一种路侧停车位物联网管理系统

摘要：针对路侧停车的监管需求，提出了一种路侧停车场物联网管理系统的设计方法，该方法通过车位检测、视频监控和电子化收费技术来实现对路侧停车位的透明化监管。系统由停车位检测系统、电子化收费系统、高清视频监控系统以及管理和服务平台四部分构成。经实际使用证明，该系统应用效果良好。
关键词：物联网；无线传感器网络；车位检测；系统方案

0 引言
    在城市发展进程中，交通拥挤、堵塞、事故、环境污染已成为最难消除的现代化社会公害，因此，改善交通的研究越来越受到各国政府的重视。随着城市经济规模的飞速发展和市民生活水平的不断提高，城市各种车辆，尤其是私家车保有量不断增长，相应的停车场建设规模也越来越大。各种停车场的兴建虽然有助于市区停车位极度紧张状况的改善，但也同时带来这些停车场的管理难题。路侧停车场管理长期以来一直面临着乱收费、违章建设、违法经营、批而不管等问题的困扰，停车收费已成为城市管理中人民群众投诉的热点之一。停车场难找、车位紧张、等位耗时等问题—直困扰着公众。为此，本文提出了一种路侧停车位物联网管理系统的设计方法，该方法采用物联网技术对路侧停车场进行管理，并综合使用了车位检测技术、视频监控技术和电子化收费技术来监管路侧停车场的使用及收费。

1 路侧停车物联网管理系统
    根据路侧停车场的监管需求，本文的路侧停车场物联网管理系统由四部分组成，包括停车位检测系统、电子化收费系统、高清视频监控系统以及管理和服务平台。其应用架构如图1所示。

