張欣悅 熊衛(wèi)衛(wèi) 祝圓智 趙瑩

摘要：智能停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)是在進(jìn)出口以及車(chē)場(chǎng)內(nèi)適當(dāng)間隔位置安裝指示引導(dǎo)信號(hào)燈，中央控制系統(tǒng)檢測(cè)到車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)，并通過(guò)準(zhǔn)確控制每一個(gè)LED指引燈來(lái)引導(dǎo)車(chē)輛到達(dá)系統(tǒng)自動(dòng)分配的固定停車(chē)位，保證車(chē)輛正確行使，減少車(chē)主在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)做無(wú)用繞圈行使。提高進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)通道通行的效率，以便于更好地保證停車(chē)場(chǎng)內(nèi)交通安全、順暢。

Abstract： The development and design of automatic guidance system for intelligent parking lot is to install indicator guide lights at the entrance and exit and at appropriate intervals in the parking lot. The central control system detects that the vehicle enters the parking lot and guides the vehicle to the fixed parking space automatically assigned by the system by accurately controlling each led indicator light， to ensure that the vehicle runs correctly and reduce the numbers of car owners making useless circles in the parking lot， improve the efficiency of access to and from the parking lot， so as to better ensure the safety and smoothness of traffic in the parking lot.

關(guān)鍵詞：智能停車(chē)場(chǎng);算法設(shè)計(jì);啟發(fā)式引導(dǎo)

Key words： intelligent parking lot;algorithm;heuristic guide

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）31-0187-02

0? 引言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們生活水平也逐漸提高，汽車(chē)作為代步工具方便人們出行的同時(shí)也給人們帶來(lái)了交通擁堵、停車(chē)問(wèn)題等困擾。

同時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也被應(yīng)用到生活的方方面面。電子計(jì)算機(jī)和地下停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的完美結(jié)合，極大的改善了原有停車(chē)場(chǎng)存在的諸多不便，在此方面，國(guó)內(nèi)外都已有研究并在現(xiàn)實(shí)中得到良好應(yīng)用，國(guó)外對(duì)智能停車(chē)場(chǎng)的研究相對(duì)較早[1]，所以停車(chē)引導(dǎo)信息系統(tǒng)方面所具備的功能更加完善，技術(shù)更加成熟，如今在日本，立體停車(chē)場(chǎng)的使用已經(jīng)非常普遍[2]。目前，國(guó)外停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已基本進(jìn)入無(wú)需人力管理，高度智能化的較高技術(shù)水平，具有完備的停車(chē)場(chǎng)車(chē)位引導(dǎo)、停車(chē)車(chē)位查詢(xún)等功能。

相比之下，國(guó)內(nèi)的研究還有優(yōu)化的空間，國(guó)內(nèi)最早停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)是在引進(jìn)國(guó)外系統(tǒng)與產(chǎn)品的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用成功的，但總歸由于基礎(chǔ)薄弱、經(jīng)驗(yàn)欠缺、資金不足、國(guó)家制度和管理體系不相符導(dǎo)致國(guó)內(nèi)停車(chē)場(chǎng)引導(dǎo)等技術(shù)發(fā)展緩慢。近年來(lái)，隨著私家車(chē)保有量的迅速升高，我國(guó)國(guó)內(nèi)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)各方面技術(shù)也飛速走向成熟，在北京、上海、廣州、深圳等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)對(duì)一些國(guó)際先進(jìn)的停車(chē)場(chǎng)管理技術(shù)和理念的應(yīng)用，北京王府井地區(qū)首先實(shí)現(xiàn)將人工收費(fèi)停車(chē)場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)管控的智能化停車(chē)場(chǎng)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，應(yīng)用到中大型停車(chē)場(chǎng)對(duì)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行智能化管控會(huì)成為未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，但現(xiàn)今的大多數(shù)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)只注重于出入口處控制，缺乏對(duì)停車(chē)場(chǎng)空間的管理和車(chē)輛的引導(dǎo)。盡管最新管理系統(tǒng)采用了FRID不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)管理機(jī)制來(lái)提高效率，但仍達(dá)不到司機(jī)對(duì)于快速安全停車(chē)的要求。司機(jī)可以不停車(chē)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)，但卻需要花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)尋找空車(chē)位。

