CN104408967B - 一种基于云计算的停车场管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于云计算的停车场管理系统，包括车辆信息采集子系统、线程管理子系统、资源配置子系统、云端设备子系统、移动网络接口子系统和自动控制子系统。本发明所述系统可以与智能手机客户端实现交互，以云计算平台作为其处理架构，并且以大数据平台作为信息基础，基于服务线程进行资源分配、数据处理和请求响应，并且通过划分静态和动态的服务线程，实现资源的高效分配和合理利用，充分符合停车场自身的运行规律，能够满足行车过程中对服务的较高实时性要求。通过本发明的系统，能够支撑车位余量预测查询、车位优化选择、出入场路线规划、取车导航以及停车费移动支付等一系列智能化的应用场景。

Description

一种基于云计算的停车场管理系统

技术领域

本发明涉及计算机技术，更具体地，涉及一种基于云计算的停车场管理系统。

背景技术

由于大中城市当中汽车保有量的不断增加，各种停车场的规模不断扩大，有的停车场可能达到数千个车位，有的停车场由若干个大型停车区共同组成，停车场内部的结构和规划也日趋复杂。对于大型和复杂停车场的管理，必须要借助以计算机网络为基础的停车场管理系统。

传统的停车场管理系统，其功能主要包括出入控制、计时收费、车位余量统计、监控录像等方面。随着技术的发展，停车场管理系统的软硬件设施都处在不断改进和完善当中，目前比较主流的发展方向包括：基于车牌识别实现出入控制和计费管理，利用NFC通信技术实现无需停车的ETC费用缴纳和通行等。但是，这些技术仍然属于传统功能的延续和升级，并没有给停车场管理系统带来新的功能扩展。

随着移动互联网设施的普及，智能手机的功能得到全方位扩展，成为了随时随地接入到各种服务的入口，人们购物、订餐、缴纳费用、导航、查询信息、订票甚至预约医生，都已经逐渐习惯在手机终端上进行。在这样的大背景之下，我们当然希望以智能手机等移动互联网终端作为入口，通过运用停车场服务的客户端，获得各种更具智能化的停车场服务。

例如，用户希望能够利用智能手机实现对停车场车位余量的查询，从而避免到达停车场后遇到车位全满的情况。为了满足这一需求，停车场管理系统仅针对当前车位余量信息提供实时统计和远程查询是不够的，因为停车场内车辆的数量经常在较短时段内发生明显变化，有可能用户在出发之前进行查询的时候空闲车位还非常充足，而在半小时后用户驾车来到停车场时车位已经被完全占满。因而，在智能化的停车场服务中，停车场管理系统需要支持根据场内车辆数量的变化趋势实现对未来一定时段车位余量的动态预测查询。

基于智能化的停车场服务能够实现车位的优化选择。很多大型停车场是嵌入到商业区和生活区内部的，占地范围广阔，为了节约时间，用户当然希望选择位置更靠近目的地的车位，但是却不了解目的地周边的车位占用情况，因而常常会遇到错过了很多稍远的空闲车位之后，却发现目的地附近已经没有停车位置的局面，或者是将车停在较远的位置后发现目的地周围其实还有不少空闲车位。另外，停车场中的车位包括露天车位、地下车位、一字形车位、非字形车位等多种类型，今后还会出现专用于电动车的充电车位，用户基于车辆需要、自身偏好乃至停车技术水平等个体属性，对车位的选择有着自己的特定需求。因而，智能化的停车场服务可以基于用户的实时位置、个体属性以及停车场动态车位状况，向用户的智能手机推送最优化的车位选择方案。而且，在车位接近饱和的情况下，通过推送能够帮助用户及时发现空闲车位。

对于大型停车场来说，在高峰时段不论是入场还是出场都存在车辆排队的现象。智能化的停车场服务可以支持对停车场各入口和出口的实时车况进行查询和推送，从而方便用户合理选择出入口并计划入场及离场路线。

很多大型停车场内部的规划和路径都非常复杂，对于不熟悉的用户来说，一方面容易忘记停车区位和车位编号，另一方面即便记住了这些信息也经常会遇到迷路的困难。智能停车场管理系统能够提供寻找车辆功能，用户可通过车牌号查询车辆停放的车位位置，并且获得相应的导航服务。

