智慧城市车位诱导系统设计方案与对策.docx

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智慧城市车位诱导系统设计方案与对策

智慧城市停车场车位诱导

系统案

一、概述

随着城市化建设进程的加快，市民生活水平的不断提高，私家车的快速普及，城市道路建设的速度跟不上城市车辆发展的速度是发达都走过的历程，目前已经成为我国各个发展中城市面临的一个社会现实，为便市民出行，解决城市交通拥堵和停车难等问题，已经成为当今政府要解决的一项重大课题！

在不断加大投入城市道路及公益型停车场建设的同时，建设完善的城市交通路况、车位诱导等系统，科学地诱导车辆有序分流和快速找到停车位，充分提高现有停车场使用率，是城市交通动态管理与静态管理相结合，减轻道路占有率，减轻动态管理压力的一个重要举措；更使提高城市管理效能上升到细节化、科学化管理模式，是当今创建智慧城市，推进惠民工程等，典型的政府为民办实事的项目之一。

城市停车诱导系统是智能交通系统（ITS）在停车领域的应用，是以促进停车场及相邻道路的有效利用为目的，通过多种式向驾驶员提供停车场的位置、使用状况等，诱导驾驶员最有效地找到停车位的系统。

城市停车诱导系统作为城市智能交通的组成部分，能合理地安排必要停车，提高路外停车设施泊位利用率，促使停车设施利用均衡化，减少路边停车现象，减少等待入库排队车辆占用道路，减少驾驶员寻找停车泊位的时间消耗，从而减少道路为寻停车位而附加的交通量。

二、设计依据

Ø   《停车诱导系统》（DB31/T298-2003）

Ø     《城市道路交通规划设计规》（GB50880-95）

Ø      《道路交通标志和标线》（GB5768-99）

Ø      《公路交通标志板技术条件》（JT/T 279-1995） 

Ø        《高速公路LED可变信息标志技术条件》（JT/T 431-2000）

Ø       《停车场规划设计规》

Ø        其它相关的技术规和标准

三、系统采用的技术

Ø      数据采集技术：

（直接从车位探测仪采集；从停车场管理系统的数据库采集）

Ø         TCP/IP、3G网络、GPRS、RS485等数据传输技术

Ø         电子地图查询

Ø         GIS技术

Ø         专家分析库

Ø         决策支持模型

Ø         诱导电子屏显示

Ø         网络安全防

Ø         系统容错与校验

Ø         双机热备份

Ø         B/S架构的支持平台

ØWeb发布

Ø无线电波收发技术

四、城市车位诱导系统架构

（一）前端停车场数据采集：

通过各种车辆检测设备对城市各停车场车辆出入口或各车位占用点等，将实时车辆检测信息进行采集后，通过RS-485总线制向数据驱动模块对进出向数据处理并形成城市车位数据采集统一协议，通过现场有线、无线传输式，将车辆检测指令发送给停车场中央数据处理器即客户端单片机网络服务器。

（二）城市车位诱导数据传输

由停车场中央数据处理器对停车场采集数据进行数据分类、分区、汇总、计算后，通过宽带、3G网络、GPRS等接入互联网，并通过互联网将停车场前端采集数据传输到城市车位诱导云数据营运服务平台数据管理中心，通过互联网城市车位信息发布平台进行交通道路车位信息诱导发布，或通过公安交互平台，按相关协议要求将城市车位诱导云数据营运服务平台数据管理中心的车位信息数据上传到公安专网城市PGIS智能交通管理平台进行专网发布。

（三）城市车位诱导云数据营运服务平台数据管理中心

对前端采集系统运行状况进行远程监控，同时对信息数据来源、区域划分、停车场名称、地点信息分类，泊位数统计等进行数据整合后，通过宽带对互联网终端诱导显示设备进行信息发布等，或通过互联网与公安网数据交互平台实现互联网与公安网数据交互和实时数据容错与校验管理。

