（交通运输规划与管理专业论文）中心式停车信息系统若干问题的研究.pdf

摘要 停车作为城市交通中重要的一个组成部分，其状况的好坏直接影响到 整个城市交通的运营。近年来随着我国经济的高速增长，汽车工业迅速发 展，汽车拥有量大幅增加。长期以来，停车问题在我国没有引起人们足够 的重视，社会停车意识及法制观念差，停车规划严重滞后，事权交叉、管 理重叠、缺乏集中统一的管理机构，对停车设施的基础建设投入不够，社 会投资不足，停车收费标准不尽合理，导致停车难的问题臼益严重。 解决停车的供需矛盾在增建停车场，建设地下及立体停车场的同时， 要合理规划停车场及停车设施，规范停车法规体系，限制路面停车，增加 停车场利用效率，采取有效措施鼓励市民换乘公共交通工具，引进和研究 先进的停车设备，使停车信息化、智能化。 先进的停车信息系统( a p i s ) 作为智能交通的一部分，是当前交通领 域研究的前沿课题，是解决城市停车供需矛盾，缓解交通压力，减少空气 污染等的有效途径。在美国、日本等部分发达国家，a p i s 已经被广泛的 应用。借鉴国外先进经验的同时，要结合我国的国情，建立适合我国交通 现状的停车信息系统。基于此，本文主要研究和探讨中心式停车信息系统 ( c p i s ) ，该系统通过路边显示屏及车载装置，告诉驾驶员停车场位置、 可利用的停车位及道路使用情况，引导驾驶员顺利、快捷地到达停车场。 这样大大减少了驾驶员寻找停车场的时间，缩短了车辆到达停车场的行 程，进而减少了交通冲突及环境污染，提高停车场的利用率，并且给不熟 悉本地区的人提供帮助。论文的主要内容有： 1 分析了我国停车产业的现状及存在问题的原因，国外解决停车难 的方法及对策；说明了解决停车问题的重要性、必要性和紧迫性。 2 根据国外研究现状，结合我国国情，借鉴北京市王府井的停车诱 导系统，构造了中心式停车信息系统的结构框架，并探讨了各子系统的功 能和结构。 3 分析了几种传统的路径诱导的算法，得出了更适合本系统的算法， 并对其进行改进，以更好地满足实际的需要；阐述了系统进行诱导的详细 流程及实现过程。 4 从传统的时间序列预测模型入手，探讨了基于神经网络的组合预 测车位占有率的模型：详细分析了预测车位占有率的步骤及流程。 5 探讨了车载系统的构造及其体系结构，构建了预定停车位的功能 模块。 关键词：中心式停车信息系统，路径诱导，可利用停车位，最佳路径车 位占有率 a b 吼旧c t p a r k i n 岛a sa ni m p o n a n tp a no ft r a f f i c ，i sv i t a lt ot h ee f f i c i c n to p e r a t i o n o ft h ew h o l et r a n s p o n a t i o ns y s t e m w i mt h er a p i dd e v e l 叩m e n t0 fn a t i o n a l e c o n o m ya n da u t o m o b i l ei n d u s t r y ，t h en u m b e ro f t h ea u t o m o b i l e sh 硒b e e n i n c r c 髂i n g0 b v e r i o u s l y f 0 ral o n gt i m e ，p a r k i n gp r o b l e mi no u rc o u n t r yh a s n o tb e e np a i de n o u g ha t t e n t i o n t h el a wa n dr e g u l a t i o no np a f k j n gi sn o t c o m p l e t e t h ep a r k i n gm a n a g e m e n ti s o u to fd a t e t h ei i l v e s t n l e n to nt h e e s t a b l i s l l i i l e n to fp 盯k i n gf a c i l i t i e si sn o te n o u g ht om e e tt h ed e m 粕d s t h e r ei s n o tau n i f 0 肿 s t a i i d a r do nt h e c h a r g e o f p a r k i n gf c e a n dau n i t c d a d m i l l i s t r a t i o n0 nt h em a n a g e m e n to fp a f k i n g a l lt h e s ec a u s e sm a k ep a r k i n g a ni i l c r e a s i i l 班ys c r i o u sp m b l e m i no r d c rt os o l v et h ep a r k 抽gp r o b l e m ，e f 如n sm u s tb em a d et os e tu p m o r ep a r 虹n gl o t s ，u n d e r 掣o u n do fv e n i c a l ，t om a k er e a s o n a b l eu s eo ft h e p r c s e n tp a r k i n