一种基于智能路缘石的路内停车管理系统

摘要

本发明公开一种基于智能路缘石的路内停车管理系统，包括：数据采集模块，用于采集车位预约信息和车位使用信息；数据处理模块，用于处理所述车位预约信息；状态显示模块，用于显示所述车位使用信息；定位模块，用于定位车位位置信息；数据存储模块，用于存储所述车位预约信息和车位使用信息；主控模块，用于对所述路内停车管理系统进行控制；电源模块，用于对所述路内停车管理系统供电。本发明通过在路缘石上添加车位指示灯，采用视频检测法，优化停车位管理技术，从而提高路内停车位周转率，同时不破坏路面，不影响周边环境，安全性高，方便管理。

说明书

技术领域

本发明涉及路内停车管理领域，特别是涉及一种基于智能路缘石的路内停车管理系统。

背景技术

随着社会经济的快速发展，城市机动车的保有量也在持续高速增长，城市停车问题日益突出。大部分城市的停车位总量不足机动车保有量的1/3，现有的社会公共停车场已经不能满足城市机动车日益增长的需要。并且，路外停车场受土地资源少、投资回报周期长等制约无法大量建设；而路内停车充分利用道路资源、周转快、方便直接等，满足了短时的停车需求，可以填补路外停车供应不足的缺口。

目前现有的路内停车管理系统包括如下几种：

1)手持POS机+人工收费管理模式，该管理模式配备若干个管理人员以及POS机，采用人工巡视、拍照手动操作的方式更新停车位的信息，并进行人工收费。该管理模式是目前国内最普遍的停车收费管理模式，操作简单，但管理成本高、管理人员工作量大、易出现逃费漏费的现象以及停车位信息不利于统计等。

2)咪表智能停车收费管理模式，主要由咪表、磁敏车位检测器、监管中心服务器、停车诱导牌、手机应用程序等组成，通过刷卡(或者移动支付方式)启动预订时间，离开时再次刷卡，自动超时未刷卡或在规定时间未自助付费咪表告警并上传到后台服务中心。该管理模式具有降低人力成本，提高周转率，收费便捷等优点，但破坏路面，修建费用过高，停车信息采集难，停车控制效应不高。

3)智慧路边停车管理系统，该系统主要由数据采集系统(无线地磁车位检测器、中继器、网关)、业务管理系统、手机应用软件等组成，通过车位检测器判断，车主使用手机软件实现车位付费及预订。该系统已经投入大范围使用，具有降低人工成本，提高周转率，完全实现移动支付，车位精细化管理的优势，但同样存在破坏路面，修建费用过高的缺点。

4)基于智能车位锁的停车位管理系统，该系统为新型模式，应用范围较小，主要由GPRS通信、车辆检测器、车位锁开关控制系统、声光报警系统等组成。通过车位锁控制器接收云服务器发送的命令，实现远程开锁功能，同时通过车位检测器检测车辆是否驶离。该系统具有降低人工成本、提高周转率、可以实现车位共享、避免车位被占用等优势，但破坏路面、安装在路边停车位造成物理障碍、系统较为复杂等。

因此，目前对于路内停车的管理和利用上存在着诸多的不足：①周转率低下；②管理措施滞后；③使用情况缺乏科学快速的统计和发布等。在今后的很长一段时间，路内停车方式将继续存在，优化和改进现有的路内停车管理模式有助于更高效更节省地提供停车服务。不仅如此，实时更新停车位数据和发布停车位信息是未来车位智能化的发展趋势。因此，选择研究优化和改进现有路内停车管理模式，具有一定的现实意义。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种基于智能路缘石的路内停车管理系统,包括：