（四）城市车位信息诱导发布：

1、互联网城市车位信息发布平台信息发布：

通过城市车位诱导云数据营运服务平台数据管理中心的车位信息发布平台直接对互联网或专网的城市车位显示屏进行信息诱导发布。

2、PGIS警用地理信息平台城市车位诱导信息发布：

将城市车位诱导云数据管理中心数据，通过公安交互平台将数据上传公安网服务器车位诱导信息发布平台，在城市交通路况显示屏及道路标志牌嵌入式诱导屏上，进行嵌入式诱导发布；

以上系统建成后，可形成城市高速出口等城市区域总泊位的城市车位信息一级诱导；城市快速干道边停车场停车位的城市车位信息二级诱导，以及停车场入口及附件交叉路口的城市车位信息三级诱导；最终实现通过网络或3G智能手机查询目的地空车位信息及路况信息等导航预判信息诱导，乃至与边道路交通信号控制系统实现智能联动管理的城市车位信息高级智能诱导。

五、城市车位诱导系统各组成部分介绍

（一）数据采集

首先，每个城市都有各种各样基础设施的停车场，有无任管理设施的开放式非营业停车场和人工收费停车场、有管理设施简易复杂程度不一，以及各种不同品牌的系统其各自的软件数据代码均不一的等等，因此，不能使城市车位诱导发布平台形成一个统一的数据协议标准，使不断需要扩展管理功能的城市交通诱导平台的功能升级和拓展受到极大的限制。

如把城市各种各样条件不一的停车场的前端数据，通过数据采集转换成符合建设全市车位诱导平台的管理要求的，全市一个统一的数据标准，决定了管理的可持续性是系统的生命所在。

其次，目前城市各种停车场基础建设条件杂乱无章，即使其中部分有基础管理设施建设的停车场，也都是以注重收费管理为主，其系统的计数都是由各自的软件根据刷卡信息统计而来，都有可不刷卡通过或电脑死机、关机等各种可人为因素使数据不准确现象存在；而城市车位诱导系统停车场前端数据采集的准确程度，是整个诱导系统的重要基础项目，它直接影响了整个城市车位诱导系统的实用性，也直接影响政府工程的形象，前端数据采集准确度精确化是系统的重点和难点。

中亚高科城市车位诱导系统，在停车场前端数据采集的架构设计上完全采用车辆检测数据采集法，完全适应了城市各种形式停车场系统杂乱无章的现状，对基础建设已有符合检测要求停车场的停车场可直接取现有检测信号，对没有设施的开放式、人工管理停车场来说，不需要大动干戈的建设整个停车场管理设施，只要在主要出入口增设检测设备就能接入采集系统，是最易普及，全面推进快速的实用系统，更重要的是，采用进出口车辆检测模式和单车位检测模式的投入成本相比，只是几十分子一或几百分子一的概念，其大大减轻了全市全面采集数据这项基础建设的投入，是城市初期推进城市车位诱导项目达到快速规模化建设的最佳选择。

中亚高科前端停车场车位数据采集，根据各种停车场基础建设环境的不一，采用地感、地磁和超声波等各种车辆检测设备，设计了停车场出入口区域检测模式和精确度更高的停车场单车位检测，以及出入口卡口视频车牌识别车辆检测等三种数据采集模式。

采用停车场出入口车辆检测模式，属对每个停车场区域性车辆进出检测统计法，相对针对每个单车位车辆检测模式而言其精确度稍逊色一些，但只要主管部门对停车场验收把好关，格要求出入口机动车和非机动车通道分开规管理，结合中亚高科在系统设计上，采取了诱导系统云数据服务平台的定期数据容错等营运管理，使采集发布的数据能达到相当准确的效果，且通过系统配套的采集服务器使全市采集的数据形成了统一的标准。

中亚高科设计开发的客户端单片机服务器，同时支持出入口检测和单车位检测模式，既适合有规出入口的停车场数据采集，又适合没有规的出入口、没有任基础设施的开放式广场和路边占道停车泊位的数据采集，可根据环境和进度需求逐步升级，使城市车位诱导系统可逐步推进达到精确性建设要求。

