1、停車誘導系統（PGIS）技術調研報告一、停車誘導系統（PGIS）簡介定義起初，停車誘導系統（ParkingGuidanceandInformationSystem,PGIS）可以被定義為：以多級信息發(fā)布為載體，提供停車場或停車庫的位置、車位空滿等信息，指引駕駛員停車的系統1。后來，隨著科技的發(fā)展、城市居民需求的不斷提高，停車誘導系統的涵義也發(fā)生了變化：在一定區(qū)域內通過多種終端向車主提供停車場的位置、車位使用情況、道路交通情況、路線等實時信息，幫助駕駛員盡可能高效地找到停車場或停車位的智能停車誘導系統。背景自上個世界九十年代以來，我國城市機動車的保有量迅速增長，導致機動車的數量和停車位的數量之間

2、的矛盾成為了城市發(fā)展不可忽視的問題。目前，停車場普遍存在的問題有：駕駛員進入停車場后無法迅速的進入停車位置停放車輛，只能在場內無序流動尋找空余車位。不但占用了場內出入主車道資源，甚至會造成場內交通擁堵。駕駛員會花費更多不必要的時間“巡泊”，出行效率大大降低，也有可能影響駕駛時的心情。停車場管理者1）管理者并不知曉場內到底還有多少停車位可以使用，只能憑借人工勘察的方法。2）需要配置大量專職管理人員在停車場內人工引導車輛停放，增加了停車場管理成本。3）管理者無法每天及時統計不同時間段的車流量，不能及時地優(yōu)化車位資源配置，導致停車場利用率低下。道路交通由于暫時找不到車位的車輛在道路上無謂繞行，正常的

3、交通被施加不必要的壓力，導致或加重交通堵塞，嚴重影響市民的出行效率和出行體驗。自然環(huán)境交通是造成環(huán)境污染的主要方面之一，通常在市區(qū)主要交通干道交叉口空氣中的一氧化氮和氮氧化物常年超過國家空氣質量標準。隨著機動車量的增加及交通擁擠的嚴重，直接導致城市環(huán)境惡心，影響市民身心健康。在完全沒有誘導信息的條件下，駕駛員很有可能不得不根據實地停車場的情況持續(xù)地尋找停車場。在這個過程中，汽車增加大量能源消耗，排放的有毒氣體加劇城市的大氣污染，排放的大量溫室氣體加劇溫室效益。需求為了解決以上這些問題，除了要制定相關的政策法規(guī)外，還需要利用先進的檢測技術、計算機技術和數據信息傳輸技術建立先進的誘導停車系統。這個

4、需求迫在眉睫。目標一般而言，停車誘導系統需要實現如下三方面目標：1 .駕駛員降低駕駛員在出行過程中尋找停車位的不確定性和盲目性。通過合理的誘導機制，提供給駕駛員有關停車場的相關準確信息，如停車場的位置、停車站所?？臻e泊位、停車場距當前地方的物理距離、停車場的價格等等。駕駛員經過了誘導系統的誘導之后，能夠減少尋找停車場的時間，提高停車的便利性。2 .停車場提高停車場的服務周轉量和使用率，均衡每個城市中各個停車場的利用率，進一步發(fā)揮停車場的效益，配合路側停車的計時收費系統，使停車場的效益得到回報，充分發(fā)揮停車場效益。3 .道路減少道路上的巡回交通量，減少路邊隨便停車的現象，盡可能減輕道路負擔，提高

5、整個道路網絡的利用率。通過實現這三個方面的目標，停車誘導系統可以整體上緩解城市交通壓力，提高整個交通系統的效率二、模塊組成及其主要功能目前，城市停車誘導系統應主要包含這四個基本的功能模塊：信息采集模塊、信息傳輸模塊、信息處理模塊和信息發(fā)布模塊（城市停車誘導系統及其實現研究姜杰）。信息采集模塊對停車場的車位數量、位置以及使用情況這些基本信息進行采集。需要采集的數據分類靜態(tài)數據和動態(tài)數據兩類。其中，靜態(tài)數據包括停車場的位置、名詞、容量、收費價格、管理方式等內容；動態(tài)數據包括出入停車場的車輛數量、時間、車型、車牌等。靜態(tài)數據的收集比較簡單和方便，直接到停車管理部門收集，一股只需要收集幾次就可以較為長

