基于GNSS 的“零等待” 路边停车系统

曾紫胤，石其坤

（武汉科技大学，湖北 武汉 430081）

近年来，随着社会经济的不断发展，人民的生活水平也逐年提高，这也导致了越来越多的人选择通过私家车的方式出行，可与之相对的停车位却没有增多，也就导致了越来越多的车选择停在了路边或者面临“停车难” 的问题，这不仅影响到了私家车每天的出行，更阻碍了城市居民的出行，使得人们生活质量有所下降，再加上现在各个路段或多或少都会有需要维护的路段，让停车愈发艰难。因此，如何通过一个好的停车系统去合理规划运用那些数量有限的停车位，让更多的车有地可停，也就成为了现在城市建设中不可忽略的重要问题。

停车难主要是源于以下3 个方面。第一，无法找到合适的停车位。部分车主开车前往陌生地点时，对于街道基本情况不了解，很难寻找到合适的停车位，进而导致了该车主在街边慢行寻找车位，造成行车堵塞。第二，停车位的管理不合理，部分停车位使用率低。不少地下停车场缺少多层面管理，造成车主容易进但是难以出的问题，车主面对巨大的停车场，难以找到最适合自己的位置，就算找到了也会因为不了解停车场状况，进而引发“找车难” 的问题，这些都会影响到车主对车位的选择，过于偏僻的地方因为难找从而被空置浪费。第三，街道路况变化速度快，车主无法适应。修路是城市规划的一种常见现象，可能前一天看到的车位，今天再去就已经变成了修路地段，或者不小心开进一段待修理的路段中，不知道如何停车，只能在一条狭窄的单行道暂时停下，从而加重了交通堵塞，这种情况是车主难以预料到的，同样也是需要解决的。

造成这些停车难的关键原因，主要还是在于车主对附近停车情况没有一个准确的了解。随着私家车的数量逐渐增多，地下车库等固定停车点位面临短缺，但是这并不是一朝一夕就能够解决的，现在所能做到的便是最大化地利用每一个停车位，进而使停车位动态饱和。

本文提出的停车系统可以通过GNSS 对附近区域进行动态搜索，实时向用户反应附近停车点位的数量，直接推送最近停车点位辅助停车。可以通过用户自行停车的记录，进行审查后扩展街边停车点位。还可以通过数据库记录用户停车地点，通过GNSS 进行导航，解决“找车难” 的问题。将所有能够停车的地点统一整合入库，不仅可以辅助当地管理部门进行车辆疏通，还能够让用户在陌生的环境下也能第一时间找到合适的停车位，完成“零等待” 停车。

1 现有停车系统的分析

现有停车系统在部分方面已经非常完善，例如控制车的进出、自动记录车辆信息、无人收费等，但同时也存在很多缺陷。停车系统只能控制车主的进和出，但车主进入停车后便无法管理。当车库未饱和时，如何更快地找到可使用的停车位？当车库饱和时，如何证明车库饱和（这里的饱和指每一个停车点位都有车停，但是可能存在车没有离开停车场，但停车点位已经空出）？如何再次分配需要停车的用户？这些难题都尚未解决。因此，结合GNSS，联合已规划车位和未规划车位形成数据库，引导车主进行停车变得至关重要。

2 基于GNSS 的 “零等待” 路边停车系统的运行原理

2.1 GNSS

GNSS 是对北斗系统、GPS、GLONASS、Galileo系统等单个卫星导航定位系统的统称，是以人造卫星作为导航台的星级无线电导航系统。北斗卫星导航系统作为GNSS 大家族的一份子，是中国自行研制的全球导航卫星系统，在用作汽车导航和共享单车时能够轻易实现米级定位精度。

2.2 停车系统

该停车系统由3 个部分组成，分别是请求模块、数据库、反馈模块。请求模块用来接收用户需求，将数据库中的内容进行合理排序，并将数据库中的内容通过反馈模块传达给用户。当用户完成停车时反馈模块将停车情况反馈给数据库，用户在需要寻找车辆时也可以通过反馈模块调取数据库中的信息，并结合GNSS 反馈的最近路程，找到车辆。

