大數(shù)據(jù)視角下智慧停車?yán)U費系統(tǒng)優(yōu)化策略研究

關(guān)鍵詞：停車?yán)U費系統(tǒng)；車位；大數(shù)據(jù)；信息共享

中圖分類號：TP302；U491.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

本文針對大中小城市不同路段停車?yán)U費系統(tǒng)現(xiàn)狀、車位信息應(yīng)用以及車主找尋車位情況等方面做了充分的市場調(diào)研。分析結(jié)果是普遍存在多個繁忙路段車主找車位困難，既費時，又費力，車主迫切希望改變現(xiàn)狀，實現(xiàn)找車位更便捷、停車更智能。

目前大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智慧停車?yán)U費系統(tǒng)中的應(yīng)用廣泛，國內(nèi)外都呈現(xiàn)出積極的發(fā)展趨勢，但具體的現(xiàn)狀和進(jìn)展有所不同。國內(nèi)智慧停車?yán)U費系統(tǒng)是孤立的，僅對本段區(qū)域收費，車主智能查找車位困難，信息數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)共享。不同地區(qū)的智慧停車?yán)U費系統(tǒng)可能存在信息孤島現(xiàn)象，不能從根本上解決車主找尋車位困難的問題，因此急需加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)互通。

在國外，日本和歐洲等地已經(jīng)普及停車引導(dǎo)、實時信息查詢、無人值守和自主繳費等應(yīng)用。這些系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集車輛進(jìn)出、停車場利用率等信息，并通過運營分析制定動態(tài)的價格策略，以合理引導(dǎo)車流并提高停車網(wǎng)絡(luò)的整體經(jīng)營水平[1]。不同國家和地區(qū)的交通狀況、城市規(guī)劃等差異也導(dǎo)致智慧停車?yán)U費系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展層次不同，模式多樣化。

本文旨在最大限度地利用有限的車位資源，實現(xiàn)不同場地車位資源共享，將車位信息上傳至大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行監(jiān)控，由數(shù)據(jù)控制中心統(tǒng)籌管理，規(guī)劃調(diào)度，車主通過手機(jī)APP實時查看車位信息，并依托北斗導(dǎo)航定位實現(xiàn)車主智慧預(yù)約、智慧繳費。優(yōu)化后的智慧停車?yán)U費系統(tǒng)可以提升車主、車位、數(shù)據(jù)平臺三方協(xié)同配合效率，為解決車主找車位難、停車難、繳費不方便、信息滯后等突出矛盾提供可行方案。

1 大數(shù)據(jù)共享車位分析

智慧停車?yán)U費系統(tǒng)以大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為核心，采用軟硬件結(jié)合的方式將城市廣場、路邊停車場等不同場地車位信息數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，上傳至數(shù)據(jù)控制中心。數(shù)據(jù)信息實時更新，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實效性。數(shù)據(jù)控制中心將車位信息與手機(jī)APP 綁定，車主可通過手機(jī)APP 充分發(fā)揮北斗3D 定位優(yōu)勢，清晰顯示當(dāng)前路徑并且快速查找共享的車位；車主選擇最優(yōu)路徑來找到車位，將汽車停入車位，同時將車位使用信息的變更情況及時上傳至數(shù)據(jù)控制中心。大數(shù)據(jù)平臺可以監(jiān)控車主找尋車位的全過程，這既可以解決車主找車位難、停車難的問題，又可以實現(xiàn)后期智能繳費。此外，該系統(tǒng)具有多任務(wù)多用途拓展功能，可建立會員制，與智慧交通數(shù)據(jù)共享，提供多種P+ 增值服務(wù)（代駕預(yù)約、智慧洗車、違章查詢、附近酒店及加油站等），提升車主出行體驗。大數(shù)據(jù)信息共享框圖如圖1 所示。