1．1 停车位检测系统
    本系统可分为车位检测、传输线路和数据中心三部分。通过读取安装在路侧的车位探测器所采集的信号来判断停车位状态，并将各停车位的实时状态信息通过网络上传到数据中心，从而实现车位状态信息的采集与传输功能，远程监控车位状态。目前的车位检测技术具有多种方式，包括光视频检测技术、微波传感器技术、声波检测技术、感应线圈检测及磁敏传感器检测等。传输线路可分为有线传输和尢线传输两种方式。
    停车位检测系统的总体框架可分为访问层、业务应用层、支撑层、数据层、基础层和感知层，同时需要综合考虑信息安全保障和相关的标准制度。
    (1)访问层：访问层带有为系统服务对象提供的访问接口，主要为决策用户、监管用户、专业管理人员和系统管理人员等四类人员提供访问服务。其中市、区两级交通委相关办事人员和领导可通过路侧停车场物联网政务门户对系统进行访问，停车管理公司等公众企业用户则可通过路侧停车场物联网公共服务门户对系统进行访问。
    (2)业务应用层：业务应用层体现了路侧停车场管理所需要的业务功能，主要由编码赋码管理系统、基础信息管理系统、车位状态实时检测系统、物联信息目录系统以及管理系统组成。
    (3)支撑层：支撑层主要由应用支撑平台组成，体现了路侧停车场管理系统建设的技术支撑平台功能。
    (4)数据层：数据层是实现管理的基础，主要包括空间数据库和综合业务数据库。
    (5)基础层：基础层是本系统部署的网络环境和物理环境，主要包括电子政务专网和物联数据专网。
    (6)感知层：平台部署的感知设备环境，用于检测车位状态信息，主要包括车位检测节点及感知信息传输网络。
    (7)信息安全体系：信息安全体系是平台得以可靠、持续运转的重要保障。可根据信息的密级需求，采用信息加密、设置访问权限、专网传输等方式来保证系统的安全。
    (8)标准规范体系：在系统建设过程中，应充分参考各种国内外类似项目及信息化建设相关的技术规范和行业标准，在技术上和管理上提供标准化依据，形成路侧停车场管理物联网平台的信息化标准和制度。
1．2 高清视频监控系统
    基于路边停车场监控的实际需求，采用高清视频监控技术，每隔一定数目的停车位设置高清视频监控点，从而构建路侧停车场数字监控系统，以实现无线、高清的视频监控。由于路侧停车场较为分散，视频图像可采用WiMAX无线传输技术。该技术的理论带宽为134 Mb／s，可实现实时同传。另外，为确保有效取证，每个视频监控点前端应同时提供图像本地存储功能，本地存储时间可定为7天，存储量约400 GB。每个监控点可借用路灯灯杆建设摄像机、本地存储设备、WiMAX无线终端和供电设备。
1．3 电子化收费系统
    就路侧停车收费而言，人工收费使用面广，尤其是在路侧停车场，目前人工计时收费存在计时不准确、人工成本高、监管不力、影响城市形象等主要问题。电子化收费管理是路侧停车管理的一个重要发展趋势。随着技术的发展，票据的电子化将有助于收费标准化和透明化，杜绝路侧停车收费过程中的违规现象，避免财政收入的流失。电子化收费系统主要由用于收费的基于3G通信网络的手持POS机、无线通信网络、停车场PC终端、停车收费结算平台及银行支付系统构成。
1．4 管理和服务平台
    路侧停车场物联网管理与服务平台是一个具有对停车场各个停车位的停车状况进行实时监管、计算收费、信息统计查询等多功能业务的综合管理平台。它具有精确掌控、科学管理、视频监控等特点，可对停车场车位占用信息进行准确采集、统计，对停车场收费环节及逃费现象进行有效监管，同时对逃逸交费、停车纠纷等行为进行录像取证。
    该平台主要包括基础平台系统、无线传感器网络管理系统、基础数据系统、实时监控系统、系统接口、公共服务及数据统计等几个部分。其中：
    (1)基础平台系统是整个管理平台运行的基础，主要实现系统数据结构的设计和用户管理、组织管理、功能管理、角色管理、岗位管理、系统管理、用户功能权限管理及用户数据权限管理等。
    (2)无线传感器网络是车位状态感应的终端传感网络，是系统运行的核心数据来源，主要实现包括车位感知节点管理、节点参数配置、中继管理、网关管理、系统性能日志、网络状态日志、网络拓扑管理等管理功能。
    (3)基础数据是系统核心管理对象的信息。基本数据包括停车场信息、停车位信息、停车场管理公司信息、收费规则等。
    (4)实时监控系统可实现对实时数据的即时查询与统计，所有数据可实现预计算，故可提高系统的实时监控效率，主要实现停车场经营公司信用记录管理、GIS监控系统、车位状态数据监控、停车记录实时监控、停车场车位实时统计、领导决策监控等。
    (5)系统接口的主要任务是与其它子系统进行接口。本系统的主要内部接口有视频系统接口、GIS平台接口、实时收费结算记录接口、实时车位状态数据接口、市政管委停车场备案接口等。
    (6)公共服务主要是实现对外信息的公示，方便用户实时查询停车场、停车位状态信息，其主要功能包括互联网用户停车服务、移动互联网用户停车服务、停车管理公司查询、停车场查询等。
    (7)数据统计功能可为管理决策提供基础的数据支持，可实现停车收费统计、电子收费／监测收费对比、收费排名统计、车位流动率分析、停车时长分析、各区收费统计等。

2 结语
    物联网为改变传统的生产生活方式、提高信息化水平提供了新的思路。目前，物联网在国内的发展还处于初级阶段，其发展的关键是促进物联网应用的发展。本文针对路侧停车场的监管需求，提出了一种路侧停车场物联网管理系统。本系统可通过车位检测、视频监控和电子化收费技术实现对路侧停车场的三位一体管理。管理系统可使路侧停车场收费透明化，同时通过发布各停车场的车位占用情况，还可以帮助车辆驾驶员寻找车位，提高寻位效率。目前，本系统已在北京市朝阳区部分路侧停车场进行了应用试点，取得了良好的应用效果。