車位引導系統原理及應用研究陳際如
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摘 要：文章對現有車位引導系統的組成、工作原理及其在國內外的應用現狀與發展趨勢進行了梳理，總結了目前車位引導系統存在的不足，針對當前車位引導系統智能化、可視化程度不高等問題，提出車載車位引導APP，讓車主快速地尋找車位并到達目標車位，體驗更好的停車體驗。
關鍵詞：車位引導系統;車載APP;智能化;可視化
隨著科技和經濟的飛速發展，人們生活質量不斷提高，我國居民的汽車擁有量呈逐年上升趨勢。城市中汽車的數量越來越多，不但出現了停車難和亂停車等不良現象，同時尋找停車場和停車位也變得十分困難，進出停車場的不便和停車位供應不足成了許多地方最頭疼的問題，因此，解決這個問題成了許多城市刻不容緩的首要任務。在智能化普及的現代信息社會，智能車位引導將是發展的趨勢，本文將對車位引導系統的實現原理、應用現狀、發展趨勢及改進方向進行綜合論述。
1 車位引導系統的原理
車位引導系統一般包括信息采集、信息傳輸、信息處理和信息發布等4個模塊[1]。通過信息采集模塊對停車場內的車位停車情況進行檢測，再由信息傳輸模塊將數據傳輸到信息處理模塊并對數據進行分析處理之后分發給信息發布模塊，以此給用戶提供停車場車位信息服務。
信息采集模塊通過各類傳感器或視頻監控等裝置，在停車場內相應區域采集相關信息，如停車場內車位使用情況等。信息傳輸模塊則是負責其他3個模塊之間的數據傳輸，信息處理模塊是對接收到的一系列數據做運算處理并將處理后的數據實時儲存到系統數據庫，最終提供給有停車需求的用戶使用。信息發布模塊是系統與用戶信息傳遞的橋梁，信息發布模塊可以由多種終端構成，在各個終端展示系統實時發布的停車場車位信息，以供用戶使用[2]。
1.1 停車位信息采集
停車位信息采集使用了多種方法，主要有地磁傳感器、感應線圈、超聲波、紅外、視頻等。
（1）地磁傳感器可探測出車輛對地磁場信號的擾動，以此來判別車輛的存在[3]。
?。?）感應線圈是基于電渦流效應原理的車輛檢測技術，當車輛靠近線圈時引起線圈電量感和阻抗的改變，并檢測車位的停車狀況[4]。
?。?）超聲波技術是通過發射波和發射波的時間差來測量距離，從而判斷車位是否有車輛停放[5]。
紅外車位檢測使用紅外發射器發射的光經透鏡聚焦后投射出去，當光遇到障礙物阻擋時形成反射，反射回的紅外光線投射到位置敏感傳感器上，以此測量物體與傳感器的距離并與閾值相比，判斷車位狀態的占用與否[6]。
視頻檢測是利用攝像頭采集停車場內的視頻圖像，對圖像進行預處理，根據圖像中停車位區域的像素積累量的變化特點，利用背景差分算法來實現停車位上的車輛檢測[7]。
信息傳送是指采集的信息向服務器傳送和處理后的信息向用戶傳送這兩個過程的結合。通信系統是系統內信息相互傳送、相互交流的重要保障，使信息匯總、處理、信息傳遞、信息實時更新發布幾個獨立的子系統能夠相互聯系在一起。根據使用的信息發送方式以及傳遞介質的差異，一般可以分為有線傳送和無線傳送兩種方式。停車場的駕駛者對停車位實時數據信息的需求量非常巨大，采用無線網絡實現停車場設備與用戶終端間的數據通信，固定線纜傳送停車場信息采集設備與服務器之間的數據[8]。
1.2 信息傳輸技術
信息傳輸有采集信息向數據處理服務器傳送和信息向用戶傳送兩個過程。向服務器傳送信息的方式有藍牙、WiFi、ZigBee等。
?。?）藍牙無線技術是將采集到的信息反饋到中央處理器，經過數據的分析處理之后，給出相應的回復，再由藍牙端口對車位信息做出顯示，通過LED車位引導屏幕顯示相應的車位信息[9]。
?。?）WiFi無線網絡技術主要是通過手機客戶端和后臺服務進行交互來實現信息傳輸。通過手機客戶端獲取到相關信息，并將這些信息發送給定位服務器，定位服務器通過定位算法計算當前位置查找出合適的導航路線，將路線結果反饋到客戶端[10]。
?。?）ZigBee技術是通過由ZigBee組成的通信網絡發送信息，將數據發送至數據庫服務器，由數據庫服務器接收并存儲數據，在用戶終端顯示數據，向用戶提示空閑車位[11]。
信息處理模塊將采集到的靜、動態信息匯總加工處理成用戶所能使用的有效信息，并儲存到數據庫，為停車引導系統提供數據支持。
1.3 信息發布模塊
信息發布模塊接收信息處理模塊匯總的停車場信息后，通過各種終端設備向用戶提供車位信息服務。
?。?）引導指示屏?，F有停車場最主要的車位引導設備就是引導指示屏，在停車場入口附近主干道上設置引導指示屏，顯示當前停車場內的車位使用情況。
（2）手機APP。用戶使用智能手機下載APP，通過網絡實現隨時隨地獲取車位信息，還可以通過APP指定停車場預定車位，快速便捷停車。
?。?）交通廣播。建立停車引導交通廣播，為城市內的廣大用戶提供實時停車場車位使用信息發布服務。
?。?）無線網。用戶在靠近停車場入口時，可以通過無線網獲取停車場發布的場內車位剩余情況[12]。
2 車位導航系統的應用現狀和發展趨勢
2.1 國外城市停車誘導信息系統
國外開始停車誘導系統的研究的時間較早，并且發展穩定。德國博施集團早在1993年就研發出第一代PRS2100停車管理系統，將整個停車引導系統分為停車引導系統和公共關系系統兩部分，包括停車空間、可變標志和數據采集[13]，并且為用戶提供了3種不同類型的信息顯示模式。無論是停車位的使用態，還是信息顯示器到停車位的距離，公共交通的轉移以及可能在相鄰區域中空閑的停車位信息都可以單獨或組合發送。1996年，美國利用靜止標志和VMS將停車引導系統應用在商業區，利用中央計算機統計數據實時更新數據顯示車位占用情況，數據通過VMS發布給車主，車主選定目標車位按照靜態引導標志引導停車。1973年，日本成功發布了亞洲首個停車引導系統，1995年停車引導系統發展完善，利用信息板，實時更新車位空閑和占用狀態。目前，國外的智能停車引導系統在物聯網的高速發展下，逐漸完善并且擁有很大發展市場。美國智能停車行業在引導車輛快速入庫、在線預訂、自主付費等領域已經有了較為成熟的應用。日本也開始進行停車大數據收集，啟動了對于智慧停車業務的深入發展，并且日本境內所有的停車場都試行了引導車輛快速進入停車場、實時查詢車位數據等服務。 2.2 國內PGIS
