID標(biāo)簽，自動(dòng)登記資產(chǎn)的位置移動(dòng)信息。
（3）應(yīng)急處置與調(diào)度
在遇到突發(fā)事件時(shí)，可以基于空間位置關(guān)系，實(shí)時(shí)查找問題原因、快速部署人員應(yīng)對(duì)、解決問題。
1.2.3 基于位置服務(wù)的駕駛員服務(wù)
平臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布停車場(chǎng)占用信息，駕駛員APP在規(guī)劃到達(dá)目的地時(shí)，即提示停車場(chǎng)出入口導(dǎo)引信息，APP定位模塊根據(jù)車輛位置信息提示到目標(biāo)車位的導(dǎo)航服務(wù)，在車輛停穩(wěn)后，發(fā)送車位占用信息到后臺(tái)。
駕駛員下車后，啟動(dòng)行人導(dǎo)航服務(wù)，經(jīng)過行人出口抵達(dá)目的地。
駕駛員計(jì)劃駕車離開后，APP提高到車輛停車位的尋車導(dǎo)航服務(wù)。
2 停車場(chǎng)應(yīng)用示范
2.1 停車服務(wù)中的室內(nèi)定位系統(tǒng)部署圖
室內(nèi)定位系統(tǒng)由三部分組成：前端、數(shù)據(jù)中心、展示與交互單元。前端主要是由位置信息網(wǎng)關(guān)來關(guān)聯(lián)位置傳感網(wǎng)，形成從米級(jí)、十米級(jí)到百米級(jí)的位置定位功能。數(shù)據(jù)中心利用虛擬化技術(shù)組件云計(jì)算與云服務(wù)環(huán)境，包含數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理與服務(wù)引擎和SaaS服務(wù)層。展示和交互部分利用Web、智能手機(jī)APP、微博、微信等服務(wù)各類角色。
圖2 停車服務(wù)中的室內(nèi)外一體化定位系統(tǒng)部署圖
2.2 停車場(chǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)的實(shí)施方案
停車場(chǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)的實(shí)施包含四個(gè)主要步驟：（1）搭建位置傳感網(wǎng)，（2）定位場(chǎng)建模，（3）系統(tǒng)配置，（4）測(cè)試與上線。 具體描述如下。
圖3 停車場(chǎng)定位系統(tǒng)實(shí)施方案
3 小結(jié)
本文以Android手機(jī)為基礎(chǔ)，提出了WiFi指紋定位算法，建立了一套智能化的停車場(chǎng)收費(fèi)管理和引導(dǎo)系統(tǒng)。系統(tǒng)依托停車場(chǎng)位置信息服務(wù)平臺(tái)，通過關(guān)聯(lián)停車位、車輛、車主三方的位置信息，與其它信息系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能化的引導(dǎo)與尋車系統(tǒng)。在提高效率的同時(shí)更能解決人工管理的一切弊端，是停車場(chǎng)管理的理想模式。但因?yàn)橹挥蠥ndroid手機(jī)開放了WiFi編程API，所以WiFi定位只能支持Android智能手機(jī)。如果需要支持蘋果手機(jī)，可以考慮采用藍(lán)牙iBeacon作為定位手段。
［1］蔣云染.百度地圖標(biāo)注吸引超過2000家大型連鎖企業(yè)入駐[EB/OL].http://www.sootoo.com/content/525564.shtml,2014-10-29.
［2］馬靜宜.室內(nèi)定位技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J/OL].http://www.eepw.com.cn/article/264519.htm,2014-10-28.
［3］楊錚,吳陳沭,劉云浩.位置計(jì)算：無線網(wǎng)絡(luò)定位于可定位性[M].北京:清華大學(xué)出版社,2014.
［4］桑應(yīng)賓.基于K近鄰的分類算法研究[D].重慶:重慶大學(xué)出版社,2009.
