专题3--停车场信息化管理

2011.6.交通信息系统概论信息化停车场管理系统郭杜杜有了磁浮列车城际公交化不再遥远有了汽车想去哪就去哪随着城市交通的不断发展，城市内的机动车辆日渐增多，各种机动车辆的停车管理问题迫在眉睫，许多大中型大厦都面临着数百辆车的日常保安管理工作。由于地面空间的限制，对常驻车辆和临时车辆的便捷管理成为每个大厦、公寓迫切需要解决的难题。停车传统管理模式中存在的问题1、车辆被盗被换现象，虽然不是经常发生，但只发生一次也将造成巨大的经济损失；2、资金流失严重，主指管理人员、操作人员作假；3、恶意逃费现象严重（人情车放行，地霸车恶意逃费）；4、经营与管理成本较高；5、停车忙时排队等候时间较长；6、收费状况混乱，根本无法或及时了解财务、经营状况；7、停放无序，乱停乱放，让管理人员很头痛；8、停车证（月票）难以控制，可转借他人多次使用很难发现容易造假，给停车场投资者造成损失；9、与日益高速发展的社会经济与交通不相协调，尤其是高档小区，商务大厦，形象较差；因此，停车场信息化管理迫在眉睫！主要内容1、停车场管理系统基本知识2、停车场管理系统的基本工作原理3、信息化停车场管理系统4、典型解决方案5、停车场管理系统未来发展的趋势1、停车场管理系统基本知识1.1停车场管理系统的概念1.2停车场管理系统的作用1.3停车场管理系统的分类1.4停车场管理系统的组成1.1停车场管理系统的概念停车场管理系统是集RFID技术、自动控制技术、计算机网络技术、图像识别处理技术、机电一体化技术等多种技术，实现停车场车辆的自动化管理的综合系统。该系统能对车辆出入控制、车位检索、费用收取、核查、显示及校验车型车牌等实行有效地、科学地、可靠地管理。由于停车场管理系统减少了车辆管理的人工参与，从而最大限度地减少了人工费用和人为管理造成的损失，大大提高了整个停车场的安全性和使用效率。1.2停车场管理系统的作用实现停车场车辆的自动化、科学化、规范化管理提高停车场服务效率，实现车辆的快速流动。减少停车场管理中的费用流失及乱收费现象。有效缩短车辆在出入口的停留时间，降低收费人员的工作强度，减少收费误差，杜绝票款流失，提高停车场的收费管理水平。有效杜绝盗车现象的发生，提高车辆停放的安全性。1.3停车场管理系统的分类按使用场合分内部停车场公用停车场★内部停车场主要面向该停车场的固定车主与长期租借车位的单位、公司及个人，一般多用于各单位自用停车场、公寓及住宅小区配套停车场、写字楼及办公楼等大楼的地下车库，长期车位租借车场与花园别墅小区等，此种停车场的特点是使用者固定，禁止外部车使用，使用者对设施使用的时间长，对车场管理的安全性要求严格，在早晚上下班等高峰期出入密度大，对停车场设备的可靠性及处理速度要求高。★公用停车场主要是为临时性散客提供服务的，有“收费”和“免费”之分，公用停车场常见于大型公共场所，如车站、机场、体育场馆、商场等地方，车场设施使用者通常是临时一次性使用者，数量多、时间短、要求车场管理系统运营成本低廉、使用简便、设备牢固可靠、可满足收费等商业处理要求。按复杂程度分简易型半自动型全自动型按出入口的数量分单通道出入口一进一出两通道多进多出多通道1.4停车场管理系统的基本组成停车场管理系统设备可划分为：车辆自动识别子系统、收费子系统、自动控制子系统、保安监控子系统、对讲子系统等，通常包括中央控制计算机、自动识别装置、临时车票发放及检验装置、栏杆机、车辆探测器、监控摄像机、可控提示装置等。1.4.1车位情况显示屏放置在停车场的入口处，用于显示车位的使用状况，如总车位数、已使用车位数、未使用车位数、车位满等。多层地下车库车位显示屏多层地下车库车位显示屏户外型车位显示屏1.4.2车辆检测器配合感应线圈使用，放置在出入口控制机、栏杆机处，用于自动侦测车辆的有无。