智能停车场管理系统技术解决方案.docx
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智能停车场管理系统技术解决方案
智能停车场管理系统技术解决方案
北京轩慧国信科技有限公司
2015年1月
第一章、概述
随着科技的进步，电子技术、计算机技术、通讯技术不断地向各种收费领域渗透，当今的停车场收费系统已经向智能型的方向转变。
先进可靠的停车场收费系统在停车场管理系统中的作用越来越大。
感应卡停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是停车场对于车辆实行动态和静态管理的综合。
从用户的角度看，其服务高效、收费透明度高、准确无误；从管理者的角度看，其易于操作维护、动化程度高、大大减轻管理者的劳动强度；从投资者角度看，彻底杜绝失误及任何形式的作弊，防止停车费用流失，使投资者的回报有了可靠的保证。
系统以感应卡为信息载体，通过感应卡记录车辆进出信息，利用计算机管理手段确定停车计费金额，结合工业自动化控制技术控制机电一体化外围设备，从而控制进出停车场的各种车辆。
智能停车场管理系统给客户能带来以下好处:
符合国情：
中国大陆的车辆类别的分类、收费方式、各种特许车辆的处理等等，与其他国家和地区不同，国外的同类产品均是由大陆地区的代理商或安装公司负责，他们只能进行设备不同型号的搭配组合，不具备软硬件的底层开发设计，更重要的是国外产品并非是按照中国大陆的国情来开发设计，其系统的管理模式与使用模式无法满足国人的需要；
严格收费管理：
对于目前的人工现金收费方式，一方面劳动强度大、效率低，另外一个主要弊端就是财务上造成很大的漏洞和现金流失。
使用感应卡收费系统车场的收费都经电脑确认和统计，杜绝了失误和作弊，保障了车场投资者的利益；
车辆安全管理：
一卡一车，资料存档，保证车场停放车辆的安全。
人工发卡、收卡，难免有疏漏的时候，因为没有随时记录可查，丢车或谎报丢车现象时有发生，给停车场带来诸多麻烦和经济损失。
采用自动控制管理系统后，月租卡和储值卡消费者均在电脑中记录了相应的资料，卡丢失后可及时补办。
时租卡丢失也可随时检索，及时处理。
在配有图像对比设备下，各类消费卡均有车牌号码存档，一卡专用；
树立全新的物业管理形象：
现代化的高科技产品的使用，一定会使企业的物业管理形象和知名度得到很大的提高。
采用自动控制管理系统，无论从产品的造型方面，还是自动控制所带来的方便实用性及管理的科学性，都将给物业管理树立起良好的形象，使企业成为科学管理的楷模。
系统设计所遵循的规范：
《智能建筑设计标准（DBJ08-47-95）》
《商用建筑线缆标准（EIA/TIA-569）》
《民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）》
《工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）》
《电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ23-90，92）》
《民用闭路监视系统工程技术规范（GB50198-94）》
《安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）》
建设部城镇建设行业标准《建设行业IC卡应用管理技术要求》草案
✧用户主要需求及产品配置：
根据以上设计原则和我们针对管理方对停车场系统需求的理解，我们一共设置1进1出，所出入口按照区域划分如下（以下根据客户实际情况填写）：
序号
出入口位置
通道数量
大车
卡片种类
1
感应式ID卡
2
感应式ID卡
3
感应式ID卡与远距离读卡结合