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室內(nèi)外一體化的定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能車位引導(dǎo)和方向?qū)ぼ嚨年P(guān)鍵技術(shù)，依托停車場(chǎng)位置信息服務(wù)平臺(tái)，通過關(guān)聯(lián)停車位、車輛、車主三方的位置信息，與其它信息系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)智能化的引導(dǎo)與尋車系統(tǒng)。
建立一套智能化的停車場(chǎng)收費(fèi)管理和引導(dǎo)系統(tǒng)4，使停車服務(wù)做到安全、簡便、準(zhǔn)確，并且使造價(jià)和經(jīng)營成本控制在適當(dāng)范圍，是當(dāng)前停車場(chǎng)管理的趨勢(shì)。在提高效率的同時(shí)更能解決人工管理的一切弊端，是停車場(chǎng)管理的理想模式。
以位置服務(wù)為基礎(chǔ)，面向停車場(chǎng)運(yùn)營關(guān)聯(lián)方，提供空間信息關(guān)聯(lián)的綜合應(yīng)用解決方案。由感知層、通信層、基礎(chǔ)平臺(tái)、服務(wù)層構(gòu)成信息基礎(chǔ)設(shè)施，通過各類交互設(shè)備（智能手機(jī)APP、大屏、網(wǎng)頁、廣播、觸控一體機(jī)）為各類角色提供信息化服務(wù)，最終形成可持續(xù)的運(yùn)營模式與服務(wù)體系。對(duì)于停車場(chǎng)運(yùn)行方，有利于提高停車場(chǎng)運(yùn)行管理信息化水平，包括人員管理、重要資產(chǎn)管理、工程安全、目標(biāo)連續(xù)跟蹤、公共安全等，提高運(yùn)行效率。對(duì)于駕駛員，進(jìn)可以快速的找到停車位，出可以迅速方向?qū)ぼ嚕纳仆＼噲?chǎng)使用體驗(yàn)；進(jìn)一步的可以與相鄰商鋪合作，有利于導(dǎo)入流量，精準(zhǔn)發(fā)布促銷信息。
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停車場(chǎng)位置智能服務(wù)平臺(tái)采用五層體系架構(gòu)，即接入層、處理層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層。接入層是全息位置地圖數(shù)據(jù)的軟件入口，包括室內(nèi)外地圖場(chǎng)景信息、多源位置信息以及各種泛在信息；處理層提供與全息位置地圖數(shù)據(jù)相關(guān)的各種工具，能夠被用戶操作實(shí)現(xiàn)地圖生成、語義建模、數(shù)據(jù)整合等功能；數(shù)據(jù)層是軟件運(yùn)行的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)全息位置地圖平臺(tái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行操作與維護(hù)；服務(wù)層則是在數(shù)據(jù)層的支撐下，以統(tǒng)一的WEB服務(wù)接口形式向外提供各類服務(wù)，支持的服務(wù)有位置傳感網(wǎng)服務(wù)（定位能力、定位目標(biāo)查詢、定位目標(biāo)注冊(cè)）、二三維地圖可視化服務(wù)、室內(nèi)外一體的導(dǎo)航服務(wù)、定位服務(wù)等；應(yīng)用則是在業(yè)務(wù)層之上開發(fā)的各種專業(yè)示范應(yīng)用。
1.2 系統(tǒng)功能
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位置傳感網(wǎng)覆蓋的停車場(chǎng)內(nèi)部及周邊區(qū)域，可以包括人員出入口、車輛出入口、工作間、樓梯等。
1.2.2 基于位置服務(wù)的停車場(chǎng)運(yùn)營與管理
（1）工作人員的考勤與巡檢管理
通過定位系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)了解工作人員的分布，記錄工作人員的移動(dòng)軌跡，提高管理水平。
圖1 平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)
圖2 廣域室內(nèi)外一體化位置服務(wù)技術(shù)原理
（2）資產(chǎn)管理
在重要資產(chǎn)上綁定RFID標(biāo)簽，自動(dòng)登記資產(chǎn)的位置移動(dòng)信息。
（3）應(yīng)急處置與調(diào)度
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1.2.3 基于位置服務(wù)的駕駛員服務(wù)
平臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布停車場(chǎng)占用信息，駕駛員APP在規(guī)劃到達(dá)目的地時(shí)，即提示停車場(chǎng)出入口導(dǎo)引信息，APP定位模塊根據(jù)車輛位置信息提示到目標(biāo)車位的導(dǎo)航服務(wù)，在車輛停穩(wěn)后，發(fā)送車位占用信息到后臺(tái)。
駕駛員下車后，啟動(dòng)行人導(dǎo)航服務(wù)，經(jīng)過行人出口抵達(dá)目的地。
駕駛員計(jì)劃駕車離開后，APP提高到車輛停車位的尋車導(dǎo)航服務(wù)。
2 停車場(chǎng)應(yīng)用示范
2.1 停車服務(wù)中的室內(nèi)定位系統(tǒng)部署圖
室內(nèi)定位系統(tǒng)由三部分組成：前端、數(shù)據(jù)中心、展示與交互單元。前端主要是由位置信息網(wǎng)關(guān)來關(guān)聯(lián)位置傳感網(wǎng)，形成從米級(jí)、十米級(jí)到百米級(jí)的位置定位功能。數(shù)據(jù)中心利用虛擬化技術(shù)組件云計(jì)算與云服務(wù)環(huán)境，包含數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理與服務(wù)引擎和SaaS服務(wù)層。展示和交互部分利用Web、智能手機(jī)APP、微博、微信等服務(wù)各類角色。
圖2 停車服務(wù)中的室內(nèi)外一體化定位系統(tǒng)部署圖
2.2 停車場(chǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)的實(shí)施方案
停車場(chǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)的實(shí)施包含四個(gè)主要步驟：（1）搭建位置傳感網(wǎng)，（2）定位場(chǎng)建模，（3）系統(tǒng)配置，（4）測(cè)試與上線。 具體描述如下。
圖3 停車場(chǎng)定位系統(tǒng)實(shí)施方案
3 小結(jié)
本文以Android手機(jī)為基礎(chǔ)，提出了WiFi指紋定位算法，建立了一套智能化的停車場(chǎng)收費(fèi)管理和引導(dǎo)系統(tǒng)。系統(tǒng)依托停車場(chǎng)位置信息服務(wù)平臺(tái)，通過關(guān)聯(lián)停車位、車輛、車主三方的位置信息，與其它信息系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能化的引導(dǎo)與尋車系統(tǒng)。在提高效率的同時(shí)更能解決人工管理的一切弊端，是停車場(chǎng)管理的理想模式。但因?yàn)橹挥蠥ndroid手機(jī)開放了WiFi編程API，所以WiFi定位只能支持Android智能手機(jī)。如果需要支持蘋果手機(jī)，可以考慮采用藍(lán)牙iBeacon作為定位手段。
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