但根据停车场基础建设结构环境的不同，采集点的数量不同,采用的设备类型及设备数量也不同，因而，无论是通道检测采集法，还是单车位检测采集法，每个不同类型的停车场，前端数据采集的成本是有较大差距的。

1、地感、地磁：

在出入口埋设地感线圈、地磁

第1种采集式使用累计算法，在车场的每个出入口安装两个电感线圈或地磁配合车辆检测器以检测车辆的长度和向，并由此实现对进出车辆进行累加或累减统计。

这种式具有成本低廉,施工简单的优点，但如果机动车通道与电瓶车通道不格分道管理就存在一定的累计误差，必须定期对统计数据校准。

2、超声波车辆检测：

在车位上安装超声波探头的车位状态采集。

第2种采集式使用“逐一点名”算法，在每个车位装一检测探头以检测该车位是否有车，通过采集终端对每个探头的轮询访问而统计出车位信息。

这种采集式虽然统计误差很低，但由于每个车位上均要装一个探头，所以成本较高，并且施工布线也比较复杂。

无论是车辆流量采集，还是车位状态采集，所有采集的信息都须通过“数据采集终端”通过工业控制局域网总线（CAN总线）传输到区位数据处理中心，然后停车场区位数据处理中心再将处理后的数据通过CAN总线或无线式发布到附近的空车位显示屏上以指引驾驶员选择行车路线。

停车场区位诱导CAN总线局域网控制系统，是由一个区位数据处理中心和若干个采集终端组成；空车位显示模块，是由带不锈钢外框的LED中文条屏或嵌LED数码管的各区空车位指示灯箱组成。

使用车辆流量采集式时，在每个单车道出入口处安装一个车辆流量采集终端，N个出入口共安装N个车辆流量采集终端，这些终端通过CAN总线（使用双绞线）的星形连接和区位数据处理中心形成一个集散控制系统，简称为“N+1”系统设计案。

使用车位状态采集式时，在每个车位上装一套超声波探头，每32个探头挂接一个采集终端，采集终端的数量由停车场的车位数量各分区情况决定，这些终端通过CAN总线（使用双绞线）的星形连接和区位数据处理中心形成一个集散控制系统。

在车道入口处或附近的交通路口和其它需要的地安装指示空车位用的LED屏，这些指示屏通过485总线与就近的数据处理中心或流量采集终端连接。

2.1.数据采集及发布工作原理

在设备安装完成后，用户先在各采集终端上设置好编号、数据采集式等参数。

当有车辆通过采集终端的线圈时，采集终端检测到车辆的通行向并计数，同时将相关信息通过CAN总线发送给区位数据处理中心；区位数据处理中心根据先前的设置信息计算各分区的车位信息，并通过CAN总线以广播的式将各分区的车位信息发布到每个数据采集终端上；数据采集终端在接收到广播信息之后，将各区的车位信息通过有线或无线的式发送到LED显示屏上；每一个LED显示屏都有一个可以编码的地址，该地址与某一个车位区编号相唯一对应，因此各LED条屏便显示出各对应车位分区的剩余车位信息。

