文/马利
上世纪五六十年代，在汽车逐渐普及的背景下，传统的停车场管理开始出现。随着社会生产力的提高和经济的发展，汽车保有量逐年攀升，各种停车问题凸显，传统停车场管理模式面临着巨大的压力，引进高效率的先进技术显得十分必要。21世纪初，物联网迎来了发展的春天，该技术也被逐渐应用到停车管理系统领域中，使停车日趋智能化。
一、物联网概念
物联网(InternetofThings)指的是通过将末端设备和设施按照一定的机制，为人们提供各种安全可控乃至个性化的实时管理和服务功能，实现“万物”的“高效、节能、安全、环保”与“管、控、营”一体化，简单地说，物联网是通过计算机互联网以及其他先进的技术构造出一个能够覆盖万事万物的InternetofThings。物联网主要实现在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的CockpitDashboard)等多项功能。
“物联网”概念从1999年就被提出，但直到在2005年的信息社会世界峰会上才正式确立物联网这一概念，并逐步融入到各种不同的领域，其中就包括停车管理系统领域。发展至今，物联网技术主要有三层技术结构：感知层，主要包括温度传感器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等；网络层则包括私有网络、互联网、有线和无线通信网等；应用层则是物联网在各行各业中与用户的结合，实现万物相连接的智能应用。
二、物联网技术在停车管理系统中的主流应用
随着停车管理系统智能化的需求不断上升，越来越多的物联网感知技术渗透到该行业中，并得到了很好的应用，比如广泛应用于各种类型停车场出入口快速通车的无线射频识别（RFID）、高速出入口收费处的电子不停车收费系统（ETC）、大型停车场内促进快速停/取车的引导技术（车位引导及反向寻车系统）、城市主干道的停车信息诱导等，此外，还有图像对比、红外线防砸等技术，也同样采用物联网技术。
图1 厦门保税区物流园停车场管理系统
1、以RFID技术主导的停车场管理系统
无线射频识别技术是常见的物联网技术，俗称RFID技术，英文名为RadioFrequencyIdentification，是一种常用的通信技术，通过无线电讯号来识别和读写目标的相关数据，进而建立机械或光学接触。该项技术目前应用很广，比如在图书馆、食品安全溯源等领域，近几年该项技术也被逐渐应用到停车场管理系统领域中，并不断普及开来。
理解RFID系统的工作原理并不难，以厦门保税区物流园智能停车场管理系统为例，该套系统中就包含有RFID系统，主要由远距离读卡器（阅读器Reader）、停车卡（应答器Transponder）、应用软件系统三部分构成。
图2 不停车收费管理系统示意图
车辆从入口准备进入停车场时会触发到地感线圈，此时远距离读卡器开始工作，接收停车卡发出的射频信号后并对其进行解码，将最终结果送至中央信息系统与其他相关的数据进行处理，同时系统发送指令到道闸，命令道闸抬杆放行车辆，前后时间不到3秒钟，车辆可实现不停车进场。
2、基于ETC技术的高速收费系统
高速ETC即电子不停车收费系统，与上面所提到的RFID系统相比，该项技术更加先进，是目前世界上最优秀最先进的收费系统，广泛应用于高速公路收费领域，在道路、大桥、隧道收费当中也备受欢迎，过往车辆通过道口时无须停车，即能够实现车辆身份自动识别、自动收费。
高速ETC技术主要涉及到自动车辆识别技术、自动车型分类技术、短程通信技术、逃费抓拍系统技术、红外技术等，由后台系统、车道控制器、RSU（路侧单元，俗称读卡器，通常安装在车辆的左上方）和OBU（车载单元，即俗称的车卡，一般都固定在挡风玻璃的正上方）等组成，其中OBU采用DSRC技术，建立与RSU之间微波通讯链路，在车辆不停车的状态下，系统会自动进行车辆身份识别、电子扣费等动作，进而实现不停车、免取卡，建立无人值守车辆通道。
图3 高速ETC系统示意图
如图3所示，进入高速公路时，车辆在慢速行驶的状态下触发地感线圈，从而进入RSU的读取范围内并完成读取OBU步骤，接着后台系统对该车辆进行身份识别和信息储存，接着系统发送抬杆命令给道闸，道闸杆快速升起，车辆完成相应信息登记后进入高速；待车辆从某一个高速路口准备离开时候，RSU再次对车辆进行身份识别，系统处理后自动计算出应该缴交的费用，在电子扣费完成之后，道闸升起，车辆快速通行。
图4 某高速ETC收费通道
3、基于车牌识别探测技术的车位引导及反向寻车系统
