先进的城市智能停车诱导系统设计与实现

　　引言 

　　城市停车诱导系统(Parking Guidance and Information System，PGIS)是以可变、多级信息发布屏为载体，向出行者提供停车场（库）的具体位置、当前车位实时数据等信息，指引驾驶员合理停车，同时提供数据进行分析、辅助管理部门决策的智能交通系统。系统由停车数据采集端（停车场）、数据处理和发布中心、广域信息发布平台（互联网、广播、移动通信等）和区域停车信息发布端（诱导显示屏）组成，采用先进的有线或无线通讯方式，实现整个区域无缝隙覆盖，即点-面结合的不同层次的系统。出行者通过该系统获取目的地交通、停车状况，结合出行目的，选择出行方式；行驶途中及时得到目的地交通状况、车位资源占用情况，采取对自己最有利的行车、停车方案；通过该系统的实施可提高城市停车场的利用率、促使停车设施利用均衡化，从而减少建造新停车设施的需要；减少交通负荷和道路交通事故、寻求快速畅通的交通流；提高停车管理水平、从而改善城市的环境。

　　1 智能停车诱导系统构成

　　智能停车诱导系统一般包括停车信息采集、数据传输、信息处理、和信息发布四个部分组成。各部分之间的关系如图1所示。

　　1.1信息采集

　　在每个停车场（库）设有数据采集端，随时感应汽车驶进、离开停车场状况，停车场空车位监测系统的数据来自设立于停车场出入口的收费系统或单独设立的车辆检测器以及人为修正的空车位信息。停车场数据采集设备实现对空车位信息的采集，定时向停车信息中心发送，以达到空车位监视和停车诱导的目的。主要设备有：车辆检测器：用于自动检测车辆进出停车场；车位信息板：用于显示当前本地空车位数量；数据采集与上传终端：采集停车收费系统、车辆检测器、手持终端等设备提供的车辆入出数据，经处理后传送到停车信息中心；停车收费系统：现有用于停车计费和停车场设备控制的系统，形式多样，具备数据通信接口。 

图1 停车诱导系统构成

图2 停车诱导分级原理图

　　1.2信息处理

　　信息处理系统将采集到的停车场使用状况以及周边道路信息加工处理成向驾驶员提供的适当形式的信息, 如停车场的满空(剩余车位情况)、集散道路是否拥堵等。另外, 信息处理系统还担负着存储停车场信息、加工处理停车场使用情况的变化模式等任务。这些功能将为未来提供停车需求状况预报、停车位预约等服务奠定基础。 

　　1.3数据传输

　　数据传输的基本任务是保证从信息采集系统到信息处理系统再到信息发布系统的畅通。其常用的形式有光传输网、电话交换网以及光接入网等形式。各停车场的数据通过停车信息平台终端数据采集设备采集数据并发布到市公共信息联网平台,控制中心则从该联网平台获取其控制停车场的停车信息数据。

　　1.4信息发布

　　停车诱导系统信息发布设施包括：可变信息显示屏、交通广播电台、互联网、车载终端、手机等移动终端。发布信息的内容有：停车场位置、车位数、车位使用情况、区域停车资源、备选停车场、收费情况、道路交通状况、交通管制措施、停车场周边服务设施分布情况、行车路线、预约服务信息等。它的任务是将信息处理系统处理过的信息以适当的方式向外界分若干个层次发布出来。通常是由控制中心随时将各个停车场的使用状况在可变信息显示板上以视觉的方式或通过广播以听觉的方式向驾驶员提供。也可以作为ITS的一部分，利用互联网、移动电话以及车载导航装置等方式发布。目前最为基础、最为常用的发布形式为设置于路侧的诱导显示屏。

　　2 智能停车诱导系统分级

　　停车诱导信息的繁简对于停车诱导系统的效果起到至关重要的作用。过于复杂的信息会增加驾驶员反应和理解时间，甚至有可能产生驾驶员来不及理解的极端现象，从而使诱导失去意义。因此，通过信息的分层简化，将诱导信息以简洁明了的形式提供给驾驶员，是避免信息过载的有效手段之一[3]。诱导信息的内容，根据层次由远及近有所不同。诱导信息板的种类按层次可分为： 

　　（1） 一级诱导屏（区域）。在区域周边主干道上设置动态停车标志，其主要目的是对停车者进行总体信息的诱导，使停车者对该区域的停车状况有一个初步了解。提供该诱导小区主要停车场的分布，动态可用泊位数、行车方向等基本信息，具体内容为停车标志P、区域路网图、停车场的位置与名称、空车位数、驾车者所处位置以及行车方向等。

　　（2）二级诱导屏（主要路口）。采用文字类信息诱导屏，根据周边停车场的分布，可一块或多块二级诱导显示屏结合对停车者进行诱导，目的是进行进一步诱导，提供周边街道停车场可利用泊位数、行车方向及行车距离。具体内容为：停车标志P、停车场名称、空车位数、车行方向及距离。

