任曉芳，吾斯曼·玉山

（新疆工程學院 信息工程學院，烏魯木齊 830052）

引言

國民經濟的飛速發(fā)展在給國民帶來便利的同時也產生了很多民生問題，其中居民的出行停車問題在整個城市發(fā)展過程尤為突出。為了有效緩解大城市的家用汽車停車的問題，首先需要做就是解決日常生活中停車位緊缺問題。但是，隨著我國城市化進程的日益加快，大部分停車場的停車位規(guī)劃并不合理，同時停車場的建設時間也遠遠超出設定的時間[2,3]。所以，全面利用城市中已有的停車資源就顯得十分重要?，F(xiàn)階段，我國大部分停車場的管理系統(tǒng)并不完善，無論是小區(qū)內停車場還是商場、公司的停車場，整體管理水平都不是很高。為了更好地解決上述問題，相關專家給出了一些較好的研究成果，例如齊保良等人[4]通過藍牙以及語音技術進行系統(tǒng)設計，通過系統(tǒng)對駕駛員進行誘導泊車，利用系統(tǒng)內的攝像頭對車輛信息進行檢測，以確保操作過程的順利進行。葉建林等人[5]提出一種Ibeacon定位技術，通過利用地理位置和無線信號對離線Ibeacon信號信息進行映射匹配定位停車坐標。雖然以上系統(tǒng)能夠為駕駛員提供一種可行的駕駛線路，但是由于未能確定停車位的環(huán)境信息值，導致系統(tǒng)的停車位引導結果并不理想。為此，提出一種動態(tài)物聯(lián)網環(huán)境下智能停車場車位信息引導系統(tǒng)。通過具體的實驗測試充分證明了所設計系統(tǒng)的有效性和實用性。

1 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)主要通過C/S框架展開設計，服務端利用Tomcat服務端和MySQL數據庫實現(xiàn)前后端數據的傳輸以及管理，確保系統(tǒng)功能的實現(xiàn)[6]。系統(tǒng)的主要組成框架如圖1所示。

圖1 智能停車場車位信息引導系統(tǒng)的功能框架

1.1 用戶管理模塊

客戶端的用戶管理界面即用戶登錄程序的第一步，重點是為了完成用戶身份注冊和登錄，以下對其進行詳細的介紹：

1）用戶注冊：

當客戶端使用者第一次打開程序時沒有進行注冊，需要用戶進行注冊。在用戶管理界面，在有網絡的情況下，用戶點擊“創(chuàng)建賬號”按鈕，客戶端界面會跳轉至注冊界面；假設沒有成功接入網絡或者網絡連接超時[7,8]，利用Toast告知用戶網絡連接失敗。當界面跳轉成功，即可進行用戶注冊。

為了確保用戶操作的便捷性，注冊過程中用戶需要輸入以下信息：賬戶名稱、用戶名、用戶車牌號以及用戶登錄密碼。其中，需要特別注意用戶名中不可以出現(xiàn)特殊符號，用戶密碼至少6位，當輸入完上述信息后，點擊添加新用戶按鈕即可注冊成功。

2）用戶登錄：

用戶完成注冊操作后，才能夠進行登錄的操作。點擊客戶端程序進入用戶管理界面后，使用者能夠在用戶管理界面輸入賬戶名稱和密碼，系統(tǒng)根據相關方式將輸入信息利用網絡通信訪問服務器數據庫進行相關數據匹配；匹配成功后，及時反饋至客戶端；登錄成功之后，跳轉至下一界面。假設輸入的用戶名和注冊時信息不符，則會告知用戶“登錄失敗”。

1.2 信息查詢模塊

主要利用相關的應用程序面向停車用戶使用，也是系統(tǒng)十分重要的核心功能[9]。用戶登錄系統(tǒng)后，即可進行泊位信息查詢等操作。其中泊位的查詢主要包含以下兩種形式，分別為：

1）通過電子地圖搜索用戶所在區(qū)域的停車場信息，同時將得到的信息及時反饋至用戶。

2）利用GPS定位功能確定用戶的具體位置，同時定位目標范圍，快速顯示目標所在范圍的停車場信息。

其中停車場停車位查詢功能模塊的主要功能如下：

1）查詢停車場信息：主要包含停車場名稱以及停車位的總數等。

2）查詢停車位信息：

當用戶獲取停車場的相關信息后，根據自身需求選擇最終需要抵達的停車場，系統(tǒng)會為用戶自動呈現(xiàn)停車場的內部信息，同時具體的泊位也會展示，能夠為用戶提供查詢等相關服務[10]。

1.3 添加停車場模塊

智能停車場車位信息引導系統(tǒng)是一個面向停車服務的平臺，一方面需要為用戶提供有價值的車位相關引導信息；另外一方面，作為一個平臺，需要用戶自主共享停車位信息。用戶成功登錄系統(tǒng)后，點擊停車模塊后，界面將轉換為停車界面，用戶滑動地圖即可獲取新建停車場的坐標信息。當用戶完成上述操作之后，系統(tǒng)會將獲取的有效信息及時發(fā)送至客戶端，然后自動存儲到系統(tǒng)的數據庫中，即表明添加新建車庫成功。

