大数据视角下智慧停车缴费系统优化策略研究

关键词：停车缴费系统；车位；大数据；信息共享

中图分类号：TP302；U491.7 文献标识码：A

0 引言

本文针对大中小城市不同路段停车缴费系统现状、车位信息应用以及车主找寻车位情况等方面做了充分的市场调研。分析结果是普遍存在多个繁忙路段车主找车位困难，既费时，又费力，车主迫切希望改变现状，实现找车位更便捷、停车更智能。

目前大数据处理技术在智慧停车缴费系统中的应用广泛，国内外都呈现出积极的发展趋势，但具体的现状和进展有所不同。国内智慧停车缴费系统是孤立的，仅对本段区域收费，车主智能查找车位困难，信息数据无法实现共享。不同地区的智慧停车缴费系统可能存在信息孤岛现象，不能从根本上解决车主找寻车位困难的问题，因此急需加强数据共享和互联互通。

在国外，日本和欧洲等地已经普及停车引导、实时信息查询、无人值守和自主缴费等应用。这些系统能够实时采集车辆进出、停车场利用率等信息，并通过运营分析制定动态的价格策略，以合理引导车流并提高停车网络的整体经营水平[1]。不同国家和地区的交通状况、城市规划等差异也导致智慧停车缴费系统的应用和发展层次不同，模式多样化。

本文旨在最大限度地利用有限的车位资源，实现不同场地车位资源共享，将车位信息上传至大数据平台进行监控，由数据控制中心统筹管理，规划调度，车主通过手机APP实时查看车位信息，并依托北斗导航定位实现车主智慧预约、智慧缴费。优化后的智慧停车缴费系统可以提升车主、车位、数据平台三方协同配合效率，为解决车主找车位难、停车难、缴费不方便、信息滞后等突出矛盾提供可行方案。

1 大数据共享车位分析

智慧停车缴费系统以大数据处理技术为核心，采用软硬件结合的方式将城市广场、路边停车场等不同场地车位信息数据联网，上传至数据控制中心。数据信息实时更新，保障数据的准确性和实效性。数据控制中心将车位信息与手机APP 绑定，车主可通过手机APP 充分发挥北斗3D 定位优势，清晰显示当前路径并且快速查找共享的车位；车主选择最优路径来找到车位，将汽车停入车位，同时将车位使用信息的变更情况及时上传至数据控制中心。大数据平台可以监控车主找寻车位的全过程，这既可以解决车主找车位难、停车难的问题，又可以实现后期智能缴费。此外，该系统具有多任务多用途拓展功能，可建立会员制，与智慧交通数据共享，提供多种P+ 增值服务（代驾预约、智慧洗车、违章查询、附近酒店及加油站等），提升车主出行体验。大数据信息共享框图如图1 所示。

1.1 研究思路

（1）车位信息联网。在车位信息中植入唯一的识别号，该识别号是唯一的媒体存取控制（mediaaccess control，MAC）地址。同时该车位信息互联，由数据控制中心颁发唯一的进网许可证，以物联网信息交换实现车位终端设备与大数据平台的硬件连接和信息接收与发送。

（2）以数据控制中心为主体，实现与车位终端设备的联通，以及与手机APP的信息共享。车主通过手机APP 实现车位信息的查找，具体包括已使用、未使用和可以预约的车位信息；车位处于故障或维护状态也可在手机APP 中显示，并在大数据平台中进行记录。

（3）应用多种技术实现精准车位信息登记。对于已经入库车位，传感器触发车位终端缴费系统，完成系统自主缴费，并同时将收费信息上传至手机APP 和数据控制中心。

（4）设备应用需进行防潮、防涝处理。采用双电源供电方式，即光伏板蓄电和电源充电，保证设备的电源供电正常。同时大数据平台及时监控设备，通过特定传感器监控设备工作状态，实时掌控设备是否老化、温度是否正常等异常情况。

1.2 研究优势

智慧停车缴费系统依托智慧交通来建立数据控制中心，实现车位信息统筹调度管理。对各自独立的小区停车场、酒店停车场以及公共停车场进行统一规划和管理，可以最大限度地方便车主找车位、停车，并且实现车位的监控、调度与实时管理。此外，该系统还可以及时更新新建停车场信息。车主通过手机APP，实现车主查找车位信息、车位预约和缴费的功能。

2 研究内容

智慧停车缴费系统依托大数据处理技术，将地上停车场、地下停车场等独立的停车缴费系统进行信息互联，同时利用现有的车牌识别、车位诱导、无人值守、移动支付停车等技术，以及数据信息运维，实现车位信息的优化和统筹管理，综合调配车位信息库。将车位信息与数据互联，为后续车主智慧停车、缴费及其他功能应用提供数据支撑，从而实现车位的管理。

在研究实施过程中，一是将市区内小区、酒店、公共停车场等地上停车场、地下停车场，路边停车位、立体车库车位信息，以及已经购买或者租赁的车位信息及时上传数据控制中心，数据控制中心与智慧交通实现数据的共享，确保车位信息准确，便于后期管理统筹。二是开发手机APP，以供车主使用。车主可以根据数据控制中心的车位信息，查看车主附近的车位状况。根据车主对地上车位、地下车位、酒店附近车位的不同需求，开启优先选择模式，完成车位预约，再通过北斗精准定位快速驶入车位，并且利用手机APP 实现智能缴费。