2.2.系统拓扑示意图

城市停车区位诱导系统拓扑及布线示意图

2.3.主要特点

Ø采用CAN-bus实现各采集终端与中心的局域网连接，具有抗干扰性强、通信距离远（可达3Km以上）、可挂节点多等优点；

Ø采集终端可设为车辆流量采集式或车位状态采集式

Ø每一个流量采集终端集成两路地感可同时连接两个线圈，实现车行向检测和车辆长度检测，有效滤除小件金属物体的干扰，极大提升统计精度。

Ø1个数据中心最大可管理16个分区、64个采集终端；

Ø任一数据中心或采集终端的RS485接口可接32个RS485接口的LED显示屏；

Ø提供LED条型文字屏和数码屏多种选择，每一显示屏只显示一个分区的空车位信息，该分区号与显示屏的485地址相对应，便用户设置和管理。

Ø系统可脱离电脑独立运行，可靠性高，维护率极低。

超声波车位探测器

安装在每个车位的正上，采用超声波测距的工作原理采集停车场的实时车位数集，并将采集信息通过RS-485通讯反馈到车位显示灯及节点控制器。

工作电压

DC24V

工作电流

10mA

通讯式

RS485、TCP/IP

检测距离

0.1~3.5m

通讯距离

≤1000m

通讯速率

9600bps

工作温度

-20~80℃

指示灯

安装在每个车位的前，用于显示当前车位状态。

当指示灯为绿色时，表示车位为空车位；当指示灯为红色时，表示车位上有车辆停泊。

工作电压

DC5V

工作电流

20MA

LED灯珠数

6红6绿

外壳材料

ABS

工作温度

-50℃～+80℃

可视角度

360°

可视距离

>50m

双路地感车辆检测器

耗：

＜5W作频率：

约100KHz，检测通道：

2路

工作温度：

-40℃～+65℃。

线圈连线：

最长10米，每米至少绞合20次，总电阻小于10欧姆

线圈电感：

推荐100-300H（含连接线）最大：

50H-1000H（含连接线），

工作电压

DC24V

通讯距离

≤1200m

通讯式

RS485、TCP/IP、Wifi

容量

40-60个

工作温度

-20～+80℃

输出式：

继电器输出

　相对湿度最大95%

输出式：

车辆检测以及向检测

　灵敏度：

9级可调

车位数据驱动器

数据驱动器是采集系统的核心模块，主要用于负责整个停车场车位信息的采集与数据处理，并将处理结果反馈到LED引导屏进行车位信息的显示。

工作电压

DC5V

通讯式

RS485、TCP/IP

通讯距离

≤1000m

工作温度

-20～+80℃

卡口IO信号

支持卡口IO输入

检测信号输入

　3组

客户端中央数据处理单片机网络服务器

高级版中央控制单片机网络服务器，置车位引导系统程序，可以直接储存车场的数据，通讯端口：

支持数据驱动器RS-485/232数据输入；

通讯协议：

TCP/IP，支持DNS域名，支持3G无线通讯；

工作电压

DC5V

通讯式

RS485、TCP/IP

通讯距离

≤1000m

工作温度

-20～+80℃

数据协议：

与城市车位诱导信息云数据服务平台通讯数据，支持通过外网交互平台与PGIS平台城市车位信息发布平台数据协议；

时钟芯片：

计算发送实时数据及历史数据的时间；

存储芯片：

存储设置的客户端资料及历史数据；

显示模块：

通常显示器默认显示时间和总容量和剩余容量

入口LED引导屏

接收中央控制器的车位信息，用数字和文字形式实时显示所连接区域当前空闲车位数量，可24小时全天候使用。

部程序还可以根据用户要求随时修改，显示用户需要的其他信息

工作电压

DC5V12V

通讯式

RS485、TCP/IP、232

辉度

300cd/m2

单字尺寸

122x122mm

每字像素

16x16

户外LED箱式引导屏

户外LED显示屏由高亮度户外LED模块、驱动电路、控制电路、支架等部分组成。

它接收中央控制器的车位统

计信息，用数字和文字形式实时显示当前停车场空闲车位数量，可24小时全天候使用。

部程序还可以根据用户要求随时修改，显示用户需要的其它信息。

工作电压

DC5V12V

通讯式

RS485、TCP/IP、232

辉度

>500cd/m2

单字尺寸

122x122mm

每字像素

16x16

城市停车场车位诱导数据管理服务中心

对客户端单片机网络服务器发来的数据的信息来源、区域划分、停车场名称、地点等信息进行分类，对区域、停车场泊位数进行统计等数据整合，

实现互联网数据与公安网PGIS智能交通管理平台的数据交互，

硬件要求

CPU:

第三代智能英特尔酷睿i5处理器

Memory：

2G

HD：

500G

开发工具

.net

数据库支持

SQLSERVER/Access

系统架构

BS

实时数据容错与校验管理，以及前端采集系统运行状况的远程监控，亦可通过互联网对互联网的终端显示设备进行车位信息诱导发布等；

3、卡口高清相机车牌识别检测：

出入口视频卡口车牌识别的车辆流量采集；

采用文安科技嵌入车牌识别功能模块的治安卡口一体式高清智能摄像机进行通道车辆出入视频检测，并在检测到车辆时，通过智能卡口摄像机的IO触发信号输出端，接入车位诱导系统前端数据采集设备RS-485总线制向数据驱动模块的卡口车检信息IO端口开关量或电平信号输入端口，从而实现与城市车位诱导系统的对接，该案同时可以将停车场出入的车牌信息提供给城市治安卡口管理平台。

系统选用（STU030A00300）万像素高清智能一体机

STU系列摄像机是TI最新Netra系列多核处理器以及业界最先进图像传感器于一体在2013年全新推出的智能一体化摄像机，摄像机采用了TI公司最新的DM8127SoC处理器，配合1GBDDR3RAM与大规模FPGA，提供了强大的图像处理能力与浮点运算能力，用户可根据应用需求开发各类智能算法程序。

该系列摄像机采用SONY和TruesenseImaging（TSI,原Kodak）最新的高清CCD传感器，像素围从2M至8M，能够在-30℃至70℃的环境温度围稳定的长时间工作。

同时，摄像机还具备千兆以太网接口、HD-SDI接口、8路输入电平触发、5路补光灯输出、工频同步功能、RS232与RS485串行通讯接口、SD卡接口、以及两路USB接口功能，可以便的外扩或集成多种功能，如大容量存储、3G通讯模块等等，非常适合应用于智能交通行业。

