基于GNSS 的“零等待” 路邊停車系統(tǒng)

曾紫胤，石其坤

（武漢科技大學，湖北 武漢 430081）

近年來，隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人民的生活水平也逐年提高，這也導致了越來越多的人選擇通過私家車的方式出行，可與之相對的停車位卻沒有增多，也就導致了越來越多的車選擇停在了路邊或者面臨“停車難” 的問題，這不僅影響到了私家車每天的出行，更阻礙了城市居民的出行，使得人們生活質量有所下降，再加上現(xiàn)在各個路段或多或少都會有需要維護的路段，讓停車愈發(fā)艱難。因此，如何通過一個好的停車系統(tǒng)去合理規(guī)劃運用那些數(shù)量有限的停車位，讓更多的車有地可停，也就成為了現(xiàn)在城市建設中不可忽略的重要問題。

停車難主要是源于以下3 個方面。第一，無法找到合適的停車位。部分車主開車前往陌生地點時，對于街道基本情況不了解，很難尋找到合適的停車位，進而導致了該車主在街邊慢行尋找車位，造成行車堵塞。第二，停車位的管理不合理，部分停車位使用率低。不少地下停車場缺少多層面管理，造成車主容易進但是難以出的問題，車主面對巨大的停車場，難以找到最適合自己的位置，就算找到了也會因為不了解停車場狀況，進而引發(fā)“找車難” 的問題，這些都會影響到車主對車位的選擇，過于偏僻的地方因為難找從而被空置浪費。第三，街道路況變化速度快，車主無法適應。修路是城市規(guī)劃的一種常見現(xiàn)象，可能前一天看到的車位，今天再去就已經變成了修路地段，或者不小心開進一段待修理的路段中，不知道如何停車，只能在一條狹窄的單行道暫時停下，從而加重了交通堵塞，這種情況是車主難以預料到的，同樣也是需要解決的。

造成這些停車難的關鍵原因，主要還是在于車主對附近停車情況沒有一個準確的了解。隨著私家車的數(shù)量逐漸增多，地下車庫等固定停車點位面臨短缺，但是這并不是一朝一夕就能夠解決的，現(xiàn)在所能做到的便是最大化地利用每一個停車位，進而使停車位動態(tài)飽和。

本文提出的停車系統(tǒng)可以通過GNSS 對附近區(qū)域進行動態(tài)搜索，實時向用戶反應附近停車點位的數(shù)量，直接推送最近停車點位輔助停車?？梢酝ㄟ^用戶自行停車的記錄，進行審查后擴展街邊停車點位。還可以通過數(shù)據(jù)庫記錄用戶停車地點，通過GNSS 進行導航，解決“找車難” 的問題。將所有能夠停車的地點統(tǒng)一整合入庫，不僅可以輔助當?shù)毓芾聿块T進行車輛疏通，還能夠讓用戶在陌生的環(huán)境下也能第一時間找到合適的停車位，完成“零等待” 停車。

1 現(xiàn)有停車系統(tǒng)的分析

現(xiàn)有停車系統(tǒng)在部分方面已經非常完善，例如控制車的進出、自動記錄車輛信息、無人收費等，但同時也存在很多缺陷。停車系統(tǒng)只能控制車主的進和出，但車主進入停車后便無法管理。當車庫未飽和時，如何更快地找到可使用的停車位？當車庫飽和時，如何證明車庫飽和（這里的飽和指每一個停車點位都有車停，但是可能存在車沒有離開停車場，但停車點位已經空出）？如何再次分配需要停車的用戶？這些難題都尚未解決。因此，結合GNSS，聯(lián)合已規(guī)劃車位和未規(guī)劃車位形成數(shù)據(jù)庫，引導車主進行停車變得至關重要。

2 基于GNSS 的 “零等待” 路邊停車系統(tǒng)的運行原理

2.1 GNSS

GNSS 是對北斗系統(tǒng)、GPS、GLONASS、Galileo系統(tǒng)等單個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的統(tǒng)稱，是以人造衛(wèi)星作為導航臺的星級無線電導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為GNSS 大家族的一份子，是中國自行研制的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)，在用作汽車導航和共享單車時能夠輕易實現(xiàn)米級定位精度。

2.2 停車系統(tǒng)

該停車系統(tǒng)由3 個部分組成，分別是請求模塊、數(shù)據(jù)庫、反饋模塊。請求模塊用來接收用戶需求，將數(shù)據(jù)庫中的內容進行合理排序，并將數(shù)據(jù)庫中的內容通過反饋模塊傳達給用戶。當用戶完成停車時反饋模塊將停車情況反饋給數(shù)據(jù)庫，用戶在需要尋找車輛時也可以通過反饋模塊調取數(shù)據(jù)庫中的信息，并結合GNSS 反饋的最近路程，找到車輛。

