交通拥堵已经成为中国快速城市化过程中“城市病”的一大毒瘤^[1]。特别是随着我国城市现代化、国际化的发展，居民生活水平的提升，城市小汽车保有量大幅度提高，停车设施供给不足日益严重，拥挤的城市空间超负荷运载。国家发改委早在2014年公布，我国大城市小汽车与停车位的平均比例约为1:0.8，中小城市约为1:0.5，而发达国家约为1:1.3。保守估计，我国停车位缺口超过5000万个。面对停车位“一位难求”和小汽车“无处安放”的矛盾越来越突出，人们对于智慧停车服务的需求呼声越来越高^[2]。2015年7月，国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，将便捷交通、高效物流作为“互联网+”的重点发展领域，显著提高交通运输资源利用效率和管理精细化水平。作为城市交通的重要一环，智慧停车将实现停车设施资源利用率的最大化，在一定程度上缓解城市停车难和“城市交通病”的困扰，同时将大大促进智慧城市建设，进一步提升城市品质和管理服务水平^[3-5]。

国外智能交通发展较早，并且在智慧停车领域拥有比较成熟的技术和管理方式^[6]，如美国的BestParking^[7](详见http://www.bestparking.com/)、ParkMe(详见https://www.parkme.com/)等，提高了停车设施的利用率，改善了城市交通拥堵状况，取得了良好的社会和经济效益。目前，我国大多数停车场采用传统的人工管理模式，即由人工控制出入口的门禁限制车辆的进出^[8]，停车效率比较低，甚至造成交通拥堵。部分停车场采用了车牌号识别、电子标签识别等技术设备实现停车收费、停车引导等功能，实现了停车场内部的智能化管理，但忽略了停车场外部的停车难问题^[9-10]。车主驾车出行时，无法提前获知目的地周边的停车场分布情况，车位空闲状态、停车收费与服务等信息，致使车主驾车盲目寻找停车位，浪费时间且增加不必要的交通。在移动互联网发展的新时期，Android智能手机的普及使得人们对手机位置服务产生越来越多的青睐与依赖。Uber、滴滴、神州、嘀嗒、接我等打的、专车、拼车、运货App软件的持续火爆，都是利用移动互联网的优势解决用车难的痛点^[11-13]。与用车相比，停车行业至今没有形成成熟的模式与标准，没有清晰的传统模式可复制。国内涉足O2O (线上线下)模式运营停车场的科技公司很多，包括ETCP停车、丁丁停车、乐停车、停车百事通、无忧停车、蜜蜂停车等，都畅想了智慧停车建设方案和未来发展前景，但尚未有成熟产品走向市场，目前大多集中于停车硬件设备的研发。

停车难已成为当前我国许多城市管理整治之“痛”，智慧停车在市场的需求下应运而生。本文研究基于“互联网+”的城市智慧停车模式，综合利用移动通信技术、GPS定位技术、GIS技术等，设计并实现城市智慧停车系统，汇聚城市中不同位置的停车场信息，实现停车位资源的实时更新、错时分享、空闲状态查询、出发前预订及行驶中导航服务，实现现有停车位资源的最大化利用和车主停车服务的最优化。此外，智慧停车通过互联网连接了停车场、停车位及停车用户，打通了一条城市停车的信息通道，不仅能够解决城市和用户的停车痛点，而且将带来移动互联网的下一个掘金点^[14]。

1 “互联网+”城市停车需求分析

随着人们生活水平的提高，私家车数量迅猛增加，城市的交通基础设施建设明显滞后于汽车拥有量的增长，停车位与机动车保有量之比严重失衡。特别是，城市中心商业区、旅游景点及老旧居住区成为最严重的难停车区域。即便停车泊位缺乏，城市停车位资源却存在着很低的利用率。众所周知，很多情况下私人车位的24小时利用率不到一半，停车位资源大部分时间处于空闲状态。行政事业单位具有较高的停车设施配建比例，但其停车位仅为本单位车辆提供服务，拒绝外来车辆的停放要求，导致停车资源无法充分利用。此外，广大市民到陌生地方购物或办事，由于不熟悉附近停车场的空间分布情况，导致盲目寻找停车场，费时费力，从而造成车辆随意停放现象严重。车辆和停车位的随意停放和占道，干扰了城市正常交通秩序，甚至公共绿地、体育活动场所、居民院落等城市空间被侵占为停车场，带来严重的安全隐患及社会居住环境问题。部分停车场为了缓解停车场内部交通压力，配备大量的专职管理人员进行车辆停放的人工引导，但是增加管理成本且影响停车场形象。对于收费的停车场，当车主取车离开时多数需要排队付费，造成车主时间的浪费和车场及附近路段的交通拥堵。

