基于车联网技术的智能停车信息服务系统

摘　要：提出了基于车联网技术的卢湾区静态交通所综合性停车信息系统升级改造的系统方案以及太平桥车库物联网建设系统方案。通过对\"上海市卢湾停车诱导服务网\"进行网站智能化功能升级，使得停车服务信息发布途径更丰富、服务范围更广泛、服务方式更为灵活，体现网站信息服务的智能化程度。通过在新天地太平桥地下停车场实施物联网建设应用，实现手机支付、车位预约、无线传感、车辆定位和查询、场内停车引导等功能，极大的提高了城市停车管理水平和智能信息服务系统的能力。系统运用车联网技术，可极大的提高卢湾区智能停车系统的效率，有效的解决了城市交通信息化面临的众多难题。

关键词：物联网；车联网；RFID技术

1.引言
　　交通拥堵、交通事故、环境污染逐渐成为影响城市居民生活的重要问题，各国的政府、交通系统师试着采用各种方式改善交通状况。解决交通问题要从"行"和"停"两个方向入手，在充分挖掘道路通行潜力的同时，人们越来越多地想到从停车的角度解决交通问题。因此，一方面需要建设大量的停车场，而另一方面，也需要借助先进的信息技术来发布停车场的位置信息、空车位等信息，并贯穿出行始末。
　　卢湾区停车诱导系统在日常的运行管理中，尚存在一些问题有待完善，如：现有的行车路径导航和停车信息服务还没有实现整合，驾车者的交通信息查询还比较繁琐；在停车高峰期，车位紧张时，部分高端用户有提前预约车位的需求无法满足；停车场内缺少内部诱导，在车位较多的停车场，车主要离开停车场时往往找不到车辆等问题。新系统结合运用了车联网技术、BP神经网路、三维街景、超声波检测等先进技术，有效的克服了其缺点，提出了一种完善的系统方案。
2.系统总体架构概述
2.1综合停车信息服务系统总体架构概述
　　该系统的智能停车平台由有效泊位预测系统、泊位查询系统、手机上网服务器、网站服务器、语音坐席查询系统和查询信息数据库组成。该智能停车平台可为车主提供路径引导、三维街景、停车库实时信息查询、车位预约、语音服务、短信服务、手机上网等功能。
2.2 太平桥停车服务物联网系统总体架构概述
　　太平洋停车库地形复杂，车辆众多，车主进入停车场后视线往往受车辆和立柱等物遮挡，不能第一时间发现空余车位，只能盲目巡游寻找车位，偏僻空余车位始终无人获知，车位利用率低下；无法准确统计不同时段车流量，无法及时作出运营调整，优化资源；对于"外来车主"因车库环境的不熟悉，很难确定自己的停车位置。为了有效解决以上一些问题，我们将太平桥车库系统与物联网技术相结合，很好的解决了太平桥车库停车难的问题。该系统主要由进出口管理系统、场内引导系统、车辆位置查询系统以及停车预约系统组成。
2.3 基于车联网技术的智能停车服务系统总体架构概述
　　太平桥停车服务物联网系统是一个独立的计算机系统，该系统与综合性停车信息服务平台互联，形成了基于车辆网技术的智能停车服务系统。整个系统停车用户可以通过短信、自动呼叫中心以及手机访问或网络访问的方式来了解具体的停车信息，大大的方便了停车用户对停车库具体停车信息的了解，以便停车用户对停车位的及时的预约，极大的节约了停车用户寻找停车位的时间。
　　
3.系统关键技术
3.1 物联网技术
　　物联网是指将各种各样的物体经由各类信息传感和数据采集设备后，通过有线或无线的通信方式与互联网融合形成的一个巨大的物与物相联的网络。物联网的作用在于，将原本与网络无关，但与我们的生活、工作息息相关的万事万物，融入到网络里来，结合成一个更加智慧的生产、生活体系，大大地提高人类对事物的控制和管理效能，极大地促进我们的生活、生产乃至整个社会的发展。
3.2 车联网技术
　　车联网是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用, 并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。车联网可以实现车与车之间、车与建筑物之间,以及车与基础设施之间的信息交换,它甚至可以帮助实现汽车和行人、汽车和非机动车之间的" 对话"。就像互联网把每个单台的电脑连接起来,车联网能够把独立的汽车联结在一起。
3.3 RFID技术
　　RFID(radio frequency identification,射频识别)是一种非接触式的自动识别技术, 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预。当前,RFID 技术已经应用于一些领域当中,如物流与供应链管理、不停车收费系统等。
