智能化车位管理系统的制作方法

本实用新型涉及车位管理设备和系统，尤其涉及一种智能化路边车位管理系统。

背景技术：

随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，私家汽车成为了很多人出行的必不可少的交通工具，随之带来了交通拥堵、停车位紧张等社会问题，尤其是在城市人口日益膨胀的大城市，城区停车位常常处于供不应求状态。为此城市管理部分在兴建大型专业停车场的基础上，针对部分有条件的道路两边划分路边停车位，提供了数量可观的停车位置，然而随着汽车保有量的持续增长，加上管理缺失，很多区域的路边停车位一直处于饱和状态。为保证路边停车位能够为真正需要的人使用，避免被恶意长期挤占，减轻城市拥堵，城市管理部门开始对路边停车位收费，目前的路边停车收费管理具有以下缺点：

1)普遍采用人工收费方式，人员工作辛苦，成本较高；

2)收费停车耗时较长，效率低下，人工收费方式存在权利寻租空间；

3)收费无法覆盖全天所有时段；

4)管理手段不完善，对长期恶意停放车辆的管理较为困难；

5)剩余停车位寻找困难，车主无法动态获取剩余车位信息，车位寻找花费时间较多。

技术实现要素：

实用新型目的：为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种可降低管理成本、提高车位使用效率的智能化路边车位管理系统。

技术方案：一种智能化车位管理系统，包括一个或多个安装在停车位附近的用户申请装置和一个或多个用于获取用户身份信息和指令的现场近程通信装置，上述各装置由现场核心控制器控制；所述现场核心控制器通过一个或多个远程通信装置与控制中心进行数据交互，控制中心根据用户身份信息，从用户的账户中扣取泊车费用。

系统包括一个或多个用于引导车辆行驶的现场指示装置，该现场指示装置由现场核心控制器控制。

系统包括车载定位与身份认证装置，所述车载定位与身份认证装置包括全球定位系统数据模块、身份证书模块和用户交互模块，上述各模块由核心控制模块控制，该核心控制模块通过一通信模块与现场近程通信装置通信。

所述车载定位与身份认证装置包括地磁传感器，该地磁传感器由核心控制模块控制。

所述车载定位与身份认证装置还包括加速度传感器，所述加速度传感器由核心控制模块控制。

所述车载定位与身份认证装置还包括设于汽车内部接口处的启停检测模块。

所述系统还包括可控车位锁；所述可控车位锁包括锁体、传感器以及用于驱动锁体完成车锁的打开和关闭的动作执行装置；动作执行装置由现场核心控制器控制；现场核心控制器控制根据车载定位与身份认证装置获取车辆的出库和入库状态，控制可控车位锁的升起与降落。

所述传感器包括异物传感器和/或汽车传感器；所述异物传感器安装在动作执行装置上，用于检测动作执行装置是否遇到阻碍；所述汽车传感器安装在锁体上，用于检测锁体上方是否有车辆。

所述车载定位与身份认证装置还包括电源模块。

所述身份证书为一卡通、身份证、银行卡或者SIM卡；所述身份证书对应的账户为银行储蓄账户或者移动支付账户。

有益效果：和现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果：1、车位管理全过程自动化，无需人工参与，降低维护成本，工作可靠高效；能够实时更新车位状况，便于查询；2、管理费用采用非现金同一结算，避免人为因素引起的资金流失；同时采用安全的身份认证机制，确保费用不会误扣6、可记录用户违规情况，方便执行相应处罚；3、 4、集成车载定位与身份认证装置、可控车位锁、车位智能管理系统，并兼容现场手动控制方式，没有车载定位与身份认证装置时仍能正常使用；尤其适用于城市街道路边停车位无人化智能管理，通过车位动态分配、分时复用，有利于提高车位利用效率、降低管理成本，实现了车位精细化管理，提高车位利用效率。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框架示意图；

图2为本实用新型车载定位与身份认证装置的内部结构示意图；

图3为本实用新型的系统部署结构示意图；

图4为用户申请车位处理流程图；

图5为用户退出车位处理流程图；

图6为本实用新型的车位分配优先车位级示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的智能化路边车位管理系统，集成了智能管理系统、车载定位与身份认证装置和可控车位锁。