經(jīng)過(guò)研究，提出了一種新型的引導(dǎo)系統(tǒng)算法，其內(nèi)容如下：

1? 算法結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)? 本文為了討論起見(jiàn)，將一個(gè)智能停車(chē)場(chǎng)對(duì)車(chē)場(chǎng)車(chē)輛的引導(dǎo)分為三種情況。第一種是對(duì)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛的引導(dǎo);第二種是當(dāng)有車(chē)輛想要離開(kāi)時(shí)，對(duì)離開(kāi)車(chē)輛的引導(dǎo);第三種是既有車(chē)輛駛?cè)?，同時(shí)又有車(chē)輛想要離場(chǎng)的情況下，對(duì)車(chē)輛的引導(dǎo)。假設(shè)停車(chē)場(chǎng)的情況如圖1所示。

1.2 對(duì)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛引導(dǎo)算法實(shí)現(xiàn)? 當(dāng)一輛車(chē)從停車(chē)場(chǎng)入口駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)時(shí)，入口處的攝像頭拍攝車(chē)牌及其他車(chē)輛信息，閘機(jī)自動(dòng)啟桿放行，計(jì)算機(jī)控制中心接收到信息，并立即依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部停車(chē)位分配原則自動(dòng)提供空位信息和最佳行駛路線，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)最佳行駛路線上的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的LED指示燈，指示燈是四面環(huán)繞型，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的指示燈都有相對(duì)應(yīng)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的指引，在計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)會(huì)把每個(gè)方位的指示燈進(jìn)行編號(hào)，如表1（指引燈信息存儲(chǔ)例表）所示，編號(hào)的最后一位為目標(biāo)停車(chē)位所在的區(qū)域，為了方便管理與查詢(xún)車(chē)位信息，所以把停車(chē)場(chǎng)劃分為4個(gè)區(qū)域，按照編號(hào)從小到大的順序依次對(duì)應(yīng)著西南、東南、東北和西北，依據(jù)此，下面表格即為區(qū)域1西南方位的停車(chē)位信息統(tǒng)計(jì)。編號(hào)的前三位數(shù)字代表著節(jié)點(diǎn)編號(hào)，在整個(gè)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，包括著主過(guò)道上的節(jié)點(diǎn)和每一個(gè)停車(chē)位前的節(jié)點(diǎn)，編好號(hào)碼記錄入計(jì)算機(jī)算法系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)每次指引服務(wù)啟動(dòng)引導(dǎo)信號(hào)燈的時(shí)候，計(jì)算機(jī)通過(guò)輸出需要啟動(dòng)的引導(dǎo)信號(hào)燈的編號(hào)來(lái)控制LED燈的亮滅。其中倒數(shù)第2位代表著每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的四個(gè)方位上的信號(hào)燈編號(hào)，按照逆時(shí)針的順序，西南、東南、東北、西北依次對(duì)應(yīng)著1、2、3、4號(hào)信號(hào)燈。指示燈引導(dǎo)車(chē)主到達(dá)指定停車(chē)位，系統(tǒng)給分配完成的目標(biāo)停車(chē)位標(biāo)注了紅色，系統(tǒng)分配停車(chē)位時(shí)是按照編號(hào)分區(qū)域來(lái)搜尋空車(chē)位，假設(shè)1號(hào)區(qū)有空余停車(chē)位，便不再搜尋其他區(qū)域，接著按照先左后右的順序在1區(qū)域內(nèi)尋找空車(chē)位，車(chē)位信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)請(qǐng)參見(jiàn)表2（智能停車(chē)場(chǎng)1號(hào)區(qū)域車(chē)位信息存儲(chǔ)表），用0和1來(lái)記錄停車(chē)位是否已經(jīng)被占用，1代表已經(jīng)被占用，0則代表是空車(chē)位，表內(nèi)還對(duì)車(chē)輛的停車(chē)數(shù)和本區(qū)域的車(chē)位占用率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)記錄，可以設(shè)計(jì)算法為檢測(cè)車(chē)位利用率達(dá)到50%，便自動(dòng)優(yōu)先檢測(cè)下一區(qū)域空余車(chē)位，并分配到需要停車(chē)的車(chē)輛，如果四個(gè)區(qū)域車(chē)位占用率全部超過(guò)50%，便自動(dòng)將車(chē)位占用率最少的作為優(yōu)先級(jí)，這樣可以避免車(chē)輛全部分布在整個(gè)停車(chē)場(chǎng)的一個(gè)角落的情況，避免出現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)過(guò)道擁堵，車(chē)輛離場(chǎng)不方便等問(wèn)題，為顧客提供更好的停車(chē)體驗(yàn)。