g1 0 t sa n df a c m t i e s ，t op e r f e c t t h el a wa n dr e g u l a t i o no np a r k i n g ， t of o r b i dp 町k i n go nt t l em a d ，t oa d v o c a t et h er e s i d e n t st ou s et h ep u b l i ct m f f i c s y s t e m ，t oi n t m d u c ca d v a n c c de q u i p m e n t 如dt c c h n i q u e st om a l 【ep a r k i n g i n f o 珊a t i o n a la n di n t e l i i g e t t h ea d v a n c e dp a r k i n gi n f o 丌n a t i o n a ls y s t e m ( a p i s ) ，a sap a no fi n t e l l i g e n tt r 锄s p o r t a t i o n ，i st h ef r o n t i e rs u b j e c t ，w h i c hi s s u p p o s e dt os o l v et l l ep 缸l 【i n gp r o b l e ma i l dd e c r c a s et h ep r e s s u r eo nt h et r a f f i c s y s t e m 觚dt o d e c r e a s ea i rp o u u t i o n i ns o m ed e v e l o p e dc o u n t r 主e ss u c h a m e r i c aa n dj a p 趴，a p l sh a sb e c nu s e dw i d e l y n i k i n ga b o u tt h ef o r e i g n a d v 柚c e de x p c r i e n c ea n dt l l ef a c t si n ( m i n a ，w es h o u l de s t a b l i s hap a r k j n g i n f o m a t i o ns y s t e m ，w h i c hi ss u i t a b l ei nc m j n a i nt h i sp a p e r ，t h ec c n t f a l p a r k i n gi n f o 咖a t i o ns y s t e m ( c p i s ) i ss t u d i e di n t c n s i v e l y w i t ht h er o a d s i d e s c r c e na n dt h ev e l l i d ee q u i p m e n t ，t h i ss y s t e mc 锄i n f o mt h ed r i v e r so ft h e i n f o 咖a t j o na b 叽t t r a f f i c ，t h e1 0 c a t i o no fp a r k i i l gl o t ，t h ea v a i l a b l ep a r k i l l gs l o t ， s ot h a td r i v e 巧c o u l dp a r kl h c j ic 盯sf a s t 孤de a s i l y ，w h i c hi m p r o v e st l l e l i i e f f i c i e n c yo ft h ep a r k i n gl o t ，m o r e o v c r ，p m v i d e sh e l pf o rt h o s cn o n - l o c a l “v e r s t h em a i nc o n t e n t so ft h et h e s i sa r e ： 1 a 丑a l y z i n gt h ep 盯k i n gi n d u s t r yj nc h i i l a 趾dm ee x i s t i i 堰p m b l e m ， i n t f o d u c j n gt h ef o r e i g nr e s o l v e st op a r “n gp r o b l e m s ，t h ew r i t e rc o n v i n c e st h a t “i si m p o n 蛐t 孤dn e c c 站a r yt os o l v et h ep r o b l e m 2 0 nt h eb a s i so ff o r e i g nr e s e a r c ha i l dt h es i t u a t i o ni nc h i n a ，m ew r i t e r n s t m c t st h eo u t l i n eo ft h ec e n t r a lp a r k i n gi n f o n i l a t i o ns y s t e ma n ds t u d i e st h e s t m c t u r ea l