1.4.3入口控制机放置在车辆入场方向的左方，一般内含读卡器、显示屏、自动控制器、车辆检测器、自动发卡机、对讲分机等部分，完成读卡及身份识别、临时发卡、控制、记录信息、声光提示、语音对讲等功能1.4.4摄像机放置于出入口控制机和出入口栏杆机之间，用于摄取车辆出入场的图像，供图像对比和存储用，要求彩色、高清晰度、高速。1.4.5聚光灯放置于摄像机附近，夜间配合摄像机提供照明。1.4.6电动栏杆机一般由金属机箱、马达、变速器、动态平衡器、控制器、栏杆、防砸检测器等部分组成，放置于停车场出入口处，阻挡车辆通行和控制车辆进出的机电一体化设备。1.4.7出口控制机放置在车辆出场方向的左方，一般内含读卡器、显示屏、自动控制器、车辆检测器、自动收卡机、对讲分机等部分，完成读卡及身份识别、收取临时卡、控制、记录信息、声光提示、收费、语音对讲等功能。1.4.8收费管理中心是停车场管理系统的控制中枢，使用PC机或POS机、安装收费管理软件，负责整个系统的协调与管理，包括软硬件参数设计，信息交流与分析，命令发布等，系统一般联网管理，集管理、保安、统计及商业报表于一体。1.4.9发卡器放于收费管理中心，用于各类卡的授权与资料登记。1.4.10车位探测器用于探测车位有无车辆，构成停车引导系统。1.4.11红绿灯用于单通道出入口系统，指示通道的使用与否。2、停车场管理系统的基本工作原理2.1采用的技术2.2车辆的入场过程2.3车辆的出场过程2.4信息管理2.1采用的技术2.1.1车辆自动识别技术车辆自动识别装置一般采用卡片识别技术，包括司机手持的磁卡、条码卡、IC卡、近距离RF射频识别卡以及远距离RF识别卡等，也可采用无线遥控，自动车牌识别等技术。磁卡及条码技术由于其低廉的车卡价格和技术成熟性，在传统的车辆管理中占统治地位，九十年代以前的停车场管理系统中基本都是这两种技术产品，但是该技术配套设备复杂昂贵，划卡设备使用不便且易损坏，处理速度慢，车卡寿命短且易被仿造，保密性不高。九十年代后，涌现出了IC卡，近距离RF射频识别卡以及远距离RF射频识别卡等新型识别技术，它们克服了磁卡及条码技术的缺点，同时使用寿命长，使用方便，不易损坏与高保密性，防伪性高等突出优点，使停车场识别技术上升到一个新的高度。IC卡的缺点是依然需要刷卡过程，固而降低了识别处理速度，同时，由于IC卡是通过卡上触点与读卡设备交换信息，一旦IC卡的触点或读卡设备的触点被污物覆盖，就会影响正常的识别，IC卡对环境要求较高，一般停车场不宜使用。这两个缺点局限了IC卡在停车场管理系统中的使用。射频识别RFID(RadioFrequencyIdentification)技术是二十世纪九十年代兴起的一项自动识别技术，它利用无线射频方式进行非接触式双向通信。RFID系统中卡片与读写器之间无须物理接触即可完成识别，可实现多目标识别和运动目标识别，应用范围非常广泛，RFID识别技术继承了IC卡技术的优点，保密性高，不可伪造。同时省去了刷卡过程，提高了识别速度，而且由于杜绝了塞卡现象的发生，从而极大地提高了可靠性。对收费停车场管理系统，识别系统的可靠性就意味停车场的可靠性。因而RFID识别技术就成为了停车场管理中理想的识别技术。目前已被普遍应用于停车场管理系统。按识别卡的制造工艺，非接触识别卡可分为反向散射卡和声表面波卡；按识别范围大小可分为短距离(40cm以内)卡，中距离卡(40cm～300cm)和远距离卡(300cm以上)；按数据交流的方式，可分为只读卡(ID卡，如台湾SYRIS的EM卡,美国的HID卡、TI卡、MOTOROLA卡等)和可读可写卡(非接触式IC卡，如mifare卡)。读卡器不断发出信号，接受从非接触卡上返回的识别编号后，然后将编码信息转换成数字信号，通过电缆线传递到自动控制器进行判断识别。2.1.2机电一体化技术自动发卡机、自动收卡机和电动栏杆机都是应用机电一体化技术的产品。*自动收发卡机一般由电机(马达)、传动部分、自动检测部分、收发卡装置、控制单元(一般使用单片机技术)组成，可受按钮控制或自动控制器的控制，完成临时卡的发放和收取工作。