随着移动互联网的普及和“互联网+”时代背景的发展，面对日益突出的城市停车难问题，人们对智慧停车需求日益迫切。城市智慧停车应使得车主在出门之前就已经对目的地附近停车场的分布情况一目了然，能够精确地获知停车位的数量和占用状况，以及直观的服务介绍与价格对比，让车主可以轻松选择目标停车场并进行停车位的查询与预约^[15]。出发过程中，通过手机便可引导车主如何到达目标停车场、停车场内部的车位分布情况并告知路上是否堵车，从哪个入口进出等实用信息。到达停车场，通过扫描二维码进行身份验证，便可无障碍进入停车场。车主驶离停车场进行缴费时，不必长时间停留，微信支付、支付宝、银联都能提前预存缴费。共享经济时代的到来，人们的观念也在逐步转变，愿意将自己闲置的停车位资源对外错时共享，在不影响自己使用的同时也可以增加收入。如住宅小区和附近的商业停车场(如超市、写字楼、酒店、商场)的停车高峰时段不同。商业办公车辆停车高峰集中于周一至周五工作日的白天，而住宅小区的周末和每日晚上是停车的高峰时段，因此可以利用两者对停车位需求的时间差，将彼此的停车区域设为交互停车场，实现一个车位“变身”两个车位。住宅小区车位用户可以将车位的闲置时段(如周一至周五的白天)出租给商业车主用户，而商业车位可以在周末时间出租给小区用户，既满足小区和商业办公用户的停车需求，也有效地减少了停车位资源的空闲时间，停车位用户还可以获得车位出租的额外收入。因此，采用“互联网+”模式重新审视市场和车主用户的停车需求与停车思维，探索“互联网+”智慧停车的模式，可有效简化停车流程，改变人们的停车习惯，更高效地利用现有停车位资源，有效缓解停车供需矛盾，也将促进智慧城市的建设。

2 “互联网+”城市智慧停车模式

综合目前城市停车现状和生活中实际的停车业务需求，“互联网+”城市智慧停车模式结构如图 1所示。该模式以移动互联网为支撑、以智能手机或平板电脑为终端，停车位服务器端能够及时对客户端发出的停车场搜索、停车位查询与预订、停车位错时分享、停车导航服务等请求做出响应。

2.1 Android客户端 2.1.1 注册登录

使用该智慧停车模式的所有车主用户必须提前注册账号，涉及内容包括姓名、身份证号码、车牌号码、联系方式等实名信息。对于拥有多车牌的用户可以在一个账号下注册多辆车。

2.1.2 个人中心

车主用户进行密码、联系方式等个人信息和车辆信息的编辑，查看停车记录信息和系统推送消息，收藏停车场及管理钱包支付密码等功能。

2.1.3 停车场和停车位信息查询

提供两种停车场和空闲车位信息查询方式，为车主用户提供车位早知道服务。一是直接基于地图数据进行精确搜索和模糊查找，此方式不受约束条件限制；二是利用GIS空间分析功能进行查询。查询的约束条件包括“最近距离”“停车价格”“停车位使用时段”“最远步行距离”等不同标准，力争充分利用公共资源，节约时间。其中，“最远步行距离”是指车主能够接受的停车场与目的地之间的最远步行距离；“最近距离”指出目的地与停车场之间的距离。以“最远步行距离”和“车位使用时段”约束条件为例，具体查询流程为：

(1) 以目的地位置L为圆心，最远步行距离D为半径做缓冲区分析。

(2) 搜索缓冲区域内停车场P_i(i=1, 2, 3，…，n)，判断停车场空闲车位数量N，若N≤5(阈值可调整)则过滤掉停车场P_i；否则判断停车场P_i在时间段T内是否有空闲车位W_i(i=1, 2, 3，…，n), 若W_i有空闲，则加入备选停车位W_j(j=1, 2, 3，…，m, m≤n)，否则过滤掉停车场P_i。

