智能停車系統(tǒng)(畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)

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1、安徽工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 專 業(yè)： 自動(dòng)化 題 目： 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 作 者 姓 名 ： 陳寶林 導(dǎo) 師 及 職 稱 ： 周力 教授 導(dǎo)師所在單位： 電氣工程學(xué)院 2011 年 6 月 15 日 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 摘 要 隨著城市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市公路交通的發(fā)達(dá)，隨著城市機(jī)動(dòng)車擁有量的迅猛 增加，城市的停車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，為了適應(yīng)這個(gè)新的發(fā)展變化，改革 舊有的城市路邊停車體系，理順城市路邊停車系統(tǒng)，建立新的城市路邊停車系統(tǒng)，將 是推動(dòng)城市路邊停車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并使之踏入規(guī)范化、科學(xué)化、現(xiàn)代化道路的必然要 求。進(jìn)一步加強(qiáng)城市路邊停車管理，則是實(shí)施停車體系建設(shè)的重要

2、前提，也是緩解城 市目前停車難，改善動(dòng)靜態(tài)交通壓力，提高城市路邊停車位的利用率，減少因?qū)ふ彝?車位浪費(fèi)的時(shí)間，提高城市通行能力的重要手段。 基于一個(gè)駕駛者在行駛車輛過程中對(duì)停車的需求設(shè)計(jì)出一套滿足需求的停車計(jì)費(fèi) 系統(tǒng)，本論文提出了一種誘導(dǎo)決策模糊控制方法，有效地結(jié)合當(dāng)前交通狀況和未來交 通狀況來決策出誘導(dǎo)路線和停車車位，并有可靠的、全面的、實(shí)時(shí)的顯示提醒系統(tǒng)。 本文的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)采用靈活的、多變的和實(shí)時(shí)的計(jì)費(fèi)策略，根據(jù)不同時(shí)段、不同車位和 停車時(shí)間來計(jì)算停車費(fèi)用，可以保證每個(gè)車位的利用率。本文采用數(shù)據(jù)冗余技術(shù)，保 證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性。 關(guān)鍵詞：停車系統(tǒng)；計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；智能誘導(dǎo)系統(tǒng)；智能交通 The

3、 Billing System of Urban Roadside Parking Abstract With the rapid development of urban economy of urban road traffic and developed, with the rapid increase of urban automobiles, the ownership of the parking industry city has entered a high-speed development stage, in order to adapt to the new change

4、s, reform the old urban roadside parking system, to rationalize urban roadside parking system, establishing the new urban roadside parking system, will be promoting urban roadside parking industry development, and make to step into standardized, scientific and is the inevitable requirement of modern

5、ization. Further strengthen urban roadside parking management, is the implementation of the important prerequisite parking system construction, but also relieve urban currently parking, improve the dynamic and static traffic pressure, improve the urban roadside parking space utilization, reduce the

6、waste of time for looking for parking space and improve the important means of urban traffic capacity. Based on a process of vehicle drivers in the demand for parking designed a set of meet the demand of the parking billing system, this paper presents a method of fuzzy control induced decision-makin

7、g, effectively with the current traffic conditions and traffic to a future decision induced route and parking space, and a reliable and comprehensive, real-time display remind system. This papers billing system adopt flexible and changeable, and real-time pricing strategy, according to different tim

8、e, different parking and stop time to calculate parking fees, can ensure that every parking utilization. This paper adopts data redundant technology, guarantee the stability and safety data. Keywords: parking system; billing system; intelligent induction system; intelligent transportation 目錄 引言 .2 第

9、 1 章 緒論 .3 1.1 課題的研究背景及實(shí)際意義 .3 1.2 智能停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展概況 .3 1.3 課題的主要研究內(nèi)容 .4 第 2 章 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)概述 .5 2.1 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要組成 .5 2.2 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)基本流程 .5 2.3 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可行性分析和性能指標(biāo) .5 第 3 章 誘導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .7 3.1 誘導(dǎo)對(duì)象 .7 3.2 誘導(dǎo)系統(tǒng)工作原理 .7 3.3 誘導(dǎo)系統(tǒng)工作流程 .8 3.4 誘導(dǎo)系統(tǒng)的特點(diǎn) .8 第章 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .10 4.1 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)概述 .10 4.2 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的工作原理 .10 4.3 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的工作流程

10、.11 4.4 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的特點(diǎn) .12 第 5 章 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .13 5.1 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)概述 .13 5.2 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)工作原理 .13 5.3 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)工作流程 .14 第 6 章 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .15 6.1 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的組成 .15 6.2 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)工作原理 .16 6.2.1 工作原理 .16 6.2.2 模糊控制原理 .16 6.2.3 模糊控制概念 .16 6.2.4 模糊集合和隸屬函數(shù) .17 6.2.5 智能控制中的模糊關(guān)系 .17 6.2.6 模糊控制設(shè)計(jì) .18 6.2.7 歷史交通狀態(tài)值 .18 6.3

11、 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)工作流程 .18 6.4 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)特點(diǎn) .20 結(jié)論與展望 .22 致謝 .23 參考文獻(xiàn) .24 引 言 隨著我國近年來城市經(jīng)濟(jì)的繁榮，城市化進(jìn)程的加快，城市道路車輛交通量劇增， 很多大中城市不僅出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)交通的嚴(yán)重阻塞，而且不同程度地出現(xiàn)了占道停車、違 章停車，從而進(jìn)一步加劇交通阻塞，導(dǎo)致交通事故上升。長期以來，我國城市停車場 建設(shè)問題未受到應(yīng)有的重視，問題日益嚴(yán)重，城市停車問題已經(jīng)成為實(shí)施國家汽車產(chǎn) 業(yè)政策和城市道路交通政策的“瓶頸”之一。 目前，國內(nèi)大部分城市的智能停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)還不完善，仍然采用簡單的停車場計(jì) 費(fèi)系統(tǒng)，并沒有充分利用城市路邊的停車位，也

12、不能有效地改善城市的交通，反而加 劇了交通堵塞。駕駛者在尋找停車位而花在道路上的時(shí)間影響了交通，污染了城市環(huán) 境。本論文采用智能的誘導(dǎo)系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，在接受到駕駛者尋找停車位的請求，可 快速地、有效地規(guī)劃出合理的駕車路線。減少了在道路停留的時(shí)間，減少了對(duì)城市的 污染，提高了停車位的利用，緩解了城市交通擁堵。為駕駛者提供了快捷地停車服務(wù)， 充分的利用了城市路邊的設(shè)施，對(duì)城市的交通是一個(gè)很好加速劑。 本次研究的這種智能停車系統(tǒng)由駕駛者提出申請后，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的交通情況和 未來的交通狀況來決策出駕駛路線，可有效地結(jié)合城市交通系統(tǒng)，避免駕駛者在行駛 中碰到堵車的情況。本論文結(jié)合不同的車位、不同的時(shí)段和

