一种地下停车场车辆运行状态感知系统的制作方法

1.本发明涉及地下停车场感知系统技术领域，尤其涉及一种地下停车场车辆运行状态感知系统。


背景技术：

2.随着我国城市化水平的不断提高，在迈向新型城市化背景下，停车产业在内因和外因的双重刺激下，越来越受到重视，也成为当前城市发展“补短板”过程中不可忽视的一个重要环节。城市化水平已经超过50％以上的各大中城市停车设施供给严重不足，导致停车供需矛盾日益突出，给城市发展带来了一系列的问题，停车难问题的解决迫在眉睫。
3.目前，传统的技术对于停车场的规划往往是从微观层面，基于区域停车场的历史停车数据，小范围和短期内预测停车场的供需情况。没有在宏观层面，综合考虑居民出行行为和出行需求以及停车场的停车特征，对停车场的规划进行全局的分析和规划，即没有考虑地下停车场内车辆的宏观分布、交通事件的识别等，同时也没有考虑实时感知停车场内交通流情况，包括交通流运行的特征数据，如速度、密度、流量等，导致停车场内。因此，目前需要一种用于地下停车场车辆运行状态的感知系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种地下停车场车辆运行状态感知系统，可以通过对停车场内的车辆运行特征和运行状态识别，为管理中心制定管理策略基础，还可以为驾驶员提供决策支持，在保证高可靠度、考虑建设运营成本约束的前提下提高地下停车场运行效率。
5.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
6.一种地下停车场车辆运行状态感知系统，所述感知系统包括：
7.(1)数据采集单元：基于停车场内布设的wifi探针设备实时探测周围环境的wifi信号并上传至服务器；
8.(2)数据处理单元：甄别过滤行人wifi信号，对车辆进行去重合并；
9.(3)信息发布单元：基于处理后的数据服务器计算交通运行特征和运行状态，将运行特征和运行状态上报管理中心，通过场内显示屏为驾驶员提供场内车辆的宏观运行状态。
10.优选地，所述wifi信号由wifi探针设备识别wifi设备的mac号得到。
11.wifi探针设备实际为一个无线接入点，不断的向四周广播发送beacon帧，通知附近的wifi设备；而一般的wifi设备例如手机，平板电脑等，也不停的发送probe帧，去寻找附近可用的无线接入点。
12.优选地，所述wifi探针设备在停车场内布设的间距为5-15m/个。
13.优选地，所述wifi探针设备与服务器之间采用http协议，发送post请求，在建立http三次“握手”的基础之上，服务器主动接收数据。
14.优选地，所述数据处理单元的数据处理过程包括：
15.wifi探针设备沿停车场布置有n个，第i(0≤i≤n)个wifi探针设备探测到的wifi信号作为集合a；
16.与wifi探针设备i相邻的wifi探针设备为wifi探针设备i-1或wifi探针设备i 1，则第i-1或i 1个wifi探针设备探测到的wifi信号作为集合b；
17.通过集合a及集合b中的数组判断wifi设备的移动方向，选取单向移动的wifi信号组成集合c；
18.在所述集合c中，对所述合集c甄别过滤行人wifi信号和车辆去重合并，得到集合d，该过程动态更新。
19.优选地，所述数据处理过程的甄别过滤行人wifi信号和车辆去重合并具体过程如下：
20.在地下停车场连续布置多个wifi探针设备，在某一时刻t1，第i个wifi探针设备识别到若干mac号，记为si：
21.si＝{a1，a2，
…
，an}
22.在(t1 δt1)时刻，在第二个wifi探针设备处又识别到若干mac号记为si±1：
23.s
i 1
＝{b1，b2，
…
，bn}
24.取s1∩s2，s记为同一类mac号，即记为同一辆车内的mac号，非交集识别为行人wifi信号，服务器清除该数据；
25.第三个wifi探针设备在(t1 δt1 δt2)时刻识别到若干mac号：
26.si±2＝{c1，c2，
…
，cn}
27.s∩s3＝sg，sg记为同一类mac号，sg即所述集合d，非交集识别为行人wifi信号，服务器清除该数据，一次流程完成后，i
±
2重置为i开始二次流程，完成动态更新。
28.其中δt为对象从第一个wifi探针设备到第i
±
1个wifi探针设备所需要的时间。
29.建立基于wifi探针设备的地下停车场交通流状态精细化感知系统，分别考虑地下停车场运营管理中心对于交通流运行的特征数据(速度、密度、流量等)和运行的宏观状态(即考虑地下停车场内车辆的宏观分布、交通事件的识别等)与车辆驾乘人员对于宏观状态和最佳驾驶路径的选择。
30.优选地，所述交通运行特征包括：
31.连续通过两个wifi探针设备时刻记为t1与t2，通过连续两个wifi探针的距离与通过时刻t1与t2的差值计算出通过第二个wifi探针的平均行程车速，后台服务器计算总平均车速，得到整个地下停车场的通行速度；