智能管理系统：

是指能够和车载定位与身份认证装置通信、控制可控车位锁，进而完成汽车定位与身份识别、车位申请与分配、汽车进入车位和出车位监测、车位异常状态监测与处理等工作的管理系统；智能管理系统包括用户申请装置(即图1中的现场控制装置)、现场近程通信装置、现场指示装置以及其他相关辅助设备，上述各装置由现场核心控制器控制，现场核心控制器再通过远程通信装置与控制中心实现数据交互；

其中，现场进程通信装置用于和车载定位与身份认证装置通信，接收汽车身份信息、位置信息、用户指令信息等，并将数据发送至现场核心控制器；远程通信装置是现场核心控制器与控制中心之间的数据交互装置，常用的方式包括有线以太网络、GPRS、 WCDMA或LTE网络等方式；现场指示装置是指具备图像显示、声音提示等功能的设备，能够根据智能系统对车位的分配情况，引导用户行驶至指定车位；用户申请装置是指设在路边停车位附近，具备用户控制界面，允许用户通过手动方式输入命令，方便用户在没有车载定位与身份认证装置时，完成车位分配、计费等一系列功能；现场核心控制器是某一连片区域路边车位管理的控制核心，其接收现场近程通信装置、现场控制装置的数据，经过数据分析处理等步骤，实现用户定位、车位智能分配、车位状态监测、停车状态、异常监测与处理等功能，并与控制中心进行交互，完成用户身份识别、停车计费、剩余车位状态上报等功能；控制中心是一个城市车位管理的控制中心，下属整个城市的连片区域路边车位管理系统，掌握管理系统所有的用户身份数据、账户数据、车位状态等信息，与现场核心控制器配合完成身份认证、停车计费等功能，并具备车位状态信息发布能力，供用户或其他系统查询；其他相关辅助设备包括电源管理、可控车位锁控制驱动设备等，协同保证智能控制系统的正常运行。

车载定位与身份认证装置：

本实用新型中，车载定位与身份认证装置是指装载在车上，可与管理系统进行双向通信，用于获取用户身份、提供车辆位置信息和运动状态信息的设备，其具体包括全球定位系统数据模块、身份证书模块、用户交互模块、启停检测模块、地磁传感器、加速度控制器和电源模块，各模块由核心控制模块控制，该核心控制模块通过一通信模块与现场近程通信装置通信，如图2所示；具体功能如下：

身份认证：是指车载定位与身份认证装置将用户身份证书信息通过无线方式，安全发送至管理系统的现场近程通信装置，现场核心控制器分析识别身份信息，与控制中心协作，完成身份的认证；身份识别过程中，身份证书的载体、身份传递过程、身份比对方法均遵循严格规范，确保身份认证的真实性、保密性、完整性、不可抵赖性；车载定位与身份认证装置可读取或者集成了标志有用户身份信息的身份证书，身份证书是指能够证明用户身份的电子标志，其具有唯一性、不可复制性，常见的如身份证、一卡通、银行卡、SIM卡等；管理系统将用户的身份认证作为收费的识别标志，从身份证书对应账户扣取相应费用；

定位功能：智能管理系统依据全球定位系统数据模块提供的数据进行车位选择，定位包括两个方面，一个是指汽车绝对位置的定位，另一个是指车头方向的定位；汽车绝对位置定位采用了两种方式，一种是采用全球定位系统，获取车的绝对位置，另一种是通过车载定位与身份认证装置与管理系统现场近程通信装置通信，确定距离汽车最近的现场近程通信装置，从而反推出汽车的位置，第一种方式在附近没有停车位的情况下作为搜索最近停车位的基础，第二种方式作为管理系统车位分配的直接依据；汽车车头方向定位通过也两种方式实现，一是采用车载定位与身份认证装置内置的地磁传感器，通过对地磁场的感应确定车载定位与身份认证装置的朝向，从而确定汽车的朝向，另一种是通过多个现场近程通信装置之间接收到的汽车消息的先后顺序，确定汽车的行驶方向，从而确定车头位置，两种方式相互配合，能自动智能进行车位分配，且车位分配参考要素包括汽车具体位置、车头朝向、附近道路拥堵状态、空闲车位分布情况，实现沿着汽车便行方向，择优分配，方便用户停入，实现汽车车头方向的准确判断。运动状态检测：车载定位与身份认证装置还具有运动状态检测功能，通过内置的加速度传感器与全球定位系统接收器，二者结合精确判断汽车的运动状态，并通过汽车内部接口检测汽车启动状态，测量数据发送至管理系统，作为判断汽车是否完成停入车位或驶离车位动作的依据。