智能化的停车场服务也能够为交费提供更加方便快捷的途径。目前在停车场出口，不论是刷卡计时，还是基于车牌识别技术的拍照计时，都需要停车、报价、付费、抬杆等一系列操作，在这一流程下平均每辆车要延迟半分钟以上，加剧了停车场出口的排队拥塞。ETC缴费虽然能够解决这一问题，但是需要事先在车辆上安装专用芯片以及开通账户和充值，普及程度很低，也不适合于非会员的流动用户。而在智能化的停车服务中，用户可以利用智能手机向停车场管理系统发起请求，获得计时和费用信息，并且利用手机的移动支付功能进行缴费。停车场管理系统在确认收到费用之后，为已缴费车辆设定离场时限，在离场时限内该车辆驶抵出口处时，则系统自动抬杆放行，这样能够实现真正的无停车离场，能够从根本上提高出口的运行效率，缓解排队现象。

显然，对于现有技术当中以控制出入、计时、收费为主要功能的停车场管理系统来说，其信息化程度和处理能力都处于较低的水平，甚至本身是完全封闭的内部系统，不能实现互联网的接入，更没有基于移动互联网提供信息交互的能力，无法满足用户越来越强烈的智能化停车服务的需求，难以实现上述任何一方面的功能。

发明内容

为了满足以移动互联网为基础向用户提供智能化的停车服务的需求，本发明提供了一种基于云计算的停车场管理系统。通过本发明的系统，能够支撑上文中提到的车位余量预测查询、车位优化选择、出入场路线规划、取车导航以及停车费移动支付等一系列智能化的应用场景。

本发明构建了以信息提取、分析和管理能力为核心的停车场管理系统。为了支持智能化停车服务，该管理系统具有大数据平台作为信息基础。而且，由于用户对停车服务的各种需求一般都是具有极高时效要求的即时性服务需求，因而区别于一般的大数据系统，本发明所述停车场管理系统具有快速、高效的数据处理架构，从而能够在海量数据之上提供实时化的用户响应。智能化的停车管理系统还具有面向移动互联网的开放的接口体系，开放的接口有助于系统实现多源的数据获取，并且支持向智能手机的客户端平台提供停车场相关的数据和服务。

本发明将智能化停车场管理系统以云计算的方式加以实现，从而提供了一种非常理想的大数据解决方案。云计算将数据任务分配于接入互联网的大量运算资源和存储资源，从而提供了开放、灵活、强大、高速和低成本的信息处理能力，能够支持各种复杂应用和服务获取自身所需要的运算能力和存储空间。云计算体系能够为智能化停车服务所必需的大数据采集、分析和处理提供充足的资源；而且，将数据的存储和处理都放在云端进行，降低了停车场系统现场设备的能力要求，节约了系统成本；通过以互联网为基础的云计算体系，还能够将空间上分散的停车场共同组织起来，通过在智能手机上建立一个统一的客户端平台，面向海量用户提供智能停车服务。

在停车服务过程当中，车辆具有静态和动态两种状态，动态出现于入场和离场过程当中，而静态是车辆停靠于车位后在一定时段内所保持的稳定状态。从数据的层面来看，在动态阶段，与车辆实时状态相关的数据需要频繁更新，而且在这一阶段用户对各种智能化服务的请求会更为多发，系统响应这些请求的实时性也具有更高的要求，这也就意味着系统需要为之分配更多的资源；相对而言，在静态阶段，车辆状态的数据保持稳定，用户的服务请求减少，对响应实时性的要求也有所降低。从宏观上看，停车场内静态车辆的平均数量在总体上要多于动态车辆。因而，本发明在系统架构和数据处理机制上，充分面向停车场运行状态本身的特性和需求，实现了优化的资源分配。

本发明所述基于云计算的停车场管理系统，其特征在于，包括：

车辆信息采集子系统，包括摄像机和车位红外感应器，其中所述摄像机用于拍摄车辆画面并获得车牌号码，所述车牌号码作为标识信息；所述车位红外感应器用于感应判断每个车位状态是空闲还是非空闲；

线程管理子系统，用于针对每个车牌号码创建和运行的服务线程，所述服务线程调用和生成所对应的车牌号码的临时数据和记录数据，响应针对所对应的车牌号码的用户请求和系统内部请求；线程管理子系统还用于运行公共线程，所述公共线程执行全局运算，全局运算结果为服务线程响应用户请求提供基础数据；并且，公共线程之间，以及公共线程与服务线程之间可以通过所述系统内部请求及其响应进行交互；