13、停車的時(shí)長來決策出計(jì)費(fèi) 系統(tǒng) 盡量保證每個(gè)車位的利用率，也提高車位的價(jià)值。 第1章 緒論 1.1 課題的研究背景及實(shí)際意義 近年來，我國城市汽車數(shù)量猛增，尤其隨著小汽車進(jìn)入普通家庭，汽車數(shù)量的增 長速度更是驚人。以北京市為例，在建國初期，只有機(jī)動(dòng)車 2300 輛，機(jī)動(dòng)車數(shù)量突破 100 萬輛（ 1997 年）用了將近 48 年的時(shí)間，突破 200 萬輛（2003 年）只用了 6 年的 時(shí)間，2006 年 12 月機(jī)動(dòng)車保有量為 287 萬輛，2007 年以來北京市的機(jī)動(dòng)車每天仍以 1000 輛以上的速度在增加。我國其他城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量同樣也在迅速增長。機(jī)動(dòng)車數(shù)量 猛增之后，我國各地城市都加緊了城

14、市交通設(shè)施建設(shè)，如拓寬原有道路，修建過河橋 梁，修建立交橋，建設(shè)快速路系統(tǒng)，等等。城市交通環(huán)境一度改善，但是停車難卻成 了各大城市面臨的一個(gè)共性頑疾。由于我國城市對(duì)停車問題的認(rèn)識(shí)滯后于車輛的增長 速度，所以導(dǎo)致了停車發(fā)展設(shè)施規(guī)劃滯后、停車管理水平低、有關(guān)法律體系尚不健全 等狀況的出現(xiàn)。無論是在居住區(qū)、商業(yè)區(qū)，還是在城市道路兩側(cè)，停車位缺乏的現(xiàn)象 比比皆是，亂停亂放現(xiàn)象非常嚴(yán)重。 在現(xiàn)有停車設(shè)施還不完善的情況下， 如果不能實(shí)現(xiàn)停車資源的有效利用， 必將造 成停車難， 不能及時(shí)找到停車泊位的車輛必將在道路上無謂繞行， 從而對(duì)正常的交 通造成不必要的壓力， 甚至將引起或加劇交通堵塞。該系統(tǒng)為駕車出行

15、者提供全方位、 實(shí)時(shí)的停車信息，同時(shí)也能夠?yàn)榻煌ㄊ鑼?dǎo)提供區(qū)域停車誘導(dǎo)預(yù)案管理的具體措施。此 外，停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)還能為停車規(guī)劃和交通規(guī)劃提供停車資源靜、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。 1.2 智能停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展概況 德國科隆自從 1986 年起停車誘導(dǎo)系統(tǒng)開始操作實(shí)施，1998 年作為停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的 延伸， 裝置了新型的具有藝術(shù)性的展示技術(shù)的標(biāo)志牌， 而且在貿(mào)易展覽中心附近建 了一座多功能控制中心， 整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作由市政府交通管理中心管理。1988 年 10 月， 日本東京引入停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，包括 25 個(gè)信息牌，為 12 座停車設(shè)施提供服務(wù)。 1998 年， 基于互聯(lián)網(wǎng)的停車信息系統(tǒng)開始運(yùn)行，2000 年 12 月

16、，通過手機(jī)也可以進(jìn)入該系統(tǒng)。 通過引入該系統(tǒng)，高峰停車時(shí)段的等候時(shí)間降低了 62%。國內(nèi)已在北京、寧波、杭州、 上海等地建立了多個(gè)智能停車誘導(dǎo)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，對(duì)提高停車設(shè)施利用率，緩解交通擁 堵都起到了積極的作用。上海市更是為推進(jìn)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)上海市公共停車 信息平臺(tái)終端采集系統(tǒng)由政府買單為市中心區(qū)停車場進(jìn)行免費(fèi)安裝。 預(yù)計(jì)市中心城區(qū) 約 70% 的停車場的停車信息已納入到市公用信息聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。同時(shí)，上海市已建立上海 市公共停車服務(wù)網(wǎng)和上海市公共停車服務(wù)熱線，并將正式運(yùn)營。 智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，ITS）是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，

17、它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù) 等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作 用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS可以有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、 減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率。 20 世紀(jì) 80 年代， 雖然日本道路的基礎(chǔ)建設(shè)一直在不斷的改善之中，但是也無法 滿足不斷急速增長的汽車的需求。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，交通堵塞等問題變 得更加明顯。因此為了滿足不斷上升的城市交通需求， 在利用有限的道路空間的條件 下， 尋求與開發(fā)全新的交通輔助系統(tǒng)成為當(dāng)前最有效、最可行的解決辦法之一。正確

18、 地把握道路的交通狀態(tài)是創(chuàng)造一個(gè)更安全的交通運(yùn)輸環(huán)境的基本保證， 而利用道路交 通情報(bào)通信系統(tǒng)（Vehicle Information and Communication System, 簡稱 VICS）系統(tǒng)， 可為駕駛員提供更加便利的工作環(huán)境， 進(jìn)而縮短運(yùn)輸時(shí)間， 削減工作成本。 1.3 課題的主要研究內(nèi)容 本文主要研究城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，針對(duì)現(xiàn)在城市停車難、城市路邊車位 利用率不高、城市停車管理難、收費(fèi)難等問題建立一套完整的解決方案。城市路邊停 車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要由停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和城市停車優(yōu)化系統(tǒng)組成。 第 2 章 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)概述 2.1 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要

19、組成 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要由停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和城市停車優(yōu)化系統(tǒng)組 成。 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng) (Intelligent Transport System， ITS) 的重要組成部 分， 將其應(yīng)用于城市 CBD 地區(qū)， 可有效地緩解城市擁堵狀況和道路占用，顯著提 高原有停車設(shè)施利用率， 并且可降低車輛尾氣排放和噪聲， 起到優(yōu)化交通環(huán)境的作 用。 自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)基于城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)無人自動(dòng)計(jì)費(fèi)， 只需要駕駛者在城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中擁有一定量的資金，在駕駛者使用服務(wù)后， 根據(jù)駕駛者的使用時(shí)間長短和使用的地點(diǎn)來計(jì)算。可以達(dá)到規(guī)范城市停車狀況，改善 城市交通