数据采集模块，用于采集车位预约信息和车位使用信息；

数据处理模块，与所述数据采集模块连接，用于处理所述车位预约信息；

状态显示模块，与所述数据处理模块连接，用于显示所述车位使用信息；

定位模块，与所述数据处理模块连接，用于定位车位位置信息；

数据存储模块，分别与所述数据采集模块、所述数据处理模块连接，用于存储所述车位预约信息和车位使用信息；

主控模块，用于对所述路内停车管理系统进行控制；

电源模块，用于对所述路内停车管理系统供电。

优选地，所述数据采集模块通过视频检测法采集车位预约信息和车位使用信息。

优选地，所述视频检测法的具体过程为，实时拍摄目标车位图像，将所述目标车位图像与数据库的原始车位图像进行对比分析，检测车位的占有状态。

优选地，所述实时拍摄目标车位图像采用CCD类别的广角摄像头。

优选地，所述状态显示装置具体为车位指示灯，所述车位指示灯包括第一车位指示灯、第二车位指示灯、第三车位指示灯；

所述第一车位指示灯表示车位使用中；所述第二车位指示灯表示车位已预约；所述第三车位指示灯表示车位空闲。

优选地，所述车位指示灯等间隔设置。

优选地，所述主控模块还用于调控车辆的非正常停放，所述调控过程为:摄像头通过实时监测分析，判断车辆停放超过免费停放时间，所述主控模块通过所述定位模块对非正常停放的车位进行定位，并将定位信息通过所述状态显示模块进行显示，管理人员根据实际情况进行管理。

优选地，针对车辆的非正常停放，摄像头通过实时监测分析，判断车辆停放超过免费停放时间，所述主控模块通过所述定位模块对非正常停放的车位进行定位，并将定位信息通过所述状态显示模块进行显示，管理人员根据实际情况进行管理。

优选地，所述路内停车管理系统至少包括APP模式和扫码模式；

所述APP模式为，用户通过APP预约车位，并在预设时间内到达，用户在所述预设时间内未到达，所述预约车位恢复显示空闲状态或选择延时到达继续保留车位；

所述扫码模式针对用户附近有车位时，通过扫码直接停车。

本发明公开了以下技术效果：

(1)本申请基于智能路缘石的路内停车管理系统，实现了路内停车产业化，优化停车位管理技术，从而提高了路内停车位周转率，逐步改善停车难问题，具有重要的现实意义。

(2)整个管理系统内的各组成部分的技术成熟且造价合理，不存在技术上的难点。

(3)该系统在建成后，每个区域管理中心的管理人员只需进行简单的系统操作，工作强度小，车位信息数据便于统计和整理，管理更加便捷。

(4)设计新型智能路缘石作为传递车位信息的媒介，充分利用城市道路周边路缘石，在其发挥分界作用的基础上，添加了指示车位信息的作用，将路内停车位信息全天候展示。

(5)采用视频检测法，与传统检测法相比，不仅可以通过图像对比分析车位状态，而且具有较丰富的信息量，同时不破坏路面，不影响周边环境，安全性高，方便管理。

(6)设计了一套新型路内车位管理方案，配合智能路缘石添加车位指示灯，采用视频检测法，巧妙的将其结合，应用APP开发，实现车位预约以及智能付费的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的信息传递过程示意图；

图2为本实施例的车位周转率图；

图3为本实施例的寻找车位时间分布示意图；

图4为本实施例的车主问询调查结果示意图；

图5为本实施例的停车管理员问询结果示意图；

图6为本实施例的车位指示灯的工作流程示意图；

图7为本实施例的APP使用流程示意图；

图8为本实施例的二维码使用流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于智能路缘石的路内停车管理系统,包括：

数据采集模块，用于采集车位预约信息和车位使用信息；

数据处理模块，与所述数据采集模块连接，用于处理所述车位预约信息；

状态显示模块，与所述数据处理模块连接，用于显示所述车位使用信息；

定位模块，与所述数据处理模块连接，用于定位车位位置信息；

数据存储模块，分别与所述数据采集模块、所述数据处理模块连接，用于存储所述车位预约信息和车位使用信息；

主控模块，用于对所述路内停车管理系统进行控制；

电源模块，用于对所述路内停车管理系统供电。

优选地，所述数据采集模块通过视频检测法采集车位预约信息和车位使用信息。

所述视频检测法的具体过程为，实时拍摄目标车位图像，将所述目标车位图像与数据库的原始车位图像进行对比分析，检测车位的占有状态。

所述实时拍摄目标车位图像采用CCD类别的广角摄像头。

所述状态显示装置具体为车位指示灯，所述车位指示灯至少包括车位使用中的红色指示灯、车位已预约的黄色指示灯、车位空闲的绿色指示灯；

所述车位指示灯直径为5cm，所述红色指示灯、黄色指示灯、车绿色指示灯间隔为15cm。

所述主控模块为STC15W4K32S4型号的单片机。

所述定位模块设置在智能路缘石上，具体为H1型路缘石，所述路缘石规格为100×15×30，单位cm。

针对车辆的非正常停放，摄像头通过实时监测分析，判断车辆停放超过免费停放时间，所述主控模块通过所述定位模块对非正常停放的车位进行定位，并将定位信息通过所述状态显示模块进行显示，管理人员根据实际情况进行管理。