4.综合停车信息服务主要系统的实现
4.1 语音诱导系统实现
　　语音诱导系统可为车主指引找到停车场。这样不仅节省了驾驶员的时间，还减少了车辆在道路上的停留时间，相对的也起到了缓解道路拥挤状况的作用。为此通过搭建呼叫中心，由坐席人员为呼入电话的车主提供道路引导、信息查询、车位预约等服务。整个呼叫中心将通过PBX出/入局，并且支持IP电话、固话和移动手机的呼入。PBX会将呼入信令通过局域网转接至本地坐席，或通过Internet路由至远端坐席。
4.2 短信功能的实现
　　车主可通过发送短信将自己的位置告诉短信服务平台，服务平台将规划好的诱导路线及车库信息返回到驾驶员手机，以短信方式指导驾驶员行驶到停车库，这样让驾驶员无论何时何地都能获得停车诱导服务。
　　短信查询系统利用中国移动的ＭＡＳ或者企信通服务，用户可以编辑短信的方式，发送到指定的号码上，进行停车泊位查询，查询结果以文本说明的方式返回到用户手机上。用户可以查询当前目的地的停车场的泊位信息，也可以加上预测事件来查询未来某个时间的停车场泊位信息。
4.3 手机上网的实现
　　传统的个人电脑浏览方式随着移动通讯技术的革新正在慢慢被后者取代。一项针对国内智能手机的调查指出，除了电话短信这些原始功能，手机上网已经成为用户最常用的功能。
　　对于驾驶员而言，手机等移动设备与个人电脑相比无疑是更加方便的查询工具。针对移动通讯设备，推出基于无线网络的查询平台，这符合与时俱进的科学发展观思想，满足当下广大人民的切身需求。上海市卢湾停车诱导网特别为其开辟专门的访问通道，通过为手机等设备的浏览习惯量身打造的查询系统，可以随时随地查询最新信息，它将和升级后的网站一起，为用户提供无缝的查询体验。
4.4 停车预 约系统的实现
　　停车预约系统提供电话预约、短信预约以及网站预约等服务，停车人可通过不同的方式向停车信息服务平台发送预约请求，由停车信息服务平台处理相关的预约请求，并与停车场管理系统进行信息的交互，将停车人的预约请求发送到停车场终端。当驾车者驾驶车辆到达停车场时，由停车场管理系统根据预约信息列表中所保存的相关预约信息判断当前入场的车辆是否为预约车辆，处理预约信息等。
4.5停车场泊车位预测系统的实现
　　停车场泊车位预测系统采用BP神经网络技术。神经网络有多种模型，利用误差反传神经网络（也称BP网络）构造有效停车泊位预测模型，可以较为准确地预测短期内的有效停车泊位变化，是一种能较好满足用户出行决策和经营停车场的企业运营管理需要的有效停车泊位预测模型。
5.太平桥停车服务物联网主要系统实现
5.1停车进出口管理系统的实现
     本系统中停泊车辆的收费采用人工收费、远距离读卡器自动收费和基于手机SIM 卡的多功能缴费三种方式。
人工收费：
　　人工收费主要针对临时车辆，且使用现金支付的用户。临时车辆离场前，车主将临时票交给工作人员，工作人员在时租卡读写器上一刷，电脑根据车辆入场时间和相对应的收费标准自动计费，并存入数据库内，车主按显示金额用现金支付。同时，图像采集设备会自动抓拍车辆图片，并与数据库内存储的数据进行比对，确认无误后开闸放行。
远距离读卡器自动收费：
　　远距离读卡器自动收费主要针对长期用户。持卡车辆离场时，只需持卡在离出口控制机3-15 米范围内，RFID 远距离读卡器会自动读取车主卡上信息，并计算、扣除相应停车费用。同时，图像采集设备会自动抓拍车辆图片，并与数据库内存储的数据进行比对，确认无误后系统自动开闸放行。
手机SIM 卡的缴费：
　　通过与中国移动公司（或中国电信）的合作，采用SIM 卡实现停车场小额支付，实现停车场系统的多元化应用，操作流程与公共交通卡缴费一致。车辆离场前，车主经过集中缴费终端时，将临时票在读写器上一刷，电脑根据车辆入场时间和相对应的收费标准自动计费，并存入数据库内，车主可根据显示金额使用手机SIM 卡缴费，同时将停车交易记录保存到后台数据库中，用于收费信息的查询以及与移动公司后台系统的结算，停车场收费系统与移动公司SIM 卡应用系统之间按照SIM 卡应用系统要求的数据格式进行交互。
5.2 场内引导系统的实现
　　场内引导系统由车位信息采集设备和车位引导设备组成，主要采用了超声波检测和地图监控等技术。拟实现对进入停车场内部的车辆进行停车指引，包括入口处区域（或楼层）的指引、场内分区指引和车位指示灯等，方便驾驶员尽快找到可停放的停车位。场内引导系统由车位信息采集设备（超声波车位检测器）、车位信息发布（LED 车位指示灯）、前端控制设备（控制主机）和后台管理系统（场内诱导系统软件）组成。
5.3停车位置查询系统实现

