芯耀
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本文来自机械工业出版社出版的《智慧城市与智能网联汽车，融合创新发展之路》一书。
智慧停车是指一段时间内需要在固定车位进行车辆停放，将无线通信、卫星定位和室内定位、地理信息系统、视觉感知、大数据、云计算、物联网、互联网、智能终端等技术综合应用于城市车位信息的采集、管理、查询、预订与导航服务等，实现停车位资源的实时更新、查询、预订与导航服务一体化，同时实现停车位资源利用率的最大化、停车服务利润的最大化和车主停车体验的最优化。
智慧停车核心是优化停车资源和提升停车效率，解决停车难的问题。一方面是对停车资源进行优化和整合，消除停车信息系统孤岛现象，将分散的停车位数据实时互联，使系统能及时知道空余泊位并进行发布和停车诱导，在不增设停车位的情况下，减少车位空置率；另一方面，是通过定位、感知计算和无线通信等技术形成车辆到车位的路径轨迹，引导车辆到达目的车位，或者进行反向寻车的路径引导，减少车找位、人找车的时间，实现停车效率和体验的显著提升[1]。
（一）智慧停车概述
1．智慧停车发展现状
近年来，我国汽车保有量持续增加，“停车难、乱停车”问题日益突出。面对我国城市停车供给缺口大、泊位利用率低的特点，智慧停车发展成为解决交通问题、改善人们出行的重要环节，也是打造智慧城市的关键环节之一。
在国家及地方政策的引导下，智慧停车建设趋于市场化、智能化、集成化，城市级停车服务当前向智慧产品升级、解决方案优化设计、系统建设和运营一体化方向发展，通过提供完整的停车运营产品与服务，在助力政府化解停车难的同时，也为车主打造良好的停车体验。
智慧停车发展整体上可分为两个阶段。第一阶段，对停车场进行智能化、网联化改造，实现车位使用状况信息采集及整合，并通过停车场电子屏幕或用户终端APP进行发布，对车主进行停车诱导，优化停车体验，缓解找车位难题，目前已初步实现落地。第二阶段，通过车场协同加速自主代客泊车（Automated Valet Parking，AVP）测试运营，由场端提供感知、地图定位等辅助信息，并对停车路线进行规划、突发状况预警播报，对于具备自动泊车功能的车型，可提供一键停车、取车的服务，同时也可为普通汽车提供车位导航、反向寻车服务[2]。
目前，国内智慧停车主要存在以下问题：
（1）停车位供给严重失衡，时间和空间上分布不均
许多老的住宅区车位规划先天不足，以及近年来激增的机动车数量之间的不协调是导致当前停车难的最主要原因。
现有车位未发挥最大功效，停车资源利用不平衡、不充分，错时共享尚未实现，各物业类型停车场停车需求在时间、空间分布上具有差异性和互补性，许多停车场晚上很多停车位经常空置，而其他车辆却无地方可停。如居住类停车需求高峰时段为工作日晚上，办公类停车需求高峰时段为工作日白天。
各区之间小汽车停车设施分布及使用不均衡性差异较大，存在部分区域停车繁忙，部分区域较为闲置的情况。
（2）停车场孤岛现象显著，难以挖掘现有资源潜力
由于停车场归属以及停车位信息化建设等问题，停车场数据无法联网，无法实现剩余停车位信息实时共享发布。对于公众，停车场空车位信息无法整合共享，导致信息不对称，出行者只能盲目前往目的地的唯一停车场，加剧了停车难问题；车辆在一些车位饱和区域需在市政道路频繁绕行找寻空闲停车位，影响道路通行效率，无法实现自主的错时适配。对于政府，停车场信息孤岛导致无法掌握不同时空维度的停车资源分布和利用率，难以科学支撑停车场/位的规划，无法实现错峰停车引导，无法支撑动态经济杠杆对停车资源的进一步挖掘和利用。
（3）停车乱，造成公共资源浪费
城市部分道路泊位被附近商家长期占据，导致公共资源被个人长期占用。单靠执法人员人工进行整治，工作量大且效果不明显。
（4）收费效率低，导致收费区域堵塞
在停车场收费方面，效率低下的传统收费方式（找零、回票、扫码）在车流量较大时往往使车辆在收费区域滞留，造成了拥堵。收费区域车辆的堵塞所浪费的不仅仅是时间，更加浪费了大量资源，同时造成了严重污染。