6、時間的使用。然而，動態(tài)數據則需要實時更新實時采集，所需要的時間和技術就會更多。信息傳輸模塊信息傳輸模塊可以看作是信息采集模塊到信息處理模塊、信息處理模塊到信息發(fā)布模塊之間的橋梁。它確保信息能夠在兩個不同的模塊之間快速、及時、準確地傳達。在停車誘導系統中，一般采用市話電纜、數字光纖、數字微波三種手段混合使用的方式傳輸。同時在選擇信息傳播方式時，還應該對傳輸距離和成本有所考慮。信息處理模塊.信息處理模塊的功能主要體現在以下幾點：1）提供控制區(qū)域內停車場車位使用狀況信息。2）存儲停車場車位信息。3）加工處理車位使用情況的變化模式。4）綜合以上幾點功能預測未來城市停車需求，為停車預約等服務奠定基礎。信

7、息發(fā)布模塊.信息發(fā)布模塊將信息處理模塊處理好的信息采取適當的形式，向外界分為若干層依次發(fā)布出去。信息發(fā)布模塊由城市停車誘導系統的總控制中心、區(qū)域控制中心、停車場管理終端等多種終端發(fā)布單元構成。停車誘導系統信息發(fā)布模塊根據所面向的用戶不同可以分為對內和對外兩方面。對內部的信息發(fā)布對象主要是區(qū)域管理人員，包括系統維護員、交通管理人員和技術維護人員。對內信息發(fā)布的載體一般是控制中心的顯示終端和監(jiān)控顯示設備。對外部的信息發(fā)布對象主要是各駕駛員。發(fā)布的內容主要包括控制區(qū)域內總體的停車情況以及各個停車場的位置、停車信息和收費信息。信息發(fā)布的載體一般是道路上的可變信息板、交通誘導信息室外的顯示系統（VMS）

8、、交通廣播電臺、車載導航系統等交通信息發(fā)布系統。一般而言，信息發(fā)布模塊可分為三個層次，每個層級又可包括靜態(tài)和動態(tài)兩種形式。（智能停車誘導系統的設計應用研究潘曉東）動態(tài)顯示屏能實時顯示控制區(qū)域內各停車場的車位利用情況，但價格比較高；靜態(tài)顯示屏不能顯示實時信息，因此造價較低。停車誘導信息的繁簡對停車誘導系統的效果起到至關重要的作用。如果信息過于復雜，駕駛者在駕駛車輛的同時不能對顯示屏上的信息及時理解，這樣停車誘導系統就失去了意義。信息的分層顯示可以將信息簡潔明了地告訴給駕駛員。一級發(fā)布屏（預告性誘導信息板）：設置在主要道路上，顯示片區(qū)多個停車場的名詞、位置和空滿情況。設置地點一般為等級較高道路的交

9、叉口進口道前端。發(fā)布屏上簡明地顯示出各停車場的分布。根據對駕駛員行車時對信息是識認性的研究，一塊發(fā)布屏上顯示的停車場數量在3到5個之間為宜。圖1和圖2分別為一級動態(tài)停車誘導發(fā)布屏的示例和靜態(tài)停車誘導發(fā)布屏的示例。圖1一級動態(tài)停車誘導發(fā)布屏示意圖圖2一級靜態(tài)停車誘導發(fā)布屏示意圖二級發(fā)布屏（街區(qū)誘導信息板）：主要內容為停車場的名稱、行駛路線和空滿情況等。設置地點為停車場周邊的道路上。二級發(fā)布屏顯示的信息比一級發(fā)布屏的信息更為確切清晰，包括車輛當前所在位置的前方和左右的停車場位置與剩余車位數。圖3為二級動態(tài)停車誘導發(fā)布屏示意圖。圖3二級動態(tài)停車誘導發(fā)布屏示意圖三級發(fā)布屏（單獨停車場誘導板）：設置地點

10、為停車場入口附近，可參考傳統停車場標志牌設置位置。發(fā)布信息為單個停車場的名稱和空滿等狀況。圖為三級動態(tài)停車誘導發(fā)布屏的示例圖4三級動態(tài)停車誘導發(fā)布屏示意圖除了停車誘導信息具有層次之外，誘導信息板的設置還應具有適當的間隔。不同的誘導標志設置地點之間應該有合理的間距來表示不同的疏密情況。這需要考慮到各路段的停車需求。止匕外，向發(fā)布屏發(fā)送數據的頻率可以根據有效停車泊位數據進行挑戰(zhàn)。具體數據發(fā)送頻率可以參照表1。表1數據發(fā)送頻率和停車場空余停車泊位數對照表空余停車泊位數數據發(fā)送頻率第一次出現時，即使發(fā)送15至少每兩分鐘發(fā)送一次30至少每五分鐘發(fā)送一次發(fā)展趨勢分析停車誘導系統由于歷史相對較短，不確定性因