32.通过计算得出的通行速度数据获得场内交通流量，结合wifi探针设备安装位置，获取地下停车场内车辆的宏观分布模拟图；
33.依据停车场内车辆的宏观分布模拟图计算车辆空间占用率，当某一区段时间占用率与空间占用率增大时，结合场内摄像头判断是否发生异常交通事件。
34.其中，所述异常交通事件包括交通事故、道闸设备故障或其他拥堵事件等。
35.优选地，所述运行状态包括：
36.通过计算出的通行速度与地下停车场的限速进行比较，若超速，通过语音提醒驾驶员减速，以及通过显示屏来提醒驾驶员减速；
37.在地下停车场关键节点放置可变情报板显示屏，显示场内道路通行情况，提供给驾驶员停车或驶离路径选择决策；
38.基于场内最快疏散原则，可变情报板显示屏动态更新当前与离场时间距离最近的停车场出口，在可变情报板显示屏实时导航离场最优路径。
39.优选地，显示屏可以选择led显示屏。
40.有益效果：
41.通过wifi探针技术，借助采集各车辆内的wifi信号，实现小空间粒度的交通流运行特征参数，包括区间段内速度、密度、流量、速度稠密采集，同时应用后台算法计算停车场内车辆数、聚集特征，一方面为管理中心提供制定管理策略的基础，另一方面为场内车辆驾驶决策提供支持，在保证高可靠度、低成本运营的前提下提高地下停车场运行效率。
附图说明
42.图1：行人与车辆的行径路线示意图；
43.图2：甄别过滤行人wifi信号和车辆去重合并原理图；
44.图3：数据采集原理图；
45.其中，wifi探针设备100、服务器200、显示设备300。
具体实施方式
46.以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明：
47.实施例1：
48.考虑车辆驾驶员及乘员均携带手机，且wifi或蓝牙设备开启处于较大概率，因此针对wifi探针技术，借助采集各车辆内的wifi信号，实现小空间粒度的交通流运行特征参数，包括区间段内速度、密度、流量、速度稠密采集，同时应用后台算法计算停车场内车辆数、聚集特征，一方面为管理中心提供制定管理策略的基础，另一方面为场内车辆驾驶决策提供支持，在保证高可靠度、考虑建设运营成本约束的前提下提高地下停车场运行效率。
49.一种地下停车场车辆运行状态感知系统，具体地，包括：
50.(1)数据采集单元：基于停车场内布设的wifi探针设备实时探测周围环境的wifi信号并上传至服务器，停车场内wifi探针设备布控间距为5-15m/个，优选地为5m/个。
51.wifi探针设备实际为一个无线接入点，不断的向四周广播发送beacon帧，通知附近的wifi设备；而一般的wifi设备例如手机，平板电脑等，也不停的发送probe帧，去寻找附近可用的无线接入点。
52.wifi探针设备与服务器之间采用http协议，发送post请求，在建立http三次“握手”的基础之上，服务器主动接收数据。
53.(2)数据处理单元：当服务器对接收的数据进行甄别过滤行人wifi信号以及对车辆进行去重合并。
54.车辆行驶路径基于曼哈顿距离，需时刻沿道路方向，行驶过程中无法避免经过交叉口等路径关键点，如图1路径a；行人行驶基于欧式距离，形式路径呈现为起点-终点的直线，如图1路径b，基于该原理：
55.wifi探针设备沿停车场布置有n个，第i(0≤i≤n)个wifi探针设备探测到的wifi
信号作为集合a；
56.与wifi探针设备i相邻的wifi探针设备为wifi探针设备i-1或wifi探针设备i 1，则第i-1或i 1个wifi探针设备探测到的wifi信号作为集合b；
57.通过集合a及集合b中的数组判断wifi设备的移动方向，选取单向移动的wifi信号组成集合c；
58.在所述集合c中，对所述合集c甄别过滤行人wifi信号和车辆去重合并，得到集合d，该过程动态更新。
59.具体地数据处理过程如下：
60.在地下停车场连续布置多个wifi探针设备，在某一时刻t1，第i个wifi探针设备识别到若干mac号，记为si：
61.si＝{a1，a2，
…
，an}
62.在(t1 δt1)时刻，在第二个wifi探针设备处又识别到若干mac号记为si±1：
63.si±1＝{b1，b2，
…
，bn}
64.取s1∩s2，s记为同一类mac号，即记为同一辆车内的mac号，非交集识别为行人wifi信号，服务器清除该数据；
65.第三个wifi探针设备在(t1 δt1 δt2)时刻识别到若干mac号：
66.si±2＝{c1，c2，
…
，cn}
67.s∩s3＝sg，sg记为同一类mac号，sg即所述集合d，非交集识别为行人wifi信号，服务器清除该数据，一次流程完成后，i
±
2重置为i开始二次流程，完成动态更新。
68.其中δt为对象从第一个wifi探针设备到第i
