CN107331200A - 一种cbd地下车库停车智能引导系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种CBD地下车库停车智能引导系统，包括：车主意愿采集模块采集车主出行信息；泊位推荐模块根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；停车场入口推荐模块根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口；停车场内引导模块在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。本发明考虑多出入口、多层停车场的复杂环境和车主的最终目的地，合理安排当前有泊车需求的车主的理想车位，并进行智能的路径规划和导航，最大程度上为车主提供个性化停车与管理服务，从而更好地缓解甚至是解决地下车库“停车难”问题。

Description

一种CBD地下车库停车智能引导系统、方法及装置

技术领域

本发明属于地下停车定位和路径引导技术领域，具体涉及一种CBD（CentralBusiness District，简称CBD，即中央商务区，指一个国家或大城市里主要商务活动进行的地区）地下车库停车智能引导系统、方法及装置。

背景技术

在地下停车场逐渐成为城市停车场的主流形式的同时，引发了一系列的问题，其中最突出的当属“停车难”，以至于车位资源的不充分利用，停车场的利用率、周转率低下，车主停车费时耗神、效率低。“停车难”问题主要表现为：

1、停车场管理者为车主选择车位时，未考虑车主的出行意愿，随意分配空车位，车主的停车需求与最终需求相互割裂，没有进行统筹考虑，为车主提供人性化的服务。

2、在大型地下停车场中，由于空间导向型差，加之大部分地下停车场的引导设施布置不合理，如标牌随意安放等情况，致使未能对车主进行明晰高效地引导，难以很快找到停车场中的空闲停车位。

3、对于周转率大且进出库流量大的停车场，车主在车库内泊车过程中，有很大可能遇到其他车辆出入库和路径冲突重叠等拥堵情况，造成交通延误。管理者未能对车主进行及时的提醒，改变路径或者目标泊位，减少无效的泊车时间。

现在“互联网+停车”的概念已是成为停车领域的研究重点，各种停车智能引导设施和停车APP层出不穷，但均存在一定的问题，不能很好缓解“停车难”现状，解决“停车难”问题。

在停车场出入口均采用不停车出入，依托于ETC的不停车识别，借助车辆内的ETC电子标签，完成停车场内的定位导航及空中收费，将ETC系统的应用推广至地下停车场的领域中，促进了ETC的发展，也促进了智能交通的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种CBD地下车库停车智能引导系统、方法及装置，以更好地缓解甚至是解决地下车库“停车难”问题。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种CBD地下车库停车智能引导系统，其特征在于：它包括：

车主意愿采集模块，用于采集车主出行信息，出行信息包括出行时间、路线选择、预计抵达时间、出行目的和车位两侧信息；

泊位推荐模块，用于根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；所述的影响因素包括车主影响因素和管理者影响因素；车主影响因素包括出行目的、泊车时间、步行距离、两侧车位占用情况和安全性；管理者影响因素包括平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠；每个影响因素分配一个权重值，且管理者影响因素的权重值高于车主影响因素；

停车场入口推荐模块，用于根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口；

停车场内引导模块，用于在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

按上述系统，所述的停车场内引导模块包括：

最短路径规划模块，用于在车辆从停车场入口驶入时，为车辆规划出从该停车场入口到为车主推荐的泊位区域的最短路径；

堵塞判断模块，用于建立路阻函数，对若干同时进入车库的车辆的最短路径汇总，将路径间的冲突及重叠造成的时间延误及车辆减速纳入路阻函数中，根据路阻函数判断当前车辆的路径是否存在堵塞；

非堵塞车辆引导模块，用于在当前车辆的路径无堵塞时，引导当前车辆按照当前车辆的路径行驶至为车主推荐的泊位区域；

堵塞车辆引导模块，用于在当前车辆的路径存在堵塞时，通过灵敏度分析判断灵敏度是否超过阈值；若未超过则为当前车辆改变路径；若超过则重新为车主推荐新的泊位区域，并重新规划路径。