所述路内停车管理系统至少包括APP模式和扫码模式；

所述APP模式为，用户通过APP预约车位，并在预设时间内到达，用户在所述预设时间内未到达，所述预约车位恢复显示空闲状态或选择延时到达继续保留车位；

所述扫码模式针对用户附近有车位时，通过扫码直接停车。

根据研究需求，本发明选取了南京市成贤街、锁金北路以及石鼓路分别代表混合用地、居民区用地以及商业用地对其路内停车位采用间断式记车号法，调查一天(非节假日)7:00-19:00共12h的停车位周转率，其中高峰时段为7:00-9:00、11:00-13:00、16:00-18:00并配合问卷调查设计询问满意度。

如图2所示的车位周转率图，在车位周转率调查中可以看到，以居民区为代表的锁金北路路段最低，高峰期也只有1.94，且以商业区为代表的位于新街口附近的石鼓路路段12h平均周转率5.3左右，《城市道路路内停车泊位设置规范》中规定路内停车泊位停放周转率，宜按7-9车次/d计算。

本次收取了131份问卷调查，其中车主问询调查表116份，选取有效问卷100份，停车位管理员15份，有效问卷15份。在问卷调查中，对车主寻车时间(如图3所示)，现存停车问题(如图4所示)等进行问询，对停车管理员的管理模式现状(如图5所示)进行问询，从统计结果中可以看到，车主寻车时间分布在15-20min中范围最大，车主普遍认为收费太高、寻车不便以及车位管理效率低下；而15位车位管理员都认为工作期间需要不停巡查，60％认为管理不方便且存在逃费漏费的现象。

由现状可知，使用最普遍的人工收费弊端愈加凸显，早已不适应当今社会信息智能化、时效化以及大数据统计的需求；而已存在的三种智能停车系统，基于当今停车现状都无法完全脱离人工管理，并且都需要使用磁性车位检测器，这种技术安装需要刨开路面，且对静止车辆进行监测时需借助特殊的传感设计或使用信号处理软件。

路内停车是一个开放式的停车方式，布局分散自由。若仅以人工模式管理，方式简单但车位数据不能实时更新，无法实现预约功能且管理滞后；若仅以APP自动化管理，则无法满足不使用APP的车主的停车需求。此外，车位检测器一般是使用磁性检测器，需要开挖路面且破坏原有道路结构。

因此，基于以上两点要求，本发明设计一种新型路内停车管理系统，借助智能路缘石作为车位信息的媒介，采用视频检测法并投入少量工作人员集中管理划分的区域，使用者结合APP或者扫描二维码停车交费，以解决路内停车位周转率低下、停车管理模式和手段滞后等现状所存在的问题，实现车位预约、车辆行驶路线导航和无预约情况下自动付费等三大主要功能。

智能路缘石的结构外观为保证与现行通用城市道路路缘石一致，选用H1型路缘石，规格为100×15×30，单位cm，材料为水泥混凝土浇筑的预制构件，再对其进行改造，其中车位指示灯直径5cm，三灯间隔15cm；后留有10cm高度的中空空间，放置单片机、供电线等；上方中部嵌入1cm，边长为8cm的正方形二维码。

车位指示灯由红、绿、黄三种颜色的发光二极管阵列组成。发光二极管阵列灯的特点是：结构坚固、使用寿命长、2-3年光线无明显衰减、光线均匀、画质细腻、可大幅度提升摄像机夜视效果等。红、黄、绿三种颜色分别表示该车位使用中、已预约、空闲三种状态。为了保证发光亮度，车位指示灯通过12V直流电源进行供电，使用STC15W4K32S4型号的单片机通过光耦进行控制。STC15W4K32S4单片机是以Inter公司生产的8051单片机为内核，工作电压为2.5-5.5V，内部有大容量4096字节片内RAM数据存储器，1个时钟/机器周期，速度比传统8051快7-12倍。

本系统由智能路缘石、服务器、上位机、摄像头等部分组成，信息传递过程，如图1所示。智能路缘石的指示灯分为红、黄、绿三种颜色，由12V发光二极管(LED)阵列组成，用于指示选定车位当前状态；服务器用于接收信息反馈；上位机即区域管理中心计算机，联网后与服务器进行数据交换，控制单片机进行相应操作(变灯)；摄像头采用CCD类别的广角摄像头，有夜视功能且能覆盖大范围区域，配合判断车位状态。

