摘要：在分析了复杂的物流停车过程和泊车信息需求的基础上，设计大型物流停车场引导系统，可以为停车场停泊的车辆提供精准的车位引导服务，帮助车辆快速完成车辆的停泊。引导过程中，系统将管理平台的相关停车场地理信息提供给当前车辆的移动端，方便驾驶员实时了解目的停车位置及行驶路线；车辆进入停车场后，驾驶员可调用三维电子地图信息生成导航地图或跟随停车场内的引导系统寻找预设定的最适合空闲停车位实行停车。重点研究了停车场内引导系统构成部分以及充分利用有限车位资源，提高停车场和泊车者之间的信息对称度，从而提高使用停车场的便捷程度以及使用效率，降低管理成本。系统适用于综合性货运场、码头、港口、特殊装备厂房、工程机械停车场等场所。通过入口处的识别装置和设置在停车场内通道上、各停车区入口处的摄像装置、动态显示屏、声光报警、语音等模块引导货运车辆快速到达指定的车位，避免车位过小引发事故，或车位过大造成资源的浪费。同时，可在终端设备上生成反向寻车导航，解决长期困扰货运司机寻车位难和寻车难的问题。该设计综合应用图像处理技术、模型识别技术、计算机网络、物联网智能控制等技术。

　　关键词：停车引导；智能停车场；三维定位；最优泊车选择

　　0引言

　　近些年来，国内外商业合作不断深入，尤其在我国“一带一路”战略背景下，物流合作日趋密切。紧随城市工商业走上高速车道、货物进出口蓬勃发展，货运拥挤问题已严重阻碍快速物流产业的发展。现代化物流中心的建设以及物流配送体系的建立，使城市物流产业集骤度更高，促使货运交通量规模进一步扩大，导致物流需求高发地货运停车需求量剧增，且物流停车场管理乱象横生。如何确保物流基础设施建设、港口经济、港城经济互动成长，保障物流活动有秩序、高效率、低成本运营已成为当下重要的热门研究课题。缺少有效引导、资源利用不充分是物流停车难的主要原因之一。本文在主动分析货车停车需求、场地影响因素、停车场模型及传统物流停车位未能做到分区分类等现状的基础上，构建物流车辆停车场内智能交通引导系统模型，将不同类别的货运车辆引导至指定的停车区和指定的停车位。本设计可应用于综合性货运场、港口、码头等场合。本系统主要基于图像识别技术，采用通用型[1]、模块化的系统设计思路，提供灵活、安全、稳定的接口功能。软硬件由各种接口进行相互配合，利用图像识别技术将物流停车场及车辆数据整合在一个信息平台下进行管理，形成一体化的物流车辆停车场引导系统，采集数据由云储存大数据分析后，为停车场提供引导服务、停车场管理服务[2]。同时，保障系统的功能模块扩展与系统平台升级。

　　1设计方案

　　1.1方案概述

　　本系统设计，通过采集视频图像，自动分析车辆特征信息、车牌信息、货物危险等级以及合适的车位使用状态，结合停场内部的指示牌、动态引导屏、声光报警装置引导车辆前往指定停车区的适用车位。物流停车场通常接纳长短不一，形状各异的车辆。识别模块安装在车辆入口处，获取车辆的类型、尺寸、轴数、货物危险等级等数据，经过分析确定适用的停车区，预定停车位。车辆进入停车场后，行驶过程中，由通道上的智能指示牌引导当前车辆开往指定的区域。若车辆行驶过程中误入与本车辆不符的停车区时，设置在该停车区入口处的禁区阻拦装置启动，阻止车辆进入，并发出声光警示，语音播放，文字提示，引导车辆前往正确的停车区。本系统利用计算机技术，物联网技术自主采集数据，自主分析，并向执行构件发送控制指令，实现停车场无人化运营管理。1.2系统组成

　　构成子系统包括图像数据自动采集系统、货物种类识别系统、车位状态采集系统、云储存分析系统、远程数据传输系统[2]、执行设备控制系统、车辆引导系统[3]、声光报警系统、语音播放系统、反向寻车数据分析系统、场内智能照明控制系统[4]、客户端设备等。

　　(1)图像数据自动采集系统：通过停车场入口处摄像模块获取当前进场车辆的外观、车牌、车标、尺寸、轴数、车上物品危险等级，固化车辆相关信息；场内通道上的摄像模块采集视野内车辆车牌信息，根据当前节点时间逻辑，确认车辆位置、车辆行驶方向，判断是否沿着预定路线行驶。

　　(2)货物种类识别系统：车辆进场时，货物识别模块识别车载货物特性。经过自动分析，将车载货物按危险等级属性分为甲、乙、丙、丁、戊5大类，其中甲类货物为极度易燃易爆货物，乙类为易燃易爆货物，丙类为可燃货物，丁类为难燃货物，戊为不燃货物。系统依据危险等级不同车辆分别引导至指定的停车区域。