利用所述的CBD地下车库停车智能引导系统实现的引导方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、采集车主出行信息，出行信息包括出行时间、路线选择、预计抵达时间、出行目的和车位两侧信息；

S2、根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；所述的影响因素包括车主影响因素和管理者影响因素；车主影响因素包括出行目的、泊车时间、步行距离、两侧车位占用情况和安全性；管理者影响因素包括平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠；每个影响因素分配一个权重值，且管理者影响因素的权重值高于车主影响因素；

S3、根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口；

S4、在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

按上述方法，所述的S4具体为：

4.1、在车辆从停车场入口驶入时，为车辆规划出从该停车场入口到为车主推荐的泊位区域的最短路径；

4.2、建立路阻函数，对若干同时进入车库的车辆的最短路径汇总，将路径间的冲突及重叠造成的时间延误及车辆减速纳入路阻函数中，根据路阻函数判断当前车辆的路径是否存在堵塞；

4.3、在当前车辆的路径无堵塞时，引导当前车辆按照当前车辆的路径行驶至为车主推荐的泊位区域；

4.4、在当前车辆的路径存在堵塞时，通过灵敏度分析判断灵敏度是否超过阈值；若未超过则为当前车辆改变路径；若超过则重新为车主推荐新的泊位区域，并重新规划路径。

按上述方法，所述的4.1和4.3采用A*算法进行规划和引导。

按上述方法，所述的4.4采用D-Lite算法进行改变路径和重新规划路径。

按上述方法，所述的S2根据灰熵法为每个影响因素赋权值。

一种CBD地下车库停车智能引导装置，其特征在于：它包括：

移动终端，用于输入车主出行信息，并接收为车主推荐的泊位区域以及引导信息；

服务器，服务器内包括：移动终端交互模块，用于利用移动数据网络与移动终端进行数据交互；ETC子系统模块，用于与路侧设备进行数据交互；存储模块，用于储存车辆信息和泊位属性；数据处理器，用于完成所述的引导方法；

路侧设备，设置在各停车场出入口识别车辆内的车载器，并与ETC子系统模块进行数据交互；

数据中转站，设置在停车场内各处，使得停车场内全覆盖移动数据网络。

本发明的有益效果为：本发明考虑多出入口、多层停车场的复杂环境和车主的最终目的地，合理安排当前有泊车需求的车主的理想车位，并进行智能的路径规划和导航，最大程度上为车主提供个性化停车与管理服务，从而更好地缓解甚至是解决地下车库“停车难”问题。

附图说明

图1是本发明一实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供一种CBD地下车库停车智能引导系统，它包括：

车主意愿采集模块，用于采集车主出行信息，出行信息包括出行时间、路线选择、预计抵达时间、出行目的和车位两侧信息。

泊位推荐模块，用于根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；所述的影响因素包括车主影响因素和管理者影响因素；车主影响因素包括出行目的、泊车时间、步行距离、两侧车位占用情况和安全性；管理者影响因素包括平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠；每个影响因素分配一个权重值，且管理者影响因素的权重值高于车主影响因素。

停车场入口推荐模块，用于根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口。

停车场内引导模块，用于在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

停车场内引导模块包括：最短路径规划模块，用于在车辆从停车场入口驶入时，为车辆规划出从该停车场入口到为车主推荐的泊位区域的最短路径；堵塞判断模块，用于建立路阻函数，对若干同时进入车库的车辆的最短路径汇总，将路径间的冲突及重叠造成的时间延误及车辆减速纳入路阻函数中，根据路阻函数判断当前车辆的路径是否存在堵塞；非堵塞车辆引导模块，用于在当前车辆的路径无堵塞时，引导当前车辆按照当前车辆的路径行驶至为车主推荐的泊位区域；堵塞车辆引导模块，用于在当前车辆的路径存在堵塞时，通过灵敏度分析判断灵敏度是否超过阈值；若未超过则为当前车辆改变路径；若超过则重新为车主推荐新的泊位区域，并重新规划路径。