云端设备子系统，包括云端计算子系统和云端存储子系统，用于基于互联网提供分布式计算资源和存储资源；

资源配置子系统，用于为所述公共线程和服务线程配置云端设备子系统提供的所述分布式计算资源和存储资源；

移动网络接口子系统，用于通过移动网络与客户端执行交互，并且将收到的用户请求传输至所述线程管理子系统，向客户端反馈对所述用户请求的响应结果；

自动控制子系统，用于根据线程管理子系统的指令控制停车场出入口抬杆。

优选的是，所述线程管理子系统具体包括：

线程生成模块，用于针对所述车辆信息采集子系统的摄像机拍摄提取的车牌号码或者用户请求针对的车牌号码，创建相应的服务线程；

映射存储模块，用于保存服务线程的线程ID与车牌号码之间的一一对应关系，以便调用服务线程来响应与特定的车牌号码关联的用户请求和系统内部请求；

线程运行模块，用于运行服务线程以及公共线程，并且根据服务线程是否符合预定条件而将其设置为动态服务线程或者静态服务线程，并且维护动态服务线程队列组成的动态服务线程池和静态服务线程队列组成的静态服务线程池；

系统接口模块，用于通过局域网接口连接所述车辆信息采集子系统获得车牌号码以及车位状态；通过专用网络接口连接资源配置子系统和云端设备子系统；通过移动网关接口连接到移动网络接口子系统；通过工控端口连接自动控制子系统。

优选的是，所述资源配置子系统用于为所述公共线程分配固定的临时存储空间以及计算资源；并且所述资源配置子系统根据动态服务线程池和静态服务线程池中的线程数量确定分别分配给动态服务线程和静态服务线程的计算资源和临时存储空间的总量。

优选的是，所述资源配置子系统为动态服务线程池中的每个动态服务线程保留固定的专用计算资源和临时存储空间；并且所述资源配置子系统根据任意一个静态服务线程提出的申请资源的系统内部请求，为该静态服务线程配置可用的计算资源和临时存储空间，并且在该静态服务线程的任务执行完毕后回收配置的计算资源和临时存储空间。

优选的是，所述资源配置子系统为每个车牌号码在云端存储子系统分配存储空间，所述服务线程以车牌号码为索引在相应的存储空间中建立记录数据，记录与该车牌号码相关联的停车模式数据；并且所述服务线程和公共线程可调用所述记录数据。

优选的是，所述线程管理子系统为通过所述车辆信息采集子系统的摄像机拍摄提取的动态车辆的车牌号码创建和运行动态服务线程，以及针对通过所述移动网络接口子系统接收的用户请求为对应的车牌号码创建和运行动态服务线程，并且在通过所述车辆信息采集子系统的摄像机和车位红外感应器确定车辆转变为静止于车位的静态车辆之后，将对应的车牌号码的服务线程作为静态服务线程置入并始终保持在静态服务线程池中。

优选的是，所述静态服务线程收到用户请求时，线程管理子系统根据用户请求的类型，确定将所述静态服务线程转化为动态服务线程或者保持该静态服务线程并向所述资源配置子系统提出申请资源的系统内部请求。

优选的是，如果在预定的时段内没有收到针对某个静态服务线程的用户请求，并且所述车辆信息采集子系统的摄像机没有拍摄并提取到该静态服务线程对应的车牌号码，则所述线程管理子系统清除该静态服务线程。

优选的是，所述动态服务线程对表示其相应的车牌号码的当前状态的临时数据进行实时更新。

优选的是，所述公共线程包括车位状态监测公共线程、车位余量动态预测公共线程、停车场出入口流量分析公共线程。

综上所述，本发明的停车场管理系统以信息提取、分析和管理能力为核心，具有移动互联网基础上的通信和服务能力，可以与智能手机客户端实现交互，能够各种支撑智能化的停车服务。本发明以云计算平台作为其处理架构，并且以大数据平台作为信息基础满足用户偏好等需求。本发明基于服务线程进行资源分配、数据处理和请求响应，并且通过划分静态和动态的服务线程，实现资源的高效分配和合理利用，充分符合停车场自身的运行规律，能够满足行车过程中对服务的较高实时性要求。通过本发明，能够支撑车位余量预测查询、车位优化选择、出入场路线规划、取车导航以及停车费移动支付等一系列智能化的应用场景。