(3) 判断W_j是否为0，若j=0则扩大最远步行距离，重复步骤(1)；否则W_j(j=1, 2, 3，…，m, m≤n)即为停车位搜索结果。

2.1.4 停车位预约

停车用户基于停车场和空闲车位查询结果可以直接预订停车位。下一位车主用户对该停车位进行预定时，该车位会显示已被占用，不能重复预定。同时提供取消预定和查询车位预留剩余时长、续预订及对预订车位预付定金等功能。当用户预定车位成功时，系统会自动生成一个二维码，用户进入停车场时通过扫描二维码进行身份验证。

2.1.5 地图导航

调用百度在线地图为车主用户提供停车场外部实时路况查询、地图导航等功能。大型商业区和购物中心的停车场，通常停车空间大、具有相似的标志物，车主难以辨别方向，造成在停车场内迷失方向。智慧停车系统需要记录车主在停车场内行驶路线，车主当前所在位置及车辆停放位置，引导车主到达车辆停放位置。

2.1.6 在线支付

通过扫描二维码确定进入和离开停车场时间，两者时间差记为停车时间，计算产生的停车费用，并且与支付宝或微信等网络支付软件绑定直接付款。

2.1.7 停车位错时共享

支持私人停车位的错时共享，是在目前现有停车位资源情况下，解决城市停车难的一个重要手段。私有停车位的拥有者可以在个人中心登记空闲车位的出租信息，包括车位位置、出租时间段、价位、特殊要求等。平台审核通过后发布到车位租赁共享模块，寻找车位的需求者即可通过平台与车位主联系实现短期或长期车位共享，从而让闲置车位充分流动起来。

2.1.8 爱车服务

包括后台管理系统发布的汽车用品广告、汽车保养活动、用户反馈信息等服务。

2.2 后台管理端

后台管理端主要功能包括：①后台车主用户与停车位用户的添加、删除、修改权限，用户的密码重置、修改联系方式等信息管理；②后台管理人员发布及管理各种广告和活动(如汽车保养、加油、保险、租赁等)的功能；③用户反馈模块：后台管理人员通过本模块查看客户端用户反馈的信息并对反馈信息做出回复；④推送管理模块：向客户端推送消息并管理推送记录。

2.3 停车信息数据库设计

实时动态更新的停车位数据是“互联网+”城市智慧停车的保障。停车信息数据库存储停车场和停车位信息，以及车位查询、预订、停车、驶离和付费等过程中生成的静态和动态信息数据。主要包括用户基本信息表、停车场/停车位基本信息表、车位错时分享信息表、车位预订表、车位订单表、爱车信息表和爱车服务信息表，逻辑模型如图 2所示。其中，动态停车位数据可以根据手机APP车位预订结果实时更新，也可以根据停车场的设施条件获得，如停车场内的红外线检测器、视频检测器等硬件设施及停车场入口的计数器上传车位动态数据，甚至可以人工更改停车位信息，手工上传空余车位的位置和数目信息。

3 城市智慧停车系统

城市智慧停车系统首先采集各个停车场和停车位信息，并且将其发送到信息处理中心服务器，用户通过智能手机的客户端APP访问数据库，进行停车位的查询、预订、错时分享、导航等功能。主要功能如图 3—图 8所示。本文城市智慧停车系统基于Eclipse平台进行Android客户端开发，采用Tomcat服务器处理网络请求与响应，数据库的建立采用MySQL，停车位路线导航与地图服务通过调用百度地图Android SDK API接口实现。

4 结语

智慧停车是万亿产值的智慧城市中地理信息的重要内容^[2]。本文基于移动互联网的普及和“互联网+”的时代背景，分析了城市停车现状和车主用户的实际停车需求，开展了“互联网+”城市智慧停车模式研究，设计并实现了城市智慧停车系统。车主用户借助手机便可以在客户端进行停车场与停车位信息查询、停车位预订、车位路线导航、在线电子支付、停车位的错时分享等功能体验，实现了现有停车空间资源利用的最大化，缓解城市交通压力的同时，也将促进智慧城市的建设。

未来研究工作将集中于如下方面：①智慧停车要打通一条连接停车场、停车位及停车用户的城市停车信息通道，需要建设智慧停车云平台，实现停车场和停车位大数据的联网共享，打破单个停车场智能系统的信息孤岛，实现无处不在的智慧停车。②虽然共享经济时代已经到来，部分停车场依然坚持传统的车位管理模式，拒绝共享其停车位的动态数据，因此需要制定一定的激励政策推广“互联网+”的智慧停车模式，逐步转变人们的观念。