利用所述的CBD地下车库停车智能引导系统实现的引导方法，如图1所示，它包括以下步骤：

S1、采集车主出行信息，出行信息包括出行时间、路线选择、预计抵达时间、出行目的和车位两侧信息。

S2、根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；所述的影响因素包括车主影响因素和管理者影响因素；车主影响因素包括出行目的、泊车时间、步行距离、两侧车位占用情况和安全性；管理者影响因素包括平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠；每个影响因素分配一个权重值，且管理者影响因素的权重值高于车主影响因素。

车位影响因素分为车主与管理者两方面：（1）出行车主方面的影响因素为：出行目的、步行距离、泊车时间、两侧车位占用情况、安全性。出行目的表示车主完成停车之后要前往的目的地；步行距离，即车主停车之后前往的目的地；泊车时间为车辆从停车场入口到目标车位的行驶距离；安全性则表现为车位到监控设备或保安亭的距离；两侧车位占用情况，即目标车位两侧的车位是否有车辆停泊。（2）管理者方面的影响因素为：平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠。平均泊车时间，即若干辆被引导车辆泊车时间的平均值；泊位均与分布，占用的泊位尽量的在车库内均与分布；较少的路径冲突及重叠，要求被引导车辆之间的干扰尽量少，以提高泊车效率。

各影响因素中，要求管理者方面的要求首先得到满足，即管理者的影响因素优先于车主的影响因素，或者说，管理者的影响因素在车位选择的影响中决定作用强于车主方面的影响因素，车主在车位的选择方面是有条件的自由。依托APP的出行意愿调查或者接入其他软件数据库，洞悉车主出行目的，再综合衡量上述车主与管理者的泊位需求，最终做出决策，为若干车辆匹配较理想的车位。

基于对上述泊位影响因素定性的分析，计算机无法做出决策，因此项目需要将各方面的影响因素量化，进行定量的分析转化为附加于每个泊位的权值，然后依据权值做出决策。在决策流程中，拟采用灰熵法计算泊位权值，即考虑泊位的各方面影响因素的相对重要程度，并赋予权值，综合考虑之后计算最终权值，最终做出决策。

S3、根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口。

S4、在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

S4具体为：

4.1、在车辆从停车场入口驶入时，采用A*算法为车辆规划出从该停车场入口到为车主推荐的泊位区域的最短路径。

4.2、建立路阻函数，对若干同时进入车库的车辆的最短路径汇总，将路径间的冲突及重叠造成的时间延误及车辆减速纳入路阻函数中，根据路阻函数判断当前车辆的路径是否存在堵塞；

4.3、在当前车辆的路径无堵塞时，引导当前车辆按照当前车辆的路径行驶至为车主推荐的泊位区域；

4.4、在当前车辆的路径存在堵塞时，通过灵敏度分析判断灵敏度是否超过阈值；若未超过则采用D-Lite算法为当前车辆改变路径；若超过则重新为车主推荐新的泊位区域，并重新采用D-Lite算法规划路径。

在目标泊位确定之后，系统将寻找目标车辆行驶至目标车位的最短路径，并引入交通流优化的模型，在遭遇延误时进行路径或泊位的修改以及路径的优化。因此，项目分为静态环境和动态环境中的研究，并在动态环境种道路阻抗发生变化时，引入灵敏度分析概念，帮助系统在修改路径与修改车位之间做出决策。

静态环境研究分析时不考虑车辆之间的干扰、路径冲突及停车造成的时间延误，仅仅考虑车辆到目标泊位的行驶时间的。在静态环境中，路径的寻找将以A*算法进行。

动态环境中，除了考虑车辆的行驶时间之外，还必须考虑车辆之间的干扰：车辆路径之间的冲突与重叠及其他车辆泊车造成的延误。在此引入阻抗与延误的概念。阻抗即车辆之间的路径冲突、重叠造成的时间损耗；延误，表示路径拥挤程度，即其他车辆泊车造成的时间延误。在动态环境之中，由于路阻发生变化，因此可能需要进行路径的修改，考虑使用D-Lite算法进行寻路。

