大型停車場(chǎng)停車導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

秦松 甘道川 韓鵬 賀曉霞 賈小林

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車的生產(chǎn)量和使用量越來越大，擁堵問題和停車問題成為影響人們出行的兩大困擾。為了解決停車難的問題，大型停車場(chǎng)也越來越多，車輛容量也越來越大。新的困擾也隨之產(chǎn)生，尤其是大型停車場(chǎng)停車難、取車難的問題。因此，大型停車場(chǎng)定位導(dǎo)航技術(shù)成為急需研究和解決的熱點(diǎn)問題。本文結(jié)合現(xiàn)有的研究資料，針對(duì)項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)，簡(jiǎn)要介紹了國內(nèi)外停車導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展情況，分析對(duì)比了各項(xiàng)技術(shù)并對(duì)其應(yīng)用前景做出了展望。

【關(guān)鍵詞】大型停車場(chǎng)；定位；停車導(dǎo)航

中圖分類號(hào)： U495；U463.67；TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2457（2018）05-0001-003

【Abstract】With the development of society and economy， the production and use of automobiles are getting bigger and bigger. Congestion problems and parking problems have become two major problems affecting peoples travel. In order to solve the problem of parking difficulties， there are more and more large-scale parking lots， and the vehicle capacity is also increasing. New problems have also arisen， especially in large parking lots where it is difficult to park and pick up cars. Therefore， large-scale parking lot positioning and navigation technology has become a hot issue that needs urgent research and solution. Based on the existing research data， this article briefly introduces the development of parking navigation technology at home and abroad， and analyzes and compares various technologies and looks forward to their application prospects.

【Key words】Large parking lot； Positioning； Parking navigation

0 引言

隨著科技的快速發(fā)展，私人汽車數(shù)量已經(jīng)迅猛增加，但停車卻越來越困難。為此，許多大型停車場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。大型停車場(chǎng)車位較多，結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，車主開車進(jìn)入停車場(chǎng)后無法準(zhǔn)確獲知空車位的位置，并順利到達(dá)停車位。本項(xiàng)目對(duì)大型停車場(chǎng)構(gòu)建數(shù)字化車位及軟件導(dǎo)航地圖，通過軟件實(shí)現(xiàn)車位分配和停車導(dǎo)航，合理分配車位使用，快捷引導(dǎo)入場(chǎng)停車，減少車主在停車場(chǎng)的停車滯留的時(shí)間，有效提高停車效率和停車場(chǎng)利用率。系統(tǒng)以軟件方式構(gòu)建存儲(chǔ)停車場(chǎng)車位地圖，能夠快速構(gòu)建復(fù)雜停車場(chǎng)地圖系統(tǒng)，完成停車定位導(dǎo)航和管理，具有良好的研究意義和推廣使用價(jià)值。

1 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析

發(fā)達(dá)國家較早就開始提出交通系統(tǒng)管理和交通需求管理方面的研究。計(jì)算機(jī)應(yīng)用開始普及，發(fā)達(dá)國家開始把計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到對(duì)車輛停放的管理系統(tǒng)中，運(yùn)用科學(xué)信息化手段緩解交通問題。智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)作為城市智能交通管理系統(tǒng)（ITS）的重要的組成部分得到快速發(fā)展[1]。日本東京利用顯示牌顯示車位信息，合理分散車輛流向，縮短了交通高峰期的等候時(shí)間[2]。美國圣保羅商業(yè)區(qū)停車場(chǎng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車位使用狀況并通過顯示牌動(dòng)態(tài)顯示，完成對(duì)城市車輛的引導(dǎo)，起到了非常好的效果。

我國對(duì)停車系統(tǒng)的研究起步較晚，1990年代初專家們提出智能交通理念，開始了對(duì)停車場(chǎng)智能化管理的相關(guān)研究。北京的城市停車引導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)在2001年便陸續(xù)開始，先后在王府井、北京站以及西單等地區(qū)都有引導(dǎo)系統(tǒng)的投建。而國外的成熟市場(chǎng)很少有這樣的情況，智能停車市場(chǎng)專業(yè)化程度很高，技術(shù)研發(fā)投入較高，產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高、壽命長(zhǎng)，各方面相對(duì)較成熟。

