城市停车场信息管理系统设计

史 冲

（1. 河南省有色金属地质矿产局 第一地质大队，河南 郑州 450016）

随着城市内机动车辆的增加，停车场信息管理成为重要一环。目前研究主要集中在两个方面，一是智能化小区的停车管理系统[1-3]，二是现有停车管理系统的优化[4,5]。本文采用自顶向下、逐步求精的结构化设计方法，建立城市停车场信息管理系统，通过车内导航仪接收相关数据，给驾驶员更佳的停车场选择。

1 系统总体设计

城市停车场信息管理系统采用自顶向下、逐步求精的结构化生命周期设计方法，即系统分析员、软件工程师、程序员以及最终用户按照用户至上的原则，自顶向下分析与设计和自底向上逐步实施，建立计算机信息系统[6,7]。

由于目前GIS在分布式计算方面应用范围有限，该系统采用管理员端C/S架构和用户端高速信息终端传输技术[8]。用户端的GPS接收机有数据接收和一定的数据处理分析能力，可以用来进行最短路径分析。

系统分2个部分，一是用户部分，可以根据服务器发来的数据和用户定义的目的地进行选址和路径分析，具有信息接收和分析功能；一是管理部分，可以通过存储服务器存储数据和应用分析服务器来进行规划分析[9]，系统模块结构见图1。

根据模块图，系统分为2个子系统：

1）用户查询信息子系统，主要负责在车载GPS上的信息接收和分析，包括：①数据接收和查询模块，系统通过无线传输获得实时的城市停车场车位数据，用户按要求将自己的目的地输入GPS终端，GPS终端将目的地、交通线路图和停车场实时数据进行统一分析获得最佳目的地供驾驶员选择。②最短路径分析模块，通过该车所在位置和目的地停车场位置，计算最短路径为驾驶员导航。

图1 系统模块结构图

2）停车场管理子系统，包括：①停车场静态数据管理模块，根据每年停车场新建和拆除信息，对现有停车场位置数据进行删除、插入和修改。修改主要是对停车场因扩建或内部整改所形成的车位数量改变进行更新。②服务区范围分析模块，根据停车场位置和城市交通线路图进行服务区范围分析，获得停车场的服务区域。③区域停车场分布密度分析模块，进行停车场数量分区统计，并计算停车场和车位密度，用于分析相关区域停车场是否需要新建或重建。④停车场选址分析模块，根据商业网点分布、停车场需求、交通线路网和土地地价等信息分析最适宜建造停车场的区域，并分析新建停车场服务范围，确定新建停车场的位置。

模块间主要以数据格式为接口，如各模块和数据库所定格式保持一致，以实现处理及通讯；模块之间若有直接的数据交换，则制定交互数据的格式，并以此为接口[10]。

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该停车场信息管理系统采用Oracle 9i+ArcSDE进行管线数据存储，图形数据和属性数据都存储在Oracle中。数据库设计包括属性数据库设计和空间数据库设计，其中空间数据库包括城市交通网线图、停车场分布图、商业网点分布图。属性数据库为停车场的属性数据（见表1）。

表1 城市停车场表结构

2 数据描述

该系统所涉及的静态数据主要是电子地图数据，包括停车场、建筑物、商业点、道路等信息。作为系统的主要数据及整个虚拟地理空间的信息承载体，用户及管理员可以将其他信息附加在电子地图上，以实现其他功能。动态数据主要包括：①用户信息，用户姓名、身份证号码、手机号码、注册信息等；②分析信息，系统分析停车场的选址和服务范围信息；③查询信息，用户向系统提交的关于停车场选择的查询信息；④导航信息，系统针对用户查询信息的导航和线路信息；⑤更新信息，管理部门对系统静态数据进行的更新操作和信息。

该系统中用户信息、日志信息、空间基础信息、停车场车位信息等的存储管理皆采用SQL Server 2005或者Oracle 10等数据库系统。数据字典见表2～4。

表2 数据流说明表

表3 数据存储说明表

表4 数据项说明表

该系统的数据采集包括以下几个方面：①基础道路信息采集，主要通过数字化及向有关部门购买获得；②停车场位置信息采集，由当地调查和数字化获得；③停车场车位信息，由停车场管理员通过终端设备实时输入。数据加工逻辑说明见表5。