灵敏度分析：在动态的环境之中，由于地下停车场道路阻抗发生改变，因此可能需要应用上述算法进行路径的修改。出于对路径修改与泊位修改之间的经济性、快捷性的考虑，引入了阀值的概念，即运用灵敏度分析方法，计算修改路径与修改泊位两套方案的阀值，根据计算结果，对实时状态下应采取的解决措施做出决策。这将进一步强化系统人性化的特点，最大程度的为车主提供方便快捷的泊位，节省车主的泊车时间，减少车主的步行距离。

一种CBD地下车库停车智能引导装置，它包括：移动终端，用于输入车主出行信息，并接收为车主推荐的泊位区域以及引导信息；服务器，服务器内包括：移动终端交互模块，用于利用移动数据网络与移动终端进行数据交互；ETC子系统模块，用于与路侧设备进行数据交互；存储模块，用于储存车辆信息和泊位属性；数据处理器，用于完成所述的引导方法；路侧设备，设置在各停车场出入口识别车辆内的车载器，并与ETC子系统模块进行数据交互；数据中转站，设置在停车场内各处，使得停车场内全覆盖移动数据网络。

由于大型地下停车库中无法使用GPS进行高效导航，因此需要构建另一套地下智能导航系统。在停车场内加装数据中转站，使得库内能够使用移动数据网络，并建立系统的数据库，用以储存车辆信息、泊位属性及其他相关数据。系统借助ETC读写装置及车辆内的RFID电子标签识别车辆，车辆行进过程中对车辆进行定位，并借助移动终端将数据传输给数据处理中心，系统计算后反馈给APP移动终端，为车主寻路导航。

智能导航系统中ETC子系统主要由车辆识别系统（路边读写设备，车载器，环路感应器等硬件设备组成），储存有大量车辆信息的中心管理系统以及其他辅助系统构成。其工作原理为：通过路边车道设备控制系统的信号发射与接收装置（称为路边读写设备，简称RSU）识别车辆上设备（称为车载器，简称OBU）内特有编码，判别车型，进行扣费操作和抬起自动栏杆等。此外，基于ETC技术建立车库内定位系统：建立在现有的RFID定位技术，通过读写器周期性的发放固有频率的激发信号，使感应范围内的电子标签激活，从而进行数据交流。

本发明中ETC读写装置及车辆内的RFID电子标签识别车辆，车辆行进过程中对车辆进行定位。

（1）利用ETC电子标签识别不同车辆。ETC系统的电子标签在使用前便已经储存了相关车辆的基本信息，在被读写器读取时发生数据交流，从而可以准确确定车辆信息并加以区分。

（2）读写器分布及定位算法

多种定位算法均需要不少于三个不同的测量装置来完成二维定位，因此读写器需要成三角形分布。例如在10m×100m的长方形范围内，通过在四个角落以及矩形中心位置安装读写器即可以对该范围内的电子标签进行精度较高的定位。定位算法主要根据读写器接收到的信号强度、信号到达时间作为计算依据。由1、2读写器与电子标签的距离差可以得到一个以1、2为焦点的双曲线；同时也可以得到一个以1、3为焦点的双曲线。两个双曲线交点即为电子标签的位置。通过这种方法对电子标签进行定位。

可见，本发明人性化的考虑了车主出行意愿并兼顾管理者要求进行泊位分配，建立动态模型与静态模型并完善相应算法进行交通流规划，利用ETC系统标签进行车辆识别与定位，并以此为基础建立导航系统，有效引导车主泊车与指导停车场管理。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种CBD地下车库停车智能引导系统，其特征在于：它包括：

车主意愿采集模块，用于采集车主出行信息，出行信息包括出行时间、路线选择、预计抵达时间、出行目的和车位两侧信息；

泊位推荐模块，用于根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；所述的影响因素包括车主影响因素和管理者影响因素；车主影响因素包括出行目的、泊车时间、步行距离、两侧车位占用情况和安全性；管理者影响因素包括平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠；每个影响因素分配一个权重值，且管理者影响因素的权重值高于车主影响因素；

