基于大數(shù)據(jù)的智能停車場管理系統(tǒng)設計

引 言

智能停車場作為智能交通系統(tǒng)的一部分，能夠實時向整個交通系統(tǒng)提供停車位數(shù)量統(tǒng)計等信息，對交通擁擠、阻塞能起到一定的疏導作用，同時也可以接收交通系統(tǒng)發(fā)出的指揮命令，服從統(tǒng)一調度。現(xiàn)代智能停車場地在收費管理、車輛控制和人員管理方面具有先進、快捷、安全可靠等優(yōu)點，可有效解決停車難等問題。國內(nèi)大城市現(xiàn)有的智能停車場大多數(shù)都使用RFID 技術。RFID 技術中的RFID 識別多標簽的能力強，抗污染能力和耐久性強，具有穿透性和無屏障閱讀以及可重復使用的特點，數(shù)據(jù)還可實現(xiàn)反復修改，能夠在企業(yè)內(nèi)部進行循環(huán)使用，射頻識別技術具有遠距離讀取、高準確率等特點，相比于其他技術，數(shù)據(jù)識別在停車場管理系統(tǒng)中的應用具有相當大的優(yōu)勢。

國內(nèi)諸多大城市雖已建成較為成熟的智能停車場系統(tǒng)， 但由于環(huán)境因素及人文因素造成了不同時段停車位使用率低下和停車等待時間較長的問題，在一定程度上浪費了車位資源。這是由于所有的停車場并沒有做到實時信息共享，也不能實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的整理、存儲和訪問，從而出現(xiàn)了停車 一窩蜂的狀況。

智能交通系統(tǒng) [1]（Intelligent Transport System，ITS）是一種利用先進的檢測、通信和計算機技術等手段對傳統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)進行改造，增強系統(tǒng)運行效率，提高地面交通網(wǎng)絡的安全性和效率，減少能源消耗對環(huán)境造成污染的綜合運輸和管理系統(tǒng)。利用大數(shù)據(jù)技術，可以從動態(tài)變化的智能交通各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息中提取出共享數(shù)據(jù)，并對跨區(qū)域、跨領域的 數(shù)據(jù)倉庫 加以綜合。將歷史數(shù)據(jù)遷移至大數(shù)據(jù)平臺的同時保證數(shù)據(jù)的完整性以及數(shù)據(jù)之間關系的可理解性，同時還可以根據(jù)各子系統(tǒng)的需求以及相互之間的內(nèi)在聯(lián)系為用戶提供數(shù)據(jù)信息服務，并組織內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)直接輸出，而其他子系統(tǒng)存儲的相關數(shù)據(jù)則由信息共享平臺提供查詢支持。

2 大數(shù)據(jù)平臺架構

大數(shù)據(jù)平臺架構主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、云計算平臺、終端發(fā)布構成。

2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是該系統(tǒng)中不可或缺的一部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要通過感知器、RFID、二維碼、視頻監(jiān)控等方式獲取信息數(shù)據(jù)，為下一步的數(shù)據(jù)處理和平臺計算提供數(shù)據(jù)來源。這些設備會源源不斷的自動產(chǎn)生新數(shù)據(jù)。盡可能收集異源甚至是異構的數(shù)據(jù)，必要時還可與歷史數(shù)據(jù)對照，多角度驗證數(shù)據(jù)的全面性和可信性。

2.2 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析 [2] 是基于Hadoop、NoSQL、HBase 和數(shù)據(jù)挖掘等技術的大數(shù)據(jù)分析技術，可以分析時、日、月以及年的數(shù)據(jù)，結合各種數(shù)學模型及停車場數(shù)據(jù)進行實時處理和有效分析，以對未來的趨勢進行預測。

2.3 云計算

云計算方法是整個平臺的基礎服務。利用云計算方法對獲得的數(shù)據(jù)進行有效整理、分析和存儲。

2.4 終端發(fā)布

終端發(fā)布直接面向各層用戶，可將之前產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和分析結果直接發(fā)布在各種終端上，實現(xiàn)所有終端用戶的信息共享和訪問，并根據(jù)不同終端的需求提供不同的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)平臺架構如圖 1所示。