基于GNSS 的 “零等待” 路邊停車系統(tǒng)能夠很好地解決現(xiàn)有停車位的不足。停車系統(tǒng)具備初步的基礎數(shù)據(jù)庫，在接收到用戶請求后，結合GNSS 判斷用戶現(xiàn)在位置，結合附近路況為用戶選擇最合適的停車地點。請求可分為多種模式，以停車點位優(yōu)先級與停車點位距離的權重不同加以區(qū)分，當用戶急于停車時可選擇急速模式，其中距離權重加大而優(yōu)先級減少。當用戶傾向于長時間停車時可使用穩(wěn)定模式，其中優(yōu)先級權重較大，最為可能推薦附近的地下停車場或路面停車場。確定停車點位后為用戶進行導航，當用戶發(fā)現(xiàn)有現(xiàn)存停車地點可用并進行停車時，系統(tǒng)自動記錄地點，向數(shù)據(jù)庫進行反饋，管理員收到反饋后進行維護，判斷停車地點是否可用。如果可用則更新數(shù)據(jù)庫，加入停車信息；不可用則及時提醒用戶，以免對他人造成影響。當用戶停車點位附近存在已被規(guī)劃的停車點位時，優(yōu)先推送附近停車場信息，并根據(jù)停車場情況為用戶推送具體停車位置，并記錄具體停車點位。在用戶完成停車后，通過GNSS 導航讓用戶能夠無阻礙地離開停車場。在用戶需要用車時，結合停車點位為用戶導航，并確定在用戶找到車且啟動離開停車點位后改變點位狀態(tài)，方便下一個用戶使用，以此來達到動態(tài)管理。

2.3 停車系統(tǒng)的功能

停車系統(tǒng)的功能主要分為2 個模塊，分別是一鍵停車功能和自主導航功能。一鍵停車是由用戶根據(jù)需求發(fā)出申請，系統(tǒng)接收到指令后查詢數(shù)據(jù)庫內的信息，并根據(jù)用戶的需求設定不同的權重進行車位選擇，選出最合適的車位并推送給用戶。自主導航功能在一鍵停車功能完成后自動根據(jù)GNSS 的定位推送出相應路徑，或者根據(jù)用戶的需求，在用戶停車結束后根據(jù)用戶的停車地點，選擇出最合適的路徑并引導用戶找到車輛。

3 數(shù)據(jù)庫

3.1 基本數(shù)據(jù)庫的內容

基本數(shù)據(jù)庫記錄了規(guī)劃地區(qū)所有停車點位的信息，每一組數(shù)據(jù)包含：停車點位（包含停車點位粗略位置，用于引導用戶到達停車點位附近；停車點位優(yōu)先級，用于排列停車點位信息，優(yōu)先級遵循已規(guī)劃的停車點位＞未加入規(guī)劃的停車點位＞用戶提供的停車點位，例如地下車庫優(yōu)先級＞街邊已劃線停車區(qū)域優(yōu)先級＞街邊用戶曾停車區(qū)域優(yōu)先級）、停車狀態(tài)（該停車點位是否存在車輛）、停車點位信息（包含停車點位的具體位置，在用戶到達停車點位后進行更為精細的導航；停車點位編號，用于記錄并反饋數(shù)據(jù)給用戶，在用戶找車時數(shù)據(jù)庫通過停車點位編號鏈接停車點位具體信息）。

3.2 附加數(shù)據(jù)庫的內容

附加數(shù)據(jù)庫用于解決GNSS 涉及不到的地點，在部分GNSS 信號弱的地方（如地下停車場），可在建立數(shù)據(jù)庫初期導入停車場平面圖并對車位進行編號，在脫離GNSS 范圍后啟動室內導航，根據(jù)車庫內平面圖選擇最近的路徑并完成導航。

3.3 數(shù)據(jù)庫的反饋與維護

在用戶使用或離開停車位后對數(shù)據(jù)庫中的停車點位進行修改，若檢測到用戶成功停車時間超過1 h 則自動向數(shù)據(jù)庫反饋停車點位信息，停車點位可行則進行數(shù)據(jù)庫的擴充。若附近路段存在維修情況，則更改停車路段的信息，并降低路段附近停車點位優(yōu)先級。

4 “零等待” 路邊停車系統(tǒng)的優(yōu)點與缺陷

4.1 優(yōu)點

4.1.1 減緩道路堵塞問題

部分地點由于修路，停車位稀缺，并且大多數(shù)停車點位存在于單行道或者只有一條車道的雙行道中，若缺少停車系統(tǒng)的輔助，不了解道路情況的用戶尋找停車位十分困難，如果遇到多個用戶同時想占用一個停車位停車的情況，輕則會造成由于停車引起的道路堵塞，重則會產生爭執(zhí)甚至發(fā)生交通事故。當遇到道路施工受阻，停車位數(shù)量大大減少，停在施工道路附近，可能會影響路邊行人出行或施工進度?！傲愕却甭愤呁＼囅到y(tǒng)與GNSS 配合，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫分配可以很好地解決上述問題。動態(tài)分配解決多名用戶同時使用一個停車點位造成的沖突。系統(tǒng)的快速更新也能讓路邊施工更加自由，從規(guī)范停車模式方面來減緩道路堵塞問題。