停车场入口推荐模块，用于根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口；

停车场内引导模块，用于在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

2.根据权利要求1所述的CBD地下车库停车智能引导系统，其特征在于：所述的停车场内引导模块包括：

最短路径规划模块，用于在车辆从停车场入口驶入时，为车辆规划出从该停车场入口到为车主推荐的泊位区域的最短路径；

堵塞判断模块，用于建立路阻函数，对若干同时进入车库的车辆的最短路径汇总，将路径间的冲突及重叠造成的时间延误及车辆减速纳入路阻函数中，根据路阻函数判断当前车辆的路径是否存在堵塞；

非堵塞车辆引导模块，用于在当前车辆的路径无堵塞时，引导当前车辆按照当前车辆的路径行驶至为车主推荐的泊位区域；

堵塞车辆引导模块，用于在当前车辆的路径存在堵塞时，通过灵敏度分析判断灵敏度是否超过阈值；若未超过则为当前车辆改变路径；若超过则重新为车主推荐新的泊位区域，并重新规划路径。

3.利用权利要求1所述的CBD地下车库停车智能引导系统实现的引导方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、采集车主出行信息，出行信息包括出行时间、路线选择、预计抵达时间、出行目的和车位两侧信息；

S2、根据采集的车主出行信息、以及预设的影响因素，为车主推荐泊位区域；所述的影响因素包括车主影响因素和管理者影响因素；车主影响因素包括出行目的、泊车时间、步行距离、两侧车位占用情况和安全性；管理者影响因素包括平均泊车时间、泊位均匀分布率、路径冲突及重叠；每个影响因素分配一个权重值，且管理者影响因素的权重值高于车主影响因素；

S3、根据停车场各入口处的道路交通量、交通密度及交通流行驶速度及为车主推荐的泊位区域，为车主推荐停车场入口；

S4、在停车场内对车辆进行路径导航，直至车辆停在泊位。

4.根据权利要求3所述的引导方法，其特征在于：所述的S4具体为：

4.1、在车辆从停车场入口驶入时，为车辆规划出从该停车场入口到为车主推荐的泊位区域的最短路径；

4.2、建立路阻函数，对若干同时进入车库的车辆的最短路径汇总，将路径间的冲突及重叠造成的时间延误及车辆减速纳入路阻函数中，根据路阻函数判断当前车辆的路径是否存在堵塞；

4.3、在当前车辆的路径无堵塞时，引导当前车辆按照当前车辆的路径行驶至为车主推荐的泊位区域；

4.4、在当前车辆的路径存在堵塞时，通过灵敏度分析判断灵敏度是否超过阈值；若未超过则为当前车辆改变路径；若超过则重新为车主推荐新的泊位区域，并重新规划路径。

5.根据权利要求4所述的引导方法，其特征在于：所述的4.1和4.3采用A*算法进行规划和引导。

6.根据权利要求4所述的引导方法，其特征在于：所述的4.4采用D-Lite算法进行改变路径和重新规划路径。

7.根据权利要求3所述的引导方法，其特征在于：所述的S2根据灰熵法为每个影响因素赋权值。

8.一种CBD地下车库停车智能引导装置，其特征在于：它包括：

移动终端，用于输入车主出行信息，并接收为车主推荐的泊位区域以及引导信息；

服务器，服务器内包括：移动终端交互模块，用于利用移动数据网络与移动终端进行数据交互；ETC子系统模块，用于与路侧设备进行数据交互；存储模块，用于储存车辆信息和泊位属性；数据处理器，用于完成权利要求3所述的引导方法；

路侧设备，设置在各停车场出入口识别车辆内的车载器，并与ETC子系统模块进行数据交互；

数据中转站，设置在停车场内各处，使得停车场内全覆盖移动数据网络。