20、。 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)：該系統(tǒng)接受城市車位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫信息、駕駛者個(gè)人信息和當(dāng)前 交通狀況信息輔助停車誘導(dǎo)系統(tǒng)決策出停車誘導(dǎo)路線和停車位，該系統(tǒng)提高了駕駛者 停車效率和車位的使用率，有效地解決亂停亂放造成的交通混亂。 2.2 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)基本流程 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)的記錄著當(dāng)前城市交通狀況，并存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 中，計(jì)算并更新舊的數(shù)據(jù)。一旦有駕駛者提出尋找車位的申請，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)駕駛者申 請車位的位置、當(dāng)前駕駛者的位置和選擇的計(jì)費(fèi)種類，結(jié)合當(dāng)前的交通狀況和系統(tǒng)中 這個(gè)時(shí)間段的未來交通狀況，綜合模糊選擇控制計(jì)算出駕駛者的停車路線。駕駛者準(zhǔn) 確的到達(dá)選擇的停車位，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的檢測系

21、統(tǒng)檢測出所聽的車輛是否是提 出申請的車輛，如果所停的車輛是申請的車輛，計(jì)費(fèi)開始執(zhí)行。 所停的車輛不是申請的車輛，檢測系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒當(dāng)前停的車輛，讓駕駛 者把車停到其他地方。在提醒無效時(shí)，會(huì)根據(jù)檢測系統(tǒng)，檢測出所停的車輛的車牌號(hào) 碼，記一次違規(guī)停車。這時(shí)會(huì)友情地提醒申請車位的駕駛者，您的申請車位已被違規(guī) 占用，系統(tǒng)將為你匹配另一個(gè)車位。在解決這樣突然的事件時(shí)，系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)有效地 方法。保證申請車位的駕駛者合理的權(quán)益。 申請車位的駕駛者不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有效地到達(dá)指定的車位，則系統(tǒng)會(huì)視這次 申請無效，撤銷申請請求，并記錄申請車位的駕駛者一次無效地申請，在一定時(shí)間內(nèi) 累計(jì)無效申請次數(shù)達(dá)到一定數(shù)

22、量，罰一定數(shù)額的款。這時(shí)避免惡意的申請車位，破壞 停車系統(tǒng)，擾亂城市交通。 2.3 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可行性分析和性能指標(biāo) 可行性分析：城市路邊計(jì)費(fèi)系統(tǒng)為駕駛者在需要停車時(shí)提供全方位的服務(wù)，要求在 最短的時(shí)間里尋找最近的停車車位，并根據(jù)駕駛者的信息和停車位的利用率綜合選擇 該駕駛者的車位。駕駛者通過網(wǎng)絡(luò)到城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提出停車申請，系統(tǒng)根據(jù) GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)、路牌、指示燈誘導(dǎo)駕駛者經(jīng)過最優(yōu)路線到達(dá)停車位，當(dāng)車輛到 達(dá)，計(jì)費(fèi)開始，當(dāng)車輛離開，計(jì)費(fèi)結(jié)束。 誘導(dǎo)系統(tǒng)通過各種不同的方式誘導(dǎo)駕駛者，保證駕駛者在開車過程中能有效地看 到誘導(dǎo)系統(tǒng)的提示。本論文的誘導(dǎo)系統(tǒng)中嵌套了顯示系統(tǒng)，根據(jù)誘導(dǎo)系統(tǒng)

23、分配的顯示 區(qū)域，驅(qū)動(dòng)顯示系統(tǒng)來顯示不同交通信息。顯示系統(tǒng)通過三個(gè)不同的渠道來提示駕駛 者，1、車外載體顯示，主要有指示牌，LED 牌提示；2、車內(nèi)載體顯示，主要有 GPS 導(dǎo)航和手機(jī)路線提示；3、語音提示。 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是在申請的車輛到達(dá)指定的車輛后開始工作，沒有車輛的時(shí)候計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 處在待機(jī)檢測狀態(tài)中，時(shí)刻檢測到達(dá)的車輛。在檢測到有車輛到達(dá)時(shí)，會(huì)檢測出車輛 信息。及時(shí)傳送到城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)誘導(dǎo)系統(tǒng)傳輸 的數(shù)據(jù)，核對(duì)數(shù)據(jù)是否一樣，數(shù)據(jù)一樣代表所停的車輛是申請的車輛。回傳給計(jì)費(fèi)系 統(tǒng)開始計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要記錄時(shí)間和檢測車輛信息。數(shù)據(jù)由城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 處理，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

24、計(jì)費(fèi)完成后，傳回給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有起始時(shí)間、結(jié)束 時(shí)間、車輛信息、車位位置。 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)主要是處理當(dāng)前交通信息，并有效地整合出整個(gè)城市的交通狀 況，把有效的數(shù)據(jù)傳輸給城市路邊停車系統(tǒng)，由城市路邊停車系統(tǒng)結(jié)合申請的車位和 當(dāng)前車輛位置來決策出停車路線。城市停車優(yōu)化系統(tǒng)面向的當(dāng)前交通狀況。 第 3 章 誘導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 誘導(dǎo)對(duì)象 誘導(dǎo)系統(tǒng)誘導(dǎo)的對(duì)象是在城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中申請車位的駕駛者車輛，隨著 城市的發(fā)展和居民生活水平的提高，越來越多的車輛行駛在城市道路上，城市停車產(chǎn) 業(yè)的建設(shè)更不上城市發(fā)展的腳步，在城市中尋找停車位越來越難。導(dǎo)致駕駛者在尋找 停車位在城市道路上浪費(fèi)了

25、許多時(shí)間，這加劇了城市的擁堵。 現(xiàn)在的汽車大多數(shù)都裝載了 GPS 導(dǎo)航，這為誘導(dǎo)系統(tǒng)提供了一個(gè)提示方法。誘導(dǎo) 系統(tǒng)通過車輛自帶的 GPS 導(dǎo)航提示駕駛路線，到達(dá)申請的車位。 3.2 誘導(dǎo)系統(tǒng)工作原理 誘導(dǎo)系統(tǒng)可以分為車內(nèi)誘導(dǎo)系統(tǒng)和車外誘導(dǎo)系統(tǒng)。 在車內(nèi)誘導(dǎo)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)交通 信息在車輛和信息中心之間傳輸。這種誘導(dǎo)系統(tǒng)誘導(dǎo)對(duì)象是單個(gè)車輛，也稱車輛個(gè)體 誘導(dǎo)系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的誘導(dǎo)機(jī)理比較明確，容易達(dá)到誘導(dǎo)的目的。目前發(fā)達(dá)國家采用 的是這種系統(tǒng)，但是這種系統(tǒng)對(duì)車內(nèi)設(shè)施和信息傳輸技術(shù)要求比較高，造價(jià)相對(duì)昂貴。 在車外誘導(dǎo)系統(tǒng)中，交通誘導(dǎo)信息在車流檢測器、信息中心和外場信息顯示設(shè)備 （交通信息板、交通誘導(dǎo)屏

