智能停車系統(tǒng)研究綜述*

□ 孔德財(cái)，崔 杰，湯 怡,2，劉瀚辰

(1.淮陰工學(xué)院 管理工程學(xué)院，江蘇 淮安 223200;2.南京工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，江蘇 南京 211816)

隨著居民收入水平提高、消費(fèi)升級(jí)和城市化逐步推進(jìn)，我國汽車保有量持續(xù)快速攀升。截止到2021年年底，我國汽車保有量達(dá)3.02億輛，千人汽車保有量達(dá)214輛。城市汽車保有量的持續(xù)增加，使得車主難以快速找到合適的停車位，停車難已經(jīng)成為城市治理的一大難題[1-2]。近年來，隨著GPS、智能手機(jī)、RFID、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息通訊技術(shù)在停車行業(yè)的不斷應(yīng)用，智能停車市場迅速發(fā)展。

文獻(xiàn)[3]和文獻(xiàn)[4]研究指出停車系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)信息可以緩解交通擁堵和停車難問題，并且能夠降低車主尋找空閑車位的時(shí)間。因此，要實(shí)現(xiàn)智能停車，停車系統(tǒng)的成功與否是關(guān)鍵。目前智能停車主要有車位預(yù)約、車位共享、智能停車場等模式[5]。本文對(duì)車位預(yù)約系統(tǒng)、車位共享系統(tǒng)和智能停車場管理系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理與分類，對(duì)實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備以及系統(tǒng)核心功能進(jìn)行了總結(jié)歸納，并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)智能停車系統(tǒng)存在的問題及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

1 車位預(yù)約系統(tǒng)研究

車位預(yù)約模式是指擁有停車位資源的停車場、個(gè)人或單位將可預(yù)定車位信息發(fā)布到信息平臺(tái)，提供車位預(yù)定服務(wù)，車主通過手機(jī)App等智能終端可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢、預(yù)定停車位。文獻(xiàn)[4]引入基于Agent的仿真來模擬駕駛員對(duì)停車信息的反應(yīng)，以及巡航尋找空位和動(dòng)態(tài)做出停車預(yù)約決策的過程，該研究的目的是評(píng)估停車預(yù)約系統(tǒng)PRS的影響。文獻(xiàn)[6]提出了眾包停車平臺(tái)CrowdPark，與傳統(tǒng)預(yù)訂平臺(tái)不同，通過眾包可以獲取可用停車資源，并利用這些可用信息幫助其他用戶實(shí)現(xiàn)停車位預(yù)訂。文獻(xiàn)[7]提出了一個(gè)Android應(yīng)用程序，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于預(yù)約的智能停車系統(tǒng)原型(SPSR)，該系統(tǒng)原型允許駕駛員借助物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和時(shí)隙分配方法有效地查找和預(yù)約空置停車位，并執(zhí)行自動(dòng)計(jì)費(fèi)。文獻(xiàn)[8]討論了一個(gè)基于智能手機(jī)的停車預(yù)約系統(tǒng)，該系統(tǒng)管理位于市中心不同位置的有限數(shù)量路邊停車位，并且在充分考慮巡航和步行時(shí)間的前提下，提出了一種簡單的預(yù)約方案來實(shí)現(xiàn)停車位的優(yōu)化分配。文獻(xiàn)[9]介紹了一種基于智能資源分配、預(yù)約和定價(jià)的新型智能停車系統(tǒng)iParker，該系統(tǒng)為駕駛員提供了成本最低、搜索時(shí)間最短、資源利用率最高的停車預(yù)約服務(wù)。

文獻(xiàn)[10]基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測車位信息，使用GSM發(fā)送數(shù)據(jù)，用戶通過手機(jī)App可以查詢和預(yù)定空閑停車位。文獻(xiàn)[11]基于Android平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了城市共享停車平臺(tái)客戶端，融合預(yù)約停車、車位管理、訂單管理等功能，提供分時(shí)共享停車服務(wù)。文獻(xiàn)[12]設(shè)計(jì)了基于Android的停車位與充電柱預(yù)約系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車位和充電柱的全程監(jiān)管。文獻(xiàn)[13]搭建的智能停車場車位預(yù)約管理平臺(tái)，可以提前預(yù)約車位，并自動(dòng)匹配車位路線。文獻(xiàn)[14]提出了停車場短信預(yù)約系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，完成了停車場短信預(yù)約系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并成功應(yīng)用于立體停車場的智能控制系統(tǒng)。文獻(xiàn)[15]設(shè)計(jì)的智慧預(yù)約停車系統(tǒng)通過ZigBee 節(jié)點(diǎn)無線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了車位實(shí)時(shí)狀態(tài)查看、預(yù)約和支付以及控制智能車位鎖。