附图说明

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：

图1是本发明所述基于云计算的停车场管理系统的整体架构示意图；

图2是停车场管理系统的线程管理子系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明所述的基于云计算的停车场管理系统的整体架构示意图。本系统从整体上看包括车辆信息采集子系统、线程管理子系统、资源配置子系统、云端设备子系统、移动网络接口子系统和自动控制子系统。

车辆信息采集子系统从硬件上看包括摄像机和车位红外感应器。摄像机安装于停车场的出口、入口、行车道以及各车位区域等位置，其功能是拍摄车辆画面，并利用字符提取和识别算法从画面中获得车牌号码。该车牌号码将作为车辆和对应用户的标识信息，在本系统中发挥重要的作用。另一方面，通过摄像机的拍摄和提取标识信息，还实现了对车辆在停车场中的实时位置的定位。可以利用摄像机覆盖停车场的全部有效区域，包括出入口、行车道以及各个车位。在大多数地下和室内停车场中GPS定位技术无法发挥作用，因而本系统可以将当前时间点拍摄到某车辆的摄像机的位置确定为该车辆的实时位置，这种等效通常完全可以满足以停车服务为目标的定位精度要求，例如，在上面提到的取车导航服务中，如果用户查询的目标车辆处于某摄像机的有效拍摄区域之内，那么可以将该摄像机的位置作为目标车辆位置提供给用户，在用户到达该摄像机所在位置之后，通过人眼就能够很容易地看到该目标车辆。车位红外感应器安装在每个车位附近，能够感应判断该车位上是否有车辆停放。

图2是线程管理子系统的结构示意图。线程管理子系统包括线程生成模块，该模块用于为通过车辆信息采集子系统所拍摄和提取的每个目标车辆创建和维护相应的服务线程，并且，如果通过下面将会介绍的移动网络接口子系统收到智能手机客户端发来的用户请求，也会为该智能手机客户端注册的车牌号码创建相应的服务线程。线程管理子系统具有映射存储模块，该模块以映射表等形式保存服务线程的线程ID与目标车辆的标识信息(也就是车牌号码)之间的一一对应关系，从而使线程管理子系统的线程运行模块能够调用该服务线程来响应与特定的车牌号码关联的请求，例如响应由注册了该车牌号码的智能手机客户端发来的用户请求等。线程运行模块负责运行各个服务线程，服务线程调用和生成所对应的车牌号码的临时数据和记录数据，例如维护临时数据中关于目标车辆位置等状态信息，响应针对目标车辆的用户请求和系统内部请求，输出与目标车辆相关的信息。与停车过程中动态和静止车辆的变化模式相适应，线程运行模块维护动态服务线程池和静态服务线程池两个队列。在车辆入场和离场的动态过程当中，与车辆实时状态相关的临时数据需要频繁更新，反映车辆历史信息的记录数据也会被频繁读取，而且在这一阶段用户请求会更为多发，对请求响应的实时性要求高，因而动态下的目标车辆所对应的服务线程会被线程运行模块置于动态服务线程池当中；相反，车辆停靠于车位后会在一定时段以内所保持稳定的静态，反映车辆状态的临时数据不再更新，用户的服务请求减少，对响应实时性要求降低，因而线程运行模块会将停靠车辆的服务进程从动态服务线程池迁移至静态服务线程池。在实现过程中，如果停车场的摄像机拍摄并提取了某个车牌号码，线程生成模块查询映射存储模块发现不存在该目标车辆对应的服务线程，则创建新的服务线程并保存于映射表当中；如果通过所述移动网络接口子系统收到智能手机客户端发来的用户请求，如果该客户端下的注册车牌号码没有对应的服务线程，也创建相应的服务线程；新创建的服务线程被置入动态服务线程池当中；如果通过在某个面向车位的摄像机中拍摄并提取了目标车辆，并且车位对应的车位红外感应器已经被触发，则将该目标车辆的服务线程置入并一直保持在静态服务线程池中；如果通过摄像机确定车辆已经离场，即停车场的全部摄像机中都不能再提取出目标车辆(这里的离场也包括虽然收到了智能手机客户端的用户请求，但是相应的车辆一直没有在停车场中实际出现的情况)，则经过一定的过渡时段，将该离场车辆对应的服务线程置入静态服务线程池，再经历一个的过渡时段后，从静态服务线程池中清除该离场车辆的服务线程。