4
感应式IC卡
5
感应式IC卡
6
感应式IC卡与远距离读卡结合
7
感应式IC卡与远距离读卡结合
合计：
*进*出
第二章系统设计方案总则
2.1智能停车场系统设计准则
使用方便快捷系统应满足物业管理中停车场管理的基本需求,同时提供给操作
员使用的功能应该尽量简单、快捷以提高处理效率。
适应大流
量车辆的进出管理。
系统灵敏可靠所有设备的响应时间短、速度快，可靠性及抗干扰能力强。
设备安全耐用由于停车场设备所使用的环境大部分为露天，非常恶劣，因此
所有设备应具备对抗“高温、高湿、寒冷”等各种恶劣环境的
能力。
保持正常运作。
技术支持能力由于每家物业公司对停车管理的要求都可能有不同的特殊需求，
因此产品提供商应具有强大的技术支持能力，停车场管理软件应
有灵活的多项处理模式提供给客户，并可根据客户的需求进行
“量身订制”，更好的满足不同层次的客户需求。
2.2智能停车场管理系统应具备的基本功能
采取车牌识别与IC卡相结合，车牌识别优先的方式，实现双系统备份，当优先系统崩溃时，另一系统仍可以正常脱机工作，且不会丢失停车数据。
保证数据的稳定性。
采用IC卡与远距离读卡相结合方式，对于贵宾车辆，可实现不停车进出，且系统崩溃时不受影响，不需要停车人工刷卡。
自动计费、费用显示和产生收据；
多个出入口的收费管理系统的联网功能；
车辆进出的自动计数功能；一车一卡防重复进出场（反潜回）功能；
每班操作、收费报表和统计报表；收费系统的立即现金查帐功能
多种收费标准，能满足各种小区及公共停车场的收费情况；
进出车辆的图像和基本信息对比功能；
误操作及丢卡等特殊情况的处理和每一次交易的自动记录；
丢失卡的挂失、禁用功能；
能够独立控制道闸，可用遥控器控制道闸和手动开关栏杆；
对于临时车的自动吐卡及出口自动回收卡片功能；
车辆的防砸功能及车辆过杆的自动落闸功能；
可扩展一卡通功能；
车牌识别系统设计准则：
视频式智能停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是停车场对于车辆实行动态和静态管理的综合。
从用户的角度看，其服务高效、收费透明度高、准确无误；从管理者的角度看，其易于操作维护、动化程度高、大大减轻管理者的劳动强度；从投资者角度看，彻底杜绝失误及任何形式的作弊，防止停车费用流失，使投资者的回报有了可靠的保证。
系统以视频信号为信息载体，通过图像处理识别车牌记录车辆进出信息，利用计算机管理手段确定车辆进出权限，结合工业自动化控制技术控制机电一体化外围设备，从而控制管理进出停车场的各种车辆。
系统采用先进的视频触发技术和计算机人工智能算法，具有触发率准确性高，速度快的优点，且不受光照强度影响，不受行人、自行车、树木阴影等各种因素影响，触发有效率可达99.9%以上，对出入车辆进行全天候记录。
漏抓率低、无牌车辆同样可以抓拍。
本系统采用视频检测技术检测车辆，无需对地面进行破坏，并且结合先进的视频跟踪技术，对视频中车辆进行跟踪，能够准确判定其行为方向，有效地克服了感应线圈检测无法判定车辆运动方向以及车辆过多时会产生判断错误的弊端。
并且可以与本系统有机结合，形成全方位、多区域、多角度的立体化的停车场自动监测综合管理系统。
系统实现方式简单、配置方便，可以配置监视多个断面，每个断面又可以同时监视该断面下的1-2条车道，能够自动识别并保存相应车道上的每一辆车的信息，识别率95%以上。
由于采用了先进的车辆跟踪技术，可以准确的判断出车辆行驶方向，所以可以根据实际情况灵活配置车辆进出行为，方便业主安装和维护，成本也较低。
另外系统能针对业主的管理需要，可以与道闸、智能卡或月租信息管理相结合，提高业主的运行效益。
