CN110111600B - 一种基于VANETs的停车场推荐方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于VANETs的停车场推荐方法，包括以下步骤：停车服务调度中心周期性获取当前数据库里的信息，并根据数据库里的信息建立所有停车用户最小停车完成时间的目标函数；停车服务调度中心对目标函数进行求解，将目标函数的求解结果作为用户停车请求响应发布给对应的用户。本发明结合交通路况信息，能够为所有停车请求的用户合理地推荐停车场，减少了用户寻找停车场的时间，提高了路网内停车场的资源利用率。

Description

一种基于VANETs的停车场推荐方法

技术领域

本发明涉及一种停车场推荐方法，特别是涉及一种基于VANETs的停车场推荐方法。

背景技术

近几年，随着经济与汽车产业的快速发展，我国大中型城市机动车数量不断增加。截至2018年年底，全国机动车保有辆达到3.27亿辆，其中全国汽车保有量已达到2.4亿辆，私家车保有量达1.89亿辆，占了全国汽车保有量的78％；全国已有27个城市汽车保有量超过200万辆，北京、上海等8个城市的汽车保有量已超过300万辆。因此，“停车难”和“难停车”等交通问题也成为当下急需解决的问题。减少寻找停车场的时间，避免用户达到停车场后无可用停车位的现象，提高停车场资源利用率对于缓解交通拥堵问题也是十分必要的。

VANETs(VehicularAdHocNetworks)是实现车辆与车辆(VehicletoVehicle,V2V)、车与路边设施单元(VehicletoRoadside,V2R)之间实现自组、无中心、多跳的无线通信网络，是一种特殊的移动自组织网络。在VANETs网络中，由于终端无线覆盖的区域范围总是有限的，使得两个无法直接通信的终端借助其他中继节点进行数据包的分组转发，完成通信过程。目前VANETs网络为车辆提供各种安全应用(行驶安全预警，事故预警等)和非安全应用(协助驾驶、交通信息发布、停车诱导等)。车载自组织网络中的车辆备有OBU车载(On-BoardUnit,OBU)，采用DSRC(DedicatedShortRangeCommunication,DSRC)技术，实现信息存储、与车辆和RSU的通信能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于VANETs的停车场推荐方法，结合交通路况信息，能够为所有停车请求的用户合理地推荐停车场，减少了用户寻找停车场的时间，提高了路网内停车场的资源利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于VANETs的停车场推荐方法，包括以下步骤：

(1)停车服务调度中心周期性获取当前数据库里的信息，并根据数据库里的信息建立所有停车用户最小停车完成时间的目标函数；

(2)停车服务调度中心对目标函数进行求解，将目标函数的求解结果作为用户停车请求响应发布给对应的用户。

所述步骤(1)中的数据库中存储有由停车服务调度中心在车载自组织网络下通过多跳传输方式实时收集的整个路网的用户停车请求信息、停车场信息与交通路况信息。

所述用户停车请求信息包括有停车需求的用户的最终目的地、在目的地停留的时间及当前所处的位置，停车服务调度中心接收用户停车请求信息并将其加载到未分配停车场的停车请求用户表中。

所述停车场信息的获取过程如下：当用户到达停车场时，停车场内有空余停车位，则允许用户进入，停车服务调度中心接收用户停车信息，并增加已分配停车场的停车用户表记录，删除未分配停车场信息的停车请求用户表中对应的记录，修改停车场信息表中对应的停车场信息。

所述交通路况信息的获取过程如下：停车服务调度中心接收由路侧单元检测到的路段的交通流变化值超过阈值时的路段信息，并在接收后修改交通信息表中对应的路段信息。

所述步骤(1)中的数据库还判断是否有更新事件触发，如果有则更新对应的数据表信息，否则继续等待进行下一次判断。

所述步骤(1)中目标函数建立的具体步骤为：

(A)从数据库中获取未分配停车场的所有用户停车请求信息、停车场信息及交通路况信息；

(B)假设停车服务调度中心获取到的未分配停车场的停车请求用户为User_i,{i|i＝1,2,3...,n}，路网内的停车场为PL_k，{k|k＝1,2,3...,m}，则确定对于任意停车请求用户User_i在停车场PL_k中停车完成的时间开销为：

其中，T_i ^k为用户User_i前往停车场PL_k的道路行驶时间，α(F_i ^k)为转换因子，将用户User_i在停车场PL_k停留时所要承担的费用F_i ^k转化成时间开销，2*W_i ^k为从停车场PL_k到目的地的往返步行时间，D_i为在目的地停留时间；

