張春菊，李冠東，高 飛，史 超，朱少楠

(1. 合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009； 2. 南京郵電大學(xué)地理與生物信息學(xué)院，江蘇 南京 210003)

“互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車模式研究

張春菊1，李冠東1，高 飛1，史 超1，朱少楠2

(1. 合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009； 2. 南京郵電大學(xué)地理與生物信息學(xué)院，江蘇 南京 210003)

當(dāng)前，在中國快速城市化過程中，城市停車位“一位難求”和小汽車“無處安放”的矛盾日益突出。本文調(diào)研分析了目前城市停車位資源、停車現(xiàn)狀及實際應(yīng)用需求，研究了“互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車模式，綜合利用移動通信、GPS、GIS等技術(shù)，開發(fā)了城市智慧停車系統(tǒng)，匯聚城市中不同位置的停車場信息，實現(xiàn)停車位資源的實時更新、查詢、預(yù)訂、錯時分享及停車位路線導(dǎo)航等服務(wù)。本文研究將高效地利用現(xiàn)有停車場和停車位資源，有效緩解停車供需矛盾，也將大大促進智慧交通、智慧城市的建設(shè)。

互聯(lián)網(wǎng)+；位置服務(wù)；智慧停車；Android客戶端

交通擁堵已經(jīng)成為中國快速城市化過程中“城市病”的一大毒瘤[1]。特別是隨著我國城市現(xiàn)代化、國際化的發(fā)展，居民生活水平的提升，城市小汽車保有量大幅度提高，停車設(shè)施供給不足日益嚴重，擁擠的城市空間超負荷運載。國家發(fā)改委早在2014年公布，我國大城市小汽車與停車位的平均比例約為1∶0.8，中小城市約為1∶0.5，而發(fā)達國家約為1∶1.3。保守估計，我國停車位缺口超過5000萬個。面對停車位“一位難求”和小汽車“無處安放”的矛盾越來越突出，人們對于智慧停車服務(wù)的需求呼聲越來越高[2]。2015年7月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，將便捷交通、高效物流作為“互聯(lián)網(wǎng)+”的重點發(fā)展領(lǐng)域，顯著提高交通運輸資源利用效率和管理精細化水平。作為城市交通的重要一環(huán)，智慧停車將實現(xiàn)停車設(shè)施資源利用率的最大化，在一定程度上緩解城市停車難和“城市交通病”的困擾，同時將大大促進智慧城市建設(shè)，進一步提升城市品質(zhì)和管理服務(wù)水平[3-5]。

國外智能交通發(fā)展較早，并且在智慧停車領(lǐng)域擁有比較成熟的技術(shù)和管理方式[6]，如美國的 BestParking[7](詳見http:∥www.bestparking.com/)、ParkMe(詳見https:∥www.parkme.com/)等，提高了停車設(shè)施的利用率，改善了城市交通擁堵狀況，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。目前，我國大多數(shù)停車場采用傳統(tǒng)的人工管理模式，即由人工控制出入口的門禁限制車輛的進出[8]，停車效率比較低，甚至造成交通擁堵。部分停車場采用了車牌號識別、電子標(biāo)簽識別等技術(shù)設(shè)備實現(xiàn)停車收費、停車引導(dǎo)等功能，實現(xiàn)了停車場內(nèi)部的智能化管理，但忽略了停車場外部的停車難問題[9-10]。車主駕車出行時，無法提前獲知目的地周邊的停車場分布情況，車位空閑狀態(tài)、停車收費與服務(wù)等信息，致使車主駕車盲目尋找停車位，浪費時間且增加不必要的交通。在移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新時期，Android 智能手機的普及使得人們對手機位置服務(wù)產(chǎn)生越來越多的青睞與依賴。Uber、滴滴、神州、嘀嗒、接我等打的、專車、拼車、運貨App軟件的持續(xù)火爆，都是利用移動互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢解決用車難的痛點[11-13]。與用車相比，停車行業(yè)至今沒有形成成熟的模式與標(biāo)準(zhǔn)，沒有清晰的傳統(tǒng)模式可復(fù)制。國內(nèi)涉足 O2O (線上線下)模式運營停車場的科技公司很多，包括ETCP 停車、丁丁停車、樂停車、停車百事通、無憂停車、蜜蜂停車等，都暢想了智慧停車建設(shè)方案和未來發(fā)展前景，但尚未有成熟產(chǎn)品走向市場，目前大多集中于停車硬件設(shè)備的研發(fā)。

