市级停车物联技术探讨

一、技术概要
　　全市级停车物联技术研发，早年在日本也是做同样的课题。2011年被引入西安建筑科技大学从事城市静态交通领域的教学和科研工作，2017年在长春市落地了全国第一个全市级智慧停车项目，也是多年来全市级停车物联技术理念的不断创新与发展。
　　这个理念包括三个部分。
　　首先，建设全市级管控平台，需解决政府最为关注的停车难题，并缓解及疏导城市交通，并非关注投资和收益。
　　其次，建设全市级停车平台需要从城市规划纬度出发，一次规划、分期实施。静态交通院联合西安建筑科技大学交通工程专业共同组建了静态交通规划技术中心。研究院下设5个中心研发机构，吸纳了46位博士。目前我院已与清华大学交通研究所达成战略合作，共同开展全市级智慧交通规划。
　　最后，先静态后综合。在全国很多城市智慧交通建设中是先考虑动态建设，然后再做静态交通规划，因为静态交通不仅仅涉及停车，还有自行车慢行系统、公交地铁等。基于以上三个理念，近10年来，我们持续在进行研究并不断进行实践。
　　1、产品架构 
　　●  全市级静态交通大数据管控中心分为三级管控：
　　一级为市长、区长总控仓，通过城市拥堵实时数据分析，帮助政府完成城市停车规划，通过在线诊断，实现停车数据的实时采集，进而对城市停车进行实时管控。
　　二级是城市级运营数据仓，为城市级运营管理者提供实时监控分析数据，帮助其了解系统管理所有停车场的运营运维数据，以便做出精准的停车规划管理决策。
　　三级是精确到每一条街、某一个停车场的实时视频流和实时数据的车场运营管理仓。为单一停车场运营管理者提供实时监控，帮助其了解其停车场的运营运维数据，以便做出正确的管理决策，以及维护解决现场异常状况。
　　●  全市级静态交通综合管控云平台
　　全市级静态交通综合管控云平台主要在于对城市停车数据进行综合分析与挖掘应用，实现停车资源高效利用，对资源统一管理，同时支持多渠道支付，实现统一管理。覆盖城市停车各类场景，为停车政策的调整提供决策支撑。例如向交警提供城市停车动向数据，向城管、公安等部门提供车辆安全信息，通过打通第三方数据接口，实现和政府平台的连接，根据平台面向不同的层级和规模制定不同的价格体系。
　　●  全市级静态交通移动端APP
　　全市级静态交通移动端APP产品自2014年起已基本完成开发并逐步应用，2017年同步上线了预约车位和共享泊位功能。目前已接入城市数量72个，实现在线数据运营760万个泊位，可以随时随地掌握泊位动态和车辆信息，并提供空余车位精准导航、车位预约、实时车态、在线缴费等便捷功能，真正实现全面、绿色、高效的静态交通管理，引导市民快捷出行。
　　2、城市级智慧停车平台技术亮点
　　全市级停车物联管控平台既服务于政府，又服务于C端客户，还可以为运营商提供运营管理支持，主要优势包括：
　　（1）车牌实时查询、车位轨迹全掌握、推送公安交警、城市维稳、大数据安全分析。
　　（2）车位流转率实时排名、引导政府规划、周边商圈规划策略。
　　（3）全国停车场、停车实时数据，推送政府规划，城市大数据分析规划。
　　（4）城市停车泊位利用率热力图实时显示，推送交警或城管部门，实现违章停车+罚款/道路堵塞/城市停车位诱导。
　　（5）停车场利用率实时排名，推送交警，联动城市动态交通体系，为市民提供车位实时诱导。
　　3、城市级智慧停车平台特点
