基于GPS的停車位信息服務軟件的探索

單 豐，井金玉，趙麗萍，周俊東

（阜陽師范學院，安徽 阜陽 236037）

時代在不斷地發(fā)展，科技也在快速地進步，現(xiàn)如今很多家庭為了方便出行都開始購買和使用私家車，但是我們在解決了出行問題的同時，卻又隨之而來的面對著停車困難的問題。也正因如此，為了緩解城市停車壓力，在寸土寸金的城市，出現(xiàn)了愈來愈多的公共停車場、地下停車場以及交通道路兩旁畫的停車位。然而，不盡人意的是，目前國內絕大多數(shù)停車場的場地及其內部管理方式還處在傳統(tǒng)的人工管理階段，不僅對需要場地泊車的車主，而且還對停車場地的管理者們帶來了很大的煩惱。由于不熟悉附近停車場的主要情況，使得停車找車位費時費力，也導致了城市停車資源的利用率較低，而隨意停放的車輛，占用了公共體育、綠化以及休閑娛樂場地和設施，造成交通安全隱患和人居環(huán)境問題，現(xiàn)實生活需要對停車場管理模式提出了更高的要求。共享經濟時代要求人們提高資源的利用率，可以將自己閑置的“車位”錯時共享。

一、我國城市停車需求分析

我國公用停車場的大量出現(xiàn)促進了我國停車場管理系統(tǒng)的產生及發(fā)展。國內停車場管理系統(tǒng)最初是通過借鑒模仿國外管理系統(tǒng)不斷進步轉化而來的，并在使用的同時不斷地進行提高和完善。在系統(tǒng)發(fā)展的初級階段，由于國內無法進行生產某些關鍵設備，所以我國停車場管理系統(tǒng)設備大部分都是采用國外產品完成的，因此這一階段的國內停車場系統(tǒng)也可以說是“集成”的[1]。

我們通過走訪周邊幾個大型停車場及公共停車場，對停車位數(shù)目進行了詳細的統(tǒng)計，并查找了大量的資料文獻及歷年來的新聞報道，對近幾年汽車數(shù)量的多少有了一個大致的了解，因而進行了初步估計可得下圖。

通過上圖可知，目前我國存在著停車位嚴重缺乏和供應不平衡的問題。停車位的短缺勢必會造成大量的交通問題，這將會嚴重影響我們的交通出行以及日常生活。為了解決此類現(xiàn)象，我國已經有大部分停車場開始采取自動計時收費的方法，但是自動化程度都相應地存在一些問題，尤其是在一些大型的停車場，由于缺乏完善的車輛引導裝置，很多車輛進入之后沒有準確有序地管理和引導，這就導致了有時候有空車位但很多人也很難找到。其余部分停車場雖然會有箭頭指示前進方向，但是在停車場很大或者有其他特殊客觀因素存在的情況下，也會對駕駛員造成一定的干擾，導致駕駛者無法快速精準的找到車位。因此，我們認為當前停車位查找存在著很大弊端，這些弊端導致了停車難、停車時間長等一系列的問題，我們生活中也經常會遇見一些居民因為停車位而發(fā)生糾紛等不和諧的現(xiàn)象，這已經嚴重影響了我國文明社會的建設與發(fā)展，無疑是我國社會目前急需解決的一個問題。

當前，隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展、居民生活水平的提高，我國停車場傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)已經滿足不了社會生產生活的需要，許多管理系統(tǒng)在實際應用中常常會出現(xiàn)一些實質性的問題。比如部分管理系統(tǒng)不夠完善，不能從本國的根本國情出發(fā)，導致很多新型停車場的管理系統(tǒng)并沒有在現(xiàn)實生活中起到相應的積極效果，不僅如此，有些停車場所采用的技術和設備非但沒有促進停車場的發(fā)展反而卻制約了其管理系統(tǒng)的功能發(fā)揮。

總的來說，現(xiàn)在實際生活中我們所遇到的停車場管理系統(tǒng)大多都是相對獨立的管理系統(tǒng)，只有很少的一部分才能實現(xiàn)聯(lián)網功能，所以整個管理系統(tǒng)缺乏了必要的可擴展性[2]。

停車場管理系統(tǒng)的確可以很好地管理和維持停車場內的秩序，也能夠有效的提高停車場內的車位利用率，但至今它也只能緩解停車難這一類的問題，并不能有效的解決其他的相關問題。但是如果我們可以讓停車場在此基礎上能夠更加的智能化，就能夠集中解決使用者在停車過程中所遇到的一系列類似停車難、找車位難、通行速度慢等難題。

