商 林

（武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

近年來，隨著人們擁有機(jī)動(dòng)車的快速增長(zhǎng)，各大城市修建了大量的公用停車場(chǎng)、規(guī)劃了許多市內(nèi)街道停車位、小區(qū)車位，停車難狀況得到很大的改善，但剛修好的路、規(guī)劃好的停車場(chǎng)，沒過多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)堵車、停車難現(xiàn)象，然而，還有部分停車場(chǎng)出現(xiàn)車位閑置，停車場(chǎng)使用效率低，這些停車場(chǎng)一般分布在繁華商圈大型商場(chǎng)的室內(nèi)停車場(chǎng)。目前，很多城市大型停車場(chǎng)都有停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，當(dāng)駕駛員按照停車誘導(dǎo)系統(tǒng)指引行駛到停車場(chǎng)入口時(shí)，由于是大型的室內(nèi)車庫，駕駛員擔(dān)心室內(nèi)停車場(chǎng)不方便找到停車位，不愿意選擇大型室內(nèi)停車場(chǎng)停車，所以，如何方便駕駛員快速找到室內(nèi)停車場(chǎng)中的空余車位顯得十分重要。

據(jù)國外研究部門測(cè)定，每輛汽車平均每年的動(dòng)態(tài)行駛時(shí)間不到500小時(shí)，尚有8000多個(gè)小時(shí)均處于靜態(tài)停放狀態(tài)。也就是說，車輛“行”的時(shí)間不到“停”的時(shí)間的10%。具體到每一天，平均一輛車的開行不到3小時(shí)，其余21個(gè)小時(shí)就停在車位上［1］。隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，機(jī)動(dòng)車擁有量也迅速增長(zhǎng)，與此同時(shí)，在許多城市出現(xiàn)了“車多位少、停車難”的問題。這一問題不僅體現(xiàn)在公共場(chǎng)所停車位缺乏，也體現(xiàn)在許多停車場(chǎng)特別是大型地下車庫，缺乏信息誘導(dǎo)系統(tǒng)，不能引導(dǎo)司機(jī)快速準(zhǔn)確地找到停車位，導(dǎo)致司機(jī)不愿意把車停在室內(nèi)車庫，導(dǎo)致室內(nèi)車庫停車位的利用率低，停車場(chǎng)出入口出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了停車難之痛?；谏鲜銮闆r，我們選擇武昌火車站地下車庫為研究對(duì)象，利用超聲波傳感器檢測(cè)車位的占、空狀態(tài)，通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)到控制中心，控制中心處理數(shù)據(jù)后，發(fā)布到停車場(chǎng)內(nèi)的LED誘導(dǎo)屏，幫助司機(jī)快速找到停車位［2］。

1 超聲波檢測(cè)占、空車位

所謂車位檢測(cè)就是利用車位傳感器檢測(cè)出對(duì)應(yīng)車位有無泊車，即車位占、空狀態(tài)檢測(cè)。文中采用超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車位占、空的判斷。超聲波車位探頭工作原理：利用超聲波發(fā)射，通過被測(cè)物體的反射、回波接收后的時(shí)差來測(cè)量被測(cè)距離，是一種非接觸式測(cè)量設(shè)備。在停車場(chǎng)每個(gè)車位的正上方安裝超聲波探頭，超聲波探頭按一定的時(shí)間間隔往地面發(fā)射超聲波，遇到地面后，超聲波反射回，被超聲波探頭接收。因?yàn)槌暡ㄌ筋^離地面的距離是不變的，所以超聲波往返的時(shí)間是固定的，稱為t1。如果車位被占，超聲波遇到車輛頂部返回，往返的距離縮小，導(dǎo)致時(shí)間也減小，稱為t2。通過比較知道t1＞t2，可以判斷車位的占空狀態(tài)。使用超聲波探頭檢測(cè)車位占空，具有造價(jià)低、不用開挖地面預(yù)埋附加反射裝置、抗靜電干擾等優(yōu)勢(shì)，所以用超聲波探測(cè)技術(shù)來檢測(cè)車位占空是廣泛使用的方法之一［3］［4］。本文選擇如圖1所示凱達(dá)爾超聲波探頭，并配合車位燈，紅燈表示車位被占有，綠燈表示車位空閑，方便司機(jī)區(qū)分占、空車位，快速泊車。

圖1 車位探測(cè)器、車位燈

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

2．1 停車場(chǎng)頂端安裝車位探測(cè)器和車位燈

為了方便停車，管理部門已經(jīng)對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行了區(qū)域劃分，并用英文字母表示，如A、B、C、D等區(qū)；在車位正上方離地面3米的天花板上鋪設(shè)鋼管骨架、24VDC電源線和超5類雙絞線，在車位的正上方中心的鋼管上固定車位探測(cè)器和車位燈［5］，如圖2所示。