1.1 研究思路

（1）車位信息聯(lián)網(wǎng)。在車位信息中植入唯一的識別號，該識別號是唯一的媒體存取控制（mediaaccess control，MAC）地址。同時該車位信息互聯(lián)，由數(shù)據(jù)控制中心頒發(fā)唯一的進(jìn)網(wǎng)許可證，以物聯(lián)網(wǎng)信息交換實現(xiàn)車位終端設(shè)備與大數(shù)據(jù)平臺的硬件連接和信息接收與發(fā)送。

（2）以數(shù)據(jù)控制中心為主體，實現(xiàn)與車位終端設(shè)備的聯(lián)通，以及與手機(jī)APP的信息共享。車主通過手機(jī)APP 實現(xiàn)車位信息的查找，具體包括已使用、未使用和可以預(yù)約的車位信息；車位處于故障或維護(hù)狀態(tài)也可在手機(jī)APP 中顯示，并在大數(shù)據(jù)平臺中進(jìn)行記錄。

（3）應(yīng)用多種技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)車位信息登記。對于已經(jīng)入庫車位，傳感器觸發(fā)車位終端繳費系統(tǒng)，完成系統(tǒng)自主繳費，并同時將收費信息上傳至手機(jī)APP 和數(shù)據(jù)控制中心。

（4）設(shè)備應(yīng)用需進(jìn)行防潮、防澇處理。采用雙電源供電方式，即光伏板蓄電和電源充電，保證設(shè)備的電源供電正常。同時大數(shù)據(jù)平臺及時監(jiān)控設(shè)備，通過特定傳感器監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，實時掌控設(shè)備是否老化、溫度是否正常等異常情況。

1.2 研究優(yōu)勢

智慧停車?yán)U費系統(tǒng)依托智慧交通來建立數(shù)據(jù)控制中心，實現(xiàn)車位信息統(tǒng)籌調(diào)度管理。對各自獨立的小區(qū)停車場、酒店停車場以及公共停車場進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理，可以最大限度地方便車主找車位、停車，并且實現(xiàn)車位的監(jiān)控、調(diào)度與實時管理。此外，該系統(tǒng)還可以及時更新新建停車場信息。車主通過手機(jī)APP，實現(xiàn)車主查找車位信息、車位預(yù)約和繳費的功能。

2 研究內(nèi)容

智慧停車?yán)U費系統(tǒng)依托大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將地上停車場、地下停車場等獨立的停車?yán)U費系統(tǒng)進(jìn)行信息互聯(lián)，同時利用現(xiàn)有的車牌識別、車位誘導(dǎo)、無人值守、移動支付停車等技術(shù)，以及數(shù)據(jù)信息運維，實現(xiàn)車位信息的優(yōu)化和統(tǒng)籌管理，綜合調(diào)配車位信息庫。將車位信息與數(shù)據(jù)互聯(lián)，為后續(xù)車主智慧停車、繳費及其他功能應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐，從而實現(xiàn)車位的管理。

在研究實施過程中，一是將市區(qū)內(nèi)小區(qū)、酒店、公共停車場等地上停車場、地下停車場，路邊停車位、立體車庫車位信息，以及已經(jīng)購買或者租賃的車位信息及時上傳數(shù)據(jù)控制中心，數(shù)據(jù)控制中心與智慧交通實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，確保車位信息準(zhǔn)確，便于后期管理統(tǒng)籌。二是開發(fā)手機(jī)APP，以供車主使用。車主可以根據(jù)數(shù)據(jù)控制中心的車位信息，查看車主附近的車位狀況。根據(jù)車主對地上車位、地下車位、酒店附近車位的不同需求，開啟優(yōu)先選擇模式，完成車位預(yù)約，再通過北斗精準(zhǔn)定位快速駛?cè)胲囄?，并且利用手機(jī)APP 實現(xiàn)智能繳費。