（5）停车场无法互联互通，无法实现一账通行服务
众多智能停车公司采用不同的体系标准，无法实现支付互通，难以形成行业闭环，非政府整合难以实现互联互通。市民在不同停车场系统中需要安装不同的APP客户端，无法实现互联互通，无法享用便利的停车服务。
（6）停车标准化体系落后，无法满足智慧停车需求
停车场建设方面，标准缺失，已不能适应城市发展的需要。停车场相关技术标准和管理规范需要进一步完善。修订现有相关规范的不足，形成涉及停车规划、建设与管理的技术规范文件已刻不容缓。
2．智慧停车政策情况
从2015年至今，国家到地方陆续出台了多项政策鼓励发展智慧停车。
2015年七部委联合发布《关于加强城市停车设施建设的指导性意见》大力推广政府和社会资本合作模式，推动停车智能化信息化，管理信息系统互联互通。
2021年5月24日，国务院办公厅转发国家发展改革委等部门《关于推动城市停车设施发展意见的通知》。到2025年，全国大中小城市基本建成配建停车设施为主、路外公共停车设施为辅、路内停车为补充的城市停车系统，社会资本广泛参与，信息技术与停车产业深度融合，停车资源高效利用，城市停车规范有序，依法治理、社会共治局面基本形成，居住社区、医院、学校、交通枢纽等重点区域停车需求基本得到满足。到2035年，布局合理、供给充足、智能高效、便捷可及的城市停车系统全面建成，为现代城市发展提供有力支撑。
国家在“十四五”规划和2035年远景目标中明确指出，“分级分类推进新型智慧城市建设” “建设智慧城市和数字乡村”。智慧城市建设中，交通出行方面是重点领域，智慧停车被认为是智慧城市建设的基石之一。
3．智慧停车发展需求
（1）业务需求
a）突破信息孤岛，打造统一平台
信息不互通导致在政府层面无法实现对车位资源的宏观调控，在市场层面无法实现通过经济杠杆手段进行资源的平衡，车位资源存在较大浪费。
制定发布全市统一的城市停车运营管理平台技术标准体系，通过市场、行政、法律等手段将全市各类停车设施分批统一接入城市停车运营管理平台，推动行政管理部门间数据交换共享，实现全市停车信息全面联网。
b）停车资源整合，形成全城一个停车场
打造全城一个停车场，从来不是一蹴而就的，必须分布实施。前期从政府资源入手，整合政府路内停车场及公共停车场，建设样板点，形成快速统一服务体系，后期整合全城停车资源，开发智慧停车应用，实现资源统筹利用和信息精准推送，建设“全城一个停车场”。
（2）用户需求
a）运营企业需求
改变传统运营管理模式，提升系统智能化程度，减少人力投入，降低管理成本，减少收费纠纷。借助于畅通的信息渠道，向公众发布实时的车场资费信息和泊位诱导信息，提供一站式停车服务，实现“寻位、分流、导航、停车、驶离、扣费”全程自助，保证运营有序进行。获得实时、全面的运营数据，了解泊位资源使用情况、营收数据和系统运行状况等信息，辅助停车运营业务水平提升。扩展商业引流等增值应用，如汽车维修、保养、充电等服务，为停车运营提供更丰富的盈利模式。
b）公众需求
能够实时获取出行目的地附近停车位信息，实现车位查询、车位预订和路线导航等停车服务，让出行和停车更便捷。并希望城市停车价格透明、流程规范、支付便捷，停车服务质量能评价，有问题可申诉维护权利，从而让停车更舒心。
（二）智慧停车建设内容
1．城市停车运营管理系统
城市停车运营管理系统围绕城市级智慧停车需求，整合路外、路内停车、城市诱导等一体化服务，以互联网、物联网、云计算、大数据、支付清算、场景金融技术为核心，采用分层分布式网络结构建立智慧型城市停车运营管理平台，实现对各级系统数据综合处理，并发布至各级显示系统，达到停车数据的实时更新，城市停车资源的高效利用。
通过市场、行政、法律等手段将全城各类停车设施分批统一接入城市停车运营管理系统，推动行政管理部门间数据交换共享，实现全城停车信息全面联网和统一运营。城市停车运营管理系统实现运营管理、财务管理、客户服务、运维管理、公众服务等，如图1所示。
图1?城市停车运营管理系统系统架构
运营管理系统，提供运营收费业务相关功能，为经营管理单位管理停车运营提供支持，保证城市停车长效运营，提高运营效率。