基于GNSS 的 “零等待” 路边停车系统能够很好地解决现有停车位的不足。停车系统具备初步的基础数据库，在接收到用户请求后，结合GNSS 判断用户现在位置，结合附近路况为用户选择最合适的停车地点。请求可分为多种模式，以停车点位优先级与停车点位距离的权重不同加以区分，当用户急于停车时可选择急速模式，其中距离权重加大而优先级减少。当用户倾向于长时间停车时可使用稳定模式，其中优先级权重较大，最为可能推荐附近的地下停车场或路面停车场。确定停车点位后为用户进行导航，当用户发现有现存停车地点可用并进行停车时，系统自动记录地点，向数据库进行反馈，管理员收到反馈后进行维护，判断停车地点是否可用。如果可用则更新数据库，加入停车信息；不可用则及时提醒用户，以免对他人造成影响。当用户停车点位附近存在已被规划的停车点位时，优先推送附近停车场信息，并根据停车场情况为用户推送具体停车位置，并记录具体停车点位。在用户完成停车后，通过GNSS 导航让用户能够无阻碍地离开停车场。在用户需要用车时，结合停车点位为用户导航，并确定在用户找到车且启动离开停车点位后改变点位状态，方便下一个用户使用，以此来达到动态管理。

2.3 停车系统的功能

停车系统的功能主要分为2 个模块，分别是一键停车功能和自主导航功能。一键停车是由用户根据需求发出申请，系统接收到指令后查询数据库内的信息，并根据用户的需求设定不同的权重进行车位选择，选出最合适的车位并推送给用户。自主导航功能在一键停车功能完成后自动根据GNSS 的定位推送出相应路径，或者根据用户的需求，在用户停车结束后根据用户的停车地点，选择出最合适的路径并引导用户找到车辆。

3 数据库

3.1 基本数据库的内容

基本数据库记录了规划地区所有停车点位的信息，每一组数据包含：停车点位（包含停车点位粗略位置，用于引导用户到达停车点位附近；停车点位优先级，用于排列停车点位信息，优先级遵循已规划的停车点位＞未加入规划的停车点位＞用户提供的停车点位，例如地下车库优先级＞街边已划线停车区域优先级＞街边用户曾停车区域优先级）、停车状态（该停车点位是否存在车辆）、停车点位信息（包含停车点位的具体位置，在用户到达停车点位后进行更为精细的导航；停车点位编号，用于记录并反馈数据给用户，在用户找车时数据库通过停车点位编号链接停车点位具体信息）。

3.2 附加数据库的内容

附加数据库用于解决GNSS 涉及不到的地点，在部分GNSS 信号弱的地方（如地下停车场），可在建立数据库初期导入停车场平面图并对车位进行编号，在脱离GNSS 范围后启动室内导航，根据车库内平面图选择最近的路径并完成导航。

3.3 数据库的反馈与维护

在用户使用或离开停车位后对数据库中的停车点位进行修改，若检测到用户成功停车时间超过1 h 则自动向数据库反馈停车点位信息，停车点位可行则进行数据库的扩充。若附近路段存在维修情况，则更改停车路段的信息，并降低路段附近停车点位优先级。

4 “零等待” 路边停车系统的优点与缺陷

4.1 优点

4.1.1 减缓道路堵塞问题

部分地点由于修路，停车位稀缺，并且大多数停车点位存在于单行道或者只有一条车道的双行道中，若缺少停车系统的辅助，不了解道路情况的用户寻找停车位十分困难，如果遇到多个用户同时想占用一个停车位停车的情况，轻则会造成由于停车引起的道路堵塞，重则会产生争执甚至发生交通事故。当遇到道路施工受阻，停车位数量大大减少，停在施工道路附近，可能会影响路边行人出行或施工进度。“零等待”路边停车系统与GNSS 配合，通过统一的数据库分配可以很好地解决上述问题。动态分配解决多名用户同时使用一个停车点位造成的冲突。系统的快速更新也能让路边施工更加自由，从规范停车模式方面来减缓道路堵塞问题。