2 車位共享系統(tǒng)研究

共享停車系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車主與停車位的有效聯(lián)通，個(gè)人或單位將自己空閑時(shí)段的停車位信息在系統(tǒng)上發(fā)布共享，需要車位的車主通過系統(tǒng)預(yù)約使用車位，并結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)車輛進(jìn)行快速停車、快速離場，這樣不僅可以提高停車位資源的利用率，優(yōu)化城市停車位資源，也在一定程度上可以緩解城市交通擁堵壓力[16]。文獻(xiàn)[17]提出了一種新的停車位共享系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)具有停車位搜索、預(yù)定等功能，駕駛員可以從匹配結(jié)果中選擇并導(dǎo)航到目的地附近的停車位。文獻(xiàn)[18]基于物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)了一個(gè)城市停車管理云平臺(tái)，基于該系統(tǒng)框架停車位通過PC-TTCC機(jī)制在代理之間共享，平臺(tái)的停車位通過O-VCG拍賣重新分配。文獻(xiàn)[19]提出了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的停車管理系統(tǒng)框架，該系統(tǒng)集成了區(qū)塊鏈開源(BCOS)和智能合約技術(shù)來共享停車位。文獻(xiàn)[20]提出了一種多區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的智能停車系統(tǒng)，傳感數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者通過開放的公共區(qū)塊鏈參與，以透明方式提供傳感信息并獲得相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)；私有區(qū)塊鏈用于在服務(wù)提供商之間實(shí)時(shí)共享收集的信息，并向用戶提供停車信息。文獻(xiàn)[21]提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的綠色智能停車系統(tǒng)解決方案，該方案利用博弈論對(duì)停車場預(yù)訂系統(tǒng)進(jìn)行建模。

文獻(xiàn)[22]從我國現(xiàn)有停車位存在的問題出發(fā)，分析開發(fā)共享停車位系統(tǒng)的必要性。文獻(xiàn)[23]為了有效緩解城市停車一位難求與大量車位利用率低下兩者之間的矛盾，從物聯(lián)網(wǎng)的角度給出了智能分時(shí)停車位系統(tǒng)解決方案。文獻(xiàn)[24]提出一種基于Android平臺(tái)開發(fā)的共享停車位管理系統(tǒng)，引導(dǎo)用戶有償錯(cuò)時(shí)共享車位，以有效緩解停車難問題。文獻(xiàn)[25]設(shè)計(jì)了基于LBS 的停車位共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了車位利用率的最大化。文獻(xiàn)[26]結(jié)合射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于共享車位的停車管理系統(tǒng)，有效提高了停車效率和車位使用率。文獻(xiàn)[27]針對(duì)現(xiàn)有智能車位鎖及系統(tǒng)情況，設(shè)計(jì)了一種基于藍(lán)牙車位鎖的共享停車系統(tǒng)。

3 智能停車場管理系統(tǒng)研究

智能停車場是通過對(duì)傳統(tǒng)停車場基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)停車場的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，為車主提供空閑車位搜索、停車導(dǎo)航、計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)、移動(dòng)支付等一體化的智能停車服務(wù)。文獻(xiàn)[28]提出了一種新的SPARK系統(tǒng)用于管理非道路停車位，通過使用先進(jìn)的ICT解決方案，不僅實(shí)現(xiàn)停車的自動(dòng)化，還關(guān)注污染物和城市交通擁堵對(duì)駕駛員的影響。文獻(xiàn)[29]運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)了一個(gè)管理停車場的高效、低成本系統(tǒng)，該系統(tǒng)從App收集停車數(shù)據(jù)，通過停車位上的二維碼識(shí)別和管理每個(gè)車位，駕駛員能夠預(yù)訂、占用和釋放停車位。文獻(xiàn)[30]提出了一個(gè)基于多智能體的智能停車管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要提供尋找空閑停車位、引導(dǎo)車輛找到停車位方向和預(yù)定停車位三項(xiàng)服務(wù)。文獻(xiàn)[31]提出了一種使用云網(wǎng)絡(luò)定位停車場的智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠計(jì)算特定位置的停車位數(shù)量、停車位空置的可能性以及預(yù)測特定時(shí)間的停車情況。文獻(xiàn)[32]針對(duì)摩洛哥卡薩布蘭卡市存在的停車難問題，提出了一個(gè)停車平臺(tái)架構(gòu)，該平臺(tái)允許駕駛員實(shí)時(shí)登記免費(fèi)停車位，從當(dāng)前位置開始引導(dǎo)，直到到達(dá)系統(tǒng)指定的位置。文獻(xiàn)[33]開發(fā)了一種新型的市區(qū)停車導(dǎo)航系統(tǒng)，可以在不泄露私人信息的情況下引導(dǎo)駕駛員找到最合適的停車位。文獻(xiàn)[34]提出了一個(gè)使用區(qū)塊鏈和私有信息檢索的隱私保護(hù)智能停車系統(tǒng)，即不同的停車場所有者創(chuàng)建一個(gè)聯(lián)盟區(qū)塊鏈，將停車請(qǐng)求存儲(chǔ)在共享的分類賬上，以確保安全性、透明度和可用性。文獻(xiàn)[35]提出了一種停車集中調(diào)度系統(tǒng)，在不同區(qū)域之間動(dòng)態(tài)調(diào)度CAV，以優(yōu)化停車資源利用和交通分配。