表5 加工逻辑说明表

3 系统描述

系统功能主要包括以下几个部分：①对城市内停车场进行建库，统一管理停车场信息，并通过地理信息系统对各个停车场的空间分布进行显示和查询。②管理停车场即时数据，如当前停车场是否已满、已停车数量、剩余车位数量、单位时间增加车辆数、估计停满车辆的时间等。③空间分析，通过对多天数据的分析得出停车场停车效率，并根据对停车车位的需求度了解是否要对其进行扩建或在区域其他位置建立新的停车场。④通过无线网络的即时传输，可以把数据传入车辆导航仪。

在基础信息传输及用户信息存储、传输过程中，要求没有错误，进入数据库的内容应条目准确、描述文字清晰易懂、无二义性[11,12]。

本系统的关键之处在于多源信息的匹配技术。用户可能会因为采用不确定的数据输入格式或输入数据的空间描述、停车场的描述不准确而带来问题。这里需要专门的技术，如自动纠错或模糊匹配功能以保证系统的鲁棒性，同时对用户的错误操作进行提醒。

硬件接口主要包括计算机硬件设备、网络硬件设备及服务器硬件设备，软件接口包括计算机操作系统、数据库管理系统、网络安全软件系统。

由于系统数据库存储了大量的基础地图数据、地理信息数据，更存储了各用户的个人隐私数据，所以系统的安全性能要求高。系统管理员要定期备份数据库数据，作好数据库维护工作；另一方面，要求系统运行环境内对病毒等非法入侵要有很好的抵抗能力[11,12]。系统的维护主要包括数据库子系统的维护，以及软件系统的维护。

4 系统详细设计

4.1 主要内容

详细设计是在总体设计基础上进一步细化、具体化、物理化，主要内容有：

1）模块设计，按照功能独立、规模适当的模块化设计方法，对总体设计中各大模块进一步细分成小模块，并绘出它们之间的联系及各模块内容及功能、算法及流程。

2）数据分级分类及编码设计。

3）数据库设计，包括：①数据获取方案设计，如内容选取及分类、数字化中要素关系的处理原则、相应专题内容的数字化方案、作业步骤和数字化质量保证措施；②数据存储设计，如数据存储介质的选择、数据逻辑关系的设计和数据存储结构的设计；③数据检索设计，如属性检索、空间检索、拓扑检索、组合检索以及其他检索。

4）输入、输出方式及界面设计。

5）安全性设计，包括操作权限分级、用户分级口令设置、病毒防治。

6）实施的计划方案，即把任务分解，落实到人，提出进度要求、数据加密和考核标准，给出经费预算，记忆数据备份等。

4.2 模块设计说明

1）注册用户管理模块：该模块用于新用户建立自己的帐户作为在系统中的身份。此外，用户提交给系统的相关信息也由该模块进行统一管理，由管理员维护。模块加工逻辑说明如图2。

图2 注册用户管理模块

2）停车场实时信息更新模块：该模块的目的是停车场管理员在停车场对每一辆车入库和每一辆车出库进行记录，以及时更新停车场信息，使得服务器可以把停车场的数据及时传输给驾驶员。模块加工逻辑说明如图3。

图3 停车场实时信息更新模块

3）停车场实时信息发送模块：该模块的目的是将停车场的实时数据通过无线的方式传输给车载GPS导航仪，以帮助在导航仪上进行最佳停车场的选择。模块加工逻辑说明如图4。

图4 停车场实时信息发送模块

4）最佳停车场选择模块：该模块的目的是根据服务器发送的停车场实时数据和驾驶员的目的地进行最佳的停车场选择。模块加工逻辑说明如图5。

图5 最佳停车场选择模块

5）最佳停车场选择模块：该模块的目的是根据驾驶员选择的停车场位置和本车的坐标，选择到达停车场的最短路径。模块加工逻辑说明如图6。

图6 最佳停车场选择模块

6）分区停车场密度分析：该模块对城市分区内的停车场数量和停车车位进行统计分析，计算得到该区域的停车场密度，然后根据该区域的停车场需求进行分析，得到是否需要新建停车场的判断。模块加工逻辑说明如图7。

图7 分区停车场密度分析模块

7）停车场选址适宜度分析：对城市区域内的新建停车场最适宜的区域进行提取，确定建立停车场的最佳区域。模块加工逻辑说明如图8。

图8 停车场选址适宜度分析模块

8）表结构。在数据库总体设计中，已经明确需要建立的表，其具体的表结构如表6～9。

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