11、素較多，相關理論模型相當有限，系統的專題研究基本處于空白，不可避免地存在一些缺點，值得今后進行深入討論和研究。目前，停車誘導系統存在如下不足之處：1 .功能不尚全面，不能按照用戶出行前和出行途中不同的停車需求分別發(fā)布動態(tài)信息，設計內容有待強化。2 .信息標識不統一，引起駕駛者的使用混亂。實時傳輸顯示優(yōu)化技術尚需3 .無法為城市駕車出行者提供有關停車地點選擇的建議。4,不能將現有的停車資源充分整合。當城市某處由于所有停車位置均滿或關閉而不能向駕駛車提供停車服務時，缺乏引導車輛及時利用附近具有空閑泊位的停車設施的協調方法。5 .不能區(qū)分用戶出行前和出行途中停車信息需求、停車選擇決策的不同規(guī)律。6

12、.沒有合理完善的PGIS效果評價指標以及評價方法，因而無法對當前PGIS的實際作用進行比較準確地評估。針對目前停車誘導系統的不足和我國特有地靜態(tài)動態(tài)交通狀況，有以下發(fā)展趨勢以改善停車誘導系統的服務質量和效果2。1 .根據駕車者出行前的停車行為和對停車誘導系統的反映特征，研究停車誘導系統出行前子系統的框架構建和多種服務方式的功能設計，體現用戶的實際使用愿望和城市實時停車信息的有效銜接。2 .建立停車誘導系統出行前智能停車選擇數學模型，提供高效率的計算方法，建立有效的評價方法在若干待選擇方案中進行評估和選擇。3 .提出城市內停車小區(qū)、分區(qū)和片區(qū)劃分原則，采用在城市的不同區(qū)位顯示不對等信息的方法，研

13、究分散首選停車場的可能性，積極發(fā)揮停車預調度作用，提前使駕駛者所選擇的停車地點均勻分布，不至于過于集中。4,建立有代表性的定量的停車誘導系統評價指標，建立合理有效的技術經濟評價體系和模型。5 .利用停車誘導系統構造靜態(tài)交通網絡，在城市停車片區(qū)范圍內共享停車資源。并且建立其合適的調度數學模型，提供高效的計算方法。當一個或若干個停車場因為位置已滿或關閉無法繼續(xù)提供相關停車服務時，實習相關調度程序，指引導車輛選擇該片區(qū)的其它停車場停放。如圖5所示，未來城市PGIS的簡要結構主要包含城市PGIS控制中心、分區(qū)控制中心、出行前信息傳輸顯示子系統、出行途中信息傳輸顯示子系統和停車場數據采集。各停車場向分區(qū)

14、控制中心傳輸采集到的動態(tài)數據，分區(qū)控制中心再將相關數據傳輸給城市PGIS控制中心。城市控制中心將信息傳輸給出行前信息傳輸分區(qū)I主要祥工場獨批來集顯示子系統和出行途中信息傳輸顯示子系統，給予駕駛員相應的引導制外”I分F一呼M“取向如t福郵&6-"ha-»Jb;J-tfiirTiSSn；.中心通棺設善丁:城茫閑is控陣1%!4Ks.*iMB一i傳輸傳輸1布傳輸艇濟f號m.途巾信彘.不.就”圖5未來城市PGIS簡要結構模式圖三、關鍵技術分析對停車場動態(tài)數據的采集動態(tài)數據信息采集的對象主要是車輛，將車輛的運動狀態(tài)和出入情況轉換為電信號輸出。結合車輛的本身特點，信息采集目前主

15、要有以下這些具體方法：微波檢測、超聲波檢測、電磁波檢測、紅外檢測、視頻檢測等。各種檢測器也應運而生，如喚醒線圈檢測器、超聲波檢測器、視頻車輛檢測器等。其中，電磁檢測器和視頻檢測器在停車誘導系統中應用得更為廣泛一些。視頻檢測器檢測到的內容通過模式識別、計算機視覺等領域的知識和技術進行分析。停車場的信息采集是采用通過型線圈檢測停車場出入車輛的數量，存在型線圈檢測停車場內車位的占有情況。在不同功能模塊之間傳遞信息在停車誘導系統中，采用市話電纜、數字光纖、數字微波三種手段混合使用的方式傳輸。根據傳輸方式的不同，可以基本分為有限傳輸和無線傳輸（如圖6所示）。有線傳輸可以使用專用雙絞線、同軸電纜、光纖或者