其中，上位机程序，包括图像显示、串口通信以及报警功能。上位机在联网后与服务器进行数据传输。通过串口与单片机进行通信，将信号灯的数据信号传给单片机，单片机将摄像头模块的数据传输到上位机。如果出现不对应问题，则被摄像头识别后在上位机程序进行报警，通知管理人员。

App应用软件，通过java语言编写，能够提供地图显示、路线导航、车位停放信息、车位预约、自动缴费等功能。

目前车位的检测主要分为基于传感器的检测和基于视频图像处理的检测两种方法。

基于传感器的检测主要有感应线圈的车位检测技术、声波车位检测技术、动态称重技术，而这几种都需要在每个车位的上下方或者周围安装传感器。虽然技术成熟，但是在安装和维修时必须破坏路面，而且路面变形会损坏传感器，所以不适合用于室外停车场的车位检测。

本发明采用的是基于视频的车位检测方法，以视频图像作为研究分析的对象，由摄像头从视频流中提取车位的图像，再通过计算机对车位图像进行分对比析和处理，检测出车位的占有状态。与基于传感器检测的方法相比，具有以下优点：不需要开挖路面、硬件成本比较低、监控器安装方便等，且视频图像具有较丰富的信息量，非常直观可靠，可以对车位内的可视信息进行记录和保存。

监控摄像机的镜头观测范围和角度与选用的镜头有关(表1)。本课题采用广角镜头焦距3.6mm的CCD类别，以距离30m为标准，则观测范围是51×38.3m，安装于观测范围的上方，由车位类型决定安装数量。《城市道路路内停车泊位设置规范》中规定：小型泊位长6000mm、宽2500mm，适用于小型车辆，条件受限时，宽度可适当降低，但最小不应低于2000mm。监控摄像头镜头可视距离表如表1

表1

本申请路内停车管理系统的管理及使用流程如下：

将系统内所有的车位分成若干个组成部分，下属于各个管理中心，管理中心接收来自于管理系统的车位预约与使用信息，负责日常路缘石的维护和问题车位的处理。

当后台接收到预约信息后，将其传送到智能路缘石，车位指示灯的工作过程如图6。若出现不正常停放，摄像头图像信息分析有车辆停放且超过15min免费停放时间时，系统将问题车位的信息发送到管理中心，管理人员通过视频查看车位的实际情况进行管理。

系统包括两个实用模式，具体为：

模式一：APP模式。按照目前15min内免费的规定预约后15min内到达，无法在15min内到达时，车位将恢复空闲状态。如果车主选择继续保留车位，可以在APP上选择延后15min到达，且延后的时间已经开始计费，如图7。

模式二：二维码模式。当附近区域有空闲的车位时，车主临时产生停车需求即不借助APP功能，车主可以通过扫描智能路缘石的标注的二维码购买车位的使用时间，如图8所示。

本申请具有如下的技术效果：

(1)本申请基于智能路缘石的路内停车管理系统，实现了路内停车产业化，优化停车位管理技术，从而提高了路内停车位周转率，逐步改善停车难问题，具有重要的现实意义。

(2)整个管理系统内的各组成部分的技术成熟且造价合理，不存在技术上的难点。

对路内停车管理系统成本估算：垂直式和斜列式中的停车位长为5.3米，宽为2.4米，平行式停车位长6米，宽2.5米。故一个摄像头的观测垂直式和斜列式中停车位的数量为15个，平行式停车位的数量为6个。以现有路内人工管理模式，计算采用一个管理员管理车位42个位为标准，进行成本的测算，成本测算表见表2。

表2

(3)该系统在建成后，每个区域管理中心的管理人员只需进行简单的系统操作，工作强度小，车位信息数据便于统计和整理，管理更加便捷。

(4)设计新型智能路缘石作为传递车位信息的媒介，充分利用城市道路周边路缘石，在其发挥分界作用的基础上，添加了指示车位信息的作用，将路内停车位信息全天候展示。

(5)采用视频检测法，与传统检测法相比，不仅可以通过图像对比分析车位状态，而且具有较丰富的信息量，同时不破坏路面，不影响周边环境，安全性高，方便管理。

(6)设计了一套新型路内车位管理方案，配合智能路缘石添加车位指示灯，采用视频检测法，巧妙的将其结合，应用APP开发，实现车位预约以及智能付费的功能。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。