　　(3)车位状态采集系统[5]：实时自动统计并整理停车场内部空闲车位数量及每个停车区的车位使用率，为实时查询服务提供数据支持。

　　(4)云储存大数据分析系统[6]：主要由车辆特征分析模块、货物类型分析模块、安全检测分析模块、场地状态分析模块、路径信息分析模块、终端上传数据分析6大块模块组成。本子系统主要负责系统数据分析处理，并生成指令，发送至执行构件系统或用户终端。云储存大数据分析内容包括车辆车牌信息、车型信息、车辆高度信息、车辆长度信息、车辆宽度信息和边角弧度信息，处理完数据保存至系统云端。二次进场时，系统调取信息，可以快速引导至指定的车位。

　　(5)远程数据传输系统：将现场采集到的车辆信息、场地信息传输至云端服务器或将云端服务器数据下发至本地系统、终端设备。

　　(6)执行设备控制系统[7]：接收本系统控制指令，并由执行构件执行相关指令。执行构件主要包括：出入口障碍装置(如停车场闸机、禁区阻拦装置)、引导装置、文字显示装置、声光报警设备、语音播放装置等设备。

　　(7)车辆引导系统：由动态显示屏、静态显示屏构

　　成，主要显示方向标志、导向箭头，同时实时动态显示区域内的空车位数量。系统依据车辆特征、车载货物危险等级信息，对进场的车辆预定合适的车位以及通住该车位的最优路线。具体包括：根据场内状态信息、存取请求信息，计算获得最合适的车位供车辆使用。同时考虑，对停车时间长的车辆引导到离出口较远的区域，停车时间短的车辆或将优先级高的车辆引导存放在离出口近的区域。车辆入场后，车道旁的显示屏动态显示文字、数字、箭头引导车辆至指定的停车区。

　　(8)声光报警系统：通过报警声音、闪光方式提醒误入车辆，纠正错误行为。

　　(9)语音播放系统：通过语音提示指引车辆按正确的路线行驶。

　　(10)反向寻车数据分析系统[8]：在停车场内任意位置，查询终端设备自动连接到最近的无线路由器，用户在终端设备上输入车牌号码，软件自动定位用户终端设备目前所处的位置以及车辆的位置，生成点对点三维立体导航路线图。

　　(11)场内智能照明控制系统：智能照明控制模块与图像识别模块联动，夜间运营时，在车辆行驶过程中分段启动正常照明，车辆过后恢复节能模式，灯光减至正常照度的30%，实行车来亮灯，车走灯变暗，节能效果明显。

　　(12)客户终端关联，包括车载操控终端和智能手机。基于图像识别的物流停车场引导系统工作流程如图1所示，描述数据采集、数据传输、数据存储、数据调用以及执行相关引导指令、报警指令、控制指令及信号反馈的实现方式。

　　2硬件设计

　　本系统通过前端设备，如车辆数据采集器，车位状态采集器，小型X光机核验、油气识别、化学成份分析一体机采集到的数据实时发送至云储存大数据分析系统进行数据分析与处理，进而由核心控制器发送指令至停车场进出口控制设备、LED引导显示模块及禁区阻拦装置等执行部件实行控制，实现停车场内的车辆引导功能。

　　主要设备包括计算机网络交换机[9]、图像数据自动采集摄像机、货物种类识别一体机、数据服务器[9]、有线传输网络设备、数据存储器、车位信息采集辅助雷达、远程数据传输设备、云储存分析设备、停车场进出口控制闸机[10]、信息发布屏、车辆引导显示屏、声光报警设备、语音播放设备、禁区阻拦装置、反向寻车设备、客户端设备等。

　　3禁区阻拦装置

　　禁区阻拦装置[11]由感观信号采集、声光警示、文字提示、语音播放、视频联动、机械控制组成一体的装置。装置包括框架板、活动板、滑板、联动微型监视摄像机、LED显示屏、闪烁警示灯条、警示声音发生器、地感线圈、步进电机、主从齿轮组、应急开关等。活动板一侧与地面固定的框架板上的转动臂连接，另一侧上方边沿设置警示灯条，预警时警示灯慢节奏闪烁。滑动板一端由两个带旋转结构端子固定在框架板底板上，另一端为两个滑动部件内嵌于活动板下方的滑动导槽内，可自由滑行。显示屏、警示灯条、声音发生器、微监控摄像机分别布置在滑动板上方位置(图2)，朝向通道来车方向。显示屏为红光LED模组，字体横向显示，可由用户预设定，默认设置为“禁止车辆前行!”。警示灯条为黄光，报警时快节奏闪烁，在视觉上向驾驶员发出预警。

　　声音发生器由语音芯片、扩声电路及喇叭组成，控制器控制语音的播放或停止。微型监控摄像机由微型摄像头、录像配件组成，当活动板向上开启时，开始录制，能完整记录进入禁区的车辆、人员语音及行为举止。步进电机接收到控制器指令后执行正向或反向旋转，联动齿轮组带动活动板的旋转，从而实现装置开启与关闭。

