摘要：本文结合工程实例，通过对智慧停车系统设计方案分析，运用云计算、大数据、移动互联网等科技手段实现停车位的智能化管理。通过手机App、微信公众号等方式实现寻找车位、移动支付等功能。通过智能停车服务系统应用，为园区构建公共信息服务平台，实时分析园区停车数据，有效解决园区停车难的问题提供了解决方案。本项目的成功实施将对其他类似停车场项目提供一定的参考意义。
关键词：智慧停车场；管理系统；车道变换；移动支付
1建设背景
生态节能科技创新运用，已成为临港松江科技城园区“产业融合、以业兴城”的重要重要发展理念。目前的科技园区大多存在“停车难”、“找车难”、“道路拥挤”、“监控难”等问题，大多数园区停车场主要还是人工管理，已经无法适应社会发展的需要，司机会因为找不到停车场或停车位而抱怨，导致车辆密集时长时间绕行，增加道路负担。交通管理现状与需求的矛盾进一步加剧，交通事故刑事、治安案件逐年增多。加强停车诱导与安全管理已成为各职能管理部门亟待解决的问题。
拉斐尔智慧园区作为临港松江科技城园区一部分必须解决这一难题，因此规划建设智慧停车场。智慧停车场就是为了避免以上问题，而提出的一种高性能的停车场管理模式。它通过使用一些新技术，使出入口与车辆之间的相互作用关系以新的方式呈现，从而实现停车场出入口系统实时、准确、高效、安全的管理。本次项目将建设一套能够自动采集机动车信息、车位信息发布、自动道闸控制、完成收费运行的智能出入口系统，进一步提升停车场治安管理和综合管理水平
2智慧停车管理系统优势特点
2.1人性化设计
整体上充分考虑使用群体的组成，人性化划分功能。为车主定制微信公众号，自助完成停车预约/诱导、反向寻车、收费等功能；为停车场管理人员提供平台管理功能，用于名单、支付、车道变换管理；为决策者提供管理驾驶舱功能，直观显示停车场各项指标。
2.2快速通行
采用高清车牌识别技术，通过对前期输入的固定车辆信息的识别，实时扫描获取通行车辆的号牌信息，辨识车辆号牌是否为固定车辆和临时车辆，如辨识为固定车辆，系统可自动开放闸机放行，提高园区出入口工作效率和固定用户体验感。
2.3选择多样性
决策者通过管理驾驶舱对停车、车流以及收费分析情况，可定制区分收费模式及访问模式； 收费模式支持按时、按月、按次、按车型等多种收费策略，同时可针对不同的时间、停车位置、节假日等特殊情况，设置特殊的收费时段及策略，时间段后，系统可自动恢复；访问模式针对政府、企业等非收费单位，减少了收费业务的同时，提供完善的访客登记业务，保证对每一个外来车辆目的地都有准确记录，有据可查；
3智慧停车管理系统设计
3.1系统总体架构
本系统由前端设备和后端数据应用两个部分组成，由通讯网络将这两个系统连接起来。如下图1所示：
图1 系统结构组成图
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整个管理系统采用高清车牌识别摄像头，对进出停车场的车辆图像进行采集并自动识别，并完成收费、访问等记录流程，同时将停车场车位信息显示在诱导屏上，实现对整个进出车辆的信息的全掌控；中央管理计算机对整个停车场进行统一管理，使停车场的管理形成一个方便、安全、高效的控制系统。
3.2基础设施
3.2.1感知／服务终端
服务数据的主要来源是通过前端感知获得，感知的途径主要是通过停车位和车辆等的实时监控。服务终端采用的是人机交互方式，利用先进的计算机技术、信息技术、通信技术、传感器技术及控制技术以，通过RFID感知、位置感知和视频感知等传感器全方位进行智能感知，实时采集车辆、停车位、路况、人流、车流信息，通过园区网络与数据中心对采集的信息进行同步处理，并形成车辆引导标志，在园区关键位置、道路交叉口、停车场出入口等重点位置电子显示屏显示，实时更新引导信息。
3.2.2 网络系统
智慧停车系统网络采用园区公共光纤网络与无线网络相结合的网络系统。但基于无线网络灵活性高、移动性强、使用方便等特点，在园区内设计和建设满足智慧停车系统需求的无线AP，实现园区无线互联网室外全覆盖、室内深度覆盖，满足移动支付、移动管理和移动信息服务等终端接入需求，为公众提供便捷的信息获取渠道。