(C)确定用户User_i在停车场PL_k停车完成所需时间开销的期望：

其中，

为用户User_i到达停车场PL_k时有空余停车位的概率，β为大于1的常数，

为用户User_i到达停车场PL_k时没有空余停车位的停车完成时间开销；

(D)确定以所有停车用户停车完成的最小时间为目标函数：

所述步骤(2)中在停车服务调度中心对目标函数进行求解时，具体包括以下子步骤：

(a)从数据库中获取未分配停车场的所有用户停车请求信息、停车场信息及交通路况信息；

(b)将获取到的所有未分配停车场的停车请求用户当前所处位置与最终目的地距离从大到小进行排序，将排序后的每个用户信息依次入栈；

(c)取出栈顶用户信息，计算该用户到所有停车场的时间开销值，选择最小值对应的停车场作为该用户推荐停车场，并将其信息作为停车用户请求的响应，以多跳传输的方式发布给用户，同时更新停车场信息表中相应的字段；

(d)判断栈顶指针是否为空，若不为空继续执行步骤(c)，否则执行步骤(a)。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明以停车服务调度中心PSDC作为全局停车场推荐方案实施的核心，停车服务调度中心PSDC通过车载自组织网络获取整个路网的用户停车信息、停车场信息与交通路况信息，并结合获取到的信息为当前所有停车请求用推荐相应的停车场。本发明能够合理地为用户推荐停车场，有效的避免用户到达停车场没有可用停车位的现象，同时还减少了用户寻找停车场的时间，提高了停车场资源利用率。

附图说明

图1是本发明的总体网络架构图；

图2是本发明停车服务调度中心PSDC推荐停车场方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种基于VANETs的停车场推荐方法，其总体网络架构如图1所示，所述车辆上备有车载单元OBU，具有获取该车辆所处位置、无线通信、存储转发信息等功能；所述路侧单元RSU之间有线连接且能够直接通信，路侧单元RSU能够作为用户停车信息、停车场信息、交通路况信息转发的优先中继节点；所述停车服务调度中心PSDC有计算模块、存储信息模块、调度模块，其中计算模块用于目标函数的计算，存储信息模块用于数据库信息的存储更新，调度模块用于目标函数的建立并且将计算模块中计算的结果整合出来发布给对应的停车请求用户，三个模块相互联系共同完成停车场的推荐。如图2所示，具体步骤如下：

(1)停车服务调度中心PSDC应用开启数据库更新与停车场推荐处理两个子线程。

(2)在数据库更新子线程中不断判断是否有数据库更新事件触发，如果有则更新对应的数据表信息，否则继续等待进行下一次判断；

在本步骤中，停车服务调度中心PSDC在车载自组织网络下通过多跳传输方式(V2V、V2R等传输方式)实时收集整个路网的用户停车请求信息、停车场信息与交通路况信息，数据库更新事件主要有三种类型：1)用户通过车载单元OBU发送的停车请求信息到达停车服务调度中心PSDC；2)停车服务调度中心PSDC通过调度模块将推荐信息发布给相应的停车请求用户；3)当停车场空余停车位信息变化时，停车场内的停车单元PSU通过RSU将停车场信息传输到停车服务调度中心PSDC。任意一种类型的事件触发时都会引起数据库中相应的信息更新。

(3)在停车场推荐处理子线程中，首先在存储模块中获取当前数据库中所有未分配停车场的停车请求用户信息、各停车场信息及交通路况信息；然后，在调度模块中建立当前所有停车请求用户的最小停车完成时间的目标函数：

最后，在计算模块中计算目标函数并通过调度模块将推荐信息发布给相应的停车请求用户。

其中，目标函数建立过程如下：假设停车服务调度中心获取到的未分配停车场的停车请求用户为User_i,{i|i＝1,2,3...,n}，路网内的停车场为PL_k，{k|k＝1,2,3...,m}，则确定对于任意停车请求用户User_i在停车场PL_k中停车完成的时间开销为：

其中，T_i ^k为用户User_i前往停车场PL_k的道路行驶时间，α(F_i ^k)为转换因子，将用户User_i在停车场PL_k停留时所要承担的费用F_i ^k转化成时间开销，2*W_i ^k为从停车场PL_k到目的地的往返步行时间，D_i为在目的地停留时间；确定用户User_i在停车场PL_k停车完成所需时间开销的期望：