3 智能車位終端優(yōu)化

智能車位終端在智慧停車?yán)U費系統(tǒng)中較為關(guān)鍵，直接影響數(shù)據(jù)信息是否能夠精準(zhǔn)及時上傳。本文采用硬件與軟件相結(jié)合方式，車位終端設(shè)備可以多方位監(jiān)控車位信息，起到數(shù)據(jù)采集的作用，具體功能：一是感應(yīng)車位是否有車輛；二是確定車輛駛?cè)牒?，感?yīng)設(shè)備開始計費；三是對于違法車輛予以警告并提醒其駛離，并且將信息傳遞至大數(shù)據(jù)平臺。因此，車位終端設(shè)計中感應(yīng)設(shè)備具有數(shù)據(jù)傳送、執(zhí)行指令和自我控制等作用[2]。

3.1 傳感器

本文將壓力傳感器與紅外傳感器相結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匹配，壓力傳感器采用特殊材質(zhì)埋于地下，避免損壞。紅外傳感器負(fù)責(zé)感應(yīng)檢測車輛是否停入，壓力傳感器負(fù)責(zé)再次感應(yīng)車輛駛?cè)?，判斷車輛載重是否處于合適范圍，將信息上傳監(jiān)控設(shè)備，進(jìn)而判斷車輛是否預(yù)約，若已預(yù)約，則計費開始，設(shè)備指示燈為紅色，手機(jī)及時顯示此車位已占用；若未提前預(yù)約且占用車位，則立即報警提示，提醒相關(guān)車主將車輛駛離。

3.2 控制部分

將射頻識別（radio frequency identification，RFID）技術(shù)與大數(shù)據(jù)平臺相結(jié)合，遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制車位信息。每個車位都有固定、單獨且唯一的序列號。通過比較駛?cè)胲囄坏能囕v車牌和車位序列號，以確定車位是否被占用。在車輛到達(dá)前完成無接觸遠(yuǎn)距離感應(yīng)[3]，即可實現(xiàn)一系列的流程（如車位信息的識別、判斷、智慧繳費的開啟）。同時配備微型高清穩(wěn)定攝像頭進(jìn)行無死角監(jiān)控，感光設(shè)備器根據(jù)周圍光照強(qiáng)度來自動打開光源進(jìn)行攝像定位，實時向車位終端設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)[4]，以達(dá)到監(jiān)控單個車位信息的目的。

3.3 電源

利用太陽能光伏板為車位識別設(shè)備蓄電，通過蓄電設(shè)備和逆變器優(yōu)化組合，實現(xiàn)多路電源穩(wěn)定輸出，并且設(shè)置備用電源接口，便于外接電源的接入，保障車位識別設(shè)備的正常工作。

3.4 車位終端軟件

以大數(shù)據(jù)平臺為中心，將其連接車位終端設(shè)備及手機(jī)APP。

（1）對接入大數(shù)據(jù)平臺的市網(wǎng)各個區(qū)域路段所有車位進(jìn)行編號，實時定位檢測數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整合上傳至數(shù)據(jù)控制中心，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的信息采集和實時處理[5]。

（2）將車位預(yù)約信息、已停車輛信息和智慧繳費信息通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算進(jìn)行實時連接，并且對其及時控制，發(fā)送相關(guān)指令。

（3）外來車輛可以通過手機(jī)APP查詢當(dāng)?shù)剀囄恍畔ⅲ瓿删W(wǎng)上預(yù)約，并且依據(jù)導(dǎo)航選擇最優(yōu)路徑，進(jìn)入指定車位。