3.3潮汐车道变换管理
由于拉斐尔园区占地广阔，停车场容量巨大，拥有多个分布在不同区域的出入口及停车通道，高峰期多线路驶入/驶出极易在园区及停车场内发生拥堵阻塞。为解决以上问题，提出潮汐车道变换管理方案：
⑴使用可变道闸车道对停车场出入方向进行控制；使用地面方向投影对地库方向指示箭头进行切换；⑵控制调整园区路面红绿灯时长对园区内车辆及时疏导。结合信息发布功能在车场LED屏幕实时展示消息；⑶通过语音播报功能，就现场变换消息对往来车辆进行提前通知，⑷系统按设置完成出入口“只进不出”、“只出不进”、“可进可出”调整以及车场内行车线路的变换管控，实现园区的潮汐车道变换功能为用户提供高效停车、轻松出行的舒适服务。
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图2潮汐车道变换
3.3.1控制手段
⑴手动预设：通过管理驾驶舱中的通道口进出车辆分析、车流分析、拥堵路段预警等使用规则引擎分析能力，给出潮汐车道变换管理预案，由停车场负责人认可后，进行车道变换的预设。遇突发紧急情况，停车场负责人可根据实际情况使用车道变换功能进行现场的分流、疏导工作。
⑵定时定点预设：根据长期的车流分析，可在系统中进行定时定点的车道变换设置。在固定时段固定位置完成车道变换的切换操作。
⑶自动触发预设：系统根据在各个出入口以及停车场内部主要道路布设好的线圈以及高清智能摄像头获取的出入口及场内主干道实时数据，通过算法对当前出入口、场内交通畅通情况进行实时判断，系统将根据目前的车场内情况，自动触发车道变换预设。
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图3停车场车道变换控制
3.3.2方案设计
通过地感线圈测量的实时数据，包括当前车速，以及车流密度，道路交通流占有率，对停车场内部的拥堵状态进行判断。结合高清智能摄像头，摄像头在3D统计中设计模型大小，对画面中识别出的目标进行统计。通过规定区域内所占个体的面积总和，总面积的比例，以及3D目标中的位移变化，测量出当前车流、排队长度、平均车速，可以更加直观地看到停车场内车辆通行情况，同时还会输出拥堵路段的高清视频让管理员更加直观地了解到当前道路的拥堵状态，如果车场内部发生擦挂等事故也可以进行人为干预。
如果当前状态不拥挤，则对当前停车场出入口以及主干道继续实时监控；如果判断当前状态为拥堵，为了适应交通拥挤状况的发展，满足过饱与交通流的交通需求，采用了无固定周期的控制策略，同步更新实时交通数据：拥堵程度、拥堵位置、拥堵时间、当前车流。
系统再根据高清智能摄像头抓拍的信息分析得出：出入口/主干道排队长指数，道路剩余能力指数，出入口与主干道连接路段饱和度以及交联交叉口服务能力等信息来确定潮汐可变方案，再预执行潮汐可变方案，最后执行潮汐可变方案，由此循环，直到地感线圈检测实时数据恢复正常，此时停车场内部不再拥堵。
3.4红绿灯时长控制
配合潮汐可变车道使用，借助潮汐可变车道的高清智能摄像头以及线圈对车场内以及车场出入口的行进车辆进行车速监测，完成两个地块四个出入口的车辆进出运行轨迹分析。并且根据车辆进出情况控制园区内红绿灯时长，实现场内场外同步潮汐可变。
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图4红绿灯控制
3.5 功能设计及实现
3.5.1流量统计
在园区入口、交通路口、停车场及其出入口等关键位置设置安装视频监控系统，并布置高清监控子系统，实现对园区各区域车辆全面监控和信息记录，通过专用视频光纤网连接数据中心，实现大规模高清视频集中监控，统一管理，资源共享。在把各种视频资源进行全面整合，通过地理信息系统、数据分析系统、信息显示系统采集和分析交通数据信息，为园区停车提供帮助。
3.5.2费用规划管理