本方案能够依据汽车的运动状态(包括加速度、速度、位移等)判断汽车驶离车位，进而与车位控制装置联动，实现车位回收，无需人为参与。

用户交互：用户通过按钮、语音等方式，进行车位申请、车位选择、车位退出等指令的发送；车载定位与身份认证装置从汽车获取电能，并配备有备用电源，使其具有一定的电能自维持能力。

可控车位锁：

本实用新型中，可控车位锁是指能够响应智能管理系统的命令，完成车位锁的升起与降落的动作设备；可控车位锁主要由锁体、动作执行装置、异物传感器、汽车传感器等构成；动作执行装置驱动锁体完成车锁的打开和关闭，动作执行装置工作时异物传感器检测是否遇到阻碍，若有较大阻力则停止动作；汽车传感器通过声、光等手段，检车可控车位锁上方是否有车辆，在特殊情况下异物传感器可代替汽车传感器功能。

本实用新型的车位申请与分配过程是指管理系统依据用户的申请，为用户进行车位分配；用户通过用户申请装置(即现场控制装置)或者汽车上身份认证模块手动或语音控制车载定位与向管理系统发送车位申请，管理系统在完成身份识别的基础上，开始车位分配；车位分配是以用户汽车当前位置为基础，分配汽车车头方向上最近的可用车位，在道路两边都有停车位时，用户可以通过车载定位与身份认证装置选择前进方向的左边或者右边车位，管理系统将分配结果发送至车载定位与身份认证装置和现场指示装置，用户可以在两者的指挥下到达指定车位；若用户对分配车位满意，可通过设置车载定位与身份认证装置拒绝接收，智能系统重新开始按照上述原则分配车位。

进一步的，本实用新型所述的汽车进入车位和出车位监测功能通过管理系统和车载定位与身份认证装置协同完成。当管理系统为用户分配好车位且用户接收后，可控车位锁打开，计费开始，用户需按照指示停入指定车位，车载定位与身份认证装置在一段时间内持续发送信号，并检测到汽车熄火，且检测不到汽车位置的变化，表明用户在分配车位附近，即可默认用户已停入车位；当用户汽车重新启动且车载定位与身份认证装置检测到汽车的位置变化超过了一定的限额，则表明汽车已完成出库，管理系统停止计费，可控车位锁在确保安全的情况下，缓慢上升。

此外，本实用新型的智能管理系统还包括车位异常状态监测与处理功能，其具体包括图像监控单元和报警单元，主要针对如可控车位锁无法上升、现场近程通信设备故障、远程通信设备等故障发现，并及时通知现场的维护人员前往处置。其次，本实用新型还能够与车载影像装置联通，结合通信装置，支持通过图像导航方式，实现末端米级精确导航，引导用户停入分配车位。

如图3所示为本实施例的系统部署示意图，车载定位与身份认证装置部署在F位置用户汽车上，可由用户操作，管理系统的各个装置部署在路边停车现场，其中，现场控制装置、现场核心控制器、远程通信装置可集成于一体，放在一个物理实体中，位置如图1中A出所示，现场指示装置可以为多种形态，如电子屏等，部署位置如图1中D 处所示，控制中心部署于远方的管理中心内；可控车位锁安装在车位上，一个路边车位对应一套可控车位锁，二者关系图如1中C处所示；