l df i l n c t i o no fs u b - s y s t e m s 3 a n a l y z i n gs e v e r a lt f a d “i o n a lc a l c u l a t i n gm e t h o d so ft h eg i l i d i n gp a t h ，t h e w r i t e rf i g m e so u tt h em o s t 印p r o p r i a t em e t l l o da n di l l u s t f a t e st h ep m c c s so f t h eg u i d i n gc o u r s ei nd e t a i l 4 c b m m e n c ef m mt 豫d i t i o n a lt i i i l es e q u e n c ee s t i m a t em o d e l ，i n q h i r yi n t o a c c o r d i n gt ot h em o d e lo ft h ec a ras h a r eo ft h ec o m b i n a t i o ne s t i m a t eo ft h e n e n r en e t w o r k ；d e t a i l e da l l a l y z e dm es t e pa t l dt h ep r o c e s so fas h a r eo ft h e e s t i m a t ec a r 5 - t h ew r i t e rp r o b e si n t ot h ev e h i c l ee q u i p m e n ta n di ts t m c t u r ea n ds e t su p t h ef u n c t i o n a lm o l do fb o o k i n gt h ep a r k i n g1 0 t k e y 、v o r d ：n ec e n t r a lp a 出n gi n f o m a t i o ns y s t e m ，t h ep a t hg u i d i n 岛a v a i l a b l e p a r k i n gl o t ，t h eb e s tp a t h ，t h ep r o p o n i o n o ft h eo c c u p i e dp a r i 【i n gl o t s 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 第一章绪论 发展汽车工业是我国经济持续发展的需要，汽车进入家庭是大势所 趋。近年来随着我国经济的高速增长，汽车工业发展迅速。汽车工业在自 身发展的同时也带动了国家钢铁、石油、化工、机械、电子、市政基础设 施、金融等众多相关产业的发展，为国家财政带来了巨额的税收。汽车工 业正成为国民经济的支柱产业；另一方面汽车进入家庭的梦想正逐渐成为 现实，人们对拥有汽车的渴望越来越强烈。汽车进入家庭增加了人们的活 动范围，改变了人们的出行习惯，极大的提高了人们的生活品质。发展汽 车工业是国家经济持续发展的需要，是人民生活质量提高的需要，因此在 今后很长一段时间，汽车工业持续发展、汽车广泛进入家庭将成为不可阻 挡的趋势。 汽车工业在给国家经济带来好处，给人们生活带来方便的同时也带来 了一系列的问题，比如造成了石油紧缺、环境污染、交通拥堵、停车难等 一系列的问题。这些问题中有些得到了重视，通过增加投入、有效组织使 环境污染等一些问题得到缓解和不同程度的解决。近年来我国能源工业、 道路建设、环保产业蓬勃发展，在缓解汽车工业带来的问题同时进一步带 动了我国经济的发展。但是在这些问题中，有一个问题很长一段时间以来， 被人们所忽视，这就是停车问题。汽车的使用除了行之外还需要有停的位 置，行的问题被政府和投资者高度重视，而停的问题较长时间以来却没有 得到有效解决，因此出现了停车难问题 1 】【3 】【4 】【5 】【7 1 。 1 1 目前我国城市存在的停车问题 下面主要以北京市为例分析存在的主要问题。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 1 1 1 从数据上分析 1 停车位绝对数量的严重不足 与近年来飞速增长的汽车数量相比较，我国各主要城市停车位数量 无论从绝对数到增长量，都与实际需求相距甚大。根据交通规划专家的总 体测算：一个城市停车位数量与机动车数量之比至少为1 2 ：l 才能基本 满足城市的停车需要。也就是说一辆车除应该拥有一个固定停车位之外， 包括工作，娱乐、消费还至少应该有0 2 个停车位。但是，截至2 0 0 5 年 4 月份，我国大部分城市的停车位绝对数量与机动车拥有量相比还不到 5 0 。 以北京市为例，截至2 0 0 5 年1 月份，北京市拥有机动车近2 3 0 万辆， 可统计的停车泊位数为1 0 9 8 万个，其余1 2 0 余万辆机动车属于无场无位 或无场有位的散落停车。就此可以看出：相当数量的机动车还是处于停车 无序状态，游离于政府管理的视线之外。在全市1 0 8 7 8 个停车场中，经营 性社会公共停车场只有2 9 5 9 个，而非经营性停车场7 9 1 9 个。