在线程管理子系统的中，线程运行模块还负责运行维护公共线程。公共线程执行车位状态监测、车位余量动态预测、停车场出入口流量分析等全局运算，公共线程的执行有可能会调用停车场的全局性数据、各个车辆对应的临时数据和记录数据等，公共线程与公共线程之间、公共线程和服务线程之间可以通过系统内部请求及其响应进行交互，并且公共线程的运算结果能够为服务线程响应用户请求提供基础数据。线程运行模块通过公共线程池管理和维护公共线程。

线程管理子系统通过系统接口模块连接到停车场管理系统的其它各子系统。系统接口模块通过局域网接口连接所述车辆信息采集子系统，从而获得车辆信息采集子系统的各个摄像机所拍摄和提取的车牌号码，以及各个车位红外感应器的状态结果；系统接口模块通过专用网络接口连接位于远程数据中心的资源配置子系统和云端设备子系统，获得云计算形式的资源，从而实现下达运算任务并获得反馈结果；系统接口模块通过移动网关接口连接到移动网络接口子系统，以便基于移动互联网，实现与智能手机客户端的数据和指令交互；系统接口模块通过工控端口连接自动控制子系统，通过自动控制子系统控制停车场出入口的抬杆等作业。

为了实现大数据条件下实时的数据分析和用户响应，从而建立一个覆盖广泛地域的停车场和海量的智能手机客户端，并且支持各种复杂的智能化停车服务的停车场管理体系，本系统采用了云计算的架构，调用云端分布式的计算资源和存储资源。云端设备子系统分为云端计算子系统和云端存储子系统。云端计算子系统包括大量接入互联网的分布式计算设备，提供对数据和指令的分析、处理、响应能力。云端存储子系统同样是接入互联网的大量分布式存储服务器，存储服务器可以支持对数据的临时暂存以及长期存储。

资源配置子系统实现对云端计算子系统和云端存储子系统所提供的计算资源、存储资源的动静相结合的配置。对于计算资源，资源配置子系统将其配置于由线程管理子系统运行和维护的服务线程以及公共线程；对于存储资源，资源配置子系统一方面为服务线程以及公共线程分配临时的存储空间以便保存这些线程运行过程中需要或生成的临时数据，另一方面，资源配置子系统也负责为系统和用户数据分配用于长期存储的存储空间，从而实现大数据的收集和管理。

例如，资源配置子系统能够为线程管理子系统的公共线程分配固定的临时存储空间以及计算资源，优先保证公共线程的运行。资源配置子系统检测线程管理子系统的静态服务线程池和动态服务线程池当中分别存在的线程数量，根据数量比例，确定分配给静态线程和动态线程的计算资源和临时存储空间的总量。对于动态服务线程池中的动态线程，资源配置子系统可以采用静止分配策略，为其中的每个动态服务线程保留固定的专用计算资源和临时存储空间，在这些资源处于空闲的状况时也不被收回，从而保证了针对每个动态服务线程状态更新的频率以及对该线程的用户请求的响应实时性。对于静态服务线程，资源配置子系统不将计算资源和临时存储空间进一步划分给每个静态服务线程，而是等待某个静态服务线程向其提出关于申请资源的系统内部请求之后，再根据该请求为线程配置可用资源。公共线程、动态服务线程、静态服务线程根据资源配置子系统的分配，将自身的任务以及相关的数据发送给对应的计算资源和临时存储资源，并接收处理结果。在某个静态服务线程的任务执行完毕之后，资源配置子系统将控制收回分配给该静态服务线程的资源。

移动网络接口子系统是实现停车场管理系统与智能手机客户端之间双向数据与指令传输的通道。用户在智能手机上安装客户端，并且在客户端上注册车牌号码；以车牌号码为标识，客户端还可以收集其它方面的用户数据，例如用户的驾龄、车型、网上支付账号等等。每次使用智能化停车场服务时，智能手机客户端向移动网络接口子系统发送携带了必要的用户数据以及服务参数的用户请求，移动网络接口子系统收到该用户请求后将该用户请求交由线程管理子系统进行处理，处理的结果由移动网络接口子系统反馈至智能手机客户端。