前期准备工作，具有车载定位与身份认证装置的用户驾驶汽车来到路边停车位附近，准备停车，需要经过以下步骤：

1、管理系统识别用户车载定位与身份认证装置，获取ID号；

2、用户通过车载定位与身份认证装置，手动提出停车申请；

3、管理系统对车载定位与身份认证装置进行身份鉴别及权限鉴别，本实施例假设身份合法并具有权限；

4、管理系统通过车载定位与身份认证装置、现场近程通信装置，确定用户位置，判断距离用户最近的车位；

5、管理系统通过车载定位与身份认证装置、现场进程通信装置，确定汽车车头方向；

6、管理系统依据步骤4和5的数据，智能选取车位，并将结果通过车载定位与身份认证装置反馈至用户；

7、用户确认管理系统所分配车位，通过车载定位与身份认证装置将选择结果告知管理系统；

8、管理系统打开对应车位的可控车位锁，并通过现场指示装置、现场指示装置通过图像、声音等方式，引导用户停入车位；

9、通过用户手动确认或自动判定，管理系统确认车位已被使用，开始计费；

10、车载定位与身份认证装置检测到用户汽车运动符合车位离开特性，或通过用户手动申请，开始用户汽车离开车位过程；

11、管理系统接收到用户的离开确认消息，判定车位离开，闭合可控车位锁；

12、管理系统停止计费，将费用从用户身份对应账户扣除，并将费用信息反馈给用户。

利用该系统实现智能化路边车位管理方法又具体包括车位申请停入与车位离开两个步骤，如图4与图5所示，具体操作流程如下：

车位申请停入主要步骤：

步骤1、用户打开车载定位与身份认证装置，车载定位与身份认证装置完成初始化；

步骤2、车载定位与身份认证装置持续发送自身ID信息，搜寻附近的带有管理系统的路边车位区域；

步骤3、管理系统接收到车载定位与身份认证装置的身份信息，回复自身信息，完成二者之间的信息交互；

步骤4、用户到达停车位附近，降低车速，手动控制车载定位与身份认证装置，提出车位申请；

步骤5、管理系统接收到车位申请后，若无空余车位，则通知车载定位与身份认证装置，并结束车位分配过程；

步骤6、若存在空余车位，开始身份验证；

步骤6a、管理系统提出身份验证要求；

步骤6b、车载定位与身份认证装置接收到身份验证请求；

步骤6c、车载定位与身份认证装置读取内置或外置身份证书内容，进行加密，然后发送出去；

步骤6d、管理系统接收到身份证书信息，解密，并完成身份信息验证；

步骤6e、若身份验证不成功，则进入异常处置，标注该ID号为非法，结束车位分配过程；

步骤6f、若身份验证成功，管理系统将验证结果发送至车载定位与身份认证装置，并开始身份权限查询；

步骤7、管理系统依据前期获得的合法身份信息，进行权限检查，若ID对应身份有停车权限，则结束车位分配过程，并将结果反馈至车载定位与身份认证装置；

步骤8、若该ID对应身份具有停车权限，管理系统开始进行位置定位；

步骤8a、车载定位与身份认证装置将内置全球定位系统定位数据发送至管理系统；

步骤8b、管理系统收集现场近程通信装置接收到车载定位与身份认证装置信号的情况数据；

步骤8c、管理系统进行用户汽车绝对位置定位，确保用户汽车在本管理系统覆盖范围内，并且仅与本管理系统通信；

步骤8d、若步骤8c定位失败，则重复步骤8c，若失败次数超过限额，则通知车载定位与身份认证装置，结束车位分配过程；

步骤8e、管理系统依据现场近程通信装置接收到车载定位与身份认证装置信号的情况数据，按照接收到信号强弱和各现场近程通信装置覆盖范围，确定汽车当前在本智能停车系统绝对位置；

步骤8f、若步骤8e失败，则通知车载定位与身份认证装置，并进行下一步动作

步骤9、若用户汽车定位成功，则开始进行用户汽车车头方向定位；

步骤9a、车载定位与身份认证装置将内置的地磁传感器数据发送至管理系统；

步骤9b、管理系统收集现场近程通信装置接收到车载定位与身份认证装置信号的变化情况数据；

步骤9c、结合车载定位与身份认证装置内置的地磁传感器数据，多个现场进程通信装置接收到车载定位与身份认证装置信号的变化情况，进行比对分析，得出用户汽车车头方向具体位置；