系统设计生产均严格按照上述标准进行，各项技术指标均满足标准的要求，并通过了公安部交通安全产品质检中心的合格检测。
系统采用高像素的CCD摄像机相结合工作的模式对通过车辆进行自动记录。
摄像机对车辆抓拍1张图片（特写）或2张图片（一张全景一张特写），该组图片信息可清晰地反映车辆通过时间、地点、车道、行驶方向（进或出）、车牌号码、车辆类型、图片序号等。
并且可以根据客户需要进行相应修改，以满足各种不同的需求。
系统采用国际先进的计算机智能算法，处理信息快速，一帧图片识别时间20ms左右，车牌识别时间更是在10ms以下，大大低于业内识别平均时间，并且识别率平均达到95%以上，因此系统资源占有率低，充分节约系统资源。
同时可以对进出车辆进行统计，并可以通过对比黑名单和内部车辆名单，对停车场进出车辆进行管理统计。
检测主控机采用具有高速运算能力的PC工控机。
作为系统中的核心部分的工控主机采用低功耗的工控主板设计，系统运行稳定可靠，同时设计有硬件看门狗和软件看门狗，在断电和系统死机后具备自动恢复功能，软件恢复时间一般少于1分钟。
第三章系统的构成与设计
3.1停车场系统原理图
3.2设备构成说明：
入口设备主要清单：
序
产品名称
型号
单位
数量
备注
1
豪华自动道闸
AS238-DZ
台
1
道闸可选配折臂或栅栏式
2
入口票箱
AS801
台
1
多种款式可选
3
中文电子显示屏
AS350
台
1
显示欢迎信息及卡片的有限期限
4
自动出卡机
AS100P
台
1
临时车辆进入自助取卡装置
5
车辆检测器
AS20-H
台
2
1台装在道闸上，防砸车及车过自动落杆，另1台配合自动出卡机使用，即：
有车取卡、一车一卡
6
蓝牙远距离读卡器
台
1
读卡距离为3——8M
7
语音模块
台
1
发送语音方式的欢迎信息
8
停车场辅助板
AS-FZ01
台
1
9
12V电源
台
1
给票箱内设备供电
临时车进入停车场时，设在车道下的车辆检测线圈检测车到，入口处的票箱显示屏则汉字显示提示司机按键取卡，司机按键，票箱内发卡器即发送一张感应卡，经输卡机芯传送至入口票箱出卡口，并同时读卡及捕捉车辆图像存档。
司机取卡后，自动路闸起栏放行车辆，车辆通过车辆检测线圈后自动放下栏杆；贵宾车使用远距离卡，实现不停车出入。
所有车辆进出车场均抓拍图像，并进行车牌识别，贵宾车辆、月租、年租车辆车牌号码录入管理系统数据库后，可实现不停车出入。
出口设备主要清单：
序
产品名称
型号
单位
数量
备注
1
豪华自动道闸
台
1
道闸可选配折臂或栅栏式
2
入口票箱
台
1
多种款式可选
3
中文电子显示屏
台
1
月卡刷卡时显示欢送礼貌用语及卡片的有限期限
临时卡刷卡时显示收费金额，收费后显示礼貌用语
4
车辆检测器
台
1
1台装在道闸上，防砸车及车过自动落杆
5
停车场主控板
台
1
TCP/IP接口，停车场系统的总控制机构
6
蓝牙远距离读卡器
台
1
读卡距离为3——8M
7
语音模块
台
1
发送语音方式的欢送信息、收费金额及收费后的礼貌用语
8
12V电源
台
1
给票箱内设备供电
临时车驶出停车场时，在出口处，司机将感应卡交给收费员，收费电脑根据感应卡纪录信息捕捉图片并与入口拍摄的画面进行对比，同时系统自动计算出应交费，并通过收费显示牌显示，提示司机交费。
收费员收费确认无误后，按确认键，电动栏杆升起。
车辆通过埋在车道下的车辆检测线圈后，电动栏杆自动落下，同时收费电脑将该车信息记录到交费数据库内。
贵宾车使用远距离卡，实现不停车出入。
所有车辆进出车场均抓拍图像，并进行车牌识别，贵宾车辆、月租、年租车辆车牌号码录入管理系统数据库后，可实现不停车出入。
收费亭及管理中心设备清单：
序
产品名称
型号
单位
数量
备注
1
收费计算机
台
1
收费员收费用的电脑
2
管理计算机
台
1