财务管理系统，为经营管理单位财务人员提供记账、对账、结算服务，方便财务人员系统性掌握城市停车运营收费情况，提高财务管理效率。
客服管理系统，提供问题咨询、问题处理服务，及时响应车主在停车过程中面临的问题。
运维管理系统，为运维工作全流程开展提供保障，使运维技术人员能够及时响应系统故障，并完整记录运维过程。
公众服务系统，为车主提供诱导、缴费、开票等基础服务，充电、广告、车后等增值服务。
前端感知系统，通过高位相机、地磁、卡口相机、视频终端等先进智能硬件设施负责停车、充电等数据信息采集，数据汇集到城市停车运营管理系统。
2．路内停车系统
目前国内主流的路内停车系统，包括高位视频子系统和雷视车位桩子系统。前端感知子系统根据不同场景灵活选择、组合应用，为城市停车提供匹配度高、性能良好的定制化方案。
（1）高位视频子系统
高位视频子系统采用智能车位检测相机作为前端车位管理感知设备，采用深度学习算法，通过视频识别方式实现泊位状态检测、车牌号识别及抓拍，以图片和视频形式记录车辆停车全过程，全程无需人工干预并支持车主驶离前后进行停车缴费。
高位视频子系统前端采用无人值守模式，可以大幅度降低停车运营成本，每次的停车行为都有对应图片和视频进行保留，为停车运营商或监管单位对停车逃费进行追缴提供有力保障。
同时系统支持无感支付、扫码支付、后支付等多渠道线上支付方式，实现道路停车收费前端无人化。高位视频子系统组网拓扑如图2所示。
图2?高位视频子系统组网拓扑图
高位视频子系统主要应用于道路停车泊位管理，适用于一字型车位、非字型车位和斜非字型车位的无人值守管理。
对于一字型车位，远端车位管理相机可以管理5个连贯车位，近端管理3个连续车位，同方向可架设2台相机管理8个连贯车位。设备架设安装于车位的同侧，有效检测距离达66米，对车辆的停入和驶出进行实时检测及识别抓拍。
对于非字型车位，相机部署在泊位延长线上距离车牌3.5米~30米的距离范围，单个枪机最多管理5个车位，具体管理数量与枪机到车牌距离、枪机与车牌偏移距离数据相关，需根据具体场景判断安装位置与枪机数量。
对于斜非字型车位，相机部署在泊位延长线上距离车牌5米~30米的距离范围，单个枪机最多管理5个车位，具体管理数量与枪机到车牌距离、枪机与车牌偏移距离数据相关，需根据具体场景判断安装位置与枪机数量。
（2）雷视车位桩子系统
雷视车位桩子系统采用雷视车位桩作为前端车位管理感知设备。雷视车位桩内置摄像机、雷达，采用高清晰逐行扫描，具有清晰度高、星光级低照度、帧率高、色彩还原度好等特点。前端采用先进的深度学习智能算法，结合雷达检测，实现路边车位高精度抓拍，支持车辆驶入、驶出检测和车牌识别。后台提供前端数据核验功能模块，对错误数据、低置信度数据、超长停车、超上限停车等状况报警和处理机制，输出最终的正确账单。通过支持无感支付、扫码支付、后支付等多渠道线上支付方式，实现道路停车收费前端无人化。
雷视车位桩安装位置贴近泊位，受干扰可能性较低，能灵活部署于其他远距离视频方案无法适配的场景。雷视车位桩采用先进的背景建模与运动前景提取技术，支持复杂场景下的抓拍，避免了阴影带来的误检影响。同时采取的图像处理与雷达融合技术，有效改善了低对比度情况下目标的检测率，提升了在雾天、雨天等恶劣天气条件下的系统检测的可靠性。
雷视车位桩子系统组网拓扑如图3所示。
图3?雷视车位桩子系统组网拓扑图
该子系统主要应用于道路停车泊位管理，适用于一字型车位、非字型车位（含斜非字型车位）的无人值守管理。
对于一字型车位，雷视车位桩安装于车位边路肩，与目标车位的水平偏移距离为1米，垂直距离约1米，每个泊位配置一根雷视车位桩。
对于非字型车位（含斜非字型车位），雷视车位桩安装于倒车限位柱后，每个泊位配置一根雷视车位桩，雷视车位桩距离车牌约1.5米。
3．AVP停车场系统
AVP停车场是指有场端设施及服务平台支持的自主代客泊车规范化停车场，范围包括室内停车场及停车场出入口连接道路。