*电动栏杆机一般由控制单元(一般使用单片机技术)、机箱、平衡机构、电机、减速机构、连杆曲柄传动机构、检测装置、闸杆组成。其工作原理如下图所示。摇柄电动机减速机构传动机构主轴闸杆控制单元磁敏开关按钮开关遥控装置红外线检测保护装置地感检测保护装置电脑监控系统电动栏杆机工作原理方框图2.1.3图像识别处理与视频监控技术在停车场出入口均设置高性能摄像机，通过电缆和视频捕捉设备将车辆出入场的图像摄取记录到控制中心的电脑中，进行车型和车牌的图像对比识别，确保车卡一致，防止车辆被盗的现象发生。平时在控制中心，也可以实时监看出入口的情况。在停车场中设置摄像机，在控制中心即可全面监看整个车场的情况。2.1.4车辆感应侦测技术在停车场管理系统中，系统是通过环路车辆检测器和地感线圈来侦测车辆的有无，从而做出有关反应的。车辆检测器是通过探测金属物在感应线圈上电感量变化来探测到金属物的，线圈由多匝导线绕制而成，埋在路面下，用水泥填充好，线圈的引线连接到车辆检测器上，当车辆等金属物通过感应线圈时，导致线圈的电感量发生了一些变化，这个变化被车辆检测器检测到，通过内部的智能控制器(通常由单片机和调谐电路组成)的运算判断有金属物，并通过继电器输出控制信号，自动控制器或栏杆机收到控制信号即做出相应的反应。★线圈调谐：地感线圈和车辆检测器内的电子线路组成调谐共振电路，调谐过程完全自动进行，当车辆检测器上电或被复位时，将自动调谐到它所接的线圈，调谐范围为50到1000毫亨，这样宽的调谐范围保证了对线圈和引线要求很低，一旦调谐好，任何环境对电感量缓慢变化都将反馈给探测器内部的补偿电路，保证正常工作。★灵敏度：车辆探测器的灵敏度取决于线圈的大小，线圈的匝数，引线的长度以及在线圈下方是否有金属，应根据具体应用情况来决定车辆探测器的灵敏度。★反应时间：车辆探测器的反应时间是指从金属物进入感应线圈到车辆探测器给出指示信号的时间间隔，反应时间一般为100ms，太短的反应时间在有电磁干扰的环境下容易造成误动作，太长的反应时间也会造成使用不便。2.1.5自动控制技术▲自动控制器是出入口控制机的核心，一般利用嵌入式微处理器构成中央处理单元，接受周边设备传送的信息并进行逻辑判断处理，发出控制指令使周边设备完成相应的动作，而且通过现场总线或网络与上位机(PC机)进行信息交互，完成停车场管理的自动控制。显示屏车辆检测器读卡器自动收发卡机自动控制器电动栏杆机语音提示通信对讲手动按钮2.1.6现场总线技术和计算机网络技术▲停车场管理系统中的各种设备常常通过现场总线进行通信。现场总线是应用在最底层设备的一种总线型拓朴的网络，这种总线是用做现场控制系统的直接与所有受控(设备)节点串行相连的通信网络。控制的实时性很强。目前比较流行的现场总线有RS-485总线、基金会现场总线、Lonworks总线、PROFIBUS总线、HART总线、CAN总线。▲在多出入口或设有管理中心的停车场管理系统中，各出入口节点和管理中心电脑之间常利用计算机网络技术(如以太网)进行组网通信。管理中心PC网络交换机管理中心PC网络交换机收费PC收费PC收费PC出口设备入口设备出口设备入口设备出口设备入口设备入口设备出口设备入口设备出口设备2.1.7信息处理技术管理收费软件充分应用了信息处理技术，具有强大的信息处理能力。管理中心电脑通过现场总线或计算机网络接受各节点设备传送的各种信息，进行各种处理(如记录、判断分析)，并向各节点设备发布控制指令，根据管理的需要形成各种记录和报表。2.1.8防迂回技术防迂回措施可用于防止持卡人在不开出车辆时再次持卡进入车场或持同样的卡将多辆车开出车场。2.2车辆的入场过程在等待状态下，位于入口控制机处的车辆检测器不断探测路面是否有车进入，若探测到车，则输出信号给入口控制机，入口控制机启动发出声光提示准备接受指令。若为固定卡用户，用户直接刷卡，读卡器读取到卡的信息后传给自动控制器进行处理，若为有效卡，系统发出声光提示，摄像机拍录车辆的图像并记