主要特点算法功能

支持车型识别、车身颜色识别

嵌视频检测，全天候检测率大于99%，支持无牌车抓拍

号牌识别平均有效率符合GA/T497的要求，在满足国标要求120像素—200像素的情况下，全天候白天识别率大于96%，夜间识别率大于94%。

识别车牌大小围可达到70像素到200像素；识别车牌亮度、对比度动态围大；支持识别车牌一定程度的倾斜，倾斜10°以

专利技术支持多车道、多辆车同时号牌识别。

编码功能

协处理器完成H264和JPEG编码

支持三码流实时输出，满足不同需求

支持OSD文字显示

图像处理

支持智能3D降噪、夜间自动增强技术

支持图像预处理技术、宽动态

支持快速连续触发响应，抓拍率大幅度提高

数据传输

支持TCP/IP、UDP、RTSP、FTP、NTP、ONVIF、SIP协议

配备一个千兆自适应的以太网端口

支持GB28181标准和ONVIF协议，无缝接入标准监控平台

其他功能

外置USB、HD-SDI、HDMI、二次开发接口

支持数据前端存储，标准SDHC可支持最大64GB

支持断电参数记忆

提供完整的示例程序源码,可用于二次开发

∙300万像素高清智能一体机

产品型号

STU030A00

传感器

像素

3M

图像阵列

2048X1536

CCD尺寸

1/1.8寸

帧频

30FPS

处理平台

处理器

TMS320DM8127BCYED3

（ARM Cortex-A81GHz,DSPC674x750MHz）

RAM

1GBDDR3-1066

FLASH

128MBNANDFLASH

多通道图像采集

支持同时采集3路图像通道数据，各通道图像分辨率可独立设置

图像通道A可输出全分辨率图像；

图像通道B输出图像分辨率≤1080P；

图像通道C输出图像分辨率≤1080P；

成像参数

曝光时间

10μs~33ms，连续视频与抓拍图像可独立设置

增益

0~36DB，连续视频与抓拍图像可独立设置

彩色增益

1.0x~2.0x，连续视频与抓拍图像可独立设置

用户接口

IO输入口

支持4路输入，光耦隔离，可配置触发沿、信号抖动抑制时间

IO输出口

支持6路输出，光耦隔离，信号源可选择，支持频闪灯、闪光灯

频闪灯：

支持使能、倍频、极性控制、有效电平宽度

闪光灯：

支持使能、极性控制、有效电平宽度

外同步信号

光耦隔离，支持使能、信号抖动抑制时间、极性控制、外同步相位延时设置外同步相位

串行通信接口

一组RS232串口

2组RS485串口，半双工模式

其它接口

网络接口

RJ45，10/100/1000Mbps以太网自适应

HD-SDI接口

BNC接口，符合SMPTE292M标准

HDMI接口

V1.3版本，最高支持1080P画质图像高速率传输

SD卡插槽

支持SD/SDHC/SDXC，最大64GB

USB接口

支持1路USB2.0HighSpeed接口，总供电能力≥1A

镜头接口

C接口

电   源

DC12V/2A

工作温度

-30℃--+70℃

存储温度

-40℃--+80℃

备注：

（1）光耦隔离输入要求：

输入电压围3.3~12V，高电平宽度不小于1毫秒。

    光耦隔离输出能力：

外接电压围3.3~12V，驱动电流≥15mA。

（2）标准清晰度SD-SDI和高清标准HD-SDI，对应速率分别是270Mb/s、1.485Gb/s。

STU系列摄像机外形结构图（单位：

mm）

（1）外形尺寸：

65mm（H）×82mm（W）×165mm（L）如图1-1所示，公差为±0.3mm；

（2）整机重量小于0.7Kg。

车牌识别治安卡口管理数据：

系统配套的牌照识别产品识别率一直处于国领先地位。

摄像机置的牌照识别软件可以识别符合“GA36-1992”（92式牌照）、“GA36.1-2001”（02式新牌照）、“GA36-2007”（07新标准）的民用车牌照、警车牌照、04式新军车牌照、07式新武警车牌照、民航车牌照等特殊牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息。

所能识别的字符包括:

“0—9”十个阿拉伯数字；

“A—Z”二十六个英文字母；

省市区汉字简称（京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、、浙、皖、闽、赣、、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、台）；

号牌分类用汉字（警、学、使、领、临、试、挂、境、港、澳、拖、农、民航）；

2004式新军牌汉字（军、空、海、北、、兰、济、南、广、成）；

07式新武警车牌（“0—9、A—Z”）。

能识别5种车牌颜色：

蓝、白、黑、黄、绿。

系统识别的车牌类型示例：

系统具备自我学习能力，不断改善识别效果；对于污损、倾斜、倒挂等牌照也能较好的解决。

我们的牌照识别技术经过多年的研究，而且经过了大量工程实践的检验，所以，我们的牌照识别技术是经得起时间的考验，真正实用化的高新技术。

角色管理

出入口控制与管理系统可以针对不同的用户分配相应的权限及角色，分配权限时，管理员可以自由配置和选择相应的功能。

角色的添加、删除、修改，细化到相应权限的设置。

用户的添加、删除、修改及用户所属角色的设置。

黑管理

系统可以根据黑进行车辆布控，发现布控车辆则根据设定的规则进行报警。

系统在中心建设有黑实时比对库，实现自动黑比对和报警功能。

在系统设计中把“黑”数据库的详细资料保存在出入口控制与管理平台的数据库服务器上。

一旦接收到有“黑”上的车辆行驶经过时的识别报警，即触发设定的联动报警。

网络传输安全性高

本系统出入口控制终端与摄像机之间的数据通讯均采用TCP/IP协议，且采用两个独立的网络结构。

系统的通讯数据在发送前进行了数据的加密打包，这样系统在保证易于扩展性的同时，也确保了数据的安全性。

（二）数据传输

数据传输主要指停车场信息采集终端与中央管理系统城市车位诱导云数据营运服务平台数据管理中心之间的车位数据通信以及中央管理系统云数据营运服务平台与诱导屏之间的通信，一般有卫星通信、有线、无线三种式，由于诱导屏安装在道路路侧，不便于敷设通信电缆，因此建议均采用无线通讯手段，实现系统的数据通讯。

1、停车场数据采集终端数据传输

停车场前端数据采集由地感车辆检测、超声波车辆探测、高清智能