　　（1）全市级数据支撑：平台实时获取全流程停车数据，实现黑名单、套牌车、敏感车辆和逃费车辆、违停车辆的即时跟踪，通过向公安、交警进行数据推送，帮助城市维稳，通过全场景车流变化，向交警推送数据，帮助城市车流诱导和违章治理。
　　（2）满足不同角色需求：针对车主提供了市民APP、微信公众号、小程序（微信和支付宝），针对收费人员和停车场管理人员应用产品为收费巡检APP；针对停车场管理者应用产品为掌上通APP，针对政府管理者应用到运营平台、监控平台、客服平台、数据推送平台、AI数据分析平台。
　　（3）全系列设备多样化：不同城市、不同环境的不同应用场景，应用到通过前端感知设备进行支撑。针对道路停车管理应用到硬件设备有：地磁、高位枪机、球机、低位视频桩、POS机等智能硬件。针对封闭式停车场应用到的硬件设备有：车牌识别相机、高速道闸、语音屏、反向寻车设备、车位引导设备、充电桩、ETC设备、车道监控设备智能硬件。针对城市车流诱导有适用于各级的城市诱导屏硬件设备。
　　（4）全市级数据支撑：平台具备强扩展能力，具体表现为数据接入服务、数据共享服务和数据分析服务，可以应用于对接交警、智慧城市大平台、第三方停车平台数据接入和向公安部门提供敏感车辆数据、向政府部门提供停车数据分析结果，并可实现政务平台数据对接。
　　（5）应用场景多样化：目前可以适用的场景包括封闭式停车场、路侧停车场、路内停车场、商业综合体、校园、物流园、小区、景区等城市停车场景全覆盖。
　　（6）前沿技术应用：车牌二次识别算法、车型识别、车辆特征识别等识别技术应用。二次识别主要应用在路边高位无人值守应用场景，将相机抓拍的车辆实时画面传输到云端进行二次识别，进一步提升相机的识别率。车型识别和车辆特征识别可以识别出车型、车辆挂饰，车前脸特征等，通过这些特征分析及比对，可以快速判断是否和目标车辆是同一辆车，进而解决无牌车问题或者对敏感车辆进行甄别。
　　4、城市级智慧停车平台服务群体多样化
　　全市级智慧停车平台可以同时满足城市不同的应用场景。包括封闭式停车场、路侧停车场、路内停车场、商业综合体、校园、物流园、小区、景区等全场景覆盖。
　　5、智慧停车管理平台优势
　　智慧停车管理平台的应用，顺应全国智慧城市及智慧交通大潮，提升停车设施现代化管理水平的同时，优化了城市生活秩序，更好服务于广大市民。
　　（1）以技术研发和商业运营为核心。企业创始人史小辉博士，自西南交通大学毕业后潜心钻研城市级停车平台研发技术11年，研发出全系列智慧停车产品，包含前端数据大屏系统、后端管控平台和移动端APP等。2020年研究院公司获得深圳腾讯和西安华清科教科教产业集团战略投资，成为腾讯AI城市停车独家核心生态合作伙伴。
　　（2）西安建筑科技大学产学研科技成果一体转化应用。西安建大城市规划设计研究院为城市停车顶层静态交通规划设计；交通运输工程系交通工程专业的城市静态交通规划设计与研究优势科研成果；信控学院“人工智能实验室”在城市停车领域基于图像处理、深度学习、车辆特征识别等方向的科研力量；以及基于大数据研究与运营方向的科研成果的支撑。
　　（3）停车硬件全集成。城市级静态交通平台完美兼容国内主流硬件设备。推动大数据技术与停车产业的深度融合，着力优化城市静态交通环境，构建城市停车产业发展生态，提升政府对静态交通的运营管理效率。