也就是說當下我國停車場管理系統(tǒng)技術可以向智能化與網絡化的方向發(fā)展，即我們可以考慮把GPS功能和手機軟件相結合，一方面我們可以使人工智能的硬件設施和完善的軟件管理二者相互配合，以此來減少人工勞動力和勞動量，實現(xiàn)停車場車輛出入、監(jiān)控以及收費等過程的無人化管理，如果在停車場內實現(xiàn)無人化管理，整個過程實現(xiàn)自動化，既能夠節(jié)省時間也能節(jié)省精力；另一方面通過網絡化的管理，用戶可以直接利用手機軟件查看周邊停車場空余車位信息，對其滿意的目標車位進行預訂，并使用手機完成停車付費，逐步實現(xiàn)車位查詢、預約、停車場導航和場內泊位導航等功能，能發(fā)展“隨意”“隨時”的停車方式，這才是停車管理模式的終極目的[3]。

二、高精度實時動態(tài)GPS差分定位系統(tǒng)停車模式探索

GPS是全球定位系統(tǒng)，它可以提供連續(xù)的、實時的、高精度的導航定位?？臻g部分，地面控制部分以及用戶設備三方面構成了系統(tǒng)[4]。21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成了空間部分，地面控制部分包括了主控站、注入站和若干個監(jiān)測站。用戶設備通常是指GPS接收機，它可以接收并處理GPS衛(wèi)星信號，確定時間、位置、速度等信息。因此GPS是實現(xiàn)停車場管理服務系統(tǒng)的關鍵技術，我們可以利用此技術實現(xiàn)如用戶定位、實時導航，目標車位查找、駕駛路線搜索等功能。

但是由于GPS有很多的誤差來源，比如電離層誤差、流層誤差、衛(wèi)星軌道誤差、大氣層延遲等，導致了GPS定位系統(tǒng)難以滿足停車位查找所需的高精度定位的要求，限制了定位搜索的廣度和深度。我們做一個設想：如果觀測站把已知的精確位置誤差數(shù)據準確的傳送給GPS接收機，那么接收機就可以極大地消除這些誤差所來的影響，精確度也會隨之而來的提高。因而為了減小這些誤差影響，系統(tǒng)需要引入高精度GPS差分定位技術，簡稱DGPS。

高精度GPS差分定位技術是通過放在一臺所在地址固定不動的接收機以及放在另一個可移動的物體上的接收機，兩者相互配合，同時連續(xù)地觀測相同的GPS衛(wèi)星，以此來達到準確定位的目的。DGPS是在正常的GPS的基礎之上另加了一個改正的信號，即差分信號，這個差分信號可以極大地提高GPS的精度值。

經過數(shù)年發(fā)展，高精度GPS差分定位技術的算法相對來說已經較為成熟。據估測，在空曠的田野中，DGPS接收機同時接收到4顆以上的衛(wèi)星定位信號的概率約為99.9%，在測繪行業(yè)、航海導航、房產測量、車輛管理等眾多方面都得到了廣泛的應用。

1.2.1對照組 對照組行常規(guī)防護，手術前對患者的身體進行全面檢查，糾正患者異常生命體征，了解患者的手術耐受性情況，患者未接受專門的放射防護，對患者進行常規(guī)射頻導管消融治療，治療過程中注意合理調整輸出能量，并注意觀察和控制患者術后并發(fā)癥情況[2]。

高精度GPS差分定位技術可以根據基準站發(fā)送信息的方式大致分成四大類，分別是載波相位差分、位置差分、偽距差分以及相位平滑偽距差分。這四種差分定位技術的工作原理都大致相同，而它們之間最大的差異是在于移動站接收的改正數(shù)在內容、格式以及長度上的不一致性，使得它們差分方式的作用范圍、定位的精度和技術難度也大相徑庭。因而本系統(tǒng)巧妙的結合了高精度GPS差分定位技術的優(yōu)勢，可以創(chuàng)造性的將不同的差分定位技術引入到手機定位中，從而極大地提高手機定位的準確度，并且隨著現(xiàn)在社會互聯(lián)網的高速發(fā)展以及網絡地圖的普遍應用，大眾對地理位置信息準確度的需求也在與日俱增，基于位置服務（LBS）的發(fā)展更是得到了飛速的提高。高精度的手機定位毋庸置疑是位置服務優(yōu)質度的最關鍵部分，此舉不僅滿足了大眾對位置服務優(yōu)質度的需求，同時也擴大了LBS的應用范圍[5]。

應用GAMIT/GLOBK的數(shù)據處理：GAMIT/GLOBK是一個主流高精度的GPS處理軟件，可以用來處理GPS靜態(tài)單時段觀測數(shù)據、進行震后形變分析、計算測站坐標、速度或者用來解釋衛(wèi)星軌道等等。它的觀測量主要有偽距觀測數(shù)據、GPS單頻相位和雙頻相位。