1.4 定位導航模塊

定位導航模塊重點面向群體，通過用戶的GIS導航為用戶推薦最佳的停車位。根據用戶所在的地理坐標和目的停車場的坐標，系統(tǒng)自動形成最佳駕駛路線，用戶只需要按照導航駕駛即可，最終達到場外導航的目的，具體的操作流程如圖2所示。

圖2 定位導航模塊的操作流程圖

1.5 預訂管理模塊

模塊主要是由停車位預訂和停車位的租賃兩個部分組成，主要功能為信息查詢和繳費等。

用戶針對模塊的分析結果，選取最佳的停車位。如果用戶需要對選定的車位提前進行預定或者租賃，優(yōu)先跳轉至系統(tǒng)的預定管理界面，進而完成預定等相關工作[11,12]。

2 智能停車場車位信息引導方法

當對停車路徑進行尋優(yōu)前，需要全面分析駕駛員選擇車位過程中需要考慮的因素。其中駕駛員主要需要考慮的因素包含以下幾方面：

1）行駛距離的確定；

2）步行距離的確定；

3）安全性。

針對露天的停車場還需要側重考慮遮陰時間長短，路徑尋優(yōu)的決定性因素主要包含駕駛距離以及步行距離等[13]。其中車輛的最終行駛距離主要通過Dijkstra算法進行計算，具體的操作流程如下：

1）將圖的頂點集合V劃分為S和T，其中S代表已經確定的頂點集合；T代表未確定的頂點集合。

2）將集合T中的頂點按照次序遞增的方式轉移至集合S中，并且需要確保源點V0到S中其它各項點的距離長度小于或者等于V0到集合T中全部頂點的最短路徑長度。

3）集合S中所含有的頂點為源點V0到所需要達到的頂點的路徑長度，其中集合T中包含源點到達V0達到頂點之前所需要的路徑長度。

步行距離為駕駛員進入停車位之后，從停車場到達目的地之間的距離。其中，步行距離主要利用歐幾里得距離確定[14]。

通過三角模數期望值的方法確定車輛周圍的環(huán)境信息。給定論域U上的一個模糊集合，促使xU?∈ 均含有一個隸屬度，則對應的隸屬函數為：

式中：

s—三角模糊函數的置信下限；

u—三角模數函數的置信上限；

m—最大可能取值，主要通過三角模糊函數（s，u，m）表示。

設定三角模糊函數a=（a1，au，am），則有：

在車位兩旁車輛停放是最佳的停車位置；如果兩邊有車輛停放這說明停車位置并不理想；斜線性停車入位相比一字型停車入位難度更小一些。以下將不同類型的車輛停放順序進行排序，同時利用置信上下限確定三角模糊函數以及對應的期望值。

1）通過行駛距離、步行距離以及停車位的環(huán)境信息確定決策屬性值，具體的表達式為：

式中：

m—車位的數量；

n—屬性個數。

2）對決策屬性矩陣進行無量綱標準化處理，獲取如下的計算式：

分析公式（4）可知，效益型指標取值越大越好；而成本型指標則反之[15]。

3）計算rij對應的信息熵Hi：

4）計算信息熵對應的均衡度iB：

式中：

Hmax—全部信息熵權中的最大取值。

5）通過公式（7）確定熵權屬性矩陣V，具體的表達式為：

6）通過V獲取最佳方案泊車方位集合：

7）計算熵權取值矩陣V和理想方案兩者之間的灰色關聯(lián)度，即：

8）通過步驟7）和8）計算均衡接近度。

9）將均衡接近度按照從大到小的順序進行排列，取值最大的就是最優(yōu)泊位。

3 系統(tǒng)可靠性分析

為了驗證所提動態(tài)物聯(lián)網環(huán)境下智能停車場車位信息引導系統(tǒng)的有效性，需要在表1所示的測試環(huán)境下完成系統(tǒng)可靠性分析。

表1 實驗測試環(huán)境

完成系統(tǒng)設計后，需要測試不同功能模塊的性能，以下實驗主要選取系統(tǒng)內較為核心的模塊進行實驗，測試結果如表2~5所示。

分析表2~5中的實驗數據可知，用戶可以采用智能手機查詢到有價值的停車場以及停車位信息功能，系統(tǒng)能夠實時進行精準地定位，同時根據當前的位置，成功形成定位位置到目標停車場的最優(yōu)線路。由此可見，所設計系統(tǒng)進行確定停車位環(huán)境信息值確定是正確可行的。

表2 用戶管理模塊性能測試

表3 信息查詢模塊性能測試

表4 導航定位模塊性能測試

表5 預訂管理模塊性能測試

4 結束語

分析表2~5中的實驗數據可知，用戶可以采用智能手機查詢到有價值的停車場以及停車位信息功能，系統(tǒng)能夠實時進行精準的定位，同時根據當前的位置，成功規(guī)劃定位位置到目標停車場的最優(yōu)線路。由此可見，所設計系統(tǒng)可以確定停車位環(huán)境信息值，可行性較高。