停車難已成為當(dāng)前我國許多城市管理整治之“痛”，智慧停車在市場的需求下應(yīng)運而生。本文研究基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的城市智慧停車模式，綜合利用移動通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)、GIS技術(shù)等，設(shè)計并實現(xiàn)城市智慧停車系統(tǒng)，匯聚城市中不同位置的停車場信息，實現(xiàn)停車位資源的實時更新、錯時分享、空閑狀態(tài)查詢、出發(fā)前預(yù)訂及行駛中導(dǎo)航服務(wù)，實現(xiàn)現(xiàn)有停車位資源的最大化利用和車主停車服務(wù)的最優(yōu)化。此外，智慧停車通過互聯(lián)網(wǎng)連接了停車場、停車位及停車用戶，打通了一條城市停車的信息通道，不僅能夠解決城市和用戶的停車痛點，而且將帶來移動互聯(lián)網(wǎng)的下一個掘金點[14]。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”城市停車需求分析

隨著人們生活水平的提高，私家車數(shù)量迅猛增加，城市的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)明顯滯后于汽車擁有量的增長，停車位與機動車保有量之比嚴重失衡。特別是，城市中心商業(yè)區(qū)、旅游景點及老舊居住區(qū)成為最嚴重的難停車區(qū)域。即便停車泊位缺乏，城市停車位資源卻存在著很低的利用率。眾所周知，很多情況下私人車位的24小時利用率不到一半，停車位資源大部分時間處于空閑狀態(tài)。行政事業(yè)單位具有較高的停車設(shè)施配建比例，但其停車位僅為本單位車輛提供服務(wù)，拒絕外來車輛的停放要求，導(dǎo)致停車資源無法充分利用。此外，廣大市民到陌生地方購物或辦事，由于不熟悉附近停車場的空間分布情況，導(dǎo)致盲目尋找停車場，費時費力，從而造成車輛隨意停放現(xiàn)象嚴重。車輛和停車位的隨意停放和占道，干擾了城市正常交通秩序，甚至公共綠地、體育活動場所、居民院落等城市空間被侵占為停車場，帶來嚴重的安全隱患及社會居住環(huán)境問題。部分停車場為了緩解停車場內(nèi)部交通壓力，配備大量的專職管理人員進行車輛停放的人工引導(dǎo)，但是增加管理成本且影響停車場形象。對于收費的停車場，當(dāng)車主取車離開時多數(shù)需要排隊付費，造成車主時間的浪費和車場及附近路段的交通擁堵。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及和“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景的發(fā)展，面對日益突出的城市停車難問題，人們對智慧停車需求日益迫切。城市智慧停車應(yīng)使得車主在出門之前就已經(jīng)對目的地附近停車場的分布情況一目了然，能夠精確地獲知停車位的數(shù)量和占用狀況，以及直觀的服務(wù)介紹與價格對比，讓車主可以輕松選擇目標(biāo)停車場并進行停車位的查詢與預(yù)約[15]。出發(fā)過程中，通過手機便可引導(dǎo)車主如何到達目標(biāo)停車場、停車場內(nèi)部的車位分布情況并告知路上是否堵車，從哪個入口進出等實用信息。到達停車場，通過掃描二維碼進行身份驗證，便可無障礙進入停車場。車主駛離停車場進行繳費時，不必長時間停留，微信支付、支付寶、銀聯(lián)都能提前預(yù)存繳費。共享經(jīng)濟時代的到來，人們的觀念也在逐步轉(zhuǎn)變，愿意將自己閑置的停車位資源對外錯時共享，在不影響自己使用的同時也可以增加收入。如住宅小區(qū)和附近的商業(yè)停車場(如超市、寫字樓、酒店、商場)的停車高峰時段不同。商業(yè)辦公車輛停車高峰集中于周一至周五工作日的白天，而住宅小區(qū)的周末和每日晚上是停車的高峰時段，因此可以利用兩者對停車位需求的時間差，將彼此的停車區(qū)域設(shè)為交互停車場，實現(xiàn)一個車位“變身”兩個車位。住宅小區(qū)車位用戶可以將車位的閑置時段(如周一至周五的白天)出租給商業(yè)車主用戶，而商業(yè)車位可以在周末時間出租給小區(qū)用戶，既滿足小區(qū)和商業(yè)辦公用戶的停車需求，也有效地減少了停車位資源的空閑時間，停車位用戶還可以獲得車位出租的額外收入。因此，采用“互聯(lián)網(wǎng)+”模式重新審視市場和車主用戶的停車需求與停車思維，探索“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧停車的模式，可有效簡化停車流程，改變?nèi)藗兊耐＼嚵?xí)慣，更高效地利用現(xiàn)有停車位資源，有效緩解停車供需矛盾，也將促進智慧城市的建設(shè)。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車模式