據了解，在世界上所有的GPS定位軟件中，GAMIT的性能可以說是非常優(yōu)異的了,它采用了精密星歷和高精度起算點時，并且它的解算長基線的相對精度已經能夠達到10-9量級。運算速度快的同時版本更新周期也很短，并且它在精度許可范圍內已經可以進行自動化處理。

CAMIT軟件是由許多功能不同的板塊所構成，這些板塊不僅可以共同運行工作，也可以分開每項獨立運行。按照它的功能大致可分成數(shù)據準備和數(shù)據處理兩個部分，而在數(shù)據處理階段又可分為以下五個部分：

GAMIT的算法原理主要是：利用雙差觀測值，組成與觀測值和參數(shù)相關的非線性數(shù)學模型，然后采用最小二乘法進行反復的迭代來估計測站的相對位置、地球自轉參數(shù)和軌道自轉參數(shù)、大氣水平梯度參數(shù)等信息，得到的載波相位整周模糊度分別為實數(shù)和整數(shù)的約束解及松弛解[6]。

GLOBK軟件核心思想是卡爾曼濾波，一種利用線性系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過系統(tǒng)輸入輸出觀測數(shù)據，對系統(tǒng)狀態(tài)進行最優(yōu)估計的算法。因為它的實現(xiàn)可以通過計算機編程來達到,而且能夠對采集來的數(shù)據進行及時地處理更新,所以卡爾曼濾波是目前市場上應用最為普遍的,在通信,導航,制導等多個領域都得到了較好的應用，而擴展卡爾曼濾波器是一個考慮時間非線性的動態(tài)系統(tǒng)，常常應用于目標跟蹤系統(tǒng)。

GLOBK主要作用于生成速度場估計，在不用的參考框架下生成一個比較好的時間序列，除了合并大型GPS網絡站，同時它也已經可以成功地應用于處理其它類似的GPS軟件（例GIPSY等)所產生的數(shù)據以及SLR觀測數(shù)據和大地測量等等。它輸人的主要是經GAMIT處理后近似坐標和h-file，主要輸出有測站平均坐標、測站速度、測站坐標的時間序列等等。我們可以很方便地使用這些數(shù)據來高效的檢驗在不同的約束條件下所帶來的影響，而且因為在單時段分析時運用了比較寬松的約束條件，所以在GLOBK里我們能夠對其中的任意一個參數(shù)強化約束，這也是GLOBK軟件的一大優(yōu)點[7]。

三、結語

在這個高速發(fā)展的信息化時代，現(xiàn)代科技發(fā)展也是日新月異，智能停車場管理系統(tǒng)也應該一樣，隨著城市交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展，停車場管理系統(tǒng)也應該不斷升級，使得車主能夠隨時隨地的通過網絡終端設備査找整個城市的車位信息，以便能夠準確快速地找到合適的停車位。

如何能夠快速準確的找到停車位是當前經濟時代所面臨的主要問題之一，這個問題能否得到有效的解決，不僅僅關聯(lián)到使用者自身的利益，而且也是一個城市經濟文明建設的標志，它可以為車主節(jié)省時間，提供便利，也可以較大程度上緩解交通出行問題，避免了由于找不到車位而出現(xiàn)的亂停亂放等違規(guī)現(xiàn)象，能夠極大地提升社會信息化水平與數(shù)字化經濟的發(fā)展與優(yōu)化。

[參考文獻]

[1]韓淑芳,于宏彪,王佳美.基于車聯(lián)網技術停車場管理系統(tǒng)的應 用[J].交通科 技,2013(2)：158-161.

[2]朱紫嫣,沈雅婕.我國中小城市停車管理的策略研究[J].內蒙古科技與經濟,2016(16)：30-31.

[3]劉文利.國內停車場管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國新技術新產品,2011(1)：20.

[4]鄧妍.高精度實時動態(tài)GPS差分定位系統(tǒng)[J].測繪科技通訊,1994(1)：27-30.

[5]楊杰,張凡.高精度GPS差分定位技術比較研究[J].移動通信,2014,38(2)：54-58+64.

[6]艾廷華,劉耀林.土地利用數(shù)據綜合中的聚合與融合[J].武漢大學學報(信息科學版),2002(5)：486-492.

[7]鄂棟臣,詹必偉,姜衛(wèi)平,張勝凱.應用 GAMIT/GLOBK軟件進行高精度GPS數(shù)據處理 [J].極地研究,2005(3)：173-182.