管理人员使用，用于处理日常事务，如：
发卡，卡续期，卡挂失，统计及查看收费报表等。
3
报表打印机
台
1
打印报表
4
卡片发行器
台
1
卡片注册及续期
5
车牌识别软件
6
通讯转换器
连接显示屏
车牌识别设备清单：
序
产品名称
型号
单位
数量
备注
1
彩色摄像机
台
2
收费员收费用的电脑
2
自动光圈镜头
台
2
3
室外支架、护罩及电源
套
2
4
图像捕捉卡
张
1
用于采集车牌信息
5
摄像机安装立杆
根
2
6
聚光灯
台
2
作为夜间补光使用
收费管理处内设备由收费管理电脑、感应卡控制器、报表打印机、对讲主机系统、收费显示屏、操作台组成；
收费管理电脑除负责与出入口票箱读卡器、发卡器通信外，还负责对报表打印机和收费显示屏发出相应控制信号，同时完成车场数据采集下载、读用户感应卡、查询打印报表、统计分析、系统维护和月租卡发售功能
3.3停车场管理系统工作流程
3.4停车场管理系统特点
贵宾车辆采用远距离读卡，保证贵宾车辆的不停车出入。
系统可对停车场的月租及临时卡两类用户进行管理。
自动发卡机功能：
临时卡进场采用车辆检测器与自动发卡机结合自动取卡并控制升闸。
做到“无车不出卡、一车出一卡”。
出卡机最大可存储350张卡片。
自动出卡机缺卡时可在入口显示屏及电脑屏幕上报警提示。
出入口票箱功能：
用于各类外部设备的摆放。
所有票箱均具有防水、防锈功能，并作豪华烤漆，适合室外各种恶劣环境下全天候使用。
语音提示功能：
出入口均设有语音自动提示。
入口提示欢迎信息，出口提示临时车辆的收费金额及欢送礼貌用语。
道闸用车辆检测器功能：
出入口自动道闸均具有自动落杆及防砸车功能。
读卡器：
所有读卡器均可以采用EM、MIFARE、HIC、Motorola等标准读写器，读写距离8-10cm.
计费方式：
月卡计费有：
按月、季度、年、一次性四种方式，临时卡有：
按时、按次、按日三种方式。
在线运行及脱机运行均可。
并可使用中央收费及出口收费两种模式。
显示屏功能：
入口显示屏：
平时显示各类欢迎信息。
车辆进入后提示操作，吐卡机状态显示、吐卡机缺卡提示、刷卡后状态提示、月卡即将到期提示、月卡过期提示。
出口显示屏：
月卡、临时卡刷卡状态提示、临时卡收费金额提示。
月租卡到期提示功能、月卡过期提示。
满位显示屏：
滚动提示车场内剩余车位信息。
停车场控制板功能：
可同时存储20000张卡和100000条刷卡记录。
并有多种通讯方式供选择。
如“TCP/IP、RS485、CAN总线”等。
可接入各类IC及ID读卡器。
可接入车辆检测器信号检测，并通过板上的RS232串口对出卡机进行控制。
可接入道闸运行的各种状态。
可接入显示屏对其显示的内容进行实时编辑。
图像对比功能：
系统具有图像对比功能，自动抓拍出入口车辆图像存档，防盗车。
灵活的系统配置，整个系统可兼容多种非接触式感应卡，在不改变整个系统的主体机构的同时，只需在出入口处更换相应的读卡机即可。
所有硬件设备采用RS485的现场工业总线协议，上层管理主机间则采用TCP/IP协议、数据库采用是微软公司的SQLSERVER大型网络数据库，因此与其他的管理系统具有较好的数据交换功能。
停车场管理软件采用SQL数据库，系统的性能得到大幅度提高，尤其在存储大量数据的情况下，系统性能不会有明显的变化。
稳定性高，采用数据库服务器系统，数据访问有服务器程序统一提供服务，不同于文件访问共享方式，数据访问的可靠性，稳定性得到增强。
车辆出入图片资料统一在数据库存储，由于资料统一存储，不同于文件方式，需要在各个工作站之间共享图片资料的目录，导致文件的安全性出现问题，系统容易被非法访问、甚至被认为破坏。
统计分析功能强大，可以随时查询分析以往的历史资料。