步骤9d、若步骤9c失败，则重复步骤9c，若失败次数超过限额，则通知车载定位与身份认证装置，进行下一步骤；

步骤10、管理系统进行车位分配；

步骤10a、若管理系统成功完成用户汽车相对位置和车头方向定位，则依据车头方向，优先沿着车头方向选择车位分配，车位分配优先级如图6所示；

步骤10b、若管理系统成功完成用户汽车相对位置定位，而未完成车头方向定位，则在用户汽车位置附近，按照最近原则分配车位；

步骤10c、若管理系统未完成用户汽车相对位置定位，则在剩余车位中随机选择车位分配；

步骤11、管理系统将车位分配结果发送至车载定位与身份认证装置，开始用户对分配结果确认过程；

步骤11a、用户拒绝当前分配结果，若没有超过管理系统设置的最大分配次数，且本管理系统还有剩余车位空闲，则重复步骤10，否则进入异常处理程序，然后结束车位分配工程；

步骤11b、用户接收分配结果，则完成车位分配，进入下一步骤；

步骤12、管理系统控制车位锁打开；

步骤12a、若车位锁打开异常，则进入车位异常处理步骤，及时进行故障告警；

步骤12b、若车位锁打开异常，管理系统还有剩余车位尚未分配，则重复步骤10，否则进入异常处理步骤，并结束车位分配；

步骤12c、若车位锁打开正常，则完成车位锁控制过程；

步骤13、管理系统进行停车引导，用户根据引导进入分配车位；

步骤14、车位停车判断；

步骤14a、若用户在停车结束之后，手动确认已停车，则进入下一步骤；

步骤14b、若用户停车后，没有手动确认停车，若管理系统一定时间内检测到车位上方存在汽车，则断定车已停入车位；

步骤14c、若用户放弃车位，则进入异常处理过程，并结束车位分配；

步骤15、智能控制系统开始计费，完成车位分配过程。

车位离开主要步骤：

步骤1、若用户手动确认离开，则转入步骤5；

步骤2、车载定位与身份认证装置检测车辆运动特性，并将相关数据发送至管理系统；

步骤3、管理系统接收车载定位与身份认证装置检测车辆运动特性数据，进行运动状态分析；

步骤3a、车载定位与身份认证装置内嵌加速度传感器检测到符合车辆离开的运动特性；

步骤3b、车载定位与身份认证装置内嵌全球定位系统检测到汽车位置变化符合车辆离开的特性；

步骤3c、若汽车位置变化和汽车运动特性符合汽车离开车位的判断标准，则认定离开；

步骤3d、若汽车位置变化不符合汽车离开车位的判断标准，则放松汽车离开车位的判断标准，若汽车运动特性符合宽松的判断标准，则认定汽车已离开；

步骤4、通过车载定位与身份认证装置，向用户确认汽车离开车位判断结果，请求用户手动确认；

步骤4a、用户手动确认离开，则执行步骤5；

步骤4b、判断汽车位置变化和汽车运动特性是否符合汽车离开车位的宽松判断标准，若不符合，则继续发送确认请求，若符合，判定离开，执行步骤5；

步骤5、通过可控车位锁传感器确认用户汽车离开，停止计费，费用从用户身份关联的账户扣除；

步骤6、智能控制系统控制车位锁闭合；

步骤7、检测车位锁闭合状态，若状态异常，则进入异常处理过程；

步骤8、完成车位离开过程。

本实用新型所述的一种智能化路边车位管理方法整个工作流程无需外界人员参与，用户可在系统的提示下自主完成所有操作。本实用新型可以降低维护成本，实现车位精细化管理，能够提高车位利用效率；采用安全身份认证机制，并在身份机制的基础上实现费用的电子同一结算，能够避免人为因素引起的资金流失；路边车位现场结构简单，支持自动、手动工作模式，能够全天24小时工作。

本实用新型提供了一种智能化路边车位管理系统，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。