26、等）之間傳輸，誘導(dǎo)對(duì)象是車流群，也稱群體車輛誘導(dǎo)系 統(tǒng)。這種系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)比較便宜。 本論文基于單個(gè)車輛的誘導(dǎo)系統(tǒng)，誘導(dǎo)車輛到達(dá)指定的車位。但車外誘導(dǎo)系統(tǒng)可 以有效地輔助單個(gè)車輛，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)的交通狀況來決策出交通路 線，當(dāng)車外的誘導(dǎo)系統(tǒng)誘導(dǎo)車流群時(shí)，相應(yīng)的城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)也會(huì)做出相應(yīng)的 調(diào)整，駕駛者在駕車前往指定車位過程中，當(dāng)前交通發(fā)生突發(fā)的交通事情時(shí)，系統(tǒng)會(huì) 實(shí)時(shí)的調(diào)整駕駛者的路線。 如圖 3-1 可知，誘導(dǎo)系統(tǒng)主要由顯示驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理。工作原理：由 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)發(fā)送顯示信息到誘導(dǎo)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接收結(jié)構(gòu)接收顯示信息，數(shù)據(jù) 處理從數(shù)據(jù)接收中接收顯示信息，解壓縮

27、、編碼和驅(qū)動(dòng)。顯示結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)處理中得到 驅(qū)動(dòng)，顯示驅(qū)動(dòng)結(jié)果。當(dāng)城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)失敗后，誘導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接 收會(huì)回復(fù)失敗指令，要求城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)重新發(fā)送數(shù)據(jù)。本文采用的是車內(nèi)誘 導(dǎo)系統(tǒng)為主，車外誘導(dǎo)系統(tǒng)為輔的綜合誘導(dǎo)系統(tǒng)，終端顯示驅(qū)動(dòng)有數(shù)據(jù)反饋機(jī)制，駕 駛者可以取消車位申請，重新選擇停車位，查看個(gè)人信息和更新當(dāng)前交通狀況。有效 地保證駕駛者不脫離城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)對(duì)駕駛者的服務(wù)。 城市路邊停車計(jì)費(fèi) 系統(tǒng) 顯示驅(qū)動(dòng) 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)接收 圖 3-1 誘導(dǎo)系統(tǒng) 3.3 誘導(dǎo)系統(tǒng)工作流程 誘導(dǎo)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：終端設(shè)備和處理機(jī)構(gòu)。終端設(shè)備主要有顯示驅(qū)動(dòng)和相應(yīng)硬 件，處理機(jī)構(gòu)

28、主要有數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)接收。 如圖 3-2 可知，終端設(shè)備主要有 LED、GPS、指示牌和網(wǎng)絡(luò)。 終端設(shè)備 G P SL E D 網(wǎng)絡(luò)指示牌 圖 3-2 終端設(shè)備 終端設(shè)備中網(wǎng)絡(luò)是有信息反饋到城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，可以及時(shí)的更 新當(dāng)前的交通狀況，駕駛者也可以通過網(wǎng)絡(luò)了解當(dāng)前交通狀況、查詢個(gè)人賬戶、修改 停車申請。隨著網(wǎng)絡(luò)越來越發(fā)達(dá)，通過 3G 網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)駕駛者到達(dá)指定的停 車位。這樣的誘導(dǎo)成功率很高，減少系統(tǒng)工作負(fù)擔(dān)，加快停車計(jì)費(fèi)流程。 處理機(jī)構(gòu)包括數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理， 3.4 誘導(dǎo)系統(tǒng)的特點(diǎn) 該系統(tǒng)可以有效的提高駕駛者尋找車位的效率，提高城市車位的利用率，減少城市 擁堵和城市的污染

29、。停車誘導(dǎo)系統(tǒng)在駕駛者向城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提出申請后，開 始在駕駛者周圍尋找合適的車位，并根據(jù)駕駛者在城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)庫里的信息 綜合尋找。根據(jù)駕駛者以前停車時(shí)間的長短、當(dāng)前駕駛者的車輛位置、當(dāng)前道路交通 狀況和駕駛者的目的地綜合尋找車位和駕駛路線。 第章 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)概述 該系統(tǒng)基于城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)無人自動(dòng)計(jì)費(fèi)，只需 要駕駛者在城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中擁有一定量的資金，在駕駛者使用服務(wù)后，根據(jù) 駕駛者的使用時(shí)間長短和使用的地點(diǎn)來計(jì)算。可以達(dá)到規(guī)范城市停車狀況，改善城市 交通。 系統(tǒng)目的：提升用戶現(xiàn)代化管理水平和服務(wù)質(zhì)量 ；創(chuàng)造安全、可靠、高效

30、、便捷、管 理環(huán)境；最大限度降低中間流動(dòng)管理運(yùn)營成本； 適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)需求，提高工作效率， 推廣電子化進(jìn)程。 4.2 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的工作原理 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，沒有車輛在停車位上，計(jì)費(fèi) 系統(tǒng)處于待機(jī)狀況。一旦檢測到有車輛占用該車位，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)立刻檢測出車輛信息， 發(fā)送給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)確認(rèn)車輛信息后，回傳一個(gè)信 息。所停的車輛是申請?jiān)撥囄坏能囕v，則計(jì)費(fèi)開始。所停的車不是申請的車輛，則計(jì) 費(fèi)系統(tǒng)的檢測結(jié)構(gòu)開始發(fā)出報(bào)警提示，提示駕駛者違規(guī)停車。如果該車位未被申請， 檢測結(jié)構(gòu)提示駕駛者是否申請?jiān)撥囄唬{駛者申請了該車位則開始計(jì)費(fèi)，駕駛者沒有 申請?jiān)撥囄唬?/p>