相比之下，國內(nèi)有關(guān)智能停車的研發(fā)相對(duì)較少，且國內(nèi)和國外的城市泊車環(huán)境相差較大，如國內(nèi)城市大、人口多、建筑物體量大、停車場(chǎng)車位多等，再加上國內(nèi)的部分駕駛員人員文明素質(zhì)較低，隨意泊車現(xiàn)象嚴(yán)重，此外停車場(chǎng)的車輛安全也不容忽視，所以要求智能管理系統(tǒng)要能實(shí)現(xiàn)防盜、車位引導(dǎo)、反向?qū)ぼ嚒④嚺谱R(shí)別對(duì)比、快速出入等要求[3]。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻、地磁、超聲波、紅外、無線射頻等技術(shù)的不斷進(jìn)步，為智能停車場(chǎng)管理提供了多種技術(shù)選擇。射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是一種基于無線射頻通信原理的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通信等技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤和信息共享[4]。RFID技術(shù)在交通、物流、公共信息服務(wù)等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高了管理和運(yùn)作效率，降低系統(tǒng)及運(yùn)營成本。

項(xiàng)目利用射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)在目標(biāo)對(duì)象標(biāo)識(shí)、識(shí)別、定位、跟蹤等方面的優(yōu)勢(shì)，開展基于RFID的大型停車場(chǎng)停車導(dǎo)航技術(shù)研究，解決大型停車場(chǎng)數(shù)字化存儲(chǔ)管理、停車位動(dòng)態(tài)分配與管理、停車和取車導(dǎo)航等技術(shù)問題，建立大型停車場(chǎng)停車導(dǎo)航管理平臺(tái)體系，實(shí)現(xiàn)大型停車場(chǎng)的智能停車導(dǎo)航和優(yōu)化管理。

2.1 停車場(chǎng)數(shù)字化地圖技術(shù)研究

大型停車場(chǎng)通常位于室內(nèi)，而且更多的是地下停車場(chǎng)，構(gòu)建形式復(fù)雜多樣，GPS地圖方式無法實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)的覆蓋。本項(xiàng)目針對(duì)停車場(chǎng)的構(gòu)建特征和使用功效，采用停車位映射技術(shù)，建立停車場(chǎng)數(shù)字化專用地圖，一方面方便導(dǎo)航路徑計(jì)算和呈現(xiàn)，一方面減少地圖存儲(chǔ)空間和導(dǎo)航計(jì)算時(shí)間，為手機(jī)等小型終端設(shè)備使用提供方便。

2.2 車位動(dòng)態(tài)分配和管理技術(shù)研究

建立基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的停車位狀態(tài)及分配地圖，根據(jù)停車場(chǎng)布局情況，以及用戶特征和習(xí)慣，建立停車位動(dòng)態(tài)分配及優(yōu)化算法，合理規(guī)劃停車位分配和導(dǎo)航路徑，減少用戶停車場(chǎng)步行時(shí)間和車輛出入場(chǎng)的行車時(shí)間。

2.3 停車導(dǎo)航和取車導(dǎo)航技術(shù)研究

建立停車場(chǎng)導(dǎo)航路徑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和停車位狀態(tài)感知探測(cè)系統(tǒng)，通過停車場(chǎng)路徑監(jiān)測(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的RFID信號(hào)接收器，實(shí)時(shí)感知、定位車輛的位置、速度，結(jié)合停車場(chǎng)數(shù)字地圖和車位分配情況，進(jìn)行停車導(dǎo)航和取車導(dǎo)航。通過停車位狀態(tài)探測(cè)系統(tǒng)，感知車輛的駐?；蝰傠x，確認(rèn)或校正用戶停車位。

2.4 智能停車場(chǎng)手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

為用戶提供兩套導(dǎo)航系統(tǒng)供選擇使用或同時(shí)使用，一套是車外路徑導(dǎo)航指示，一套是手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)?；谕＼噲?chǎng)數(shù)據(jù)地圖的手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，為用戶停車提供路徑展示和導(dǎo)航提示，方便用戶根據(jù)導(dǎo)航順利到達(dá)停車位，完成停車。同時(shí)，手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)也為用戶記錄車輛停車位置，提供快速取車導(dǎo)航，以及駛離停車場(chǎng)的導(dǎo)航。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的開發(fā)以Java語言后臺(tái)編碼方式及HTML5面向?qū)ο蟮哪_本語言加上MYSQL數(shù)據(jù)庫構(gòu)建具有“跨平臺(tái)性”的基于安卓手機(jī)端APP。