例如，当用户注册车牌号码并填写了注册所必需的信息之后，客户端会向移动网络接口子系统发送用户注册请求；线程管理子系统响应该用户注册请求创建一个新的服务线程，并且将会调用云端设备子系统中为该服务线程所分配的资源处理这一用户注册请求，例如验证信息完整性等，然后在云端设备子系统中为该服务线程分配一定的存储空间，用于保存该用户的车牌号码及用户数据作为该用户的记录数据；在完成了注册之后，服务线程通过移动网络接口子系统向智能手机客户端反馈“注册成功”的消息。

通过应用本发明的停车场管理系统，利用智能手机客户端能够实现车位余量预测查询、车位优化选择、停车场出入口推荐、寻车导航以及无停车交费等一系列智能化的停车服务。

在车位余量预测查询服务中，例如用户预计20分钟后到达停车场，则可通过智能手机客户端发送车位余量预测查询请求，该请求可携带客户端注册的车牌号码以及预计到达时间参数。线程管理子系统通过移动网络接口子系统接收该用户请求之后，首先基于车牌号码创建一个动态服务线程，并在云端设备子系统分配必要的资源，以便继续接收和响应该客户端的请求。然后，该动态服务线程根据响应车位余量预测查询请求，向执行车位余量动态预测公共线程发送系统内部请求，并传送预计到达时间参数。线程管理子系统运行车位余量动态预测公共线程，并在云端设备子系统为该公共线程分配了固定的专用资源，从而具有支持对当前时刻之后的一定时段内(如2个小时以内)各个时间点(如以每5分钟为单位)车位余量的预测计算。车位余量动态预测公共线程向该服务线程返回20分钟之后的预测车位余量数值，服务线程进而向智能手机客户端反馈该预测车位余量数值。在完成了对预测车位余量数值的反馈之后，该动态服务线程继续被保持在动态服务线程池中，因而云端设备子系统当中为该服务线程分配的资源也仍然保留，因为该车辆前往停车场的过程中可能还会请求停车场出入口推荐、车位优化选择等服务，因而保留该动态服务线程将能够有效地对这些后续的用户请求作出实时响应，保证用户的体验，因为驾车过程中用户对服务的实时性要求一般是比较高的。举例来说，该用户在即将到达停车场时又通过客户端发出了停车场出入口推荐的用户请求，由于之前已经建立了动态服务线程，则动态服务线程能够立即将该请求发送给云端所保留的资源进行处理；该动态服务线程会向停车场出入口流量分析公共线程发出系统内部请求。停车场出入口流量分析公共线程能够根据出入口处的摄像机拍摄的画面，利用模式识别算法计算出各出入口的排队车辆数量，并向该动态服务线程反馈结果，动态服务线程进而将结果推送给客户端。但是，作为另一种情况，在车位余量预测查询之后，如果在预定的时段内没有继续收到该客户端发来的用户请求，停车场的摄像机也没有提取到该客户端注册的车牌号码，则该动态服务线程被迁移至静态服务线程池作为静态服务线程，该线程在云端的资源也被释放。进而，如果再经过预定的时段，该客户端仍然没有继续发来新的用户请求，而且停车场的摄像机也一直没有拍摄并提取出该客户端所注册的车牌号码，则该静态服务线程也会被清除，因为这种情况下用户很有可能已经放弃了前往停车场的打算。

车位优化选择服务中，如果停车场入口或者是入场路径上的摄像机拍摄并提取了某台正在入场的动态车辆的车牌号码，则由线程管理子系统利用车牌号码判断是否已有该车辆对应的动态服务线程，如果没有则立即创建该线程；如果已存在动态服务线程(例如该辆在入口处已经被提取并建立了动态服务线程，在入场路径上又再次被提取)，则该动态服务线程向云端资源发出指令，要求对表示车辆当前位置的临时数据进行实时更新，将位置更新为最新提取到该车辆的摄像机位置。动态服务线程进而向车位状态监测公共线程发出系统内部请求，并提供车辆当前位置，车位状态监测公共线程所管理的记录数据中实时更新了停车场每个车位的占用/空闲状态；车位状态监测公共线程提取车辆当前位置周边一定范围内且空闲状态的车位，将空闲车位号反馈至相应的动态服务线程；动态服务线程收到并向客户端推送空闲车位号，客户端根据空闲车位号以及内置的停车场地图发出语音提示，例如“直行至第二路口左拐，有2个空车位”等。如果停车场内部接近饱和，则这一服务能够为用户寻找车位提供很大的便利。在另一种场景下，如果停车场空间较大，例如占据了数个街区的露天地下综合性车场，则用户可以通过客户端选择目的地，客户端将目的地作为服务参数发送给动态服务线程，动态服务线程向车位状态监测公共线程查询获取目的地最近的若干个空闲车位号，进而反馈给客户端。

