智慧停車系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

賈付軍

摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)階段汽車保有量和人口密度的不斷增加，在我國(guó)絕大多數(shù)城市都出現(xiàn)了停車位供給不足的現(xiàn)狀。與此同時(shí)，由于城市道路基礎(chǔ)設(shè)施得不到完善，使停車變成了人們駕車出行的痛點(diǎn)。雖然當(dāng)前出現(xiàn)的智慧停車系統(tǒng)對(duì)此“痛點(diǎn)”有些許緩解，但仍存在一些弊端，針對(duì)此問(wèn)題該文提出了一些意見(jiàn)和方案，并對(duì)整個(gè)智慧停車系統(tǒng)進(jìn)行了構(gòu)思與設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：智慧停車系統(tǒng);Redis;緩沖區(qū)分析;BLE

中圖分類號(hào)：C939 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）15-0100-02

1背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)也釋放了其洪荒之力。道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善和汽車數(shù)量的急劇猛增導(dǎo)致了我國(guó)快速城市化過(guò)程中出現(xiàn)了“開(kāi)車容易，停車難”這一城市病。我國(guó)發(fā)改委于2014年公布，在我國(guó)大城市，小汽車與停車位的平均比例約為1：08，中小城市約為1：0.5，若是在醫(yī)院或商業(yè)街等人口密集地區(qū)其車輛和車位的比率更是遠(yuǎn)低于此，而按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，每一輛車通常需要配置1.5～2個(gè)停車位，這完全不能達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，車輛數(shù)與停車位數(shù)量的關(guān)系處于極為不平衡的狀態(tài)。據(jù)相關(guān)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國(guó)停車位缺口已經(jīng)超過(guò)5000萬(wàn)個(gè)。雖然，近幾年每年新增的停車位數(shù)量有500萬(wàn)左右，但若僅僅只靠增加停車位數(shù)量來(lái)解決停車問(wèn)題無(wú)疑是杯水車薪。

2國(guó)內(nèi)外智慧停車系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

國(guó)外的智慧城市建設(shè)工程相對(duì)國(guó)內(nèi)較早，所以在其衍生的智慧交通和智慧停車系統(tǒng)領(lǐng)域中已經(jīng)擁有了相當(dāng)成熟的技術(shù)和管理方式。如在西班牙的桑坦德，這座“智慧城市”的人們可以通過(guò)使用電腦和智能手機(jī)隨時(shí)獲取埋在地面下的傳感器檢測(cè)到的露天停車位，各種傳感器在獲取信息后，再經(jīng)系統(tǒng)處理，可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳至安裝有實(shí)況顯示屏的路口，以便幫助車主盡快地找到最合適的停車位。在美國(guó)，ParkMe作為一款完全免費(fèi)的停車軟件，它能夠時(shí)刻幫助車主搜索附近最近和最便宜的停車位，并且還可以為車主實(shí)時(shí)匯報(bào)目的地的停車位使用情況。

當(dāng)前，在我國(guó)大多數(shù)城市的停車場(chǎng)采用的都是傳統(tǒng)的管理模式，效率較低，較為發(fā)達(dá)的城市中也有部分停車場(chǎng)通過(guò)采用智能車牌識(shí)別技術(shù)，電子標(biāo)簽技術(shù)和無(wú)線車輛檢測(cè)器等實(shí)現(xiàn)了停車自動(dòng)收費(fèi)和智能引導(dǎo)等功能，但這也只是解決了停車場(chǎng)內(nèi)部的智能化管理，停車場(chǎng)外部的停車難問(wèn)題依舊存在。所以如何盡善盡美地利用好所有停車位成為一個(gè)比較值得注意的話題。近些年隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及，以及人們對(duì)3S（GPS GIS RS），大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)，云計(jì)算和在線支付的綜合應(yīng)用使得在解決“停車難”的問(wèn)題上找到了新的突破口。雖然我國(guó)涉及智慧停車系統(tǒng)的企業(yè)也存在，但企業(yè)面向市場(chǎng)推出的各種產(chǎn)品不夠成熟，用戶體驗(yàn)感比較差，存在很多不盡人意之處。諸如：用戶人機(jī)交互的時(shí)間較長(zhǎng);停車位定位地點(diǎn)和數(shù)量不夠精確;停車位與車型不匹配;停車位利用率低等。

3智慧停車系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

以現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)為基礎(chǔ)，在綜合考慮用戶的現(xiàn)實(shí)需求以后，所構(gòu)思的智慧停車系統(tǒng)使用前端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置為基礎(chǔ)對(duì)各種停車數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;利用互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為骨架對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送;利用智慧停車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的子系統(tǒng)對(duì)各種格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范處理和冗余消除，需要注意的是子系統(tǒng)之間的傳輸協(xié)議不應(yīng)過(guò)大，目的是防止帶寬的浪費(fèi)，避免影響收發(fā)數(shù)據(jù)的效率;使用智慧停車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、匯總和備份，數(shù)據(jù)庫(kù)采用“一主兩從”的模式，在確保數(shù)據(jù)庫(kù)安全的同時(shí)提升讀取效率;系統(tǒng)以移動(dòng)智能手機(jī)為終端。對(duì)于特定城市中用戶的常用數(shù)據(jù)緩存在Redis中，數(shù)據(jù)在讀取前先檢查Redis緩存，如果緩存中有數(shù)據(jù)則直接返回緩存中的數(shù)據(jù)，若緩存中沒(méi)有數(shù)據(jù)則需要到數(shù)據(jù)庫(kù)中去加載數(shù)據(jù)，然后將獲取的數(shù)據(jù)加載到Redis緩存中以方便下次調(diào)用。

4客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)