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

（1）獲取周圍定位信息，并在前端頁面中以地圖方式顯示出位置，友好的界面設(shè)計(jì)使客戶能有一個(gè)更好的用戶體驗(yàn)。

（2）后臺(tái)主要控制數(shù)據(jù)的交互，包括了用戶登錄功能模塊、管理員管理模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊等等。

（3）針對(duì)室內(nèi)空位路線推薦，利用模擬器模擬出整個(gè)過程，將空位坐標(biāo)傳給停車場(chǎng)服務(wù)器，停車場(chǎng)服務(wù)器端采用Dijkstra等算法獲取最短路徑，然后將該路徑返回給Android客戶端，Android客戶端負(fù)責(zé)顯示該路徑。用戶根據(jù)客戶端提供的路線可以很容易找到停車的位置。這樣不僅節(jié)省了用戶的時(shí)間，同時(shí)也方便停車場(chǎng)的實(shí)時(shí)管理。

3.2 前端設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)如下圖所示：

3.3 智能手機(jī)終端數(shù)據(jù)的申請(qǐng)與獲得

用戶進(jìn)入停車場(chǎng)入口后，當(dāng)用戶向服務(wù)器發(fā)送車位申請(qǐng)請(qǐng)求后，服務(wù)器通過傳感器向停車場(chǎng)申請(qǐng)獲得車位使用信息，停車場(chǎng)向服務(wù)器傳回此時(shí)停車場(chǎng)車位的使用情況，服務(wù)器更新數(shù)據(jù)。終端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求并申請(qǐng)一個(gè)空泊車位，服務(wù)器將車位信息回復(fù)到請(qǐng)求終端。查詢當(dāng)前有無空泊車位，如果有，返回具體的空泊車位位置，并對(duì)應(yīng)到停車場(chǎng)的具體位置。

3.4 服務(wù)器動(dòng)態(tài)更新空泊車位的數(shù)據(jù)

在一個(gè)停車場(chǎng)，會(huì)不停的有車輛進(jìn)入占用空泊車位，也會(huì)有車駛出，空下泊車位，服務(wù)器需要?jiǎng)討B(tài)的更新這些車位數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)有效。在特定的停車場(chǎng)，從停車場(chǎng)入口到達(dá)一個(gè)特定的空泊車位位置的路線是確定的，服務(wù)器在擁有這些數(shù)據(jù)之后，可以給出具體的路線，使用戶更易到達(dá)為其分配的空泊車位。

4 技術(shù)效益及前景分析

項(xiàng)目研究成果能夠有效解決室內(nèi)和地下大型停車場(chǎng)停車位分配和停取車導(dǎo)航等問題，方便用戶存取車輛，縮短用戶停車和取車的時(shí)間，提高停車場(chǎng)車位的利用率，降低大型停車場(chǎng)的運(yùn)營和管理成本，還可實(shí)現(xiàn)停車位預(yù)約和電子支付等拓展功能。

項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用后，通過停車位的優(yōu)化分配和導(dǎo)航技術(shù)引導(dǎo)，加快停車和取車的時(shí)間，能有效環(huán)節(jié)停車場(chǎng)出入口及場(chǎng)內(nèi)擁堵，在一定程度上降低駕乘人員的負(fù)面情緒，有利用交通和社會(huì)安全。停車場(chǎng)的電子化、信息化、智能化，有效降低停車場(chǎng)管理和維護(hù)成本，節(jié)約人力和社會(huì)資源。

所以，項(xiàng)目為大型停車場(chǎng)管理提供了一種新的技術(shù)方法和解決方案，具有良好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景，能夠產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

從RFID技術(shù)在項(xiàng)目中的運(yùn)用來看，充分發(fā)揮RFID技術(shù)在標(biāo)識(shí)、識(shí)別、定位、跟蹤方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)大型停車場(chǎng)車位管理和停取車導(dǎo)航的自動(dòng)化和智能化，提高停車場(chǎng)系統(tǒng)的使用效率[5]。進(jìn)行停車場(chǎng)車位和停車管理，建立綜合管理信息系統(tǒng)，能將停車場(chǎng)管理系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)建立有效連接，為實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車位預(yù)約和網(wǎng)絡(luò)電子支付等奠定基礎(chǔ)，有利于優(yōu)化城市整體停車系統(tǒng)。

【參考文獻(xiàn)】

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