文獻(xiàn)[36]基于微信小程序開發(fā)了“泊拉豬”智能停車場管理系統(tǒng)，幫助車主實(shí)時(shí)掌握目的地的停車場詳情信息，有提供空車位的具體位置、自動(dòng)繳費(fèi)等功能。文獻(xiàn)[37]基于混合停車場不同用戶停車時(shí)空需求分析，建設(shè)混合停車場共享預(yù)約系統(tǒng)。文獻(xiàn)[38]提出基于ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的停車場車位管理方案的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了無線遠(yuǎn)程車位智能化管理。文獻(xiàn)[39]利用ZigBee技術(shù)對(duì)停車場管理進(jìn)行優(yōu)化，利用微信小程序彌補(bǔ)了停車場用戶端的不足，利用二維碼技術(shù)將用戶端與停車場端進(jìn)行有效連接，對(duì)停車場資源進(jìn)行了有效利用。文獻(xiàn)[40]提出一種基于藍(lán)牙控制的一桿多車式停車場管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無感進(jìn)出停車場，克服現(xiàn)有近卡收費(fèi)系統(tǒng)和電子支付的不足，提高車輛出入停車場的效率。

4 智能停車系統(tǒng)展望

通過分析停車位預(yù)約系統(tǒng)、停車位共享系統(tǒng)以及停車場管理系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，雖然許多學(xué)者對(duì)智能停車系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛研究，但現(xiàn)有研究仍存在一些亟需解決的問題。

4.1 車位預(yù)約系統(tǒng)與主流地圖導(dǎo)航系統(tǒng)的融合

地圖導(dǎo)航是目前車主出行的標(biāo)配，為車主提供準(zhǔn)確的路線規(guī)劃和導(dǎo)引服務(wù)。雖然已有研究的預(yù)約系統(tǒng)也具備地圖導(dǎo)航功能，但在導(dǎo)航的精度、路徑規(guī)劃的豐富性及路況預(yù)測的準(zhǔn)確性等方面，無法與市場上的主流地圖導(dǎo)航系統(tǒng)如高德地圖、百度地圖、Google地圖相媲美。而目前主流地圖導(dǎo)航系統(tǒng)都不具備車位預(yù)約、在線支付等功能。因此，二者的融合將有助于提高車主使用車位預(yù)約系統(tǒng)的意愿和停車體驗(yàn)，對(duì)車位預(yù)約系統(tǒng)的市場推廣具有重要意義。

4.2 車位共享系統(tǒng)中空閑車位信息可獲性問題

已有關(guān)于車位共享系統(tǒng)的研究更多的是從使用車位的車主角度來研究，通過車位共享系統(tǒng)可以為有車位需求的車主提供哪些服務(wù)，而普遍忽視了車位共享系統(tǒng)如何獲取空閑車位信息的問題。這也是現(xiàn)實(shí)車位共享系統(tǒng)沒有得到廣泛應(yīng)用的重要因素。如何讓擁有空閑車位的個(gè)人或單位愿意進(jìn)行車位共享并提供相關(guān)信息以及為他們提供便利的、容易操作的車位共享系統(tǒng)是未來值得研究的問題。

4.3 一體化的智能停車場管理系統(tǒng)

通過對(duì)停車場管理系統(tǒng)的文獻(xiàn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，已有系統(tǒng)功能都不夠豐富，許多系統(tǒng)連基本的出入智能控制、在線支付等功能都不具備。所謂一體化的智能停車場管理系統(tǒng)是指具備車位預(yù)約、車位導(dǎo)航、出入智能控制、反向?qū)ぼ嚨裙δ?，車主在到達(dá)停車場前可以通過移動(dòng)終端實(shí)時(shí)查詢車位信息、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，可以提前選擇和預(yù)約車位，獲取停車場位置并引導(dǎo)車輛到達(dá)停車場，并可以實(shí)現(xiàn)無感進(jìn)出、無感支付。

5 結(jié)束語

本文對(duì)智能停車的三種模式：車位預(yù)約、車位共享和智能停車場進(jìn)行了介紹，并重點(diǎn)對(duì)車位預(yù)約系統(tǒng)、車位共享系統(tǒng)和智能停車場管理系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備、系統(tǒng)核心功能等方面進(jìn)行歸納總結(jié)。最后，針對(duì)現(xiàn)有研究存在的不足，對(duì)智能停車系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。