綜合目前城市停車現(xiàn)狀和生活中實際的停車業(yè)務(wù)需求，“互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車模式結(jié)構(gòu)如圖1所示。該模式以移動互聯(lián)網(wǎng)為支撐、以智能手機或平板電腦為終端，停車位服務(wù)器端能夠及時對客戶端發(fā)出的停車場搜索、停車位查詢與預(yù)訂、停車位錯時分享、停車導(dǎo)航服務(wù)等請求做出響應(yīng)。

圖1 城市智慧停車模式結(jié)構(gòu)圖

2.1 Android 客戶端

2.1.1 注冊登錄

使用該智慧停車模式的所有車主用戶必須提前注冊賬號，涉及內(nèi)容包括姓名、身份證號碼、車牌號碼、聯(lián)系方式等實名信息。對于擁有多車牌的用戶可以在一個賬號下注冊多輛車。

2.1.2 個人中心

車主用戶進行密碼、聯(lián)系方式等個人信息和車輛信息的編輯，查看停車記錄信息和系統(tǒng)推送消息，收藏停車場及管理錢包支付密碼等功能。

2.1.3 停車場和停車位信息查詢

提供兩種停車場和空閑車位信息查詢方式，為車主用戶提供車位早知道服務(wù)。一是直接基于地圖數(shù)據(jù)進行精確搜索和模糊查找，此方式不受約束條件限制；二是利用GIS空間分析功能進行查詢。查詢的約束條件包括“最近距離”“停車價格”“停車位使用時段”“最遠步行距離”等不同標(biāo)準(zhǔn)，力爭充分利用公共資源，節(jié)約時間。其中，“最遠步行距離”是指車主能夠接受的停車場與目的地之間的最遠步行距離；“最近距離”指出目的地與停車場之間的距離。以“最遠步行距離”和“車位使用時段”約束條件為例，具體查詢流程為：

(1) 以目的地位置L為圓心，最遠步行距離D為半徑做緩沖區(qū)分析。

(2) 搜索緩沖區(qū)域內(nèi)停車場Pi(i=1,2,3，…，n)，判斷停車場空閑車位數(shù)量N，若N≤5(閾值可調(diào)整)則過濾掉停車場Pi；否則判斷停車場Pi在時間段T內(nèi)是否有空閑車位Wi(i=1,2,3，…，n),若Wi有空閑，則加入備選停車位Wj(j=1,2,3，…，m,m≤n)，否則過濾掉停車場Pi。