與上述國家相比，我國在停車引導系統行業還處于早期階段，經過不斷努力攻克難關并結合國外先進的停車技術，國內停車誘導系統也日趨成熟。國內最開始的PGIS的引進和應用是20世紀90年代末，廣州市使用了靜態交通管理信息系統，通過順序編碼方式獲取停車場車位數據。該系統根據城市交通結構劃分分區，系統的運行流程和功能結構配置都使用數據庫設計完成。停車場和車位數據信息可以通過廣州市靜態交通管理信息系統實時發布。2001年年末，南京市結合了國外先進技術的新型停車引導系統開始投入使用。系統記錄了每位駕駛者和車輛的信息以及停車時間，通過南京市的各個路口的動態VMS發布所在地附件停車場的方位和更新車位信息。2000年年初，北京成功建立了大型的停車管理系統，2001年，停車引導系統首次在王府井投入運行。該系統主要由各個子系統組成，擁有中央處理控制中心和網絡通信平臺，將空車位數據動態分布到各個交通引導虛擬機，有效提高停車空位的利用率，取得了較好的泊車成果。但該系統需要設計VMS的安裝位置，且位置固定，不方便用戶隨時查看停車信息。
在未來，停車智能化將成為我國的停車引導系統的主要研究研究方向。沈陽正在建設的智能立體停車場，擁有一整套先進的智能停車引導系統與設備，從停車到取車全部實現智能化、自動化，具備市面上已有的網絡支付、車牌識別功能。合肥在城市大道設立通車誘導屏對外公開車位空余量，將人流量多的廣場停車場數據都納入停車引導系統中，停車場出口設計了智能道閘，用于收集車輛駛入和駛離停車場的信息，并將收集的信息數據上傳，通過誘導顯示屏實時發布。
3 不足與改進方向
就目前來看，國內現有的停車引導系統發展了較多功能，如網上車位預定等，然而在引導方面，大多側重于場外引導，對車輛進入停車場后自主選擇特定停車位的引導重視不夠。常見的是在停車場外或者內部設置的LED車位引導屏，利用服務器將處理后的引導信號傳輸給引導顯示屏，引導司機將車停入空位。而單獨的LED顯示屏對于坐在車內的車主一般不容易被發現，所以車主必須在進入停車場之后先尋找LED顯示屏，再依靠LED顯示屏引導停車，這讓進入新環境的陌生停車場的車主很難快速找到停車位，并且在信息采集的實時性和準確性方面發展還不完備。為了提供司機即時可靠的資訊，并讓使用者進入停車場快速停車，可以改進智能停車系統，將整個停車場的平面信息及車位占用情況反饋在客戶端車載APP上，在進入停車場后可以以車載APP來引導車主停車。車主可在車內實時掌握停車動態及引導路線，輕松找到合適的停車位。
4 結語
隨著經濟發展，國民消費水平不斷提高，我國在進入“汽車時代”后，“停車難”已經成為困擾民生的焦點問題。智能停車引導系統的出現，大幅度提高了車位的利用效率，保證了良好的出行體驗。在“互聯網+”的時代，傳統的停車位引導系統對于用戶的使用已經不夠方便，基于不同的定位方法，結合移動設備APP使用的各種智能停車引導系統正在發展，為車主提供更便捷的停車服務[14]。后續的停車引導系統將不斷完善，通過利用物聯網信息技術將停車數據與網絡云平臺結合，將實現智能尋找停車場、實時更新車位信息、引導車輛快速進入停車場、高效率地利用停車資源，再到便捷取車、繳納停車費用等一系列智能化、自動化的功能。
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Abstract：In this paper， the composition， working principle， application status and development trend of the existing parking guidance system are combed and summarized， and the shortcomings of the current parking guiding system are summarized， aiming at the intellectualization of the current parking guiding system， In order to improve the parking experience， this paper puts forward that the vehicle parking guidance APP， can quickly find the parking space and reach the target parking space， so as to get a better parking experience， and some other problems， such as the low visualization degree and so on.
Key words：parking guidance system; on-board APP; intellectualization; visualization
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