為了保證進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛都能找到停車(chē)位，所以系統(tǒng)會(huì)分配一對(duì)一原則，即一車(chē)對(duì)一位原則，系統(tǒng)會(huì)給每一輛車(chē)分配指定的停車(chē)位，既便于對(duì)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的信息監(jiān)控管理，也可以更好的為車(chē)輛離場(chǎng)進(jìn)行識(shí)別和引導(dǎo)。停車(chē)位入口處會(huì)設(shè)置阻礙，如果車(chē)主不按照指示引導(dǎo)到達(dá)指定停車(chē)位，其他停車(chē)位也不會(huì)打開(kāi)阻礙，這樣做的原因在于阻止發(fā)生即使是系統(tǒng)分配的一對(duì)一原則，還是會(huì)發(fā)生停車(chē)位的擁擠狀況，即兩個(gè)或多個(gè)車(chē)主同時(shí)選定了同一停車(chē)位停車(chē)，以防給車(chē)主們帶來(lái)不好的停車(chē)體驗(yàn)，所以在停車(chē)位設(shè)置阻礙，只有識(shí)別到相對(duì)應(yīng)的車(chē)輛信息，阻礙才會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，真正做到車(chē)位一對(duì)一分配，也便于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)空余停車(chē)位信息的管控和記錄。

1.3 對(duì)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛引導(dǎo)算法實(shí)現(xiàn)? 當(dāng)車(chē)輛想要從停車(chē)場(chǎng)內(nèi)駛離時(shí)，停車(chē)位入口處的阻礙也會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到需要離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛位置，并將信息傳遞給計(jì)算機(jī)控制中心，計(jì)算機(jī)控制中心查詢(xún)到車(chē)輛信息及記錄，為車(chē)輛提供最佳離場(chǎng)路徑，輸出路徑上相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的LED指示燈位置信息，依次控制指示燈的亮滅，有效指引車(chē)輛迅速離場(chǎng)，避免過(guò)長(zhǎng)占用過(guò)道資源，引起交通堵塞。

1.4 對(duì)同時(shí)有車(chē)輛進(jìn)入、離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛引導(dǎo)算法實(shí)現(xiàn)? 這時(shí)情況相對(duì)比較復(fù)雜，可以通過(guò)靠右行駛原則，無(wú)論是停在左側(cè)還是停在右側(cè)的車(chē)輛都引導(dǎo)他們靠右側(cè)行駛，這樣避免入場(chǎng)和離場(chǎng)的車(chē)輛發(fā)生不和諧的交通擁堵現(xiàn)象，同時(shí)通過(guò)不同顏色的LED指示引導(dǎo)信號(hào)燈來(lái)為車(chē)輛提供路徑引導(dǎo)，為入場(chǎng)車(chē)輛提供指示引導(dǎo)的是綠色指示燈，而為離場(chǎng)的車(chē)輛提供指示引導(dǎo)的是紅色信號(hào)燈，并且在停車(chē)場(chǎng)入口處顯眼位置提示車(chē)輛入場(chǎng)指引為綠色信號(hào)燈，離場(chǎng)指引為紅色信號(hào)燈。這樣就可以極大地減少車(chē)主為找尋車(chē)輛而白白浪費(fèi)時(shí)間，打消車(chē)主為尋找停車(chē)位而犯難的心理，保證入場(chǎng)即有車(chē)位，如果停車(chē)場(chǎng)內(nèi)遇到無(wú)空余停車(chē)位的情況，便不會(huì)讓車(chē)輛入場(chǎng)，閘機(jī)不會(huì)起桿放行。

