城市级智慧停车管理系统设计与研究

张恒， 杨彬， 代传奇， 田永， 张应辉

（中铁隧道局集团有限公司设备分公司）

1 引言

近年来城市的机动车保有量持续增长而停车泊位却供给不足，由此带来了停车困难、交通拥堵等一系列问题[1]，严重影响城市环境及交通秩序。而城市级智慧停车管理系统是通过物联网等方式整合停车资源，实现政府端管理平台与企业端线上对接，获得停车场及车位数据，形成城市停车“一张网”；车主可通过客户端微信公众号、小程序、app 等查询停车场及泊位情况，实现快速停车、智慧停车，缓解城市道路拥堵难题，助力智慧城市建设。

2 城市级智慧停车管理系统方案设计

城市级智慧停车管理系统是围绕城市级智慧停车需求，整合路外、路内停车、城市诱导等一体化服务，以互联网、物联网、云计算、大数据、支付清算、场景金融技术为核心采用分层分布式网络结构建立智慧型城市停车平台，实现对各级系统数据综合处理，并发布至各级显示系统，达到停车数据的实时更新，城市停车资源的高效利用。城市级智慧停车管理系统是由城市智慧停车平台、路外停车管理系统、路内停车管理系统、停车诱导系统组成，以实时车位数据为基础，实现市民出行时快速停车、智慧停车，改善城市交通拥堵情况，助力智慧城市建设。

3 城市智慧停车平台设计

城市智慧停车平台是以物联网、云计算、大数据为核心的一体化静态交通停车平台，由管理端平台、客户端平台、政府端平台三部分组成，具有智慧停车决策、车场建设供需分析、高峰车流预警、迁入迁出分析、重点区域监控、BI分析、统计报表、车场数据质量监管、公共安全管理、停车缴费等功能。其中政府端平台通过综合车场运营数据、用户情况、硬件数据等展示全市停车场运行态势，对城市停车核心指标进行监测与可视化分析，辅助政府管理者全面掌控城市停车运行态势，保障停车安全，提升科学监督水平，促进静态交通行业健康发展；管理端平台主要服务于车场管理单位，通过前端硬件对采集的停车数据进行处理分析，为管理单位带来直观的数据展示，帮助管理方更好地了解车场运营情况，辅助管理方进行决策分析，实现多车场数据互通共享、资产可视化监控、车场便捷化运营等；用户端平台主要服务于车主，车主可通过微信公众号、小程序、APP 等入口实现车位查询、停车导航、停车缴费、反向寻车、开具发票等操作，实现车主快速停车（见图1）。

图1 城市智慧停车平台构成

城市智慧停车平台逻辑架构分别为采集层、网络层、数据层、应用层、展示层以及平台开放接口层。

①采集层：通过高位相机、地磁、卡口相机、视频终端等先进智能硬件设施负责停车、充电等数据信息采集。

②网络层：依托于互联网、运营商的光纤（有线）、政府/交通部门的专有网络、无线通信网络、NBIOT/LoRa物联网等多种网络应用环境。

③数据层：数据层是平台数据资源的保障，包括停车业务数据、GIS地图数据、城市诱导数据等多种数据格式的存储，支持主流数据库的应用环境。

④应用层：应用层是信息处理的重要环节，按功能应用不同主要分为大数据分析、GIS地图监控、城市安全管理、运营管理、停车场管理、城市诱导信息管理等。

⑤展示层：平台通过多个展现终端提供停车服务，包括监控大屏、管理PC、无线移动客户端、诱导屏、缴费寻车自助终端等。

⑥平台开放接口层：平台可通过定制数据接口方式与第三方停车场、GIS 服务商、充电桩平台、第三方支付、交通公安部门等平台实现信息交互共享（见图2）。

图2 城市智慧停车平台逻辑架构图

4 路外停车管理系统设计

路外停车管理系统主要针对城市路外封闭式停车场的停车信息进行采集及收费管理的智能化系统，由停车场出入口管理系统和车位引导及反向寻车管理系统组成[2]。路外停车管理系统通过前端的卡口相机、视频检测终端等硬件设备采集车位及车辆信息传输至系统平台，配合后台计费引擎，从而实现车辆的收费监控（见图3）。

图3 路外停车场管理系统架构图

4.1 停车场出入口管理系统

停车场出入口管理系统主要由卡口摄像机、道闸、出入口显示屏、扫码取票机、出口缴费机等设备组成，可实现停车场无人值守全自动化，同时通过计费引擎设置多种缴费方式，方便车主快速缴费，实现车辆快速进出场。

4.2 车位引导及反向寻车管理系统

车位引导及反向寻车管理系统主要由数字视频车位检测终端、网络控制器、服务器、车位引导屏及寻车查询终端等设备组成[3]，通过系统后台软件实现车位监控、车位实时状态查询、车位导航等功能，并可结合蓝牙定位、AR 和VR 技术为车主提供多样化寻车服务。

5 路内停车管理系统设计

路内停车管理系统主要有无线地磁检测或视频检测两种技术，其中“地磁+手持机POS 机”或“视频终端”作为前端数据采集源，配合后台计费引擎，实现对城市道路泊位的停车信息进行采集以及收费管理。路内停车管理系统一般由视频检测终端、地磁、系统后台软件以及手持收费终端等组成，具备车位状态监测、停车费收费、剩余车位查询、电子发票等功能（见图4）。

图4 路内停车管理系统架构图

5.1 无线地磁检测

无线地磁检测技术采用“无线地磁检测器+手持POS机”，即通过车辆检测传感器发射地磁波覆盖整个泊位，当车辆进入或离开泊位后磁场发生改变精准检测是否停靠车辆。检测的泊位信息通过无线方式经过无线转发器，传送到无线网关，无线网关对信息进行加密后通过4G/5G 网络发送给后台管理系统[4]，并推送至收费管理员手持PDA等设备上，巡检员再通过PDA拍照登记车辆信息，并通过打印机打印小票，车主可通过扫描小票上的二维码进行停车缴费。

5.2 视频检测

视频检测技术是通过车位管理相机自动检测停车行为以及泊位状态，自动识别车辆信息，自动生成账单实现扣费。视频检测技术通过车位管理相机可记录车辆信息及停车行为，为停车纠纷和诉讼等提供有力证据。

6 停车诱导系统设计

停车诱导系统由数据采集系统数据传输系统信息发布系统和中央管理系统四个部分组成[5]，通过互联网通信技术对全市各个停车场信息进行联网采集、处理及发布，帮助车主在出行过程中通过诱导屏、手机APP/微信公众号、互联网、交通广播等途径获取停车场空余车位动态信息，实现用户快速停车（见图5）。

图5 停车诱导系统架构图

7 结语

城市级智慧停车管理系统通过整合全市路内、路外停车资源和各类停车数据信息，采用大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术建设全市统一智慧停车平台，同时通过接入城市动态交通数据，完成城市停车资源智能互联互通，实现数据集中共享，构建“全市停车一张网、静态交通一张图”，为政府方及车场管理方提供数据及决策支持，实现全市停车资源精细化管理，促进停车资源高效利用，完善城市智慧交通，实现快速停车、智慧停车，推进智慧城市建设。