31、則視違規(guī)停車。 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中包括制定不同的計(jì)費(fèi)策略，計(jì)費(fèi)策略制定的幾個(gè)因素：時(shí)間長短、車 位位置、停車時(shí)間點(diǎn)和不同駕駛者優(yōu)惠政策。如圖 4-2 可知，計(jì)費(fèi)策略是計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中 心部件，沒有計(jì)費(fèi)策略就無法有效地計(jì)算出停車消費(fèi)的費(fèi)用。 計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 計(jì)費(fèi)策略 時(shí)間長短 車輛位置 到達(dá)是否 檢測結(jié)構(gòu) 車輛信息 圖 4-1 計(jì)費(fèi)策略 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中的計(jì)費(fèi)策略是根據(jù)實(shí)際停車場的計(jì)費(fèi)策略來制定城市路邊停車計(jì)費(fèi)系 統(tǒng)的計(jì)費(fèi)策略。計(jì)費(fèi)車輛主要根據(jù)停車時(shí)間段來制定的，停車位、停車時(shí)間點(diǎn)和駕駛 者的優(yōu)惠政策綜合制定出計(jì)費(fèi)策略。如 4-2 表所示，計(jì)費(fèi)策略的實(shí)際合理性通過實(shí)際 檢驗(yàn)和駕駛者的反應(yīng)，一個(gè)合理計(jì)費(fèi)策略可以有效地提高系

32、統(tǒng)被利用率，系統(tǒng)的建設(shè) 也會(huì)得到越來越好的發(fā)展。 時(shí)間點(diǎn) 區(qū)域時(shí)間長 短 03h 36h 624h 市區(qū) 4 元/h 3 元/h 2 元/h上午 8 點(diǎn)10 點(diǎn) 下午 14 點(diǎn)16 點(diǎn) 晚上 18 點(diǎn)22 點(diǎn) 郊區(qū) 2 元/h 1.5 元/h 1 元/h 市區(qū) 2 元/h 1.5 元/h 1 元/h其余時(shí)間 郊區(qū) 1.5 元/h 1 元/h 0.5 元/h 優(yōu)惠策略：優(yōu)惠 80% 圖 4-1 計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 4.3 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的工作流程 如圖 4-3 所示，檢測結(jié)構(gòu)包含了自動(dòng)記錄時(shí)間功能，在車輛離開車位后，自動(dòng)的 把起始時(shí)間和離開時(shí)間發(fā)給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)某車位使用時(shí)間的長短來計(jì)費(fèi)，并自動(dòng)從駕駛

33、者在城市路邊停車計(jì)費(fèi) 系統(tǒng)的賬戶里扣除。無需任何人、也無需駕駛者的任何工具全自動(dòng)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。車位 的使用與未使用是根據(jù)現(xiàn)場車位傳感器的測量，傳送給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，并更 新城市車位信息庫。 車輛占用車位 計(jì)費(fèi)結(jié)束 時(shí)間 城市路邊停車計(jì)費(fèi) 系統(tǒng) 計(jì)費(fèi)開始 計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 檢測結(jié)構(gòu) 車輛信息核對(duì) 檢測離開 是 是 否 否 圖 3-3 計(jì)費(fèi)流程 4.4 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的特點(diǎn) 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能夠提供有效地信息給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，更新車位數(shù)據(jù)庫。計(jì)費(fèi)系 統(tǒng)根據(jù)某車位使用時(shí)間的長短來計(jì)費(fèi)，并自動(dòng)從駕駛者在城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的賬 戶里扣除。無需任何人、也無需駕駛者的任何工具全自動(dòng)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。車位的使用與 未使用是根

34、據(jù)現(xiàn)場車位傳感器的測量，傳送給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，并更新城市車 位信息庫。 第 5 章 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)概述 該系統(tǒng)接受城市車位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫信息、駕駛者個(gè)人信息和當(dāng)前交通狀況信息輔助 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)決策出停車誘導(dǎo)路線和停車位，該系統(tǒng)提高了駕駛者停車效率和車位的 使用率，有效地解決亂停亂放造成的交通混亂。 5.2 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)工作原理 如圖 5-2 可知，城市停車優(yōu)化系統(tǒng)由路況檢測結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理組成，路況檢測結(jié)構(gòu) 檢測出某一路段發(fā)生交通堵塞、車輛過多和交通事故。路況檢測結(jié)構(gòu)向數(shù)據(jù)處理中心 發(fā)送路況信息，數(shù)據(jù)處理計(jì)算出當(dāng)前這一路段的當(dāng)前交通狀態(tài)值，并傳輸給主系統(tǒng)的

35、 數(shù)據(jù)庫，更改數(shù)據(jù)庫里的當(dāng)前值。舊的當(dāng)前交通狀態(tài)值變?yōu)榍耙粫r(shí)段這一個(gè)路段的歷 史交通狀態(tài)值。城市停車優(yōu)化系統(tǒng)還結(jié)合了政府交通系統(tǒng)，當(dāng)某一時(shí)段的某一路段發(fā) 送交通狀況，城市停車優(yōu)化系統(tǒng)會(huì)及時(shí)的傳輸數(shù)據(jù)給政府交通系統(tǒng)，當(dāng)政府交通系統(tǒng) 接收某一路段發(fā)送交通事故或交通堵車，交通系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)給城市優(yōu)化系統(tǒng)，更改這 一路段的當(dāng)前交通狀態(tài)值。 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)可以有效地和政府交系統(tǒng)相結(jié)合，加強(qiáng)城市交通的流通性，減少 城市的擁堵。路況檢測結(jié)構(gòu)是停車優(yōu)化系統(tǒng)的重要組成部分，有效地保證了城市停車 優(yōu)化系統(tǒng)檢測的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。路況檢測結(jié)構(gòu)為政府交通系統(tǒng)提供了路況實(shí)時(shí)偵測， 在發(fā)現(xiàn)交通事故的第一時(shí)間得到信息，解決交

36、通擁堵。 路況信息 交通系統(tǒng) 城市路邊停車計(jì)費(fèi) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 路況檢測結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)處理 圖 5-1 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)組成 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)在接受到路況檢測結(jié)構(gòu)發(fā)來的路況信息后，數(shù)據(jù)處理分析路況信 息，計(jì)算出當(dāng)前道路的當(dāng)前交通狀態(tài)值，本文才用的是加權(quán)平均算法。如 5-2 表所示， 根據(jù)每條道路的長度、寬度和行駛速度分為不同的等級(jí)，快速路、主干路、次干路和 支路。根據(jù)每條道路車輛的數(shù)量分為不同的等級(jí)，非常擁擠、擁擠、正常、車少。本 文建立簡單的城市道路模型，把快速路、主干路、次干路和支路設(shè)置為權(quán)數(shù)，分別為 1、2、3 和 4。把擁擠程度的高低，分為 1000 數(shù)值，非常擁擠是 10080，擁