经营性公共 停车场与非经营性停车场的比例为2 7 ：7 3 ，经营性停车场数量偏少，而 相当数量的非经营性停车场政府又难于控制管理。“。2 0 0 5 年1 月份我国 部分城市的汽车拥有量与停车位数量的统计如表1 一l 所示。 表1 12 0 0 5 年1 月部分城市的汽车数量与停车位数量的统计表 城市名称汽车现有数量( 万辆)现有停车位数量( 万个) 北京2 2 91 0 9 8 天津 1 0 41 3 5 重庆2 88 7 4 2 广州6 6 82 1 6 2 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 深圳 7 4 63 6 1 成都 4 5 2 0 武汉 6 05 青岛 1 5 3 4 4 沈阳 7 0 7 哈尔滨 3 01 1 2 停车场的利用不充分 截至2 0 0 5 年1 月，北京市共有1 0 8 7 8 个停车场，分为7 种类型，即 路侧占道停车场、立交桥下停车场、公建配建停车场、路外停车场、居住 小区停车场、单位大院停车场和其他类型( 大部分为公交车场) 停车场。 据初步了解，在7 种类型停车场中，公建配建、居住小区、单位大 院三类停车场使用率处于比较稳定和不饱和状态( 尤其是地下停车场库) ； 立交桥下停车场处于饱和状态但使用率低，且被占用、挪用的较多。各类 停车场不同情况、不同程度地存在着利用率不高的问题。 3 部分停车场稀缺，严重影响动态交通 占道停车场和路外停车场，处于使用频繁的紧张状态，这两类停车场 总数为2 0 3 6 个，占全市停车场的1 8 7 ：停车位1 9 1 5 3 9 个，只占全市 停车位的1 7 4 。这两类停车场需求量最大、利用率最高，直接影响着 动态交通，是需要加强建设和管理的主要矛盾；另外，部分配建停车场库 ( 位) 未达指标，造成居住小区内停车零乱，出现争议问题较多。 1 1 2 从管理上分析 1 停车规划严重滞后 北京的经济发展有目共睹，人民生活普遍提高，全市机动车拥有量特 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 别是私人轿车拥有量迅猛增加，2 0 0 5 年1 月，已经突破2 2 7 万辆，并且 仍以年增长率1 4 的速度发展，这是始料不及的。行车与停车显现出来 的矛盾日益突出，给城市的管理带来了巨大的压力和沉重的负担。同时， 也给城市的规划提出了新的挑战；城市内整体停车设施预留地不足、繁华 路段和街区停车资源严重缺乏，已成为市内停车的主要矛盾，同时规划建 设、执行缺乏必要的监督管理，规划审批的公共建筑、居民小区与停车设 旋不能同步建设、同步投入使用，竣工后又没有有效的验收手续，造成停 车泊位指标不能完全落实。目前，住宅小区、居民大院的停车管理较为混 乱，也是其原因之。 2 事权交叉、管理重叠、缺乏集中统一的管理机构。 北京停车难的问题是近三四年间凸现出来的社会经济问题，在此之前 ”停车产业”一词在北京并没有形成一个完整的概念，所以对停车的管理一 直处于分散管理的状态，收费标准归物价，路侧占道归路政，停车制度归 交管等等。2 0 0 3 年成立运输管理局，并将停车管理处编制在运输局，然 而停车管理处对各个部门的协调工作任务繁重，各项管理政策、管理措施 的出台艰难，偌大一个北京市的停车管理如果缺少一个权威的集中统一的 管理机构是很难适应北京的经济发展的。 3 社会投资不足 目前，北京停车业的发展，除了一些新建居住小区和少数配建指标外， 基本上还是国家投资，委托经营的办法。由于停车收费低廉，回报率低， 回报周期长，相关的优惠政策暂缺，很难吸引社会和私人投资。大量的社 会投资涌向房地产建筑业和制造业，长此下去，不但会严重影响北京停车 产业化的发展，也会严重影响北京经济的均衡发展。由于停车产业化没有 形成，停车场规模偏小，也很难实施科学化、现代化的管理方式。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 4 停车收费标准不尽合理。 现行的机动车停车场收费标准，基本上还沿用是1 9 9 1 年市物价局批 准的标准，已不能适应经济发展需要。偏低的停车场收费标准，不仅使国 家投巨资修建的道路及停车设施被停车者无偿或低偿占用，导致国有资源 流失，而且，也造成了停车资源的浪费，表现出来的是( 司机停车) 有路 内不进路外，有地面不进楼库( 居住小区) ，不但严重影响了动态交通， 也于投资建设停车场( 库) 者不利，有必要从市场经济的角度调查研究出 台新的停车收费标准，利用经济杠杆的作用，调节停车者的行为和调节投 资者的行为。 5 停车管理队伍专业知识和管理能力偏低 北京停车管理队伍近几年吸收了大量的下岗职工，虽然素质不一，但 大多数职工缺乏停车管理的专业知识，处理停车矛盾和事故的能力较差， 确需进行专业知识和管理知识的培训，以提高停车管理队伍的整体素质。 6 停车法规体系需要进一步科学化。 由于停车主管部门在法律上应有的职责和权力未被有效确认，即未形 成权威的管理机构，势必影响全市统一的停车管理法规的建设与出台，使 停车管理法规难于统一掌握，也很难实行指导、监督、检查的职能。 7 社会停车意识及法制观念差 许多市民头的社会观念和停车意识较差，传统的”买车就是为了自己 方便”和”开车就要门到门”观念根深蒂固，在这方面确需政府和媒体部门 给予大力的宣传支持。 