数据库可以不间断维护，不用停止操作即可对数据库进行备份，数据整理工作。
整个系统实时自控，定时巡检，确保停车场管理中心、各台停车场控制器及通讯线路的正常工作。
如果出现通讯情况异常，停车场管理监控主机就会产生通讯异常提示。
停车场系统的收费与刷卡记录数据具有不可修改性，保证数据来源的唯一性。
所有数据均有双层备份机制。
稳定可靠，绝不可能发生丢失情况。
针对进入停车场的军、警、特、政府车辆，采用优惠折扣率的方式进行管理，具体数值由管理员设定或修改。
系统管理员可增加不同的操作员，管理员可以针对不同操作的职责进行不同权限的设置进行分级管理，对于普通操作员只进行简单的收费管理，对于维护人员只能进行设备的维护功能，而对于财务人员只能进行数据查询和每班操作员的收费报表查询等权限。
3.5、车牌识别模块系统特点：
本系统由于采用了嵌入式、一体化的结构形式，并开发了高性能的算法，车牌自动识别系统具有了很高性能，具备了实际应用的能力和价值，具有如下重要功能特点：
1．具有车牌图像匹配功能
车牌号码识别是实现车牌辨识的重要途径。
但车牌号码识别的正确率严重依赖于车牌本身的质量。
因此仅仅依靠识别出的车牌号码来辨识车牌受到车牌质量的严重影响和限制。
另一方面，对于很多实际应用场合，只需验证入口和出口是否为同一车辆即可。
例如在停车场系统中也尤为具有实用价值，只需确认入口车辆和出口车辆是否为同一车辆，而不需真正知道车牌号码。
因此在车牌定位正确的前提下，可以通过车牌图像匹配的方法来验证车辆。
车牌图像匹配技术目前是国际先进的技术，对拍摄的车牌大小、位置、倾斜、亮度、对比度等差别具有适应性，可以快速、有效地辨识出两个车牌图像是否为同一车牌。
以高性能的车牌定位算法、字符识别算法和车牌图片匹配辨识算法为基础，对车牌的辨识摆脱了对车牌质量的严重依赖，具有了实用的能力和价值。
2．对不同光照的适应能力
由于白天、夜晚的光照环境相差很大，不同应用场地也有不同的光照环境，因此对电子快门和曝光强度进行自动的调整，以适应不同的光照环境。
为保证夜晚车牌的足够照度，将在傍晚自动开启补光照明，保证车牌具有足够亮度，获得很好的拍摄效果。
3．对自然环境的适应能力
为适应环境温度的变化，采用了宽温度范围的器件，并进行了大范围温度变化的实际测试，完全可以满足较大环境温度变化范围的应用。
对于环境温度变化更大的地区，对内部温度采取半导体温度调节技术加以调整，可满足温度变化范围非常大地区的应用。
同时具有很好的防雨、雪和高湿能力。
4．对闯关车辆的抓拍能力
在高速公路收费站，某些闯关车辆具有很高的行驶速度，在很高车速范围内依旧可以拍摄得到较清晰图像，完成车牌的定位和辨识。
5．相对于应用系统的独立性
因车牌辨识技术是正在迅速发展的领域，车牌号码识别和车牌图片匹配的算法的性能提升也是永无止境的研究领域，车牌辨识系统必须具有相对于应用系统独立的特性才能在系统调整、维护、算法升级等过程中不影响应用系统的运行，车牌辨识系统的意外损坏也不会暂停系统的正常运行。
由于采用了嵌入式、一体化的结构形式，系统的照明、拍摄、图像采集、车牌辨识算法都集成在一起，作为一个整体设备加以设计和实现。
这种结构形式使得同应用系统之间只通过通讯接口和通讯协议发生关系。
6．具有很高的系统可靠性
由于对系统的嵌入式、一体化的软硬件结构进行了优化、综合设计，不但增加了系统辨识车牌的性能，也增加了系统的可靠性。
由于不依赖于任何操作系统，具有很高的系统可靠性，并可在10毫秒内实现系统的复位，不会在意外情况下延误应用系统的运行。
第四章停车场管理系统软件介绍
1、友好的用户界面，易于操作。
2、状态栏内的通讯指示灯，能实时显示通讯状态。
3、可自定义车型、车场信息（如车场总车位数等）。