基于用户偏好的推荐是大数据业务的重要部分。用户在车位选择中也会表现出明显的偏好性。因而，本系统能够为每个车牌号码标识的用户在云端分配一定的长期存储空间，用来保存和维护自身的记录数据，这些数据能够为针对用户进行停车行为分析以及偏好预测提供依据。例如，某车辆进入停车场并且最终停于某车位，并且在一个小时后，该车辆再次起动并驶离停车场。则在入场和离场过程中，该车辆相应的动态服务线程会将本次停车的车位类型、车位位置、停车时长等停车模式数据以该车牌号码为索引记录在云端分配的存储空间中，形成针对该车辆的记录数据。这样，如果该车辆反复多次光顾过停车场，则系统为其建立的记录数据就能够逐渐接近其真实的停车偏好。系统可以建立用户偏好分析公共线程，通过云端资源实时或者定时基于用户的记录数据对用户的偏好模型进行调整。在实际应用过程中，例如上面提到的车位优化选择服务中，动态服务线程从车位状态监测公共线程取得了目的地附近的空闲车位号后，可以调用所述记录数据，通过权重运算获得空闲车位中与用户的偏好最为符合的车位，作为首选车位向客户端进行推送。又例如，对于上面提到的车位余量动态预测公共线程，可以调用当前停车场内全部停泊车辆的偏好模型，提取各车辆的停车时长偏好，以便预测在特定时间点新增空闲车位的数量和概率。

上面已经介绍过，在车辆停靠于车位之后，经过预定的过渡时段，相应的动态服务线程会转化为静态服务线程，在云端为动态服务线程分配的资源会被释放。对于静态服务线程，当收到针对本线程的用户请求时，线程管理子系统根据用户请求的类型，可以再次转化为动态服务线程。例如，在收到车费移动支付的用户请求时，线程管理子系统将静态服务线程转化为动态服务线程。该动态服务线程响应车费移动支付用户请求，而执行计时报价操作，向客户端返回账单。客户端可以利用各种智能手机的第三方支付工具实现车费的移动支付。动态服务线程确定支付成功之后，为该车辆分配离场时限，并且实时监控车辆位置，当车辆被出口处的摄像机提取且未超过离场时限的情况下自动抬杆放行。而对于另外一些类型的用户请求，静态服务线程可以不转为动态，而是继续保持静态，同时向资源配置子系统申请资源来执行对这一用户请求的响应。例如，对于寻车导航用户请求，静态服务线程会向资源配置子系统申请一定的云端资源，来执行对目标车辆的查询并向客户端进行车位号的反馈。

综上所述，本发明的停车场管理系统以信息提取、分析和管理能力为核心，具有移动互联网基础上的通信和服务能力，可以与智能手机客户端实现交互，能够各种支撑智能化的停车服务。本发明以云计算平台作为其处理架构，并且以大数据平台作为信息基础满足用户偏好等需求。本发明基于服务线程进行资源分配、数据处理和请求响应，并且通过划分静态和动态的服务线程，实现资源的高效分配和合理利用，充分符合停车场自身的运行规律，能够满足行车过程中对服务的较高实时性要求。通过本发明，能够支撑车位余量预测查询、车位优化选择、出入场路线规划、取车导航以及停车费移动支付等一系列智能化的应用场景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于云计算的停车场管理系统，其特征在于，包括：

车辆信息采集子系统，包括摄像机和车位红外感应器，其中所述摄像机用于拍摄车辆画面并获得车牌号码，所述车牌号码作为标识信息；所述车位红外感应器用于感应判断每个车位状态是空闲还是非空闲；