8 停车信息化管理严重滞后 目前我国城市主要依靠设置路边指示牌和显示屏来发布一些简单的、 静态的停车场信息，不能及时地告诉驾驶员实时的停车场信息和交通信 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 息。而在美国，日本等发达国家，正逐步向实现停车智能化、信息化、自 动化、网络化发展。 1 2 发达国家采取的措施 发达国家和地区汽车工业起步较早，停车问题出现的也较早，因此问 题的解决起步也较早。经过不断的摸索与研究，发达国家和地区的停车问 题已经得到明显解决。采取的措施有： 1 在停车场法规建设上。目前发达国家和地区已基本上形成了较为 完善的停车场法规体系和相对独立的管理体系。 2 在财政政策上，针对停车场地的建设费用高、短期投资大、经济 效益不明显、政府财政投资不足的情况，各国和地区都积极鼓励民间投资 兴建停车场，并给予税收优惠等积极政策。 3 在停车管理上，各国和地区普遍采取的是停车记时收费、增加违 章停车处罚力度、限制路边停车，使部分车主更愿意改乘公共交通工具， 以减少机动车对停车场的需求。 4 在解决停车问题的硬措施上，国际上的解决办法主要包括兴建路 面停车场、多层停车楼、机械停车库和地下停车场，并大力发展先进的停 车信息系统，使停车智能化、信息化、自动化、网络化。 除了普通应用措旌外，各国和地区根据本地情况，停车管理办法又各 有特色： 美国：坚持认为停车场并非越多越好，注重停车控制管理系统的评估 和收费系统的改进。大力促进停车换公交的出行量增加。 日本：鼓励路外停车场兴建，促进民间投资兴建路外停车场。 新加坡：将停车场建设视为整体交通管制的重要组成，限制私人使用 小汽车。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 德国：城市规划对停车问题给予充分考虑，注重现代化停车设备应用。 香港：注重停车场商业化运营，对停车场运营除税收优惠外不给予任 何补贴，也不乱加干涉：注重停车问题研究，每3 4 年对停车需求研究 一次，并相应调整相关政策。 台湾省：每幢建筑必须自行满足其带来的停车需求，不允许将停车问 题变为社会问题。 1 3 我国解决停车问题的方法 解决我国城市交通停车问题，大体分为软、硬两种措旌。所谓软措施， 就是通过政策法规，限制路面停车，增加停车场利用效率，使部分车主更 愿意换乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求等等。所谓硬措旌， 主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其它空间满足停车需 求，引进和研究先进的停车设备，使停车信息化、智能化。借鉴外国经验， 结合我国国情，我国大中城市应该采取以下措施： 1 订立完善的停车场法规。由政府部门宏观协调城市停车场的规划， 调动全社会积极建设，并对其严格管理。 2 制定积极的财政政策。积极鼓励民问投资兴建停车场，并给予税 后优惠政策，同时致力于营造按商业化原则经营的条件。 3 加快停车场的多模式发展。主要包括路面停车场、多层停车楼和 地下停车场的建设，鼓励大力兴建地下停车场。 4 调整停车收费。提高城市中心区、商业区等停车场的收费标准， 加大违章停车处罚力度，用经济杠杆调节限制路边停车，减少机动车对停 车场的需求。 5 逐步建立和完善先进的停车信息系统。通过先进的停车信息系统， 驾驶员能及时做出停车决策，并且能引导驾驶员顺利、快捷地到达停车场。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 第二章中心式停车信息系统的框架体系 2 1 概述 为了适应停车行业的需要，顺应时代的发展，研制一个适合大众使用 的、比较完善的停车信息系统是大势所趋。在国外一些发达国家，整个停 车行业已经比较正规，一些国家正在逐步向实现停车智能化、信息化、自 动化、网络化发展。美国在这方面的发展一直走在世界的前列，他们在道 路设施、信号设置及停车场建设等方面都在沿着这个方向发展。在信号设 置方面，他们已经实现信息化，在标志牌上，呈现的是及时更新的信息， 驾驶员可以方便、准确地到达目的地。 在我国，道路设施，信号标志牌的设置等方面的建设也正日新月异的 发展，在北京、上海、广州、青岛等城市，信号的设置，正向交通智能化、 信息化、自动化和网络化迈出了坚实的一步。但是我们还处于摸索、发展 阶段，还有许多的工作要做。 2 2 我国第一个停车信息系统 北京作为国家的首都，车辆多，车流量大，停车位需求量大，需要对 各个停车场合理的调配，将信息及时准确地传递给驾驶员。 王府井作为京城繁华的商业区，车流量大，平均小汽车流量在1 1 万 辆，而王府井地区只有1 4 个停车场、3 6 0 0 多个泊位。要达到理想的状态， 需要对各个停车场统一管理，合理调配，将停车场的信息及时地发布出去， 让驾驶员能顺利、方便地找到可利用的停车场。 2 0 0 1 年8 月，王府井商业区作为试点，开始建立停车信息系统，由 北京数字王府井科技公司与北京市交管局、王府井地区建设管理办公室等 8 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 单位合作开发设计与设施，花费了近5 个月的时间完成。 这套系统于2 0 0 1 年1 2 月开通运行，作为中国第一个智能停车诱导 项目，它连通了王府井地区停车场8 0 以上的停车位，显示王府井地区 停车位情况，不但能够指导司机就近停车，而且有利于解决路面无序停车 所造成的拥堵，方便了市民的出行。 