16、通過電話線、有線電視等方式傳輸。無線傳輸可以通過微波、紅外線、中長波傳輸信息。二用雙式線I同軸電肥有國專輸.光纖I電話線.有線電視陸誠於傳輸-紅外線（與用信后傳輸）中驚友（普通門塾玲）圖6信息傳輸模塊中的信息傳輸方式分類停車泊位數據的預測技術（智能化停車誘導系統有效停車泊位數據的預測技術研究楊兆升）人工神經網絡（ArtficialNeuralNetwork）是20世紀80年代以來人工智能領域興起的研究熱點。它是一種運算模型，由大量的節(jié)點之間互相聯結構成。每一個節(jié)點代表一種特定的輸出函數。每兩個節(jié)點之間的連接都代表一個對于通過該連接信號的加權值，稱為權重，其值隨各節(jié)點的連接程度而變化。經過訓練的

17、神經網絡提取了蘊藏在樣本中的非線性映射關系，并以權值的分布形式貯藏起來。在運行階段，當向神經網絡輸入非訓練樣本后，便能完成從輸入的空間到輸出的空間的任意非線性映射，進而正確描述無法用數學關系來描述的規(guī)律。模糊邏輯和神經網絡已經在交通領域有了諸多應用。在實現使用模糊神經網絡預測有效停車泊位數據的過程中，模糊神經網絡的設計尤其關鍵。圖7表示了應用于有效停車泊位數據預測中的模糊神經網絡示意圖。圖7模糊神經網絡設計圖示10點10分到輸入原始數據：各個時間段的有效停車泊位數據。例如，從10點20某停車場的有效停車泊位數據為14個，若規(guī)中每小時在每隔10分鐘為1個輸入數據的單位，那么輸入的點則對應為（10

18、.2,14）。模糊化器：對神經網絡的輸入為1（若停車場中尚有有效停車泊位，則模糊化器輸出為1;否則模糊化器輸出為0）。神經網絡：神經網絡的輸入變?yōu)椋?0.2,1）。以大量的數據進行模糊神經網絡的訓練時，誤差滿足預定的條件時，訓練結束。逆模糊化器：輸出預測數據，人類可以理解。例如在某一個特定時間段內該停車場是否有空余的停車泊位。評價：鑒于模糊化程度較高，僅為“空，滿”信息，故該方法設計可以應用在對有效停車泊位數據精度要求不高的情況下。比如，應用在通向停車場的主要道路旁邊的電子顯示屏的有效停車泊位數據預測上。停車場有效停車泊位數據庫的建立（智能化停車誘導系統有效停車泊位數據的預測技術研究楊兆升）城

19、市停車場的專用有效停車泊位數據庫的建立應該體現如下三條原則：（1）數據庫應盡量包括該城市大多數停車場的有效停車泊位的歷史數據。（2）數據庫的設計要在時間長度上盡可能大的體現停車場的有效停車泊位的歷史數據。（3）數據庫的設計應該較好地支持數據庫管理、查詢、插入、刪除等數據庫基本操作。四、案例分析德國科隆市停車誘導系統（德國科隆市停車誘導系統趙艷莉）自從1986年器停車誘導系統開始實施操作，一直在進行完善和改進。1998年有所延伸，裝置了新型的具有藝術性的展示技術的標志牌，并且在貿易展覽中心附近建了一座多功能控制中心。整個系統的運作又市政府交通管理中心管理。在每個停車場設置電腦計數器，監(jiān)控車輛的進

20、入和離開。每個停車場將剩余的車位數據傳輸給市交通監(jiān)控中心，這些數據經過處理之后，再被輸送到城市街道上每個動態(tài)指示牌，因此每個區(qū)域以及區(qū)域外的停車場使用情況的信息是實時動態(tài)的。在科隆的系統中，共有110個顯示動態(tài)停車容量和170個方向的指示牌?？坡∈械慕煌ㄐ畔⑹枪_、共享的，可以通過多種途徑獲得交通信息，比如圖文電視、廣播、電話、電臺、甚至互聯網?？坡∈械耐＼囌T導系統的導向計數牌分為兩個層次。第一層次：在未進入內城區(qū)域前，有導向指示牌預告區(qū)域總的停車位剩余數。第二層次：在內城區(qū)域，誘導信息更加詳盡，會告知駕駛員其所在位置的前后左右的停車場位置與剩余車位數。這樣的指示牌數量比較多，幾乎每個路口及公共設施附近都有指示牌，以引導司機盡快找到需要的停車庫。停車換乘措施(Parking+Ride):在以科隆大教堂為中心的放射道路上設有120個停車換乘系統。當司機知道區(qū)域內沒有停車位時，就會在外圍采用停車換乘系統，換乘軌道交通或公共汽車到達目的地?？坡〉耐＼囌T導系統仍在不斷完善，設想將外圍的停