基于NB-IoT的智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)及方法

基于NB-IoT的智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)及方法基于NB-IoT技術(shù)的智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)通過將傳統(tǒng)停車場的有限資源物聯(lián)網(wǎng)化，經(jīng)云端管理并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，獲取閑置車位資源和最優(yōu)路徑車主，經(jīng)OTT方式實(shí)時(shí)推送，在場外對車輛進(jìn)行停車場誘導(dǎo)，在場內(nèi)根據(jù)泊位信息指引停車和快速尋車。使用光學(xué)識別和身份綁定技術(shù)進(jìn)行快捷支付，實(shí)現(xiàn)無人值守的智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車主、停車場、交通管理部門之間的高效聯(lián)動，緩解交通擁堵問題。一引言通信技術(shù)、傳感器技術(shù)的開展，極大地推動了其他行業(yè)的知識更新和應(yīng)用迭代速度。在智能家居、智慧交通、移動醫(yī)療等對通信技術(shù)依賴性較強(qiáng)的領(lǐng)域，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)技術(shù)升級帶來的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。針對目前城市開展中出現(xiàn)的停車?yán)щy、交通擁堵等問題，政府和研究者一直在嘗試不同的解決手段。技術(shù)層面上，華南理工大學(xué)鄧廣森設(shè)計(jì)了一種依賴于深度學(xué)習(xí)算法的智慧停車場系統(tǒng)，解決停車場雙向引導(dǎo)問題；吉林大學(xué)馮璐璐提出基于泊位選擇的物聯(lián)網(wǎng)泊車誘導(dǎo)路徑優(yōu)化技術(shù)，提高停車成功率。隨著當(dāng)前Pre5G應(yīng)用逐漸浮出水面，可以在當(dāng)前LTE設(shè)備，甚至于老舊蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)、低本錢升級部署的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)〔NarrowBandInternetofThings，NB-IoT〕，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的萬物互聯(lián)能力。NB-IoT在僅180kHz的帶寬上，表現(xiàn)出了低時(shí)延、海量連接和超低功耗的優(yōu)勢。以下結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)在改造工程難題中的成功案例，研究NB-IoT應(yīng)用于智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)的可行性。提出一種使用NB-IoT技術(shù)對傳統(tǒng)停車場管理系統(tǒng)進(jìn)行智能化改良的方案。網(wǎng)絡(luò)部署上，基于EricssonRBS6000系列GSM現(xiàn)網(wǎng)基站設(shè)備，簡單升級以支持eMTC/NB-IoT/GSM系統(tǒng)共模。用戶智能終端和布放于停車場的節(jié)點(diǎn)傳感器，通過云平臺實(shí)現(xiàn)信息的采集、分析、共享和推送，節(jié)約了車主的泊車時(shí)間，提高了車位利用率。創(chuàng)新性地將用戶變成了實(shí)時(shí)發(fā)布共享信息的主體，在信息分享和交互的過程中，通過機(jī)器學(xué)習(xí)，打通了物聯(lián)網(wǎng)和車主之間的多向交流通道，系統(tǒng)集約化程度更高。二物聯(lián)網(wǎng)主流通信技術(shù)比照

隨著物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用上的演進(jìn)，早期的近距離、小數(shù)量物物相連的界限已經(jīng)不存在。以互聯(lián)網(wǎng)為根底的數(shù)據(jù)連接所承載的萬物互聯(lián)概念，正在逐漸成為主流。大量的數(shù)據(jù)處理申請和實(shí)時(shí)交互需求，以及遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧城市等注重低延遲和強(qiáng)穩(wěn)定性連接的應(yīng)用，要求物聯(lián)網(wǎng)通信主要以無線為主，擺脫線纜束縛，降低環(huán)境影響。顯然，這與消費(fèi)領(lǐng)域中過度關(guān)注單用戶下載速度的簡單需求是不一樣的。因此，NB-IoT、ZigBee、藍(lán)牙〔BlueTooth〕、HaLow等技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的主流?！?〕NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)在2021年6月凍結(jié)，目前已有應(yīng)用在局部地區(qū)測試。其對低功耗廣域網(wǎng)的適用性很高，比LTE/GPRS提升20dB增益，單扇區(qū)可實(shí)現(xiàn)數(shù)萬低時(shí)延連接，使用AA電池能滿足數(shù)年的續(xù)航，同時(shí)可以復(fù)用當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約建設(shè)本錢?！?〕ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的近距離、低功耗、低速率雙向無線通信協(xié)議，具有強(qiáng)大的自組網(wǎng)功能。〔3〕藍(lán)牙5.0延續(xù)了藍(lán)牙4.0〔BLE〕的優(yōu)勢，在演進(jìn)過程中強(qiáng)化了連接穩(wěn)定性、功率控制、覆蓋范圍和Mesh網(wǎng)絡(luò)連接擴(kuò)展。〔4〕HaLow即802.11ah技術(shù)，是適應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的Wi-Fi新標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行于900MHz，低功耗實(shí)現(xiàn)更廣范圍的設(shè)備連接。根據(jù)IEEE文檔，HaLow要實(shí)現(xiàn)1km距離以上的大于100kbit/s數(shù)據(jù)傳輸。以上幾種關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比照見表1。表1

幾種關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比照NB-IoT的低功耗、低時(shí)延、大容量和廣覆蓋能力，以及成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和低廉的芯片、模組價(jià)格，為智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)提供了良好的場外廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)連接支持。同時(shí)，根據(jù)ZigBee技術(shù)的自組網(wǎng)性能進(jìn)行場內(nèi)傳感器、智能地鎖的協(xié)同定位。三系統(tǒng)設(shè)計(jì)四結(jié)果和分析本方案使用仿真測試軟件，對三個(gè)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)進(jìn)行停車場智能化改造分析，共在系統(tǒng)中部署370個(gè)停車位，模擬測試時(shí)間為60天。根據(jù)去除了臟數(shù)據(jù)后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到表2，反映了改造后的智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)停車場與原人工值守發(fā)卡停車場的運(yùn)行效率等因素比照情況。表2改造方案與原方案比照結(jié)果說明，升級單站施工時(shí)間小于2h，斷網(wǎng)事件小于0.5h，對現(xiàn)網(wǎng)影響較小。改造完成后，車主從找尋車位到完成泊車的平均時(shí)間，比之前人工管理系統(tǒng)減少了0.5h。其中，系統(tǒng)故障率主要包括車輛進(jìn)出場和地鎖的識別授權(quán)失敗情況。此時(shí)需要管理員手動確定操作，失敗率約為0.1%，判斷為網(wǎng)絡(luò)波動影響。NB-IoT智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)的單個(gè)車位改造本錢低，人工管理方案需要較高的人力運(yùn)營本錢，且效率偏低，改造后的停車場單個(gè)車位月均利潤是當(dāng)前的2.7倍。NB-IoT智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。展望未來，通過系統(tǒng)不斷升級，可實(shí)現(xiàn)更多的價(jià)值：一是，對接市政交通系統(tǒng)，滿足跨區(qū)域平臺資源管理；二是，智能泊車云調(diào)度模型機(jī)器學(xué)習(xí)算法，會隨著數(shù)據(jù)量的增多更加精準(zhǔn)。五結(jié)束語物聯(lián)網(wǎng)以信息化手段促進(jìn)社會整體效率的提升。NB-IoT技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)有高度適應(yīng)性，優(yōu)勢明顯。采用NB-IoT技術(shù)的智能泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)，具有本錢低、穩(wěn)定性強(qiáng)、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)，大大降低車主找尋車位的難度，緩解交通壓力，減少停車場車位的閑置浪費(fèi)。對RB