(3) 判斷Wj是否為0，若j=0則擴大最遠步行距離，重復(fù)步驟(1)；否則Wj(j=1,2,3，…，m,m≤n)即為停車位搜索結(jié)果。

2.1.4 停車位預(yù)約

停車用戶基于停車場和空閑車位查詢結(jié)果可以直接預(yù)訂停車位。下一位車主用戶對該停車位進行預(yù)定時，該車位會顯示已被占用，不能重復(fù)預(yù)定。同時提供取消預(yù)定和查詢車位預(yù)留剩余時長、續(xù)預(yù)訂及對預(yù)訂車位預(yù)付定金等功能。當(dāng)用戶預(yù)定車位成功時，系統(tǒng)會自動生成一個二維碼，用戶進入停車場時通過掃描二維碼進行身份驗證。

2.1.5 地圖導(dǎo)航

調(diào)用百度在線地圖為車主用戶提供停車場外部實時路況查詢、地圖導(dǎo)航等功能。大型商業(yè)區(qū)和購物中心的停車場，通常停車空間大、具有相似的標(biāo)志物，車主難以辨別方向，造成在停車場內(nèi)迷失方向。智慧停車系統(tǒng)需要記錄車主在停車場內(nèi)行駛路線，車主當(dāng)前所在位置及車輛停放位置，引導(dǎo)車主到達車輛停放位置。

2.1.6 在線支付

通過掃描二維碼確定進入和離開停車場時間，兩者時間差記為停車時間，計算產(chǎn)生的停車費用，并且與支付寶或微信等網(wǎng)絡(luò)支付軟件綁定直接付款。

2.1.7 停車位錯時共享

支持私人停車位的錯時共享，是在目前現(xiàn)有停車位資源情況下，解決城市停車難的一個重要手段。私有停車位的擁有者可以在個人中心登記空閑車位的出租信息，包括車位位置、出租時間段、價位、特殊要求等。平臺審核通過后發(fā)布到車位租賃共享模塊，尋找車位的需求者即可通過平臺與車位主聯(lián)系實現(xiàn)短期或長期車位共享，從而讓閑置車位充分流動起來。

2.1.8 愛車服務(wù)

包括后臺管理系統(tǒng)發(fā)布的汽車用品廣告、汽車保養(yǎng)活動、用戶反饋信息等服務(wù)。

2.2 后臺管理端

后臺管理端主要功能包括：①后臺車主用戶與停車位用戶的添加、刪除、修改權(quán)限，用戶的密碼重置、修改聯(lián)系方式等信息管理；②后臺管理人員發(fā)布及管理各種廣告和活動(如汽車保養(yǎng)、加油、保險、租賃等)的功能；③用戶反饋模塊：后臺管理人員通過本模塊查看客戶端用戶反饋的信息并對反饋信息做出回復(fù)；④推送管理模塊：向客戶端推送消息并管理推送記錄。

2.3 停車信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計

實時動態(tài)更新的停車位數(shù)據(jù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車的保障。停車信息數(shù)據(jù)庫存儲停車場和停車位信息，以及車位查詢、預(yù)訂、停車、駛離和付費等過程中生成的靜態(tài)和動態(tài)信息數(shù)據(jù)。主要包括用戶基本信息表、停車場/停車位基本信息表、車位錯時分享信息表、車位預(yù)訂表、車位訂單表、愛車信息表和愛車服務(wù)信息表，邏輯模型如圖2所示。其中，動態(tài)停車位數(shù)據(jù)可以根據(jù)手機APP車位預(yù)訂結(jié)果實時更新，也可以根據(jù)停車場的設(shè)施條件獲得，如停車場內(nèi)的紅外線檢測器、視頻檢測器等硬件設(shè)施及停車場入口的計數(shù)器上傳車位動態(tài)數(shù)據(jù)，甚至可以人工更改停車位信息，手工上傳空余車位的位置和數(shù)目信息。