4.1.2 解决地下车库车位难找的问题

私家车在出行时总会优先选择地下车库这类车位较多且规范的地点，但大多数情况下地下车库的车都是乱停的，即没有规律，这也导致了当剩余的地下车库车位数量较少时，车主无法一眼看到哪有合适的车位，致使车主在地下车库久转，不仅影响出行兴致，还可能在与其他车交汇时造成堵塞，在完成停车后也可能会忘记具体停车位置，车难找这一现象在大型地下车库极其多见。有了“零等待” 路边停车系统，上述问题就会迎刃而解。

4.1.3 充分利用车库停车点位，减少车位浪费

“零等待” 路边停车系统结合GNSS 与各种用户信息，共同创建数据库，记录所有可停车位，并优先分配最近的有标识停车位。最大限度收集了每个停车场的位置信息，并且为用户记录停车点位，在用户需要用车时可以通过GNSS 的精准特性，引导车主前往停车点位，从而实现“无等待” 停车。

4.2 缺陷

4.2.1 数据库的建立较为烦琐

“零等待” 停车系统的数据库分为系统录入和用户录入，其中系统录入的数据库规模较大，如需要正式投入使用还需一段时间重新规范各个大型车库的数据，并初始化数据库状态，手动变更停车点位信息（如在使用前期可能会出现所分配的点位有其他车辆存在，这是因为数据库初始化未成功，可能会影响用户使用，但在后续使用过程中无需担心）。数据库的更新也可以在每天零点进行，此时车库中车辆较少，方便核查更新。

4.2.2 数据库的维护可能需要较多人力

“零等待” 停车系统数据库的系统录入在收到用户反馈的新停车点位时需要人工前往或通过摄像头确认停车点位的真实性，随着道路施工，路边可停靠点位也可能会发生变化，这也需要进行停车点位的变更，因此需要固定人员来进行管理上报，建立数据库时期维护周期为1 次/d，在数据库建立完成后维持1 次/周即可。

5 “零等待” 路边停车系统的适用情况及使用场景

5.1 适用情况

“零等待” 路边停车系统能够很好地在各种情况下使用，对于存在停车场的地方，可以使用数据库查询，当停车场未饱和时可以给用户分配停车点位，并记录；当停车点位饱和时可以调取停车场附近停车点位，解决停车难的问题，让停车一键化。对于不存在停车场的地方，可以搜索附近街区可停车的地点，为用户分配最近最好的停车点位。

5.2 使用场景

“零等待” 路边停车系统可与各大地图软件合并公用，在出行过程中设置目的地，当用户即将到达目的地时自动为其分配合适的停车地点并记录，以避免难以找到车辆，也可以结合GNSS 导航系统，自动判定路况，进而改进停车地点的选择，选择路况更加优良的地点进行停车。

该停车系统也可以结合地下车库，在使用支付软件扫码付款时自动分配停车点位，并引导用户停车，在停车结束后记录停车点位，结合GNSS 建立地下模型，自动为用户设置导航。在信号差、GNSS 难以精准定位的情况下要结合停车场平面地图，为用户绘制行走方案。

停车系统也可以作为车辆的内置功能使用，添加在车辆自带的多媒体功能中。

在用户使用停车系统的过程中，数据库也会根据用户的停车地点进行反馈更新，进一步完善停车点位，提高用户满意度。

随着科技发展，无人驾驶车辆可能会在未来普及，在无人驾驶车辆上安装此系统可以更好地为出行服务。

6 结论

基于GNSS 的 “零等待” 路边停车系统可以适用于很多不同停车场境，其庞大的数据库可以将城市中能够用到的停车场所信息一体化，进行整体管理。从接收到用户停车请求到分配适合的停车位，从前往停车位到完成停车，畅通无阻，实现“零等待” 停车。尽管在建立和管理数据库的过程中可能会遇到操作上的难题，但是结合各大地图导航软件与现有的停车场数据库，一定能够从根本上解决“停车难、找车难”的一系列问题。