AVP停车场包括场端设施和服务平台。场端设施又可分为基础设施和智能设施两部分。其中，基础设施指停车场内用于AVP停车引导的标志标线和所需的供电照明设施，以及充电基础设施等；智能设施主要指在场端部署的感知计算、高精度定位、车场通信等相关设施，支持停车场进行车辆识别、车位识别和车辆监控，并为AVP车辆提供感知和定位辅助。服务平台按照业务逻辑可包括停车及管理服务平台、地图服务平台等，结合场端设施和AVP车辆及其车企服务平台提供的信息，进行AVP停车服务。
AVP停车场系统的应用场景包括：
（1）一键泊车
用户驾驶AVP车辆至下客区，AVP车辆完成初始化定位和系统自检。用户通过移动终端一键开启泊车功能，并指定可用停车位；用户也可以选择不指定停车位，由停车场分配可用车位，AVP车辆自动巡航至停车位并自动泊入。
（2）一键召回
AVP车辆在自动巡航和泊入车位过程中，或泊入停车位后，用户通过移动终端一键开启召回功能，并指定上客区。AVP车辆由当前位置自动巡航至停车场上客区。
（3）车位重新分配
AVP车辆检测到停车位被占用、停车位空间受限、泊入次数超限等导致AVP车辆无法泊入指定停车位时，AVP车辆自动请求停车场重新分配车位。停车场向AVP车辆重新分配停车位与全局路线，并通知AVP用户。AVP车辆自动巡航至重新分配的停车位并自动泊入。
（4）车位预约
停车场可提供“车位预约”服务。用户驾驶AVP车辆至停车场下客区，通过移动终端进行车位预约服务下单，并指定停车位；用户也可以选择不指定停车位，由停车场分配可用车位。
（5）自动巡航
AVP车辆自动巡航至停车位并自动泊入，或由停车位自动泊出并自动巡航至上客区，期间可能遇到以下特殊应用场景。
安全决策：AVP车辆通过上下坡、跨层通道、弯道、螺旋弯道、路口、出入口等特殊场景前，自动将车速降至安全速度。AVP车辆自动巡航途中遇到影响AVP车辆正常行驶的障碍物，AVP车辆自主决策，通过停车、减速或绕行等方式，躲避障碍物。
更换路线：AVP车辆自动巡航途中遇前方道路拥堵或封闭，若前方道路有其它路口可通行，AVP停车场提前更换全局路线，并通知AVP车辆，AVP车辆更新巡航路线。AVP车辆自动巡航途中遇前方道路拥堵或封闭，若前方道路没有其它可通行路口，但存在掉头、倒车行驶空间，AVP车辆通过掉头、倒车行驶等方式，更换行驶路线。
（6）异常情况处理
AVP车辆在自动巡航或泊车过程中，如遇到异常情况导致AVP车辆停止并无法继续行驶，停车场应通知AVP车辆的用户进行处理；也可优先安排运营人员对异常AVP车辆进行处理。
（7）远程驾驶
车企平台可提供“远程驾驶”服务。AVP车辆自主巡航或泊车过程中，因外部因素导致AVP车辆无法继续行驶时，可通知用户通过移动终端，远程遥控车辆继续行驶；也可优先由停车场运营人员远程遥控车辆继续行驶。
（8）一键充电
停车场可为AVP车辆提供“一键充电”服务。用户通过移动终端下单充电服务，并指定可用充电车位；用户也可以选择不指定充电车位，由停车场分配充电车位。停车场自动调度充电设备或安排运营人员给AVP车辆提供充电服务。
若停车场提供移动充电机器人，用户下单充电服务时，可通过移动终端指定AVP停车区任意车位。移动充电机器人自动驾驶至AVP车辆停车位，给AVP车辆提供自动充电服务。
（9）一键洗车
停车场可为AVP用户提供“一键洗车”服务。用户通过移动终端下单洗车服务，并指定可用洗车服务点；用户也可以选择不指定洗车服务点，由停车场分配洗车服务点。停车场自动安排自动洗车设备或运营人员为AVP车辆提供洗车服务。
4．停车诱导系统
停车诱导子系统前端由城市一二三级诱导屏组成，向公众实时发布城市路边停车泊位信息，引导驾驶人规划停车路线。同时驾驶人也可通过手机APP查询区域内泊位信息。
一级诱导屏用于发布停车信息、指示停车场方位的信息。设置于进入城区范围内的主要道路侧面，在城区主干道的进入方向；二级诱导屏建议布设在次干道与次干道交叉口和次干道与支路交叉口的进口道上游一段距离处，主要实时显示相应诱导子区的热点区域泊位信息，向驾驶员提示合适的出行路线；三级诱导屏位于各收费道路出入口及停车场出入口附近，通过接收服务器的输出信息，用数字、箭头和文字等形式显示区域空车位数目、方位，以便车主在进场之前知道该区域剩余车位的情况，避免因车主犹豫引发的入口堵车情况，提高寻找车位的效率。