4.1注冊(cè)登錄

對(duì)于第一次使用該智慧停車系統(tǒng)的用戶必須強(qiáng)制要求其進(jìn)行注冊(cè)和登錄，并且依據(jù)國(guó)家相關(guān)法律條文對(duì)所有車主的私人信息都進(jìn)行保護(hù)，防止車主私人信息泄露。

4.2停車場(chǎng)和停車位查詢

地理信息系統(tǒng)是指收集、管理、操作、分析和顯示空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。它集成了計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形處理技術(shù)，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和空間分析功能。因?yàn)榻煌ㄐ畔⒍寂c地理空間密切相關(guān)，因此它便成為收集、整合、存儲(chǔ)、管理、綜合處理分析空間信息和交通信息的首選平臺(tái)，以及實(shí)施智慧停車系統(tǒng)的核心技術(shù)?？梢岳肎IS的強(qiáng)大空間分析功能來(lái)快速實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)，停車位的檢索查詢。

4.3停車誘導(dǎo)

調(diào)用百度地圖的API可以為車主提供目的地到停車場(chǎng)外部之間的路線查詢，實(shí)時(shí)路況和地圖導(dǎo)航等功能。由于GPS信號(hào)無(wú)法穿透各種建筑物的墻體，所以根本無(wú)法完成室內(nèi)導(dǎo)航，因此很多停車系統(tǒng)對(duì)于室內(nèi)停車很難做到精準(zhǔn)精確的定位。但是，藍(lán)牙低功耗技術(shù)的發(fā)布使室內(nèi)精確定位和導(dǎo)航成為可能，其導(dǎo)航精度可控制在0.5-1米。當(dāng)前主流智能手機(jī)都支持BLE技術(shù)，商場(chǎng)可在室內(nèi)停車場(chǎng)，人流集中入口等區(qū)域安裝室內(nèi)導(dǎo)航藍(lán)牙硬件模塊，發(fā)布導(dǎo)航信息。借此導(dǎo)航可實(shí)現(xiàn)由室外向室內(nèi)的轉(zhuǎn)換。

4.4車位預(yù)定與在線支付

用戶在得到停車場(chǎng)與停車位的查詢結(jié)果后，可通過(guò)智慧停車系統(tǒng)對(duì)查詢到的停車位進(jìn)行預(yù)定，在停車位預(yù)定成功后其他用戶則不能再次預(yù)定該車位。同時(shí)為防止其他停車用戶惡意預(yù)定停車位導(dǎo)致其他用戶無(wú)法停車，若預(yù)定車位的用戶在指定時(shí)間內(nèi)未到指定停車位停車，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)以短信或App消息的形式提醒移動(dòng)端的用戶是否繼續(xù)預(yù)定或放棄對(duì)車位的預(yù)定，若繼續(xù)對(duì)車位進(jìn)行預(yù)定則計(jì)時(shí)收費(fèi)開(kāi)始。系統(tǒng)還可以通過(guò)與微信和支付寶等網(wǎng)絡(luò)支付軟件進(jìn)行綁定從而實(shí)現(xiàn)線上支付功能。

4.5私人停車位共享

出于盡可能提高所有停車位利用率的考慮，系統(tǒng)提供私人車位的共享功能，用戶通過(guò)上傳信息的方式，可將自己的私人車位在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行共享或出售。通過(guò)進(jìn)行停車位的共享不僅能有效提高車位的利用率和緩解停車難的問(wèn)題而且還能額外增加用戶的收入。

4.6反向誘導(dǎo)

當(dāng)處于一個(gè)陌生環(huán)境中時(shí)，初次停車難免會(huì)忘記停車的具體地點(diǎn)，造成取車難的困擾。利用智慧停車系統(tǒng)的反向誘導(dǎo)功能可幫助用戶快速找到自己具體停車地點(diǎn)。在用戶停車后系統(tǒng)仍然會(huì)記錄此次停車的具體地點(diǎn)，當(dāng)用戶找不到自己的具體停車位時(shí)便可打開(kāi)移動(dòng)端的App實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)內(nèi)外的快速定位尋車。

4.7數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)的增、刪、改、查和存等操作都離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，而對(duì)停車位數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，以保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性又是整個(gè)智慧停車系統(tǒng)的關(guān)鍵核心。智慧停車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)該及時(shí)存儲(chǔ)不斷變化的停車場(chǎng)和停車位數(shù)據(jù)以及用戶各個(gè)階段進(jìn)行系統(tǒng)操作時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。

5結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明當(dāng)前我國(guó)開(kāi)車一族明顯存在開(kāi)車容易停車難，停車位一位難求的痛點(diǎn)。雖然國(guó)內(nèi)存在的智慧停車系統(tǒng)已經(jīng)在一定程度上緩解了這種“疼痛”，但是現(xiàn)有的智慧停車系統(tǒng)存在著人機(jī)交互時(shí)請(qǐng)求與響應(yīng)的時(shí)間較長(zhǎng);停車位利用率低;停車位定位地點(diǎn)和數(shù)量不夠精確;停車位與車型不匹配等問(wèn)題，用戶體驗(yàn)感較差。針對(duì)上述問(wèn)題本文介紹了Redis，GIS的緩沖區(qū)分析，BLE技術(shù)以及車位共享理念等來(lái)解決當(dāng)前智慧停車系統(tǒng)中存在的問(wèn)題和弊端，以期提高用戶的體驗(yàn)感和滿意度，同時(shí)對(duì)整個(gè)智慧停車系統(tǒng)做了整體構(gòu)思和設(shè)計(jì)，力求達(dá)到真正的“智慧出行”“智慧停車”，解決用車的痛點(diǎn)。