图5 车位引导及反向寻车系统原理图
基于车牌识别探测技术的车位引导及反向寻车系统是一套帮助车主实现快速停车和找车的智能化停车场管理系统，如上图所示，一套完整的系统主要由服务器、管理电脑、交换机、车牌识别车位摄像机、指示灯、车位/区位显示屏、反向寻车终端等部分组成。
该系统中最重要的两个部分是车牌识别探测器和反向寻车终端：车牌识别探测器采用先进的车位探测技术，连续采集车位的视频流图像，运用计算机视频侦测和识别技术来判断车位是否停有车辆及字符识别停放车辆的车牌号码；反向寻车终端又称为视频处理找车机，是车位引导及反向寻车系统的控制核心，内置视频侦测与车牌识别模块，对车位摄像机送来的视频图像数据进行处理，提取出车位信息、占用信息和停放车辆的车牌号码信息，发送到系统服务器供系统调度使用。另外，视频处理找车机还能为驾车者提供停车位置标记和反向查找停车位置的功能，通常安装在停车场的主要公共通道处。
图6 上海市家乐福古北店车位引导系统案例图
上海市家乐福古北店就是采用这一种智能化的停车场管理系统，帮助管理整个停车场的秩序，为顾客车辆提供便利：车辆在进入停车场之后，可以通过区位显示屏的指示快速到达剩余空车位的区域，然后再根据车位上的车位指示灯的指示（绿灯为空车位、红灯为满车位）实现快速停车；当车主准备离场时，可以在反向寻车终端上输入相关的停车信息，系统通过迅速的计算显示车辆所在车位位置，并为车主提供一套最快的找车方案，帮助车主快速取车。
4、城市停车诱导系统
城市停车诱导系统是一种将各个停车场的车位信息进行整合，并进行智能联网数据上传，在多个终端上进行数据的实时发布和更新，以引导车主实现便捷停车，解决城市停车难问题的智能系统。
一套完整的城市停车诱导系统主要包括停车场数据收集系统、数据处理判断系统、停车场数据综合发布系统。如上图所示，通常情况下，停车场数据综合发布系统主要包括四方面：一级诱导显示屏、二级诱导显示屏、三级诱导显示屏、城市智能停车系统云平台，其中一级诱导显示屏主要安装在交通主干道上，二级诱导显示屏安装在停车场周边区域的街道两旁，三级诱导显示屏主要安装在停车场附近或者入口处，城市智能停车系统云平台（支持车位预定等智能化功能）则依托手机客户端、因特网等。
图7 城市停车诱导系统
各个停车场内通过车位探测器将各个车位的信息汇总至数据收集系统，然后传送到数据处理判断系统，经过分析处理得出每个停车场实时剩余停车位，并通过网络将这些信息汇总到停车场数据综合发布系统，再由该系统分享到其各个子系统中去，为车主提供实时的车位信息。
三、物联网技术在高速和停车场中应用的优势
物联网技术的不断革新和应用对提升停车管理系统的智能化发挥了重要的作用，其主要表现在以下几个方面：
1、有效利用车位资源，改善城市主干道交通
借助互联网实现各停车场的信息共享，并通过城市主干道的信息显示屏向车主实时提供周边停车场车位的使用情况，帮助车主做出最快最正确的选择。该项技术的应用帮助缓解城市交通拥堵状况，减少无效交通流量，降低车辆尾气排放和噪声，极大地提高原有车位的利用率，进而提高城市交通效率，并达到绿色节能环保的目的。
2、实现不停车出入停车场
通过ETC或者RFID的技术应用，车辆可以不停车的快速通过停车场或者高速出入口。一般情况下，车辆进出停车场两个过程的总时间大约在30s到1min之间，在物联网技术的帮助下，时间最短可以缩减到10s以内，相比之下总耗时更短，因此能进一步地促进车辆快速进出，保证出入口车辆的畅通。
3、指引车主快速停/找车
车位引导技术的应用是停车场管理系统对物联网技术的有效应用，通过超声波或者视频探测技术，指引车辆实现快速停车：车辆进入停车场后，通过车道上方的区位引导屏和车位上方的车位指示灯可以实现简便寻找车位快速停车，免去了车辆进入停车场后四处寻找空车位的烦恼和不便，避免了停车场内交通堵塞问题的发生，让整个停车场更加井然有序，为停车场管理者分了忧。
反向寻车系统通过在停车场内主要路口设置寻车终端（找车机），车主在输入相关信息之后系统显示车辆停放位置和最快的找车路线，帮助车主快速找到车辆，省去了麻烦，在大型停车场内其优势更为明显。
四、结语
尽管物联网技术发展不到20年，但凭借自身优势很快地渗透到各个领域，其发展速度超乎寻常，基于物联网的停车场管理系统已实现了停车预约、车位引导、快速通车和收费等智能化功能。随着我国汽车保有量不断增加，停车智能化需求将更加迫切，相信物联网技术定能更广泛地应用到停车管理系统中，发挥出更重要更显著的作用。
(作者系厦门大手控制技术有限公司总经理)