37、擠是 8060，正常時(shí) 6040，車少是 4020。 道路等級(jí) 快速路 主干路 次干路 支路 數(shù)值 1 2 3 4 擁擠程度 非常擁擠 擁擠 正常 車少 數(shù)值 80 以上 8060 6040 400 表 5-1 道路模型 計(jì)算公式是：當(dāng)前交通狀態(tài)值=道路等級(jí)*擁擠程度，擁擠程度是可以細(xì)分，根據(jù) 不同道路行駛車輛的數(shù)量和速度來判斷擁擠程度的，如 5-2-1 表所示，數(shù)量越少，速度 越快的道路擁擠程度越小，數(shù)量越多，速度越慢的道路擁擠程度越大。 車輛數(shù)量 80 以上 6040 4020 2010 105 50 行駛速度 80km/h 以 上 6040km/h 4020km/h 2010km/h 1

38、05km/h 50km/h 表 5-1 道路擁擠度 擁擠程度的計(jì)算方法：擁擠程度=車輛數(shù)量/行駛速度*5 , 5 是調(diào)節(jié)因子，當(dāng)行駛速 度是 0km/h 時(shí)，則是非常擁堵。 城市優(yōu)化系統(tǒng)把計(jì)算好當(dāng)前交通狀態(tài)值發(fā)給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，城市路邊停車 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)用當(dāng)前交通狀態(tài)值來計(jì)算不同的停車路線，選擇一個(gè)數(shù)值較小的停車路線發(fā) 給誘導(dǎo)系統(tǒng)。當(dāng)一段道路發(fā)生交通事故，城市停車優(yōu)化系統(tǒng)的路況檢測部件會(huì)及時(shí)發(fā) 送新的當(dāng)前交通狀態(tài)值給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，更新城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 的這一路段的當(dāng)前交通狀態(tài)值，被更改的當(dāng)前交通狀態(tài)值作為歷史交通狀態(tài)值。 5.3 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)工作流程 如圖 5-2 可知

39、，城市停車優(yōu)化系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)，當(dāng)某一路段發(fā)生交通事 故或交通堵塞，路況檢測結(jié)構(gòu)發(fā)送當(dāng)前路況信息給城市停車優(yōu)化系統(tǒng)，城市停車優(yōu)化 系統(tǒng)計(jì)算出當(dāng)前交通狀態(tài)值給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)重新計(jì) 算出停車路線發(fā)送給誘導(dǎo)系統(tǒng)，誘導(dǎo)系統(tǒng)計(jì)算出顯示驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送終端設(shè)備，終端設(shè) 備提示駕駛者更改駕駛路線，避開交通擁堵的道路，這樣形成了一個(gè)簡單的閉環(huán)系統(tǒng)， 有效地緩解了發(fā)生交通擁堵道路的擁堵程度。 改變車輛停車路線 城市停車優(yōu)化系統(tǒng) 某路段發(fā)生交通擁 堵 城市路邊停車計(jì)費(fèi) 系統(tǒng) 誘導(dǎo)系統(tǒng) 交通狀態(tài)值 顯示信息 減少擁堵 圖 5-2 城市停車優(yōu)化系統(tǒng)閉環(huán)控制 第 6 章 城市路邊停車計(jì)費(fèi)

40、系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.1 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的組成 如圖 6-1 所示，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)由誘導(dǎo)系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和城市停車優(yōu)化系統(tǒng) 組成。每一個(gè)子系統(tǒng)都互相關(guān)聯(lián)，缺一不可。駕駛者在城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中提出 了停車申請后，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)結(jié)合城市停車優(yōu)化系統(tǒng)指定出停車路線。并把 停車路線發(fā)給誘導(dǎo)系統(tǒng)，由誘導(dǎo)系統(tǒng)誘導(dǎo)申請的駕駛者到達(dá)指定的車位，駕駛者駕駛 車輛到達(dá)指定的停車位，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)則檢測出所停的車輛是否是申請的車輛，如果是則 開始計(jì)費(fèi)，車輛離開停車位，則計(jì)費(fèi)系統(tǒng)把停車時(shí)間和費(fèi)用發(fā)給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系 統(tǒng)。記錄并扣除駕駛者相應(yīng)的金額。 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系 統(tǒng) 誘導(dǎo)系統(tǒng) 城市停車優(yōu)化 系統(tǒng) 計(jì)費(fèi)

41、系統(tǒng) 圖 6-1 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)組成 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要是中心計(jì)算處理和數(shù)據(jù)庫的功能，完成整個(gè)流程的核心 計(jì)算，內(nèi)部嵌套了模糊算法。在結(jié)合城市停車優(yōu)化系統(tǒng)通過模糊算法決策出停車路線， 保證系統(tǒng)快速的應(yīng)答申請者的請求。數(shù)據(jù)庫提供駕駛者個(gè)人信息和當(dāng)前車位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 庫信息，當(dāng)前車位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫信息是分配車位的必要因素，根據(jù)現(xiàn)有的未被占用車位 才能為申請者提供停車位服務(wù)，當(dāng)前車位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫信息的實(shí)時(shí)更新是整個(gè)系統(tǒng)快速 響應(yīng)的保證，當(dāng)前車位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫信息的出錯(cuò)會(huì)擾亂整個(gè)城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的工 作流程。駕駛者個(gè)人信息是計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的保證，只有準(zhǔn)確的駕駛者個(gè)人信息才能保證計(jì) 費(fèi)系統(tǒng)的功能，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)要

42、調(diào)用駕駛者個(gè)人信息來決策出計(jì)費(fèi)策略，當(dāng)計(jì)費(fèi)結(jié)束后把 計(jì)費(fèi)費(fèi)用回傳給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)在駕駛者個(gè)人信息中 扣除相應(yīng)的金額。 誘導(dǎo)系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和城市停車優(yōu)化系統(tǒng)都有各自的操作流程和計(jì)算功能，分擔(dān)城 市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的計(jì)算壓力，能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速率。誘導(dǎo)系統(tǒng)計(jì)算顯示 數(shù)據(jù)，得到顯示驅(qū)動(dòng)，主系統(tǒng)只要發(fā)送駕駛路線，其他各個(gè)部分都由誘導(dǎo)系統(tǒng)處理。 誘導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)駕駛路線分配顯示區(qū)域和顯示內(nèi)容，沒有顯示任務(wù)的顯示終端設(shè)備不用 動(dòng)作，保證每個(gè)車內(nèi)誘導(dǎo)系統(tǒng)都互相獨(dú)立，不會(huì)干擾。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算有檢測結(jié)構(gòu)發(fā)來 的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，計(jì)算出時(shí)間的多少，并根據(jù)各個(gè)車位的不同計(jì)費(fèi)策略計(jì)算出