（4）采集已停車輛的信息，監(jiān)控車輛狀態(tài)，實時跟蹤，將車輛的剮蹭等突發(fā)狀況信息同步至手機(jī)APP，便于車主第一時間處理。

4 智慧停車功能優(yōu)化

4.1 智慧預(yù)約

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，武威市涼州區(qū)共和街車位數(shù)量約為240 個，平時當(dāng)日統(tǒng)計車流量為2 443 輛，停車次數(shù)為1 000 次以上，車位較為緊張。對其停車?yán)U費系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在手機(jī)APP 上及時顯示車輛當(dāng)前位置和周邊車位信息，車主通過手機(jī)APP預(yù)約車位，利用不同顏色標(biāo)注車位信息。正常工作狀態(tài)下，綠色為空車位；紅色為已停車位；黃色表示已預(yù)約車位，但是車輛未駛?cè)?。特別工作狀態(tài)下，橙色為車位故障狀態(tài)；藍(lán)色為車位免費使用，以應(yīng)對突發(fā)狀況。根據(jù)車主的目的地提前進(jìn)行手機(jī)預(yù)約，此時數(shù)據(jù)立即傳遞給大數(shù)據(jù)平臺，平臺發(fā)送指令至車位終端接收器，指示燈由綠色變?yōu)辄S色，手機(jī)顯示預(yù)約成功。車輛駛?cè)胲囄?，指示燈變?yōu)榧t色，計費開始。注意對于已預(yù)約車位必須在規(guī)定時間內(nèi)停車，如一類路段10min、二類路段15 min。若未能在預(yù)約時間內(nèi)駛?cè)胲囄?，?strong style="position:absolute;left:-100000px;">RImikeGqAVjjVRIt/xSPx1Vu3c6juGSUggGDNwWehyw=統(tǒng)將取消預(yù)約，綠燈亮起，重新顯示為空車位，便于其他車主預(yù)約，提高預(yù)約效率。對于出現(xiàn)不文明預(yù)約情況，將做以下處理：若未進(jìn)行手機(jī)預(yù)約，車輛強(qiáng)行進(jìn)入已預(yù)約或者未預(yù)約車位，車位的檢測設(shè)備將會報警提醒車主駛離，如仍未離開，將上傳平臺進(jìn)行后續(xù)處理。

4.2 智慧繳費

在車輛停入車位后，通過車位感應(yīng)器自動開啟智慧繳費系統(tǒng)。智慧繳費區(qū)別于人工收費和其他停車收費，其可以智能識別不同路段，并且根據(jù)收費標(biāo)準(zhǔn)收取停車費。智慧繳費系統(tǒng)可以及時、準(zhǔn)確完成車位繳費，并且自動聯(lián)網(wǎng)扣費，無須人工干預(yù)，車主可以隨時通過手機(jī)APP查詢繳費記錄。繳費信用良好的車主可以獲得免費停車時間、停車費用折扣等多種優(yōu)惠。

4.3 智慧跟蹤

智慧停車?yán)U費系統(tǒng)可對全市或者某一地區(qū)的全體車位信息進(jìn)行覆蓋。通過數(shù)據(jù)控制中心監(jiān)控車位信息，利用手機(jī)APP 可以查詢所有車位信息。同時車主擁有高度的優(yōu)選權(quán)，車主在預(yù)約車位時可以根據(jù)天氣、路況優(yōu)先選擇有利車位，并且手機(jī)APP還能夠?qū)崟r更新新建停車場車位信息，極大提升效率，為車主提供便利。

4.4 P+增值服務(wù)

當(dāng)車位已滿時，數(shù)據(jù)控制中心可將備用路段啟用作為臨時停車位，緩解車位壓力，但這需要依據(jù)不同城市區(qū)域路段的車位吞吐量而定[6]，以實現(xiàn)車位最大化利用。此外，P+增值服務(wù)包括車輛保養(yǎng)、車輛維護(hù)、車輛違章查詢、代駕預(yù)約、智慧洗車，提供車位周邊車輛服務(wù)信息，為車主提供更完善的服務(wù)。

5 結(jié)論

該研究充分依托大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，通過車位終端信息物聯(lián)，實現(xiàn)多個停車場車位信息的共享，將有限車位最大化應(yīng)用。通過將手機(jī)APP、車位終端設(shè)備和數(shù)據(jù)控制中心相結(jié)合，實現(xiàn)智慧預(yù)約和繳費，解決車主找車位難、停車難的問題，同時擴(kuò)展多種功能，滿足車主不同需求。該系統(tǒng)可以加快多種信息技術(shù)的綜合應(yīng)用，促進(jìn)新思路、新方式的融匯使用，以進(jìn)一步優(yōu)化智慧停車?yán)U費系統(tǒng)，為提升智慧交通管理服務(wù)水平提供實踐依據(jù)和應(yīng)用價值。