圖2 車庫上方結(jié)構(gòu)

2．2 選擇通信網(wǎng)絡(luò)

由于武昌火車站地下車庫不是很大，為了節(jié)約成本提高系統(tǒng)的可靠性，可以選擇基于星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工業(yè)以太網(wǎng)為數(shù)據(jù)傳輸方式，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，是傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的延伸，它是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)和通用工業(yè)協(xié)議的結(jié)合，與IEEE802．3標(biāo)準(zhǔn)兼容。工業(yè)以太網(wǎng)具有速度快，穩(wěn)定性高，抗干擾能力強(qiáng)，互聯(lián)性和兼容性好等優(yōu)勢(shì)［6］。

工業(yè)以太網(wǎng)總線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)技術(shù)是兼容的，都是采用TCP／IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，避免了不同協(xié)議間通信要使用協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，正是因?yàn)槎咧g的兼容性，以太網(wǎng)總線上的設(shè)備可以通過交換機(jī)直接與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效傳輸和數(shù)據(jù)資源的共享，并且可以使用瀏覽器遠(yuǎn)程訪問工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)終端，對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。工業(yè)以太網(wǎng)通信介質(zhì)可以選擇雙絞線，成本低，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)這里選擇的是神洲數(shù)碼DCN系列產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2．3 系統(tǒng)工作流程

當(dāng)有車輛進(jìn)入停車場(chǎng)空車位時(shí)，超聲波檢測(cè)器檢測(cè)到車位被占，首先把車位燈變成紅色，然后把被占車位編號(hào)發(fā)給控制中心，控制中心接收到信息后，對(duì)信息進(jìn)行處理，并把處理的信息發(fā)送到車位所在區(qū)域的LED屏，顯示本區(qū)域還有空余車位數(shù)。同時(shí)對(duì)停車場(chǎng)入口每個(gè)區(qū)域的空車位數(shù)同步更新，方便司機(jī)選擇停車區(qū)域，系統(tǒng)流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)流程

3 系統(tǒng)測(cè)試效果

在測(cè)試中，選擇停車場(chǎng)A區(qū)域?yàn)闇y(cè)試對(duì)象，A區(qū)有160個(gè)車位。當(dāng)駕駛員進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，可以看到停車場(chǎng)入口LED屏顯示的車位信息，如圖5所示。看到信息后駕駛員選擇直行，可以進(jìn)入A區(qū)，進(jìn)入A區(qū)后，駕駛員獲取了A區(qū)有126個(gè)空車位信息，如圖6所示，駕駛員選擇一個(gè)車位燈是綠燈的車位，停好車，這時(shí)車位燈變成紅燈，說明車位已經(jīng)被占，同時(shí)A區(qū)空車位數(shù)減1，并通過以太網(wǎng)，發(fā)空車位編號(hào)到控制中心，處理后更新相關(guān)的信息。

圖5 停車場(chǎng)入口誘導(dǎo)

圖6 A區(qū)域空車位

4 結(jié)束語

系統(tǒng)利用工業(yè)以太網(wǎng)和超聲波檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)檢測(cè)停車場(chǎng)車位占用情況，空車位信息在LED顯示屏上準(zhǔn)確及時(shí)顯示，通過對(duì)停車場(chǎng)內(nèi)車位進(jìn)行合理分區(qū)，在實(shí)時(shí)掌握各分區(qū)空車位分布數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)車主迅速找到空車位。同時(shí)，在關(guān)鍵位置如路口、拐彎處等用醒目的電子標(biāo)牌指示空車位方向，引導(dǎo)司機(jī)迅速、方便地找到停車位置。從而提供全面停車指引服務(wù)，可以極大地提高停車場(chǎng)服務(wù)水準(zhǔn)，提高車位利用率。

［1］高小博．停車難題：現(xiàn)狀、原因及對(duì)策［J］．中共山西省委黨校學(xué)報(bào)，2009，（1）：88－90．

［2］王澤河，樊月珍，毛恩榮．先進(jìn)的城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究［J］．計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006，（2）：188－189．

［3］司春寧．基于超聲波的距離測(cè)量系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用［D］．上海：東華大學(xué)，2009：14－28．

［4］閻煥忠，王長(zhǎng)濤，王鑫．便攜式超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)［J］．科技廣場(chǎng)，2008，（12）：190－192．

［5］馬旭輝．城市商業(yè)中心區(qū)停車誘導(dǎo)管理的探討［J］．交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2006，（2）：46－49．

［6］吳炳勝，杜曉雷，張帆．基于工業(yè)以太網(wǎng)的煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)［J］．河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，（3）：92－94．