　　（3）三级诱导屏。采用文字类信息显示屏，目的是对停车者进入停车场诱导，该级显示屏向停车者提供该停车场更详细的信息，具体内容：停车标志P、停车场名称、当前空车位数、开放时间、收费价格、受限高度等信息。停车诱导信息分级原理及停车者在三级诱导信息下的停车选择行为示意如图2 所示。

　　3 系统信息流

　　3.1系统信息流结构体系

　　为实现停车诱导信息系统的功能，需要构筑完备的信息流结构体系，即对信息从采集到用户接受信息这一过程进行详细的分析，得到在各个过程中信息流的组成和流动方向[3]。在信息采集阶段，系统可在预设信息中获得有关路网条件、停车场分布、停车场泊位数等静态信息，同时系统通过设置在各停车场以及道路网中的实时检测装置，可以采集到路网的状态参数、停车场使用情况等动态参数。信息收集完毕后，系统将收集到的信息传输到主控计算机，由主控计算机进行信息的分类和处理，通过分析软件得到停车场泊位利用情况的相关指标、停车场的服务范围以及路网的状态预测参数。最后，通过信息发布装置将停车场利用情况信息以及诱导信息提供给驾驶员，供驾驶员参考选用。具体信息流结构体系详见图3。

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　　3.2系统信息流控制

　　一个典型的智能停车诱导系统信息流主要由四个部分设备组成：

　　（1） 路边可变指示标志（VMS）：显示静止或可变停车信息；
　　（2） 停车场计数装置：实时计算停车泊位的占用情况；
　　（3） 控制中心：处理停车场的泊位占用情况；
　　（4） 电信网：实现信息在停车场、控制中心和可变电子信息板之间的传输、交换。 

图3 系统软件结构体系框图

图4 系统信息流结构体系框图

　　4 系统软件结构体系

　　在停车诱导信息系统的软件实现过程中，需要对系统中的信息采集系统、信息处理系统以及信息发布系统内部进行合理的布设及整合，同时也需要同系统外部的驾驶员行为分析、路网交通控制与管理方式、停车场的经营情况等外部条件进行整合。使得停车诱导信息系统软件在保证其正确性的基础上，进一步加强其实用性，以达到建立停车诱导信息系统的最终目的。具体框图流程见图4。

　　5 系统算法设计

　　停车诱导信息系统中，主要算法包括主控计算机关于停车诱导信息的处理算法以及停车场终端车辆检测算法两部分。

　　5.1停车诱导信息处理算法

　　在停车诱导信息系统的构建过程中，主控计算机对于数据信息的处理过程是整个系统的核心，因此需要对停车诱导信息系统的算法体系进行分析。在系统中，通过一定的数据处理流程，对采集到的基础数据信息以及预设的系统静态数据信息进行综合分析，可以从路网状态、设施情况预测出停车场泊位的变化趋势，同时结合道路车流的信息，可以制定出合理的停车场诱导信息，以实现对区域静态交通的诱导与控制。具体结构体系见图5。 

图5 系统算法结构体系框图

　　5.2停车场车辆检测算法

　　停车场车辆信息的采集内容包括：到达及离开车辆的牌照、车型; 到达或离开时刻；停放时长；泊位供给量；空余车位数等。可由停车场进出口设置的收费读卡机或电子标签、空余车位数据采集器、检测器等设施加以实现[4]。

　　对于单层停车场，空余车位数据采集器利用栏杆机或车辆感应线圈送出的信号，检测车辆的进出数量并得到停车场车位利用情况。

　　对于多层停车楼，每层各有一个入口和一个出口，在各层入口和出口处均埋设车辆检测线圈，利用这些线圈对进入和离开停车场及各层的车辆计数。对于入口检测，当某层检测到一次车辆通过，则该层空车位数减1，若上一层检测到车辆通过，则该层空车位数减1，同时上一层空车位数加1。对于出口检测，当某层检测到一次车辆通过，在该层空车位数加1，其下一层空车位数减1，直到车辆驶出，各个停车场通过电话线将数据传送至主控计算机，主控计算机将资料整理后再通过无线通信模块将各路口数据传送至可变标志牌。

　　6 结束语

　　智能停车诱导系统是一项复杂的系统工程，它的管理涉及规划、建设、交通、公安等部门，管理权即交叉重叠，又分割脱节，不利于停车管理和系统建立。按照适应停车管理需要、合理分工和相对集中的原则，成立最高决策和协调机构，协调交通委员会、规划委员会、公安交通管理局、发改委、物价局、各区县管理委员会、园林局、建设委员会、供电局、电信公司等单位共同进行诱导系统建设。市政府经营性公共停车场管理部门为先期主导，制定系统建设规划方案，进行政策研究，鼓励停车企业参与诱导系统建设，特别是大型停车管理企业，提高停车资源纳入系统的标准，同时带动各区县相关部门，广泛征求意见，形成切实可行的建设经营格局，加大宣传力度，让更多有关管理部门认识到诱导系统给城市交通运行和管理带来的利益，积极促成多家管理单位主动参与、配合，推动项目上马建设的局面。