其中，

为用户User_i到达停车场PL_k时有空余停车位的概率，β为大于1的常数，

为用户User_i到达停车场PL_k时没有空余停车位的停车完成时间开销；确定以所有停车用户停车完成的最小时间为目标函数：

目标函数求解过程如下：将获取到的所有未分配停车场的停车请求用户当前所处位置与最终目的地距离从大到小进行排序，将排序后的每个用户信息依次入栈；取出栈顶用户信息，计算该用户到所有停车场的时间开销值，选择最小值对应的停车场作为该用户推荐停车场，并将其信息作为停车用户请求的响应，以多跳传输的方式发布给用户，同时更新停车场信息表中相应的字段；判断栈顶指针是否为空，若不为空继续上一步。

不难发现，本发明是在停车服务调度中心PSDC的实施下通过车载自组织网络获取整个路网的用户停车信息、停车场信息与交通路况信息，并结合获取到的信息为当前所有停车请求用推荐相应的停车场。本发明能够合理地为用户推荐停车场，有效的避免用户到达停车场没有可用停车位的现象，同时还减少了用户寻找停车场的时间，提高了停车场资源利用率。

Claims (7)

1.一种基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)停车服务调度中心周期性获取当前数据库里的信息，并根据数据库里的信息建立所有停车用户最小停车完成时间的目标函数；其中，目标函数建立的具体步骤为：

(A)从数据库中获取未分配停车场的所有用户停车请求信息、停车场信息及交通路况信息；

(B)假设停车服务调度中心获取到的未分配停车场的停车请求用户为User_i,{i|i＝1,2,3...,n}，路网内的停车场为PL_k，{k|k＝1,2,3...,m}，则确定对于任意停车请求用户User_i在停车场PL_k中停车完成的时间开销为：

其中，T_i ^k为用户User_i前往停车场PL_k的道路行驶时间，α(F_i ^k)为转换因子，将用户User_i在停车场PL_k停留时所要承担的费用F_i ^k转化成时间开销，2*W_i ^k为从停车场PL_k到目的地的往返步行时间，D_i为在目的地停留时间；

(C)确定用户User_i在停车场PL_k停车完成所需时间开销的期望：

其中，

为用户User_i到达停车场PL_k时有空余停车位的概率，β为大于1的常数，

为用户User_i到达停车场PL_k时没有空余停车位的停车完成时间开销；

(D)确定以所有停车用户停车完成的最小时间为目标函数：

(2)停车服务调度中心对目标函数进行求解，将目标函数的求解结果作为用户停车请求响应发布给对应的用户。

2.根据权利要求1所述的基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，所述步骤(1)中的数据库中存储有由停车服务调度中心在车载自组织网络下通过多跳传输方式实时收集的整个路网的用户停车请求信息、停车场信息与交通路况信息。

3.根据权利要求2所述的基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，所述用户停车请求信息包括有停车需求的用户的最终目的地、在目的地停留的时间及当前所处的位置，停车服务调度中心接收用户停车请求信息并将其加载到未分配停车场的停车请求用户表中。

4.根据权利要求2所述的基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，所述停车场信息的获取过程如下：当用户到达停车场时，停车场内有空余停车位，则允许用户进入，停车服务调度中心接收用户停车信息，并增加已分配停车场的停车用户表记录，删除未分配停车场信息的停车请求用户表中对应的记录，修改停车场信息表中对应的停车场信息。

5.根据权利要求2所述的基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，所述交通路况信息的获取过程如下：停车服务调度中心接收由路侧单元检测到的路段的交通流变化值超过阈值时的路段信息，并在接收后修改交通信息表中对应的路段信息。

6.根据权利要求1所述的基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，所述步骤(1)中的数据库还判断是否有更新事件触发，如果有则更新对应的数据表信息，否则继续等待进行下一次判断。

7.根据权利要求1所述的基于VANETs的停车场推荐方法，其特征在于，所述步骤(2)中在停车服务调度中心对目标函数进行求解时，具体包括以下子步骤：

(a)从数据库中获取未分配停车场的所有用户停车请求信息、停车场信息及交通路况信息；

(b)将获取到的所有未分配停车场的停车请求用户当前所处位置与最终目的地距离从大到小进行排序，将排序后的每个用户信息依次入栈；

(c)取出栈顶用户信息，计算该用户到所有停车场的时间开销值，选择最小值对应的停车场作为该用户推荐停车场，并将其信息作为停车用户请求的响应，以多跳传输的方式发布给用户，同时更新停车场信息表中相应的字段；

(d)判断栈顶指针是否为空，若不为空继续执行步骤(c)，否则执行步骤(a)。

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