43、停車費(fèi)用，把停車費(fèi)用發(fā)給城市路邊計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中存儲(chǔ)了不同車位的計(jì)費(fèi)標(biāo) 準(zhǔn)和不同時(shí)段的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，再加上不同駕駛者的優(yōu)惠策略等各個(gè)因素構(gòu)成了計(jì)費(fèi)策略。 不需要城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)費(fèi)。城市停車優(yōu)化系統(tǒng)面向的是 城市當(dāng)前交通狀況和不同時(shí)段的交通狀況，從交通狀況檢測系統(tǒng)中分析出各個(gè)路段的 交通狀態(tài)值。 6.2 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)工作原理 6.2.1 工作原理 如圖 6-2 可知，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)包含模糊控制算法，通過模糊控制算法計(jì)算 出停車路線是系統(tǒng)的核心部分。 當(dāng)前車輛位置 當(dāng)前交通狀態(tài)值 目標(biāo)停車位 模糊控制 停車路線 歷史交通狀態(tài)值 圖 6-2 模糊控制圖 當(dāng)前車輛

44、位置是由駕駛者在申請停車位時(shí)需要提供的信息，目標(biāo)停車位是由城市 路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中的當(dāng)前動(dòng)態(tài)車位數(shù)據(jù)庫根據(jù)申請者提供的停車區(qū)域計(jì)算出目標(biāo)停 車位。當(dāng)前交通狀態(tài)值和歷史交通狀態(tài)值是由城市停車優(yōu)化系統(tǒng)根據(jù)路況檢測部件檢 測出的路況信息分析并計(jì)算出的值，交通狀態(tài)值都儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。 6.2.2 模糊控制原理 模糊邏輯和模糊數(shù)學(xué)雖然只有短短的幾十年歷史，但其理論和應(yīng)用的研究已取得了 豐碩得成果，尤其是隨著模糊邏輯在自動(dòng)控制領(lǐng)域得成功應(yīng)用，模糊控制理論和方法 得研究引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界得廣泛關(guān)注。在模糊理論研究方面，以 Zadeh 提出的分 解定理和擴(kuò)張?jiān)瓌t為基礎(chǔ)的模糊數(shù)學(xué)理論已有大量的成果問世。198

45、4 年成立了國際模 糊系統(tǒng)協(xié)會(huì)（IPSA） ，F(xiàn)UZZY SETS AN SYSTEMS（模糊與系統(tǒng)）雜志與 IEEE（美國 電氣與電子工程師協(xié)會(huì)）的“模糊系統(tǒng)”雜志也先后創(chuàng)刊。在模糊邏輯的應(yīng)用方面， 自從 1974 年英國的 Mandan 首次將模糊邏輯用于蒸汽機(jī)的控制后。與傳統(tǒng)的控制方法， 如 PID 控制相比，模糊控制利用人類專家控制經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于非線性復(fù)雜對(duì)象的控制顯示 了魯棒性好，控制性能高的優(yōu)點(diǎn)。模糊邏輯的其它應(yīng)用領(lǐng)域包括聚類分析、故障診斷、 專家系統(tǒng)和圖象識(shí)別等。 6.2.3 模糊控制概念 在現(xiàn)實(shí)生活中一些概念是有明確意義的，比如說“動(dòng)物” 、 “一個(gè)” 、 “電腦”等， 對(duì)于這些明

46、確的概念，在數(shù)學(xué)中可以用經(jīng)典集合來表示。但現(xiàn)實(shí)生活中并不是所有的 概念都是有明確定義的，例如“天氣熱”這個(gè)概念，不可能在天氣熱軸上劃定一個(gè)區(qū) 間，規(guī)定在這個(gè)區(qū)間內(nèi)的就是天氣熱。再比如，某人說“今天的溫度真高” ，但對(duì)于另 一個(gè)人來說，氣溫很舒適， “今天的氣溫不算高” 。類似于這樣的問題，對(duì)于不同的人 來說可能就有不同的答案。面對(duì)這類大量存在于客觀實(shí)際的模糊現(xiàn)象，人們使用經(jīng)典 數(shù)學(xué)來描述遭遇了實(shí)質(zhì)性的困難。所以提出了模糊的概念。 模糊控制是模糊理論在控制領(lǐng)域的應(yīng)用，是智能控制的主要方法之一。概括地說， 模糊控制模仿操作人員的控制過程（包括控制經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)） ，用語言規(guī)則來描述控制規(guī) 律。這里的語

47、言規(guī)則在模糊系統(tǒng)中就是所謂的 IF-THEN 規(guī)則。例如，如果汽車速度 快，則給油門施加較小的力，這就是一個(gè)模糊 IF-THEN 規(guī)則。由于模糊控制無需知 道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，所以在控制具有不確定性和具有強(qiáng)非線性對(duì)象時(shí)，較經(jīng)典控 制方法有著無法比擬的優(yōu)勢。 6.2.4 模糊集合和隸屬函數(shù) 一般地，給定一個(gè)論域，把具有某種確定性質(zhì)且彼此可以區(qū)別的對(duì)象組成的一個(gè) 整體稱為集合。 模糊集合定義為：給定論域 X 中的一個(gè)模糊集 A，是指對(duì)任意 x X，都為其指定 個(gè)數(shù) A(x) 0,1與之對(duì)應(yīng)，這個(gè)數(shù)稱為 x 對(duì) A 的隸屬度。 做出一個(gè)映射：A：X 0,1 ，x A (x)，稱 A為 A 的隸屬函

48、數(shù)。由模糊集合 的定義可知，論域 X 上的模糊子集 A 完全由隸屬函數(shù) A(x)來表征。X 對(duì)模糊子集 A 的隸屬程度由 A(x) 在閉區(qū)間 0，1 的取值大小來反映。A(x)的值越接近 1，表示 x 從屬于 A 的程度越大；反之，A(x)的值越接近 0，則表示 x 從屬于 A 的程度越小。顯 然，當(dāng) A(x)的值為0 ，1時(shí)，隸屬函數(shù) A已蛻變成一個(gè)清晰集合的特征函數(shù)，模糊 集合也就蛻變成為一個(gè)清晰集合。因此，可以這樣概括清晰集合和模糊集合間的互變 關(guān)系，即模糊集合是清晰集合在概念上的拓展，清晰集合是模糊集合的一種特殊形式。 隸屬函數(shù)則是特征函數(shù)的擴(kuò)展，特征函數(shù)是隸屬函數(shù)的一個(gè)特例。 6.2