4、实时显示剩余车位数，满位时可在指定“显示屏”显示“车位已满”的提示信息，有空位时显示“有空车位”。
5、可自定义收费类型（包括按月收费方式的定义），并可指定所有车卡的收费方式，在刷卡后还可以进行更改（出口，入口刷卡）。
如下图：
6、车卡管理简单，易用。
所有车卡信息都保存在数据库内，初始化控制器或更换控制器后不会对车卡信息造成影响。
系统读取刷卡信息后，先对车卡权限、有效期进行检查，如果有权限才准进入。
有语音、显示屏提示功能。
7、语音提示功能：
在入口或出口刷卡后都有语音提示，月卡时还提示该卡的有效日期。
出口时还提示停车时间和应交费金额等。
并且入口和出口语音互不干扰，可同时播放。
8、显示屏提示：
在入口或出口刷卡后都有文字提示（在显示屏上显示相关提示信息），月卡时还提示该卡的有效日期。
出口时还提示停车时间和应交费金额等。
入口、出口可接多个显示屏可同时显示。
9、固定用户卡过期时，允许入场：
选择该功能，在月卡过期时仍允许进入车场并提示相应信息，否则提示“有效期已过”信息（语音和显示屏同时提示），并不放行。
10、满位时允许入场：
在车场车位已满的情况下允许或禁止车辆入场（选择时允许）。
11、显示屏调试工具：
可测试所有与系统相连接的显示屏，查看所有显示屏地址。
还可以校对显示屏的时间（将指定显示屏内的时间改为系统当前时间），更改显示屏的地址。
12、可以随时备份数据，并且操作简单。
13、控制器初始化功能：
可以将系统当前日期、时间赋给控制器，而不需对控制器进行复杂的操作，单击执行按钮即可完成。
14、用户可以自定义过夜费的收取条件和收费金额。
15、车辆进出图像查询：
可以查看所有车辆的进、出记录及相关信息（包括：
车卡，车主，入场时间，出场时间，入场、出场通道，操作员，入场、出场抓拍的图像等）。
16、强大的报表功能：
可以打印，打印预览所有数据，或过滤后的数据（只打印、打印预览满足设定条件的数据）。
预览界面如下：
17、用户交班报表：
可以查看，打印各操作员的收费信息和车辆出入记录。
打印预览如下图：
第五章停车场管理系统硬件设备介绍
各种票箱图例：
电动道闸系列
自动道闸（挡车器）AS238-DZ
技术参数
* 机箱类型：
外观可选
* 长 度：
0～6米
* 升降时间：
1.5～6秒可选
* 工作原理：
蜗轮力矩传动
* 通讯协议：
RS485接口或地感检测保护装置
* 箱体尺寸：
340×290×1030mm
* 使用环境温度：
-35度-+80度
* 工作相对湿度：
<95%
* 工作电源：
AC220V/150W电机功率：
300W
* 机身净重：
65kg
*适用温度：
-30℃～+85℃
主要功能
*手动按钮可作“升闸”、“降闸”及“停止”操作
*无线遥控可作“升闸”、“降闸”及“停止”操作
*停电自动解锁、停电后可用摇把手动抬杆
*具有便于维护与调试的“自栓模式”
*可选配车辆检测器，使具有“车过自动落闸”“防砸车”或“冲闸自动抬杆”功能。
*可选配路闸及通道两对红绿灯
*备丰富的底层控制及状态返回指令，使收费系统电脑可对道闸作最完备的控制
*可根据客户需要增加其它特殊功能
机械特点
*外形美观大方，结构小巧，箱体采用不锈钢等，坚固防水
*采用电动机的减速机构、传动机构来实现闸杆的升降
*采用具备软件陷阱与硬件看门狗的单片机控制，永不死机
*采用精密的全自动平衡机构使任意位置静态力距为零，从而最大限度的减小驱动功率和延长机体寿命
*箱体采用先进的防水结构及抗老化的室外型喷塑处理，坚固耐用，不退色
*配上地感检测保护装置，以及先进的压力电波检测技术，可有效防止砸车现象发生
*闸杆升降平缓、可靠、升降时间
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