　　禁区阻拦装置关闭时，背部与通道地面齐平，车辆正常通行；开启时，活动板翘起，与地面水平面成0°~90°，可预设，目的阻止车辆行驶。禁区阻拦装置如图2所示。禁区阻拦装置工作流程如图3所示。

　　4软件设计

　　软件功能[12]主要包含3点：(1)涵盖整个架构，包括资源、网络、应用在内的全系统虚拟化，实现资源集中管理；(2)在多节点并发执行环境中，保证系统数据的正确性；(3)系统通过统一接口，采集车辆数据自动分析执行。在一定准则下，利用计算机对采集数据加以分析处理，以获取所需的数据。

　　用户可在客户端App、公众号、微信小程序查看停车场车位信息，预览停车场整体状态。制作停车场内电子地图[13]，运用ArcGIS用户桌面组件和ArcMap软件对停车场的基础地理底图数据进行处理，在ArcGIS软件的楼层图层中建立一个代表通道的路线要素图层，添加所有的路径信息，实现每个节点到每个车位均有路可达。车辆驶离时，本系统软件自动生成车辆支付相关信息，如车型、停车时长等信息发送指令至停车场管理系统，为收费业务提供依据。

　　本系统开放的对接模式[14]，允许第三方业务系统的数据交互、资源共享、平台的集成与被集成。本系统在设计上预留标准的软件接口，任何符合相关标准的子系统均能接入到本系统的后台管理中，与现有的系统完美融合。5测试验证与结果分析

　　测试验证及结果分析如下。

　　步骤1：物流车辆从停车场入口处驶入，摄像设备拍摄车头正面、车身左侧面、车身右侧面、车尾正面，系统通过分析获取当前车辆的轴数、长度、宽度、高度、车体特征、车牌号码等数据。

　　步骤2：通过专用设备扫描车上的货物，分析货物特征，依据火灾危险性、化学危险性规范分类。

　　步骤3：根据已确定的车辆类型及车载物品属性，系统自动查询停车场内适合当前车辆停放的停车区、车位，预选定某一车位[15]。

　　步骤4：系统将指令发送给场内的执行构位，道闸门开启，显示屏绿色箭头点亮，引导该车辆行驶至预定的车位，此时系统自动开始计时，以此作为计费依据。系统将车位信息发送给绑定该车辆的智能终端设备(如车载终端、手机App、公众号、小程序等)，生成导航线路图。

　　步骤5：车辆行驶过程中，通道上的图像识别摸块采集该车辆实时信息，判断车辆行驶路线是否偏离，并通过显示屏、引导箭头继续引导车辆在正确的线路上行驶。

　　步骤6：车辆行驶过程中，设置在沿途通道旁的摄像机实时采集车辆图像数据发送给云储存大数据分析系统处理，并与首次采集的车辆数据进行对比，判断行车路线是否发生变化，实时生成最优路线生成导航图示在终端设备上显示出来，并更新指引。驾驶员可随时随地在终端设备上查询车辆目前位置及预留专属车位信息。停车场内设置动态显示屏，车辆按指示箭头沿预定路线行驶。每经过一个停车区，该停车区入口处的摄像机即时采集车辆数据，系统分析数据后，与预置数据对比：匹配则亮绿灯通行；否则，本区域入口处亮红灯，并发出警报。若车辆强行闯入，系统自动启动禁区阻拦装置(图3)阻止车辆前行，发出声光警报及语音提示，如“禁止入内”。

　　步骤7：车辆到达预定的停车区时，入口处显示屏显示“您的车位是***号”，驾驶员务必将车辆停在指定的车位，否则车位上的声光报警装置发出声光报警信号，此时，驾驶员可通过终端设备查询车辆专属车位，把车辆停在正确的车位里。

　　步骤8：车辆正确停入指定的停车位，驾驶员停车离开，系统持续对该车辆进行停车计时。

　　步骤9：驾驶员反向寻车时，可以在终端设备输入车牌号码，便可在操作界面上自动生成寻车路线，导航至该车停放位置。

　　步骤10：车辆驶离车位后，自动通过引导装置[16]指引车辆从最近的出口驶离该停车场。车离开后，其所占用的车位的资源在系统上释放，等待下一辆车的到来，系统更新本停车区的车位状态信息。

　　6结束语

　　针对当前传统物流停车场管理方式的车辆管理秩序混乱，交通事故、火灾事故隐患突出，管理运维成本高，管理过程漏洞多，收益流失严重等问题，本系统在分析比较车辆的图像数据基础上，进行车辆特征提取、识别、分类，合理预分配停车位。使用动态指示牌、语音提示、视频监视等引导车辆到指定的区域相应车位停放，从而减少车辆在通道上的行驶时间，维持良好的秩序，消减各类危险隐患，节约管理人力资源和能源资源。另外，运营方可以远程随时查询任何数据，实时监视停车场内部运营状态，停车场内无人管理，费用快捷支付。随着行业技术的进一步发展，货运停车场智慧运行管理应用越来越被客户认可，成为行业的一种趋势。

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