　　停车位置查询系统由车牌识别设备、RFID 读卡器和查询终端组成，拟通过反向寻车系统实现对所停放车辆的反向查询操作，方便驾驶员尽快找到车辆停放的位置。具体系统结构如上图所示。首先需要定位单元系统，可以为车位为单元也可以为区域为单元，实现对长期用户车辆、临时用户车辆的定位；其次，需要定位总段设备，主要是通过RFID读卡器安装在分区交界通道的顶部；再次，系统中还需要设置查询终端设备，当车辆离场时可通过查询终端进行车辆的定位查询，查询终端采用市场上技术成熟的触摸查询一体机，具备多种外观选择，产品主机配置，外接设备可根据实际使用需求做相应调整；最终，该系统中的车牌识别摄像机、RFID 读卡器均汇集至控制主机，并由控制主机通过网线与后台服务器进行通信，上传临时用户车辆和长期用户车辆的相关定位信息，控制主机放置在中央控制室内。
5.4 车位预约设备布设系统实现
　　车位预约系统主要通过停车预约服务器、停车预约软件并且通过web service接口与综合性停车信息系统连接实现，具体结构如下：
　　
6.基于车辆网技术的智能停车信息系统整体实现
　　基于车联网技术的智能停车信息服务系统如图6-1所示，车主可以通过综合性停车信息平台，对太平桥车库的车位进行预约，预约时要求车主输入车牌信息和预约时间。综合性停车信息平台通过 Web service 接口下发预约信息到太平桥停车场数据服务器，停车场系统将根据信息进行车位预留/释放。预约用户进入车库后，通过信息验证（车牌及预约时间），取卡后方能正常进入停车。进入太平桥车库的每个有权限的停车用户都有一张车载RFID卡（车联网），RFID卡支持远距离射频识别，远距离卡放在挡风玻璃下方，车辆进入停车场时，安装在入口处的远距离读卡器就能将这张卡识别出来，并记下入场时间；当人们驾车离开停车场时，出口处的远距离读卡器再完成一次识别，就能算出停车费用，系统自动完成扣款，信息确认无误后，自动开闸放行。整个过程中，驾车人无须停车，也没有任何人工操作，可大量节省时间。

7.结论
     本文介绍了基于车辆网技术的综合停车信息服务系统的实现方案，创新的把运用车联网技术的RFID远距离读卡器安装在了停车库的出入口通道中。通过安装在出入口通道控制机上的RFID远距离读卡器、车载远距离RFID卡、太平桥停车库控制中心以及综合停车控制中心进行无线通信。借此对交通信息进行采集集融合与发布，同时借助各种手段和设备，对交通进行协调和管理，不仅提升了城市公共停车管理水平和服务水平，提高了公共停车场的利用率和均衡性，减少了因盲目寻找停车空位而附加的交通量，缓解了区域内路网的交通拥堵状况，降低了交通事故的发生率，而且使得停车服务信息发布途径更丰富、服务范围更广泛、服务方式更为灵活，体现网站信息服务的智能化程度，极大的提高了城市停车管理水平和智能信息服务系统的能力。
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