　　二、技术场景
　　1、道路占道停车有人收费模式（人工+地磁+手持机）
　　路侧停车模式中，可采用“地磁+云平台+移动端APP”模式。面向收费人员，通过收费APP上传停车图片并实现线上收费；面对停车人员，提供市民APP进行自助线上缴费。另提供巡检APP，使巡检人员可以完成巡检执法、应急收费、任务调度处理等任务，2017年率先在长春全市应用。
　　2、道路占道停车无人值守模式（高位视频+APP缴费）
　　路侧停车模式中，可采用“高位视频+APP缴费”的无人值守模式。依靠先进视频抓拍识别技术，高位枪机记录车辆行驶轨迹，并识别锁定车牌号码，自动上传车辆停车照片至云端，云平台开始计时计费。车辆离场前，市民可通过市民APP或公众号进行线上缴费。2019年应用于拉萨全市。通过静态交通院自主研发的二次、三次识别算法，在实际运营中识别率已达到98.6%。
　　3、高位视频设备类型介绍
　　高位视频模式下，在不同场景当中，使用不同的前端采集设备。以实时视频监控为抓手，实现停车、违停、特殊车辆监控完整证据链采集，有效规范城市停车行为。

图1：高位视频设备类型

　　4、封闭式停车场应用场景——传统模式
　　目前静态交通院已完成国内主流硬件产品的接口对接，同时和阿里云、蚂蚁金服、腾讯都达成了合作。针对封闭式停车场，已实现云端管控，免岗亭，免布线。为了保证数据的安全，我们通过华为云、阿里云和腾讯云的多重备份，进行安全、有效管控。
　　5、封闭式停车场应用场景——ETC模式
　　采用了微信公众号+手机APP缴费+ETC+有人值守-无人收费的解决方式，实现车辆快速进出和停车费用免密支付。所涉及的硬件设备主要是ETC设备+高速道闸+车牌识别相机。在出入停车场时，优先进行车牌识别，再进行ETC识别，于2019年在封闭式停车场全面部署应用。
　　6、立体车库应用场景
　　立体车库空间利用率极高；采用触摸屏组态控制；可实现预约存取车辆。适合配建于工厂、别墅、住宅、商业综合体等大型停车场。通过和国内立体车库厂商战略合作，已经实现手机端车辆存取功能。
　　7、新能源充电应用场景
　　通过停车综合管理云平台实时发布充电桩的空余资源，与停车APP、微信平台数据互联互通，实现车主充电在线实时缴费。将充电、充电桩信息发送到管控平台，通过无线网关传输。通过地锁管控充电车位，进行充电预约服务。直流充电速度快，适合建在充电站、供电动出租车或其他专用车辆使用。交流充电速度相对较慢，适合建在停车场，包括住宅小区、商业大厦或医院等场景。目前已经和国家电网、特来电等企业达成战略合作。
　　此外，通过制定合理的充值策略，合理制定“夜间充电，白天短暂补充”、”快充、慢充“等价格体系，让车主真正实现充电无忧。
　　8、城市停车诱导系统
城市停车诱导系统，应用到信息采集技术、数据处理技术、通信传输技术、信息发布技术等，通过三级诱导屏实时显示停车场剩余车位情况，实现车辆在城市中的车位引导。有效提高停车场车位利用率，缓解交通拥堵。还可以向交警推送欠费、逃费车辆信息并进行公示。

图2：城市停车诱导系统

　　9、硬件设备介绍
　　静态交通院的核心技术是全市级停车物联平台的研发和大数据商业运营，为了保证全市级智慧停车项目的有序落地，我们与国内众多硬件厂商形成战略合作。

图3：硬件设备

　　10、车牌识别、检测车牌
　　静态交通院自2014年开始研发车牌识别技术，包括P-Net、O-Net等。针对国内的不同车牌品类，不仅实现了车牌的识别，还实现了车辆特征的识别。通过对车辆特征的识别实现对车辆的管控，例如可实现对套牌车的管控。

三、案例分析
　　1、典型投资运营案例——栖霞市
　　2020年11月中标，项目投资总额1.6亿元，特许经营期限20年（2年建设期、18年运营期），项目内容包括：全市封闭式停车场智能化升级改造、路侧及路内停车场改造、停车云平台及云服务、城市停车全系列软件平台产品、新建机动车停车场及全市交通组织提升建设及专项规划设计。
　　2、典型投资运营案例——山东东营市东营区
　　2020年12月中标，项目投资总额2.02亿元，特许经营期限20年，（2年建设期、18年运营期）项目内容包括：路外封闭停车场进行智能化升级改造、路侧及路内停车场智能化升级改造、智慧停车综合管理云平台及云服务、城市停车全系列软件平台、新建停车场及充电桩建设，最终实现智能化、无人化城市停车管理。
　　3、典型政府采购案例——长春市
　　2017年中标，项目合同总额为6280万，软件部分为1308万。项目内容包括：道路及桥下停车泊位智能化升级改造、建设智慧停车综合管理平台、运营中心网络机房、打通城市停车数据联网通道，实现数据共享。实现全市空余车位查找、车位导航、线上自助缴费、欠费补缴、发票申领等功能。

图4：长春智慧停车管理监控中心

4、典型政府采购案例——拉萨市
　　2019年中标，通过建设拉萨全市超6000个道路停车泊位的智慧化改造和全市级停车平台，与交警管控平台的打通，实现违停数据互通。项目采用了高位视频车牌识别无人值守的解决方案。智慧停车平台采用无人值守+市民APP+云平台的管理模式，平台将智慧停车与智慧旅游相结合，为政府提供大数据服务。
　　5、典型政府采购案例——陇南市
　　2020年12月中标，项目主要内容包括：八县一区现有9500多个公共停车位进行智慧化管控，在全市建立统一的智慧停车综合管理平台。建设运营中心监控系统，对全市所有纳入平台的停车场进行监管，处理突发事件、抢修设备故障。运用陇南发布微信公众号里的小程序实现无感交付的智慧化管理目标。
　　6、典型物流园区案例——张家港
　　建成了国内第一个符合国家行业标准的危化品智慧停车场。采用了停车管理云平台+PMS收费管理系统+微信/公众平台/小程序、停车诱导反向寻车等管理模式，实现了快速入场、自主快速缴费离场、车位导航的体验，还实现了智慧化收费、危化品车辆分区、车位导航等功能。
　　7、典型校园停车案例——同济大学
　　项目主要内容包括，建设同济大学8个校区智慧停车智慧化管理平台。实现8校区21个出入口停车智慧化管控。校区停车诱导系统和停车场无人值守系统搭建。对接“同心云”app、接入校园管理平台系统，实现教职工高效便捷停车。