2 2 1 工作原理及流程 一套完整的停车信息系统包含四个基本组成部分：数据采集系统、数 据通讯系统、信息发布系统和中央控制系统。其工作原理是：首先通过各 停车场的数据采集系统对各停车场的车位相关信息进行采集，并按照一定 规则通过数据传输网络将信息送至中央控制系统，由中央控制系统对信息 进行分析处理后存放到数据库服务器，同时分送给信息发布系统，提供信 息服务。对于数据库服务器中的车位信息，系统提供数据查询接口。 不难看出，四个环节中，无论是哪一个环节都离不开晟基本的数据采 集。如果没有准确的原始数据，其后的工作如何开展? 对于司机而言，准 确而详细的停车位置才是最关键的。这一点成了数字王府井和停车场之间 的焦点，也影响到整个项目的市场化运作。 国际上通行三种数据采集方式：第一种在停车场出入口埋设类似 r f i d 的设备，成本低廉，而且准确。其次是在每个车位安装微波设备， 判断微波长段的变化采集数据。第三种则采用一卡通的形式采集数据。然 而，王府井的停车诱导系统，三个数据采集方式都没有采用。 王府井停车诱导这个项目前期是采用数字王府井科技有限公司( 以下 简称数字王府井) 自行开发的设备，由数字王府井免费交给合作的停车场 使用。经过运行，应用效果并不理想，很多设备处于闲置状况。后来数字 王府井则舍弃自我采集数据，完全由停车场提供数据。两者之间统一数据 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 接口，通过无线的方式传输。原本按照设想，如果由数字王府井自己采集 数据并且按照停车位利用的百分率与停车场展开商业合作，则是一个非常 不错的商业运营模式，然而过了3 年，此项目仍旧由停车场提供数据。 大型停车场拥有自己的一套管理系统，由于利益的关系，他们不愿意 停车诱导系统介入数据采集中，只是提供数据。目前为止，王府井地区的 停车诱导系统还属于企业行为，由政府牵头完成，f i 常维护和运营完全交 给数字王府井。数字王府井则考虑这个项目的商业运作情况，因为这个项 目到目前为止，收支并不平衡，每年大概还要出1 0 万元左右的维护费用。 此项目完成之后一共有3 块大牌，4 8 块小牌，基本涵盖附近1 0 多个 停车场的区域。做为一级诱导显示屏的3 块大牌分别竖立在王府并入口处 显眼的地方，其中一块在步行街南口，一块在美术馆西侧。每一块大牌高 6 7 米，面积达到1 s 平方米左右，上面显示着附近停车场还有多少空车 位。司机进入王府井地区轻而易举看到这几块大牌。如果选择某一停车场， 继续按照大牌的指示路线前行，就能看到二级诱导显示屏显示的状况。 其实，这套项目该如何运作，相关专家及部门进行了积极地探讨。当 前数字王府井则考虑在这个项目之上开展短信服务，数字地图等服务，找 到盈利模式。在应用之前，数字王府井科技希望这套系统达到以下目标： 原有车位使用率平均提高3 0 左右；找到良好的运营模式。 王府井停车诱导系统在2 0 0 1 年1 2 月启动，虽然没有找到好的盈利 模式，但是日常运行正常。2 0 0 3 年1 月，数字王府井对这个项目做了二 期修改工程，修改的重点是数据传输方式和建立统一的平台。 此项目一期工程中一直租用商业卫星，利用卫星无线传输。由于费用 太高，加上近年来国内无线传输网络的成熟应用，数字王府井在二期改造 中采用g p r s 无线通讯技术，此技术也可根据实际情况兼容联通的c d m a 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 无线通讯平台以及有线数据通讯平台，具有良好的扩展性及广泛应用的可 能；修改了原来的数据端口，又在中国移动开了一条v p n 专线，连接1 4 个停车场数据采集点和发布系统。每一个停车场由张移动通讯卡传输， 大型的停车场采用包用的形式，每一个月费用2 0 0 元。另外还有一些停车 场采用计算流量的移动通讯卡。 由于数字王府井不能在利益与停车场达到共识，此项目完全由停车场 提供原始数据。所以数字王府井在二期改造中修改了控制中心，这套控制 中心整合了项目中的几个阶段，同时分析处理数据，对各类信息进行规范 化处理、存储和实时发布、设备状态监测和各项参数设置等。 2 2 2 系统的优越性 王府井地区这个中国第一个停车诱导项目带来的改革变化是巨大的。 其后中国一些地区不同程度上开展了此类项目的建设，或多或少参考了王 府井项目的建设情况，上海政府还组织考察组来学习经验。由此可见，尽 管这个项目并不成熟，王府井停车诱导系统带来的变化还是具有影响力 的，为我国研究和建立完善的停车信息系统奠定了基础。 项目在2 0 0 1 年完成后，由交管部门组织专家学者进行了验收，获得 了国家级火炬计划项目证书，该项目实施的情况表明已经达到了预期的效 果。 现在王府井地区有较大停车场1 4 个，可对外开放的停车位有3 6 7 6 个。这套停车诱导系统首先连通的停车位有2 9 9 5 个，占停车位总数8 0 以上。除了3 块大型电子显示牌以外，这一地区所有停车场入口全都安 装有小型电子显示牌，一共4 8 块。到王府井购物、休闲、观光、住宿的 开车族只要看一下显示牌，就能找到离目的地最近的可利用停车位。 