圖2 停車信息數(shù)據(jù)庫邏輯模型

3 城市智慧停車系統(tǒng)

城市智慧停車系統(tǒng)首先采集各個停車場和停車位信息，并且將其發(fā)送到信息處理中心服務(wù)器，用戶通過智能手機的客戶端APP訪問數(shù)據(jù)庫，進行停車位的查詢、預(yù)訂、錯時分享、導(dǎo)航等功能。主要功能如圖3—圖8所示。本文城市智慧停車系統(tǒng)基于Eclipse平臺進行Android客戶端開發(fā)，采用Tomcat服務(wù)器處理網(wǎng)絡(luò)請求與響應(yīng)，數(shù)據(jù)庫的建立采用 MySQL，停車位路線導(dǎo)航與地圖服務(wù)通過調(diào)用百度地圖Android SDK API 接口實現(xiàn)。

圖3 城市智慧停車系統(tǒng)主界面 圖4 停車位路線導(dǎo)航

圖5 停車場搜索和停車位查詢

圖6 停車位預(yù)約

圖7 停車位錯時分享

圖8 停車費付費

4 結(jié) 語

智慧停車是萬億產(chǎn)值的智慧城市中地理信息的重要內(nèi)容[2]。本文基于移動互聯(lián)網(wǎng)的普及和“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景，分析了城市停車現(xiàn)狀和車主用戶的實際停車需求，開展了“互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車模式研究，設(shè)計并實現(xiàn)了城市智慧停車系統(tǒng)。車主用戶借助手機便可以在客戶端進行停車場與停車位信息查詢、停車位預(yù)訂、車位路線導(dǎo)航、在線電子支付、停車位的錯時分享等功能體驗，實現(xiàn)了現(xiàn)有停車空間資源利用的最大化，緩解城市交通壓力的同時，也將促進智慧城市的建設(shè)。

未來研究工作將集中于如下方面：①智慧停車要打通一條連接停車場、停車位及停車用戶的城市停車信息通道，需要建設(shè)智慧停車云平臺，實現(xiàn)停車場和停車位大數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)共享，打破單個停車場智能系統(tǒng)的信息孤島，實現(xiàn)無處不在的智慧停車。②雖然共享經(jīng)濟時代已經(jīng)到來，部分停車場依然堅持傳統(tǒng)的車位管理模式，拒絕共享其停車位的動態(tài)數(shù)據(jù)，因此需要制定一定的激勵政策推廣“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧停車模式，逐步轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊挠^念。

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TheStudyofaCitySmartParkingModeBasedon“InternetPlus”

ZHANG Chunju1，LI Guandong1，GAO Fei1，SHI Chao1，ZHU Shaonan2

(1. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China； 2. College of Geographic and Biologic Information,Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003,China)

During the rapid urbanization process in China, there is an increasingly prominent contradiction between the lack of parking spaces and the increasing cars in a city. This paper made an investigation and analysis of the current situation and actual demand of the city parking. Based on mobile communication, GPS and GIS technology, and the “Internet plus” background, a smart city parking mode was designed, and a smart parking system for city cars was developed. In this system, the parking lot information from different locations was gathered together. It provided a real-time update, query, reservation and navigation services of city parking resources. This study will promote the efficient use of existing parking resources, get an optimization of the parking service, and effectively alleviate the contradiction between parking supply and demand to solve puzzle of city parking. Further, it will promote the construction of intelligent transportation and smart city.

internet plus； location based service; smart parking; Android client

張春菊，李冠東，高飛，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”城市智慧停車模式研究[J].測繪通報，2017(11)：58-63.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0348.

P208

A

0494-0911(2017)11-0058-06

2017-03-20；

2017-07-02

國家自然科學(xué)基金(41401451；41671456；41671393)；江蘇省測繪地理信息科研項目(JSCHKY201502)

張春菊(1984—)，女，博士，講師，研究方向為地理信息智能處理與服務(wù)。E-mail: zcjtwz@sina.com