线程管理子系统，用于针对每个车牌号码创建和运行服务线程，所述服务线程调用和生成所对应的车牌号码的临时数据和记录数据，响应针对所对应的车牌号码的用户请求和系统内部请求；线程管理子系统还用于运行公共线程，所述公共线程执行全局运算，全局运算结果为服务线程响应用户请求提供基础数据；并且，公共线程之间，以及公共线程与服务线程之间能够通过所述系统内部请求及其响应进行交互；

云端设备子系统，包括云端计算子系统和云端存储子系统，用于基于互联网提供分布式计算资源和存储资源；

资源配置子系统，用于为所述公共线程和服务线程配置云端设备子系统提供的所述分布式计算资源和存储资源；

移动网络接口子系统，用于通过移动网络与客户端执行交互，并且将收到的用户请求传输至所述线程管理子系统，向客户端反馈对所述用户请求的响应结果；

自动控制子系统，用于根据线程管理子系统的指令控制停车场出入口抬杆；

其中，所述线程管理子系统具体包括：线程生成模块，用于针对所述车辆信息采集子系统的摄像机拍摄提取的车牌号码或者用户请求针对的车牌号码，创建相应的服务线程；映射存储模块，用于保存服务线程的线程ID与车牌号码之间的一一对应关系，以便调用服务线程来响应与特定的车牌号码关联的用户请求和系统内部请求；线程运行模块，用于运行服务线程以及公共线程，并且根据服务线程是否符合预定条件而将其设置为动态服务线程或者静态服务线程，并且维护动态服务线程队列组成的动态服务线程池和静态服务线程队列组成的静态服务线程池；系统接口模块，用于通过局域网接口连接所述车辆信息采集子系统获得车牌号码以及车位状态；通过专用网络接口连接资源配置子系统和云端设备子系统；通过移动网关接口连接到移动网络接口子系统；通过工控端口连接自动控制子系统；

其中，所述资源配置子系统用于为所述公共线程分配固定的临时存储空间以及计算资源；并且所述资源配置子系统根据动态服务线程池和静态服务线程池中的线程数量确定分别分配给动态服务线程和静态服务线程的计算资源和临时存储空间的总量；并且所述资源配置子系统为动态服务线程池中的每个动态服务线程保留固定的专用计算资源和临时存储空间；并且所述资源配置子系统根据任意一个静态服务线程提出的申请资源的系统内部请求，为该静态服务线程配置可用的计算资源和临时存储空间，并且在该静态服务线程的任务执行完毕后回收配置的计算资源和临时存储空间；所述资源配置子系统为每个车牌号码在云端存储子系统分配存储空间，所述服务线程以车牌号码为索引在相应的存储空间中建立记录数据，记录与该车牌号码相关联的停车模式数据；并且所述服务线程和公共线程可调用所述记录数据；

其中，所述线程管理子系统为通过所述车辆信息采集子系统的摄像机拍摄提取的动态车辆的车牌号码创建和运行动态服务线程，以及针对通过所述移动网络接口子系统接收的用户请求为对应的车牌号码创建和运行动态服务线程，并且在通过所述车辆信息采集子系统的摄像机和车位红外感应器确定车辆转变为静止于车位的静态车辆之后，将对应的车牌号码的服务线程作为静态服务线程置入并始终保持在静态服务线程池中。

2.根据权利要求1所述的基于云计算的停车场管理系统，其特征在于，所述静态服务线程收到用户请求时，线程管理子系统根据用户请求的类型，确定将所述静态服务线程转化为动态服务线程或者保持该静态服务线程并向所述资源配置子系统提出申请资源的系统内部请求。

3.根据权利要求2所述的基于云计算的停车场管理系统，其特征在于，如果在预定的时段内没有收到针对某个静态服务线程的用户请求，并且所述车辆信息采集子系统的摄像机没有拍摄并提取到该静态服务线程对应的车牌号码，则所述线程管理子系统清除该静态服务线程。

4.根据权利要求3所述的基于云计算的停车场管理系统，其特征在于，所述动态服务线程对表示其相应的车牌号码的当前状态的临时数据进行实时更新。

5.根据权利要求4所述的基于云计算的停车场管理系统，其特征在于，所述公共线程包括车位状态监测公共线程、车位余量动态预测公共线程、停车场出入口流量分析公共线程。