±
1个wifi探针设备所需要的时间。
69.上述数据处理过程的流程图如图2所示。
70.(3)信息发布单元：基于处理后的数据，服务器计算交通运行特征和运行状态，包括速度、密度、流量、停车场内车辆地宏观分布和交通事件识别等，将运行特征和运行状态上报管理中心，通过场内显示屏为驾驶员提供场内车辆的宏观运行状态。
71.在进行交通运行特征计算时：
72.a.连续通过两个wifi探针设备时刻记为t1与t2，通过连续两个wifi探针设备的距离与通过时刻t1与t2的差值计算出通过第二个wifi探针设备的平均行程车速，后台服务器计算总平均车速，得到整个地下停车场的通行速度；
73.b.通过计算得出的通行速度数据获得场内交通流量，结合wifi探针设备安装位置，获取地下停车场内车辆的宏观分布模拟图；
74.c.通过两个wifi探针设备统计数据获得场内交通流量和依据停车场内车辆的宏观分布模拟图计算车辆空间占用率，当某一区段时间占用率与空间占用率增大时，结合场内摄像头判断是否发生异常交通事件，如是否发生交通事故、道闸设备故障或其他拥堵事件，在无人收费的环境中，便于及时调度相关人员前去处理异常情况，疏通拥堵。
75.在进行运行状态计算时：
76.a.通过计算出的通行速度与地下停车场的限速进行比较，若超速，服务器发布指令通过语音以及显示屏来进行提醒，包括语音提醒驾驶员减速，以及通过led显示屏来提醒驾驶员减速，如led显示屏上显示出“注意行驶安全”或“您已超速”字样；
77.b.在地下停车场如交叉口等关键节点放置可变情报板led显示屏，显示场内道路
通行情况，提供给驾驶员停车或驶离路径选择决策；
78.c.基于场内最快疏散原则，可变情报板led显示屏动态更新当前与离场时间距离最近的停车场出口，在可变情报板led显示屏实时导航离场最优路径。
79.实施例2：
80.wifi探针设备的布设间距可以根据以下公式计算：
81.x0＝α
·
v(x)
·
t(x)
ꢀꢀ
(1)
82.其中，v(x)为最高限速，单位km/h，地下停车场限速取值5-10km/h；t(x)为探测间隔时间，单位s。wifi探针在半径30米以内采集效果较好(π
×
30
×
30＝2800，即2800平米的覆盖面积)，考虑到地下停车场空间布局复杂，且场内交叉口较多，因此探测半径设置为10米。根据已知wifi探针设备探测范围和限速，取经验值5s；α为修正系数，受车身长度、车道宽度、经济性等多个因素所制约，该场景主要考虑小型车车身长度取值4m，车道宽度取值3.5m，综合计算取值，因此基于式(1)布设间距约为5-15m。优选地布设间距为5m。
83.实施例3：
84.wifi探针设备数据采集的流程示意图如图3所示：
85.wifi探针设备100与服务器200之间采用http协议，发送post请求，在建立http三次“握手”的基础之上，服务器200主动接收数据。
86.http协议定义web客户端如何从web服务器200请求web页面，以及服务器200如何把web页面传送给客户端。http协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器200发送一个请求报文，请求报文包含请求的方法、url、协议版本、请求头部和请求数据。服务器200以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器200信息、响应头部和响应数据。
87.本单元采取http协议，发送post请求，在建立http三次“握手”的基础之上，后端服务器200主动接收手机mac号等数据，通过服务器200进行处理。
88.mysql是一个关系型数据库管理系统，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。因此本发明可以采用mysql数据库进行交通参数数据的存储。mysql数据库分为服务层、核心层、存储引擎层三个部分。
89.wifi探针设备100为双网卡，全信道，全协议的wifi探针设备100，可以采集手机的mac和信号强度、手机距离探针设备的距离、手机是否连接wifi、手机连接的wifi的ssid和mac地址、手机曾经连接的wifi的信息、手机是否处于睡眠状态、探针设备的经纬度和地址等，最终数据格式为json格式。
90.本发明依托wifi探针设备100，可以对区段速度、密度、流量、车头间距、车头时距等交通状态全参数的获取。此外，本发明的系统主要依靠电子设备的mac号进行配对，无需常规的视频等非结构化数据获取及融合，降低了系统数据维度、减少了数据处理量，从而缩短了系统计算反映时间，为提供准实时甚至实时的精细化状态感知服务奠定了基础。
91.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。