3 智能车位终端优化

智能车位终端在智慧停车缴费系统中较为关键，直接影响数据信息是否能够精准及时上传。本文采用硬件与软件相结合方式，车位终端设备可以多方位监控车位信息，起到数据采集的作用，具体功能：一是感应车位是否有车辆；二是确定车辆驶入后，感应设备开始计费；三是对于违法车辆予以警告并提醒其驶离，并且将信息传递至大数据平台。因此，车位终端设计中感应设备具有数据传送、执行指令和自我控制等作用[2]。

3.1 传感器

本文将压力传感器与红外传感器相结合，实现数据匹配，压力传感器采用特殊材质埋于地下，避免损坏。红外传感器负责感应检测车辆是否停入，压力传感器负责再次感应车辆驶入，判断车辆载重是否处于合适范围，将信息上传监控设备，进而判断车辆是否预约，若已预约，则计费开始，设备指示灯为红色，手机及时显示此车位已占用；若未提前预约且占用车位，则立即报警提示，提醒相关车主将车辆驶离。

3.2 控制部分

将射频识别（radio frequency identification，RFID）技术与大数据平台相结合，远程精准控制车位信息。每个车位都有固定、单独且唯一的序列号。通过比较驶入车位的车辆车牌和车位序列号，以确定车位是否被占用。在车辆到达前完成无接触远距离感应[3]，即可实现一系列的流程（如车位信息的识别、判断、智慧缴费的开启）。同时配备微型高清稳定摄像头进行无死角监控，感光设备器根据周围光照强度来自动打开光源进行摄像定位，实时向车位终端设备传输数据[4]，以达到监控单个车位信息的目的。

3.3 电源

利用太阳能光伏板为车位识别设备蓄电，通过蓄电设备和逆变器优化组合，实现多路电源稳定输出，并且设置备用电源接口，便于外接电源的接入，保障车位识别设备的正常工作。

3.4 车位终端软件

以大数据平台为中心，将其连接车位终端设备及手机APP。

（1）对接入大数据平台的市网各个区域路段所有车位进行编号，实时定位检测数据，将数据整合上传至数据控制中心，实现大数据的信息采集和实时处理[5]。

（2）将车位预约信息、已停车辆信息和智慧缴费信息通过物联网、云计算进行实时连接，并且对其及时控制，发送相关指令。

（3）外来车辆可以通过手机APP查询当地车位信息，完成网上预约，并且依据导航选择最优路径，进入指定车位。

（4）采集已停车辆的信息，监控车辆状态，实时跟踪，将车辆的剐蹭等突发状况信息同步至手机APP，便于车主第一时间处理。

4 智慧停车功能优化

4.1 智慧预约

经过数据分析，武威市凉州区共和街车位数量约为240 个，平时当日统计车流量为2 443 辆，停车次数为1 000 次以上，车位较为紧张。对其停车缴费系统进行优化，在手机APP 上及时显示车辆当前位置和周边车位信息，车主通过手机APP预约车位，利用不同颜色标注车位信息。正常工作状态下，绿色为空车位；红色为已停车位；黄色表示已预约车位，但是车辆未驶入。特别工作状态下，橙色为车位故障状态；蓝色为车位免费使用，以应对突发状况。根据车主的目的地提前进行手机预约，此时数据立即传递给大数据平台，平台发送指令至车位终端接收器，指示灯由绿色变为黄色，手机显示预约成功。车辆驶入车位，指示灯变为红色，计费开始。注意对于已预约车位必须在规定时间内停车，如一类路段10min、二类路段15 min。若未能在预约时间内驶入车位，系RImikeGqAVjjVRIt/xSPx1Vu3c6juGSUggGDNwWehyw=统将取消预约，绿灯亮起，重新显示为空车位，便于其他车主预约，提高预约效率。对于出现不文明预约情况，将做以下处理：若未进行手机预约，车辆强行进入已预约或者未预约车位，车位的检测设备将会报警提醒车主驶离，如仍未离开，将上传平台进行后续处理。

4.2 智慧缴费

在车辆停入车位后，通过车位感应器自动开启智慧缴费系统。智慧缴费区别于人工收费和其他停车收费，其可以智能识别不同路段，并且根据收费标准收取停车费。智慧缴费系统可以及时、准确完成车位缴费，并且自动联网扣费，无须人工干预，车主可以随时通过手机APP查询缴费记录。缴费信用良好的车主可以获得免费停车时间、停车费用折扣等多种优惠。

4.3 智慧跟踪

智慧停车缴费系统可对全市或者某一地区的全体车位信息进行覆盖。通过数据控制中心监控车位信息，利用手机APP 可以查询所有车位信息。同时车主拥有高度的优选权，车主在预约车位时可以根据天气、路况优先选择有利车位，并且手机APP还能够实时更新新建停车场车位信息，极大提升效率，为车主提供便利。

4.4 P+增值服务

当车位已满时，数据控制中心可将备用路段启用作为临时停车位，缓解车位压力，但这需要依据不同城市区域路段的车位吞吐量而定[6]，以实现车位最大化利用。此外，P+增值服务包括车辆保养、车辆维护、车辆违章查询、代驾预约、智慧洗车，提供车位周边车辆服务信息，为车主提供更完善的服务。

5 结论

该研究充分依托大数据处理技术，通过车位终端信息物联，实现多个停车场车位信息的共享，将有限车位最大化应用。通过将手机APP、车位终端设备和数据控制中心相结合，实现智慧预约和缴费，解决车主找车位难、停车难的问题，同时扩展多种功能，满足车主不同需求。该系统可以加快多种信息技术的综合应用，促进新思路、新方式的融汇使用，以进一步优化智慧停车缴费系统，为提升智慧交通管理服务水平提供实践依据和应用价值。