49、.5 智能控制中的模糊關(guān)系 在普通集合理論中，關(guān)系 R 描述事物之間有或無的肯定關(guān)系，對(duì)于不能簡單地用 是或否來表達(dá)的模糊概念，則需要用模糊關(guān)系來描述。模糊關(guān)系是普通關(guān)系的擴(kuò)展， 普通關(guān)系只是表示事物間是否存在關(guān)聯(lián)，而模糊關(guān)系是描述事物間對(duì)于某一模糊概念 上的關(guān)聯(lián)程度。模糊集合 X 到模糊集合 Y 的一個(gè)模糊關(guān)系是指以直積 XY 為論域的 一個(gè)模糊子集，記作 R。模糊關(guān)系 R 由其隸屬函數(shù) R 完全刻畫。當(dāng)論域 XY 為有 限情況下， 模糊關(guān)系可以寫成矩陣形式。設(shè)有限集 X =x1,x2,xm，Y =y1, y2, yn ， 則 XY 中的模糊關(guān)系 R 可以表示成 mn 階矩陣： ),(),.

50、,(),( . ),(),.,(),(, 21 2212 11 nmmm nyxRyxRyxRyxyxyxRR （6.2.5） 6.2.6 模糊控制設(shè)計(jì) 本文的核心部分在于模糊控制器的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器主要需要解決以下 三方面問題：精確量的模糊化、模糊推理、輸出變量的反模糊化。 (1) 精確量的模糊化：由于輸入數(shù)據(jù)是精確值，而模糊控制中的控制規(guī)則用到的都 是模糊的語言量，這就需要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化，用相應(yīng)的模糊集合來表示。 (2) 模糊推理：模糊控制算法的設(shè)計(jì)。通過一組模糊條件語句構(gòu)成模糊控制規(guī)則， 利用模糊推理合成原則和經(jīng)模糊化的輸入集合，計(jì)算出模糊關(guān)系。 (3) 輸出信息的反模糊化

51、：將模糊推理得到的模糊控制量變換為實(shí)際用于控制的精 確量。 常見的模糊控制器有以下幾種：單輸入單輸出模糊控制器、雙輸入單輸出模糊控制器、 多輸入單輸出模糊控制器、雙輸入多輸出模糊控制器。 本文采用的是多輸入單輸出模糊控制器，輸入的變量有：當(dāng)前車輛位置、目標(biāo)車 位、當(dāng)前交通狀態(tài)值和歷史交通狀態(tài)值。輸出的變量是停車路線。建立城市交通道路 系統(tǒng)模型，設(shè)定每條道路的數(shù)值和交通狀態(tài)值，通過當(dāng)前車輛位置和目標(biāo)車位計(jì)算出 N 條停車線路，再計(jì)算出這 N 條停車路線的交通狀態(tài)總值，權(quán)衡 N 條停車路線的數(shù)值 總數(shù)和交通狀態(tài)總值，選擇出最佳的停車路線。 6.2.7 歷史交通狀態(tài)值 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要

52、儲(chǔ)存的是整個(gè)城市道路的當(dāng)前交通狀態(tài)值和歷史 交通狀態(tài)值，和駕駛者個(gè)人信息。當(dāng)前交通狀態(tài)值是由城市優(yōu)化系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，歷 史交通狀態(tài)值是由城市路邊停車計(jì)費(fèi)計(jì)算得來，歷史交通狀態(tài)值是以時(shí)間段為一個(gè)計(jì) 算區(qū)間，數(shù)據(jù)是由被更新的當(dāng)前交通狀態(tài)值。一條道路的歷史交通狀態(tài)值附加了時(shí)間 段，不同時(shí)間段的同一條道路的歷史交通狀態(tài)值是不同的。歷史交通狀態(tài)值的計(jì)算方 法：歷史交通狀態(tài)值=（前歷史交通狀態(tài)值+ 被更新的當(dāng)前交通狀態(tài)值）/2，這樣的計(jì) 算方法可以反映一條道路某一時(shí)間段的整體交通狀況，一條道路經(jīng)常發(fā)現(xiàn)交通事故， 則這條道路的歷史交通狀態(tài)值肯定很高，在計(jì)算停車路線時(shí)，會(huì)避免選擇這條道路， 因?yàn)樵隈{駛者行駛車

53、輛通往這條道路時(shí)，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)交通事故，影響停車效率。 6.3 城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)工作流程 如圖 6-3 可知，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的中心，數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、 停車路線計(jì)算、當(dāng)前交通狀態(tài)值和歷史交通狀態(tài)值。工作流程：駕駛者在城市路邊停 車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中提出停車申請，并提供目標(biāo)區(qū)域、個(gè)人信息和當(dāng)前駕駛者自己車輛所在 的位置；城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)接收到駕駛者的申請請求，根據(jù)申請的區(qū)域在數(shù)據(jù)庫 中尋找該區(qū)域的未被使用的停車位，此停車位是目標(biāo)停車位；把當(dāng)前車輛位置和目標(biāo) 車位導(dǎo)入城市道路模型，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算出停車路線，并發(fā)給誘導(dǎo)系統(tǒng)； 誘導(dǎo)系統(tǒng)接收由城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)發(fā)送的停車路線計(jì)算出顯示驅(qū)動(dòng)并發(fā)送給顯示 終端設(shè)備；終端設(shè)備誘導(dǎo)駕駛者到達(dá)指定的停車位。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)檢測到有車輛占用車位， 檢測出車輛的信息并發(fā)給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)調(diào)用該車位 的分配信息，如果核對(duì)正確，則發(fā)指令給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，開始計(jì)費(fèi)。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)檢測車輛離 開，計(jì)算出使用時(shí)間，并根據(jù)計(jì)費(fèi)策略計(jì)算出消費(fèi)費(fèi)用發(fā)給城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)， 由城市路邊停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)在駕駛者個(gè)人信息中扣除相應(yīng)的金額。如果所占用的車輛不 是申請的車輛則會(huì)提醒占用的車輛離開車位，不離開則視為違規(guī)停車。整個(gè)系統(tǒng)就這 樣完成。 誘導(dǎo)系統(tǒng) 停車路線 計(jì)費(fèi)開始 誘導(dǎo)設(shè)備終端 計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 駕駛者申請車位 車輛信息 計(jì)費(fèi)結(jié)束 城