5．车位引导及反向寻车管理系统
车位引导及反向寻车管理系统主要由数字视频车位检测终端、网络控制器、服务器、车位引导屏及寻车查询终端等设备组成，通过系统后台软件实现车位监控、车位实时状态查询、车位导航等功能，并可结合蓝牙定位、AR和VR技术为车主提供多样化寻车服务[3]。
（三）智慧停车发展趋势
城市级智慧停车管理系统通过整合全市路内、路外停车资源和各类停车数据信息，采用大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术建设全市统一智慧停车平台，同时通过接入城市动态交通数据，完成城市停车资源智能互联互通，实现数据集中共享，构建“全市停车一张网、静态交通一张图”，为政府方及车场管理方提供数据及决策支持，实现全市停车资源精细化管理，促进停车资源高效利用，完善城市智慧交通，实现快速停车、智慧停车，推进智慧城市建设[4]。
目前智慧停车有如下发展趋势：
（1）联网化
随着互联网技术发展，数字化管理是大势所趋，实现全面数字化、云端化管理，已成为智慧停车的标配。未来停车场将逐步实现联网共享数据，打破信息孤岛，建设智慧停车物联网平台，管理位于不同位置的停车场，并将分散的数据进行集中，实现停车场的远程在线管理，实现停车诱导、车位预定、电子自助付费、快速出入等功能。
（2）视频智能化
停车技术发展将向全视频智能停车的方向迈进。管理、服务一体化的“智能停车”模式逐渐得到更多消费者青睐。全视频智能停车场作为一个解决停车问题的综合解决方案，在集成停车系统资源方面有着卓越的优势。实现从车辆快速进场、快速停车，再到车主出场时快速找车、快速缴费等一系列完整的、全自动化的功能，从而有效解决包括道路泊位、商场、机场等公共场所的停车场，由于车流量大造成的停车慢、缴费慢、停车难、找车难等社会问题，将停车位的资源最优化。
（3）定制化
根据停车服务对象不同，可将停车资源分为配建停车设施、路外公共停车设施、路内停车设施等。不同应用领域的停车场对系统软、硬件要求有所差异。此外，针对特殊场所，如政府机关大院、企业厂区，车辆出入管理就要求同车辆的日常调度管理系统相关联；军队、安防、航天各涉密单位则要求对特种车辆有着更高的安全管理和突发事件响应机制。随着停车场应用领域的逐步细分，智慧停车功能也将趋于个性化和定制化。
（4）人性化
在停车智能管理系统设计上，工程开发人员将更多出于便捷性和车辆人员安全的考量，人机交互及互动性将逐渐增强。消费折扣管理、VIP积分管理，以及多媒体信息发布和显示等，将成为未来智慧停车相关行业的重要发展方向。
（5）数据共享化
智慧停车在数据平台上通过停车资源时间空间分析、停车需求规划研判、停车综合改善方案、停车盲点挖掘、停车数据与警务数据碰撞，将数据提供给如公安、交警、城管等管理部门做数据深入挖掘，充分发挥停车数据价值，为管理者提供实时、全面、准确的管理与决策支撑。
▎参考文献
[1]?全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会智能网联基础设施标准工作组（SAC/TC426/WG8），智慧停车发展及智慧停车系统白皮书[R]. 2022,15-22.
[2]?中国电动汽车百人会,中国城市规划设计研究院,CAICT中国信通院.智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展年度研究报告(2022)[R]. 2022,6-9.
[3]?杨波,车辉,邢慧芬,樊玉琦.?基于物联网的智慧停车系统设计与实现[J].?物联网技术, 2021,11(2):81-83.
[4]?张明慧,史小辉.?城市级智慧停车综合管理系统的研究与应用[J].?计算机应用与软件,2021,38(6):345-349.
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吴冬升 博士