3 大數(shù)據(jù)平臺下的智能停車場系統(tǒng)

3.1 大數(shù)據(jù)平臺下的停車場終端

大數(shù)據(jù)平臺下的智能停車場服務終端不應只為停車用戶提供目前該停車場所剩車位數(shù)量，還應為用戶提供最佳的停車方案，包括停車誘導、停車等待時間以及附近停車位數(shù)量等信息，使該終端具備提供多種停車方案的功能，以有效緩解不同時段停車 一窩蜂 的狀況。

要實現(xiàn)具備高效、快捷特點的停車場系統(tǒng)，就必須采集完整的停車場系統(tǒng)信息，利用大數(shù)據(jù)平臺對停車信息進行處理并整合，實現(xiàn)多個停車場車位、費率、位置等信息的實時采集匯總，及時獲取停車位信息，并通過分析停車場附近的車流量和空閑車位，為車主提供多種選擇方案，同時還可利用大數(shù)據(jù)分析出的最佳方案誘導用戶快速停車。

大數(shù)據(jù)平臺下的停車場服務終端可以結合RFID 技術 [3] 自動識別車主信息，實現(xiàn)不停車交費，及時發(fā)布車輛的位置信息、車輛的狀況信息，并通過視頻監(jiān)控實現(xiàn)停車場管理的安全防護，并對剩余車位進行及時整合，充分利用，以防止浪費資源。

3.2 大數(shù)據(jù)平臺下的智能停車場 App

在大數(shù)據(jù)平臺下分析出的數(shù)據(jù)和結果不僅可以發(fā)布在停車場終端上，也可以發(fā)布在用戶的App 上，實現(xiàn)服務終端與用戶App 的信息共享和訪問。用戶利用App 可以及時了解自己所要到達的目的地附近的所有停車位信息，以便提前預定自己所需車位。

用戶App 包括了用戶所要到達目的地的地圖數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)包括以下兩部分內(nèi)容：

(1)地圖本身的信息。地圖詳細記錄了每條道路的位置、形狀、寬度、名稱等信息，可由此計算出停車場的位置。

(2) 傳感器和監(jiān)測信息。傳感器和監(jiān)測信息可以把傳感器本身的物理編號和它在地圖上的位置對應起來。地圖數(shù)據(jù)還包括用戶所要選擇的停車場內(nèi)部地圖，大數(shù)據(jù)平臺將停車的最佳方案發(fā)布在用戶App上。當用戶到達停車場后，無需依賴停車場的發(fā)布終端也可快速找到自己所要的車位。

車輛進入停車場時，RFID 技術識別標簽可實現(xiàn)自動繳費，費用的支出均在 App 界面顯現(xiàn)，車主認定之后便實現(xiàn)支付，防止費用支出過剩的情況發(fā)生。使用 App 對停車位定位后， App 中的車位引導技術引導車主尋找車位，避免浪費時間與因尋找車位帶來的停車場內(nèi)部交通擁堵。

用戶依靠 App 繳納自己的停車費用。在離開停車場時， 門禁系統(tǒng)自動識別該車輛，并對比該車輛在數(shù)據(jù)庫中的繳費情況，判斷是否放行。

結 語

在當前的大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)所帶來的影響遠遠超出人們的想象。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，由 停車難 引發(fā)的各種交通問題也不斷涌現(xiàn)，使城市交通面臨著巨大挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)平臺下的智能停車場是一個技術多元的龐大系統(tǒng)工程，涉及了整個區(qū)域和城市。大數(shù)據(jù)技術在智能停車場的應用充分利用數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)處理技術的優(yōu)勢進行數(shù)據(jù)融合、平臺建設，提高智能停車場的運行效率及核心競爭力。同時作為智能交通的一部分，在一定程度上緩解了停車難的問題。