2? 算法依據(jù)原則

整個(gè)對(duì)停車(chē)位的引導(dǎo)系統(tǒng)涉及到了停車(chē)位分配原則、最佳路徑引導(dǎo)原則、通訊原則，還有空余停車(chē)位信息檢測(cè)技術(shù)等等。

停車(chē)位分配原則是把整個(gè)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)部分為4個(gè)區(qū)域，分別是：西南、東南、東北和西北也是按照這個(gè)順序，引導(dǎo)車(chē)輛先入停車(chē)場(chǎng)的西南區(qū)域的空余停車(chē)位，若西南區(qū)域已滿，無(wú)空余停車(chē)位，便自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)輛到達(dá)東南區(qū)域的空余停車(chē)位進(jìn)行停車(chē)，這樣能夠使停車(chē)場(chǎng)更加規(guī)整，避免以往停車(chē)場(chǎng)空余停車(chē)位分布混亂的現(xiàn)象，也更加方便計(jì)算機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)記錄數(shù)據(jù)信息，無(wú)車(chē)輛停車(chē)的區(qū)域便不會(huì)記錄車(chē)輛信息，而且將停車(chē)場(chǎng)分為4個(gè)區(qū)域，也能更加方便、快捷地查詢(xún)到車(chē)輛信息及車(chē)位位置，便能更加迅速有效地為離場(chǎng)的車(chē)輛進(jìn)行引導(dǎo)。

最佳路徑引導(dǎo)原則是根據(jù)車(chē)輛從某一入口到達(dá)指定停車(chē)位的最短路徑，自動(dòng)舍棄繞圈復(fù)雜的行駛路徑，只提供到達(dá)目標(biāo)停車(chē)位的最直接路徑，如果同樣是距離最近的路徑也有兩種行駛路線，那么依據(jù)直行原則，先直行后轉(zhuǎn)彎，因?yàn)槟繕?biāo)停車(chē)位和車(chē)輛的駛?cè)肟诜轿皇枪潭ǖ?，并不?huì)遇到左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的選擇，而是先直行后轉(zhuǎn)彎，還是先轉(zhuǎn)彎后直行的情況，遇到這種情況便依據(jù)直行原則，當(dāng)距離目標(biāo)停車(chē)位更近一些的時(shí)候再指引車(chē)輛減速行駛，并轉(zhuǎn)彎。行車(chē)過(guò)程要時(shí)刻注意安全，即使是在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)也要小心行駛。

智能停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)是將停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完美融合，能夠向不熟悉該地區(qū)情況的駕駛員進(jìn)行更好的定位引導(dǎo)，并且減少因?qū)ね＼?chē)位引起的能源時(shí)間損耗、噪聲以及空氣污染，阻礙交通的通暢等等，為駕駛員節(jié)省停車(chē)的時(shí)間，提高服務(wù)質(zhì)量。

3? 結(jié)論

停車(chē)場(chǎng)的智能化勢(shì)在必行，本文僅僅是分析論述了最基本的情況，在其他特殊或更復(fù)雜的情況方面探討不夠深入，還處于初步研究階段，實(shí)驗(yàn)方案還不夠完善，希望未來(lái)能夠嘗試對(duì)實(shí)踐中可能遇到的各種突發(fā)情況進(jìn)行深入的研究與應(yīng)對(duì)，為能更好地提升停車(chē)場(chǎng)的服務(wù)水平。

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