基于大數(shù)據(jù)的智能停車場管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引 言

智能停車場作為智能交通系統(tǒng)的一部分，能夠?qū)崟r(shí)向整個(gè)交通系統(tǒng)提供停車位數(shù)量統(tǒng)計(jì)等信息，對(duì)交通擁擠、阻塞能起到一定的疏導(dǎo)作用，同時(shí)也可以接收交通系統(tǒng)發(fā)出的指揮命令，服從統(tǒng)一調(diào)度?，F(xiàn)代智能停車場地在收費(fèi)管理、車輛控制和人員管理方面具有先進(jìn)、快捷、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，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(shù)。RFID 技術(shù)中的RFID 識(shí)別多標(biāo)簽的能力強(qiáng)，抗污染能力和耐久性強(qiáng)，具有穿透性和無屏障閱讀以及可重復(fù)使用的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)還可實(shí)現(xiàn)反復(fù)修改，能夠在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)使用，射頻識(shí)別技術(shù)具有遠(yuǎn)距離讀取、高準(zhǔn)確率等特點(diǎn)，相比于其他技術(shù)，數(shù)據(jù)識(shí)別在停車場管理系統(tǒng)中的應(yīng)用具有相當(dāng)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(shí)段停車位使用率低下和停車等待時(shí)間較長的問題，在一定程度上浪費(fèi)了車位資源。這是由于所有的停車場并沒有做到實(shí)時(shí)信息共享，也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)共享數(shù)據(jù)的整理、存儲(chǔ)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(jìn)的檢測、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)等手段對(duì)傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行效率，提高地面交通網(wǎng)絡(luò)的安全性和效率，減少能源消耗對(duì)環(huán)境造成污染的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以從動(dòng)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(duì)跨區(qū)域、跨領(lǐng)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(tái)的同時(shí)保證數(shù)據(jù)的完整性以及數(shù)據(jù)之間關(guān)系的可理解性，同時(shí)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(wù)，并組織內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)直接輸出，而其他子系統(tǒng)存儲(chǔ)的相關(guān)數(shù)據(jù)則由信息共享平臺(tái)提供查詢支持。

2 大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)

大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算平臺(tái)、終端發(fā)布構(gòu)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(tái)計(jì)算提供數(shù)據(jù)來源。這些設(shè)備會(huì)源源不斷的自動(dòng)產(chǎn)生新數(shù)據(jù)。盡可能收集異源甚至是異構(gòu)的數(shù)據(jù)，必要時(shí)還可與歷史數(shù)據(jù)對(duì)照，多角度驗(yàn)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(shù)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以分析時(shí)、日、月以及年的數(shù)據(jù)，結(jié)合各種數(shù)學(xué)模型及停車場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和有效分析，以對(duì)未來的趨勢進(jìn)行預(yù)測。

2.3 云計(jì)算

云計(jì)算方法是整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)服務(wù)。利用云計(jì)算方法對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整理、分析和存儲(chǔ)。

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(jié)果直接發(fā)布在各種終端上，實(shí)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(tái)架構(gòu)如圖 1所示。

3 大數(shù)據(jù)平臺(tái)下的智能停車場系統(tǒng)

3.1 大數(shù)據(jù)平臺(tái)下的停車場終端

大數(shù)據(jù)平臺(tái)下的智能停車場服務(wù)終端不應(yīng)只為停車用戶提供目前該停車場所剩車位數(shù)量，還應(yīng)為用戶提供最佳的停車方案，包括停車誘導(dǎo)、停車等待時(shí)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(shí)段停車 一窩蜂 的狀況。

要實(shí)現(xiàn)具備高效、快捷特點(diǎn)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(tái)對(duì)停車信息進(jìn)行處理并整合，實(shí)現(xiàn)多個(gè)停車場車位、費(fèi)率、位置等信息的實(shí)時(shí)采集匯總，及時(shí)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(shí)還可利用大數(shù)據(jù)分析出的最佳方案誘導(dǎo)用戶快速停車。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)下的停車場服務(wù)終端可以結(jié)合RFID 技術(shù) [3] 自動(dòng)識(shí)別車主信息，實(shí)現(xiàn)不停車交費(fèi)，及時(shí)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(shí)現(xiàn)停車場管理的安全防護(hù)，并對(duì)剩余車位進(jìn)行及時(shí)整合，充分利用，以防止浪費(fèi)資源。

3.2 大數(shù)據(jù)平臺(tái)下的智能停車場 App

在大數(shù)據(jù)平臺(tái)下分析出的數(shù)據(jù)和結(jié)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(shí)現(xiàn)服務(wù)終端與用戶App 的信息共享和訪問。用戶利用App 可以及時(shí)了解自己所要到達(dá)的目的地附近的所有停車位信息，以便提前預(yù)定自己所需車位。

用戶App 包括了用戶所要到達(dá)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(xì)記錄了每條道路的位置、形狀、寬度、名稱等信息，可由此計(jì)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(hào)和它在地圖上的位置對(duì)應(yīng)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(tái)將停車的最佳方案發(fā)布在用戶App上。當(dāng)用戶到達(dá)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(jìn)入停車場時(shí)，RFID 技術(shù)識(shí)別標(biāo)簽可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繳費(fèi)，費(fèi)用的支出均在 App 界面顯現(xiàn)，車主認(rèn)定之后便實(shí)現(xiàn)支付，防止費(fèi)用支出過剩的情況發(fā)生。使用 App 對(duì)停車位定位后， App 中的車位引導(dǎo)技術(shù)引導(dǎo)車主尋找車位，避免浪費(fèi)時(shí)間與因?qū)ふ臆囄粠淼耐＼噲鰞?nèi)部交通擁堵。

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

結(jié) 語

在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)所帶來的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的想象。伴隨著經(jīng)濟(jì)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(tái)下的智能停車場是一個(gè)技術(shù)多元的龐大系統(tǒng)工程，涉及了整個(gè)區(qū)域和城市。大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能停車場的應(yīng)用充分利用數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、平臺(tái)建設(shè)，提高智能停車場的運(yùn)行效率及核心競爭力。同時(shí)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。