2 2 3 系统的局限性 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 按照项目的最初设计，智能停车诱导系统的服务渠道主要包括：路边 视觉信息发布设施( 如：停车诱导显示屏等) 、手机短信、互联网、交通台、 服务电话等；信息服务的方式可以是交互式，也可以是单向信息发布方式； 服务范围包括：车位信息、停车场分布和位置信息、停车场收费情况、停 车场对外开放时间等。但是目前此系统存在很多不足之处： 1 系统的服务渠道简单，只有路边视觉信息发布设施、手机短信及 交通台等来发布停车信息； 2 发布的信息内容单一，目前仅局限于车位的使用情况； 3 驾驶员与控制中心不能实现交互； 4 不能提供最佳路径的选择与诱导。 2 3 中心式停车信息系统的框架设计 参考王府井地区的停车信息系统及国内外交通、停车诱导系统，结合 我国国情，本文设计了中心式停车信息系统的框架。 建立中心式停车系统( c c n t r a l l yp a r k i n gl i l f o n n a t i 咖s y s t e m ，简称 c p i s ) 是为了告诉驾驶员停车位置及可利用的停车位，引导驾驶员顺利、 快捷地到达停车场，以至于驾驶员能决定把车辆停在哪里，这样驾驶员停 车更加快捷、有效。这样大大缩短了驾驶员到停车场的行程，进而减少了 交通冲突及环境污染，提高了停车场的利用率。系统目标如下： 1 引导驾驶员找到最近的可利用的停车场： 2 更加有效地利用现有的停车位； 3 给不熟悉本地区的人提供帮助： 4 给驾驶员提供停车场的数量和地点： 5 减少驾驶员寻找停车场的时间； 6 实现驾驶员和停车场的双向通信。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 2 3 1 停车信息系统诱导方式的选择 停车信息系统按照路径计划所依据的信息的性质不同分为静态和动 态信息系统；按照信息系统的决定方式分为中心式停车信息系统( c e n t r a l l y p a r k j n gi l l f o 锄a t i o ns y s t e m s ) 和分布式停车信息系统( d i s t 曲u t c dp 缸k i l l g h i f o m a t j o ns y s t e m s ) 1 3 0 i 。本文主要探讨中心式停车信息系统。 中心式停车信息系统有停车信息中心按照车辆的请求，根据动态交通 分配理论模型确定车辆的行驶路线及停车场的可利用停车位，然后通过通 信网络提供给用户，如e u r 0 s c o u t 系统和日本的“l u c y ”系统；分布式 停车信息系统有停车信息中心通过通信网络，把实时的交通、停车信息数 据传递给车载设备，由车载模块进行路径规划和诱导，如日本的v i c s 和 美国的a d w n c e 及t r a v t e k 。两者的工作示意图如图2 1 和图2 2 所 不。 图2 1 中心式停车信息系统工作示意图 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 图2 2 分布式停车信息系统工作示意图 两者的特点如表2 一l 所示。 表2 一l 中心式与分布式停车信息系统的特点比较图 中心式 分布式 b r a s s 矛盾效应能能 车载单元简单复杂 中心计算机负担 高 较高 通信负担高 较高 基础投资大大 注：b 蚰s s 矛盾效应是指如果被诱导的车辆都接收相同的交通信息，它们会被诱导到相同的 以前不拥挤的道路。这条道路可能很快会变得拥挤，交通甚至更糟，这种现象称为b f a 髓矛盾效 1 4 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 应 根据以上比较，结合我国国情，本文主要探讨中心式停车信息系统。 2 3 2 系统结构设计 参考王府井地区的停车信息系统，结合国内外交通及停车系统的模 型，本文构建了中心式停车信息系统的结构框架。中心式停车信息系统主 要由停车信息服务中心、通信网络和用户信息终端三大功能单元组成，系 统的结构如图2 3 所示。 道路交通信息 | i 停车状况信息 i i社会公众信息 信息采集 信息加工处理 实时信息发送 无线通信ii 通讯广播ij 信号传送il 网络传输 车载电话 | | 车载广播 | | 公共信息显示终端i f 车载人机界面 2 4 功能单元 图2 3 中心式停车信息系统结构图 通信 网络 用户 撼 2 4 1 停车信息服务中心 停车信息服务中心由信息采集、信息加工处理和信息发送组成。信息 采集主要依靠安装在停车场的车辆检测系统和交通信息采集系统来完成。 停车信息服务中心 硕士论文中心式停车信息系绕若干问题的研究 前者采集进入和驶出停车场的车辆数，后者采集各主要道路的路况信息和 公众信息( 是否堵塞，是否有突发事件和天气情况等) 。 2 4 2 通信系统 停车场信息采集到控制中心的通信，利用公共换电话网( p s l n ) ，通 过m o d e m 可以不受距离限制的传送数据。 控制中心到车载诱导终端的数据通信，控制中心计算机发出信息到数 据转换器，由数据转换器通过移动通信网发送到移动车辆，以及移动车辆 通过通信网发回信息到控制中心的双向传递过程。常用的通信方式有f m 调频广播、蜂窝网无线电话、f r 射频数据通信。 控制中心到可变标志牌的通信利用专用无线通信模块来实现。 