提供多种收费方式，包括人工收费，无感支付、自助缴费机收费，微信公众号支付、扫码支付等多种收费方式，加快收费速度，避免拥堵。无感支付：车主需要自行将车牌与支付账号自行绑定，并开启无感支付功能，离场时通过采用视频识别、系统快速鉴权、先抬杆后扣费的方式，达到类似ETC的快速离场的效果。同时提供多种收费模式可供车场制定收费标准，根据各支付渠道的占比分析，统计用户支付习惯，查看各渠道的支付占比，对数据做定向目标，可通过场内布置引导优化目标渠道的支付率；对工作成果做数据指标分析，根据收费分析，不断对收费模式进行调整，实现收费最大利益。
定制收费模式：收费标准由停车场管理软件定义，收费时间可以精确到秒，收费金额最小到“角”；除临时车辆要人工以现金形式收取停车费用外，其固定车辆可以月卡、年卡等“白名单”方式完成自动放行；另外，可根据不同用户需求设置不同的停车交费方式，如一次性收费、按期收费、计次收费、计时收费、分时收费等，而且多种收费模式可同时运行，
3.5.3对接商场内部积分/会员管理系统
对接商场内部积分/会员管理系统，用户使用积分兑换停车时长或获得停车时长减免券，在商场微信公众号输入车辆信息，点击确定之后，管理系统对停车场内部管理系统进行授权。停车场管理系统收到授权以后，系统内将减少该车辆的对应的免费停车时长，车辆出场结算完成后停车场内部系统返回数据给会员管理系统。届时，用户可以通过商场的积分/会员管理系统了解优惠券的领取纪录/积分的兑换纪录和使用记录。
3.5.4信息发布
系统平台对车场内数据进行统一管理，提供数据编辑对内发布能力，并预留对外输出接口,具备对外输出的能力。可发布信息包括：⑴实时提供车场车位余量、停车区域百分占比、车场内线路实时情况，由大屏进行展示。⑵平台提供信息编辑功能，可由车场管理员输入内容进行屏幕发布及车场内的语音播报，或南向对接潮汐车道变换管理模块，以实时发布车道变换通知信息及信号灯变换指令。⑶提供对外数据输出接口，可按照市政要求进行数据上传，将各停车场的空余车位、收费标准、地理位置等信息发布至交通诱导屏、城市地图、商场公众号、以及园区其他智慧系统等，同时，通过与城市各级服务系统（如监控中心、指挥中心）的对接，联网共享数据。
3.5.5地面停车管理系统
系统不仅涉及地下的停车位，同时也将地面240个停车位进行统一的管理，包括地面停车信息采集，通过地磁、视频车位检测终端等前端采集设备，将各停车场的基本信息、车位信息进行综合管理、上传至智慧停车管理系统，并且通过智能地锁管理停车位，可完成车辆的停车费用结算。⑴无线地磁反馈车位的占用情况，包括车场车位的占用率以及每个车辆的停车时长统计进行费用结算；⑵高位摄像头实现泊位管理可视化，实时抓拍并上传车辆泊位全景图，同时管理部门可查看泊位实时数据，进行分析；⑶智能车位锁收费管理无人化，车主停车结束之后可以通过app支付，扫码支付，自助缴费机支付等，支付完成后地锁落下，车主可直接将车开走，效率极大提高，也降低了人工管理成本。地面停车管理流程图：
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图5 地面停车流程图
在车位上没有车的状态，车位锁默认为收起状态；当有车辆驶入车位，车辆检测器检测到车辆后，判断免费时间，免费时间过后车位锁开始申请并后台计费车主通过扫描车位锁上的二维码实现手机缴费/通过自助缴费机输入车位号后使用现金或卡片缴费，缴费完成后车位锁收起，在规定时间内车辆离场。
4结语
推行智慧停车场，建立智能停车管理系统，为实现停车位的高效利用，解决信息不对称，实时提示并引导停车场的车辆停放，避免场内道路交通拥堵具有重要意义。同时，智能停车场的建立，也将我国现代化科技园区的发展建设起到推动作。
参考文献
[1] 试论一体化智慧停车场系统的创新设计与实践[J].汪娟.中国新通信.2016-08-05
[2] 智慧社区总体设计解决方案[J]. 仇亚,侯涛. 数字通信世界. 2018(03)
[3] 智慧社区的现状及发展趋势研究[J]. 田常立,仇亚. 中国新通信. 2017(18)