4.1.2 解決地下車庫車位難找的問題

私家車在出行時總會優(yōu)先選擇地下車庫這類車位較多且規(guī)范的地點，但大多數(shù)情況下地下車庫的車都是亂停的，即沒有規(guī)律，這也導致了當剩余的地下車庫車位數(shù)量較少時，車主無法一眼看到哪有合適的車位，致使車主在地下車庫久轉，不僅影響出行興致，還可能在與其他車交匯時造成堵塞，在完成停車后也可能會忘記具體停車位置，車難找這一現(xiàn)象在大型地下車庫極其多見。有了“零等待” 路邊停車系統(tǒng)，上述問題就會迎刃而解。

4.1.3 充分利用車庫停車點位，減少車位浪費

“零等待” 路邊停車系統(tǒng)結合GNSS 與各種用戶信息，共同創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，記錄所有可停車位，并優(yōu)先分配最近的有標識停車位。最大限度收集了每個停車場的位置信息，并且為用戶記錄停車點位，在用戶需要用車時可以通過GNSS 的精準特性，引導車主前往停車點位，從而實現(xiàn)“無等待” 停車。

4.2 缺陷

4.2.1 數(shù)據(jù)庫的建立較為煩瑣

“零等待” 停車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分為系統(tǒng)錄入和用戶錄入，其中系統(tǒng)錄入的數(shù)據(jù)庫規(guī)模較大，如需要正式投入使用還需一段時間重新規(guī)范各個大型車庫的數(shù)據(jù)，并初始化數(shù)據(jù)庫狀態(tài)，手動變更停車點位信息（如在使用前期可能會出現(xiàn)所分配的點位有其他車輛存在，這是因為數(shù)據(jù)庫初始化未成功，可能會影響用戶使用，但在后續(xù)使用過程中無需擔心）。數(shù)據(jù)庫的更新也可以在每天零點進行，此時車庫中車輛較少，方便核查更新。

4.2.2 數(shù)據(jù)庫的維護可能需要較多人力

“零等待” 停車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)錄入在收到用戶反饋的新停車點位時需要人工前往或通過攝像頭確認停車點位的真實性，隨著道路施工，路邊可?？奎c位也可能會發(fā)生變化，這也需要進行停車點位的變更，因此需要固定人員來進行管理上報，建立數(shù)據(jù)庫時期維護周期為1 次/d，在數(shù)據(jù)庫建立完成后維持1 次/周即可。

5 “零等待” 路邊停車系統(tǒng)的適用情況及使用場景

5.1 適用情況

“零等待” 路邊停車系統(tǒng)能夠很好地在各種情況下使用，對于存在停車場的地方，可以使用數(shù)據(jù)庫查詢，當停車場未飽和時可以給用戶分配停車點位，并記錄；當停車點位飽和時可以調取停車場附近停車點位，解決停車難的問題，讓停車一鍵化。對于不存在停車場的地方，可以搜索附近街區(qū)可停車的地點，為用戶分配最近最好的停車點位。

5.2 使用場景

“零等待” 路邊停車系統(tǒng)可與各大地圖軟件合并公用，在出行過程中設置目的地，當用戶即將到達目的地時自動為其分配合適的停車地點并記錄，以避免難以找到車輛，也可以結合GNSS 導航系統(tǒng)，自動判定路況，進而改進停車地點的選擇，選擇路況更加優(yōu)良的地點進行停車。

該停車系統(tǒng)也可以結合地下車庫，在使用支付軟件掃碼付款時自動分配停車點位，并引導用戶停車，在停車結束后記錄停車點位，結合GNSS 建立地下模型，自動為用戶設置導航。在信號差、GNSS 難以精準定位的情況下要結合停車場平面地圖，為用戶繪制行走方案。

停車系統(tǒng)也可以作為車輛的內置功能使用，添加在車輛自帶的多媒體功能中。

在用戶使用停車系統(tǒng)的過程中，數(shù)據(jù)庫也會根據(jù)用戶的停車地點進行反饋更新，進一步完善停車點位，提高用戶滿意度。

隨著科技發(fā)展，無人駕駛車輛可能會在未來普及，在無人駕駛車輛上安裝此系統(tǒng)可以更好地為出行服務。

6 結論

基于GNSS 的 “零等待” 路邊停車系統(tǒng)可以適用于很多不同停車場境，其龐大的數(shù)據(jù)庫可以將城市中能夠用到的停車場所信息一體化，進行整體管理。從接收到用戶停車請求到分配適合的停車位，從前往停車位到完成停車，暢通無阻，實現(xiàn)“零等待” 停車。盡管在建立和管理數(shù)據(jù)庫的過程中可能會遇到操作上的難題，但是結合各大地圖導航軟件與現(xiàn)有的停車場數(shù)據(jù)庫，一定能夠從根本上解決“停車難、找車難”的一系列問題。