2 4 3 用户信息终端 车载电话主要用于驾驶员与停车信息系统控制中心之间的信息交互， 请求服务等；车载信息终端是车载广播；公众信息显示终端是显示动态停 车容量和停车场方向的指示牌；车载人机界面是车载交通诱导终端，采用 w i n d o w s 操作系统，结合g p s 系统把车辆显示在电子地图上。数据通信 过程通过因特网技术发送到车载交通诱导终端，以及移动车辆通过因特网 发回请求或查询信息到中心计算机。在个人信息终端上，能查询停车场信 息，提供最优形式路线，预定取消停车位，播放交通信息，信息反馈， 声控操作等，实现与停车控制中心的实时通信、数据交换及监控。 2 5 子系统及其功能设计 一个中心式停车信息系统由六个子系统组成，分别是车辆检测系统、 交通信息采集系统、控制系统、中心计算机、发布系统和接收系统。 车辆检测系统主要用来进行车辆检测，它是通过线圈检测器、票务检 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 查或者车辆登记来实现的。通过车辆检测，记录驶入和驶出的车辆数。 交通信息采集系统主要是采集现场交通状况、突发交通事件、天气情 况等。通过监视录像、交通信息采集员及相关部门提供的信息来实现。 控制系统是由安装在停车场的控制界面单元及计算机处理装置组成， 它能根据传来的车辆检测数据计算出可利用停车位的数量，并把计算出来 的数据信息传递给中心计算机。由控制界面单元发出的数据信号是通过专 用的电话线先从各个停车场传到当地的电信公司，然后再通过t 1 电话通 信专线传到中心计算机。 中心计算机主要是接收由控制系统和交通信息采集系统传来的数据 信息，进行计算加工。它通过无线电解调器和无线电发射器来接收和发送 这些信息，计算后的信息传送到莫比尔数据系统，把数据信号转化成电信 号。 发布系统负责把中心计算机传来的电信号发布出去，驶驾驶员能及 时、准确地得到这些信息。 接收系统由车载装置和诱导标志牌组成。驾驶员通过接收系统能及时 了解交通及停车信息，进而做出停车抉择。关于车载系统将在第六章详细 介绍。 驾驶员通过接收系统得到的信息分两种：静态信息和动态信息。 静态信息包括： 1 导向信息，这些是方向信息，例如直行、转弯等，用来引导驾驶 员顺利到达停车场。 2 到达信息，这些信息牌上表的是停车场的名称或者是某某停车场 已到，这些信息提示驾驶员已经顺利到达目的地。 3 停车场设施的名字、地址、费用及联系方式。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 4 停车场的服务类型。 5 其它信息，比如停车场的营业时间等。 动态信息包括： 1 可利用停车位的数量，包括目前可利用停车位的数量和到达停车 场时预测的停车位的数量。这是停车信息中最重要的信息，这些信息会自 动及时更新，提供给驾驶员可利用停车位的数量，以供驾驶员迅速做出停 车判断。 2 停车场状态信息，比如停车场是处于“关闭”还是“正常”状态， 这个信息要提前告诉驾驶员，以免给驾驶员造成麻烦。 3 到达停车场的最优路线，到停车场的行驶距离和预计花费的时间。 4 停车场周围的情况，包括周围设施、建筑、商场及酒店等。 5 其它文字信息，如交通突发事件、天气预报及日期等。 本文设计了子系统的工作流程，如图2 4 所示。 车辆检测系统 印圜 中心计算机 ?。 。 。t 。i 罄i 黎z 发布系统 ，。接收系统 图2 - 4 中心式停车信息系统工作流程图 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 2 6 系统的先进性 目前，驾驶员基本上通过道路交通标志牌、交通广播、媒体等手段来 获得停车信息，并且这些信息大多是静态的。中心式停车信息系统采用先 进的通信技术、信息技术，向驾驶员提供可靠的、实时的停车信息。其先 进性主要有： 1 信息的时效性更强。随着信息采集、处理、传输、发布等关键技 术的进步，先进的停车信息系统发布停车信息的时效性越来越强。 2 停车服务信息更全。传统的停车信息只是在停车场周围设置标志 杆、电子显示屏等，提供停车场名称、位置、总停车位的数量、收费情况 等信息。c p i s 的停车信息不仅包括以上信息，还有更广泛的导航信息， 实时的停车场信息( 可利用的停车位、停车场状态等) ，及其它信息，比 如天气预报，交通突发事件，道路状况等信息。 3 双向通信技术的应用。传统的停车信息系统主要是交通控制中心 利用无线广播、新闻媒体、道路标志杆等向驾驶员提供停车信息，这些都 是单向通信。c p i s 采用双向通信的方式，控制中心向驾驶员发布信息和 驾驶员发回反馈信息或特殊的服务请求( 咨询、预约或取消停车位等) 。 4 车载信息终端的应用。车载系统的开发应用，将使停车需求者变 “被动”为“主动”。驾驶员可以随时随地查询停车信息，向控制中心发 送特殊服务请求，驾驶员停车更加方便、快捷。 硕士论文中心式停车信息系统若干问题的研究 第三章停车诱导路径的算法 3 1 概述 停车信息系统中，停车诱导路径就是首先找出从目标车辆到目标停车 场的最佳路径。所谓最佳路径是指满足条件的目标属性权值最小的路径， 因此最佳路径的选择实际上就是最短路径的搜索问题。具体实现起来就是 用户输入起点、经过点，终点及规划的目标和约束条件，计算出一条从起 点，通过经过点，达到终点，并且满足约束条件的最佳路径。在传统的路 径算法中，由于受到当时计算机硬件发展水平的限制，将空间存储问题放 到一个很重要的位置，以牺牲适当的时间效率来换取空间的节省。随着计 算机硬件水平的发展，