基于车路协同的智慧园区管理系统设计_顾亚龙.pdf

Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 139停车服务在智慧园区中占用很重要部分6-11，基于车路系统可以做到智慧停车，高效的便于用户停车。在车辆较多的早晚高峰，车路协同可以为智慧园区中的车辆做盲区预警、变道预警、异常车辆提醒。除此之外，车路协同还可为无人驾驶接驳车进行线路规划、智慧接驳。本文基于车路协同，为智慧园区构建了一套智能管理系统，该系统可以减少人力资源消耗，合理利用停车资源、提高停车效率，降低园区车辆事故发生率，从而创建节能环保的智能园区管理系统，提供可实施方法。2 系统设计基于车路协同的智慧园区管理系统包括：智慧停车系统、智慧接驳系统、智慧园区车辆预警系统。其系统组成如图1所示：智慧停车系统可以进行车位空余量提示、最佳车位分配、停车路线规划，智慧接驳系统可以根据接驳人数匹配车辆数、路线统计、智能停车，智慧园区车辆预警系统可在当相邻车道上有同向行驶的远车出现在盲区时，对驾驶员进行提醒；当主车准备实施变道操作时，相邻车道上有同向行驶的远车处于或即将进入盲区，对驾驶员进行预警，当远车在行驶中打开故障报警灯或根据其广播的消息，判断该车车速为静止或慢速，识别出其属于异常车辆。0 引言随着物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的快速发展和广泛应用，智慧园区作为智慧城市的重要载体1，需要关注引进各种先进技术，探索智慧园区管理与服务体系建设2，与时俱进，实现实时监管、安全调控，更好地吸引各种先进产业群，为智慧城市建设吸引先进技术与人才。车路系统基于车联网技术发展，主要应用于智慧交通系统3，考虑到资金及安全，将车路协同应用于智慧园区，是短期内具有可实施性较好选择，进而为智慧城市道路建设提供示范案例。1 研究背景车路协同涉及车载系统、路测系统及云控中心，其核心是突出车端和路端间的实时交互和动态调整4，改变传统的车和路之间交互方式,实现车载功能和路侧功能的合理划分和协同操控、信息资源在车辆和基础设施之间的优化分配与平衡，大幅地提高道路交通的安全性和可靠性，同时达到优化利用系统资源、降低成本及节能减排的目的5。车载端感知周边局部环境并将其感知结果上传至路侧端；路侧端通过统计多条车载信息及自己感知到的信息，做出相应决策并返还给车载端；运控中心将多个路端-车载汇总，进行整个路网信息汇集处理，实现全局的调度管控。作者简介：顾亚龙，上海杰瑞兆新信息科技有限公司；研究方向：计算机系统集成、智慧城市应用、智能交通。收稿日期：2023-04-17；修回日期：2023-06-11。摘要：阐述一种新型智慧园区管理系统，该系统采用车路协同策略，通过路端和车端的感知通信及相关决策，提供智慧停车，智能接驳等，提高园区时间及空间利用率，为园区的智慧化建设发展及社会经济发展适应性提供竞争优势。关键词：智慧园区，车路协同，感知通信，数据处理。中图分类号：TP311.13文章编号：1000-0755(2023)06-0139-03文献引用格式：顾亚龙.基于车路协同的智慧园区管理系统设计J.电子技术,2023,52(06):139-141.基于车路协同的智慧园区管理系统设计顾亚龙（上海杰瑞兆新信息科技有限公司，上海 201210）Abstract This paper describes a new intelligent park management system,which adopts the vehicle-road coordination strategy,provides intelligent parking,intelligent connection,etc.through the perception communication and related decision-making of the road end and the vehicle end,improves the utilization rate of time and space in the park,and provides competitive advantages for the intelligent construction and development of the park and the adaptability of social and economic development.Index Terms smart park,vehicle-road collaboration,perception communication,data processing.Design of Smart Park Management System Based on Vehicle-Road CollaborationGU Yalong(Shanghai Jerry Zhaoxin Information Technology Co.,Ltd.,Shanghai 201210,China.)Application 创新应用140 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 2.1 智慧停车系统功能设计智慧停车系统针对多车时出现的车位寻找、车路拥堵、路线复杂等现状进行功能设计，当目标车辆到达园区停车口后，车端与停车口路侧端进行通信，车端将自身的车量信息如车牌等唯一标识信息上传至路侧端，路侧端得到信息上传至管理平台，由管理平台为目标车辆分配车位，根据车位与目标车辆位置进行车线规划，下发至路侧端，由路侧端转发给车端，管理平台进行车位空余量更新。当停车场有车辆驶离后，路侧端上传至管理平台，由平台进行停车位空余量更新。2.2 智慧接驳系统功能设计智慧接驳系统包括接物与接人两个模块，首先由视频检测系统进行目标识别，并将检测结果上传至管理平台，由管理平台实现模块选择，并根据目标数目匹配接驳车辆尺寸和数目，对接驳车下达接驳命令，平台根据接驳起点和终点规划路线并下发至接驳车。接驳车根据规定路线出去到达既定位置接驳，在接驳过程中与路侧端实时通信，当路侧端监测到接驳车到达信号灯位置处时，上传中心管理平台，由平台判断此时信号灯状态是否可通行并实时下发路侧端，再由路侧端转发至车端。智慧接驳系统会实时监控，未有接驳时，接驳车处于随地待命状态，有接驳目标时，按就近原则进行接驳车匹配。智慧接驳系统节约了人力资源及动力资源，只在存在接驳目标时，接驳车才行使功能，整个过程中模拟城市道路形式过程，为未来智能驾驶提供典型范例。2.3 车辆预警系统功能设计车辆预警系统包括盲区预警、变道预警及异常车辆预警。盲区预警为车端与路侧端实时通信，将自身包括位置、车牌、尺寸、车型等信息上传至路侧端，路侧端将获取的所有车端信息上传至管理判断，由管理平台判断整个园区内相邻车道上是否有同向行驶的车辆出现在盲区，并将判断结果下发至路侧端，路侧端将得到的结果转发给对应车辆进行提醒。变道预警为车端将自身的速度、位置信息、变道情况等上传至路侧端，路侧端上传至管理平台由管理平台做出预警并最终下发至车端。当车辆在行驶中打开故障报警灯或根据其广播的消息，管理平台判断该车车速为静止或慢速，并将该车辆信息下传至能感应到的路端，并由路端下发至其关联的车端，进行实时预警。3 系统功能实现 3.1 开发方法该系统基于Javascript编写的Cesium三维地图为引擎为平台，加在百度地图，并在上面叠加目标检测及识别结果，搭建B/S架构，实现http-server开启Web服务，在平台上搭建MySQL数据库，用来存储园区所有目标信息。中心管理平台与路侧端通过以太网或者5G的形式进行数据实时通信，路侧端与侧端通过PC5直连通信，通信频段为5.9055.925GHz。如图2所示，路侧单元能够通过PC5接口广播RTCM差分数据，当前路口路段的车辆接收到RTCM数据后可以进行自我定位纠偏，提供高精度的定位信图1 智慧园区管理系统Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 141息。路侧单元同时通过自身的高精度定位能力标定附近检测器的精确位置，从而有效地提高检测器对检测对象的定位精度，实现路口路段局部地图高精度化，为车辆引导等功能的实现提供计算基础。驾驶员通过人机交互界面打开车载端通信开关，并获取路侧端下传的各种信息。车载单元可以通过PC5接口获取路侧单元发布的RTCM数据，或是通过5G-Uu接口获取高精度定位服务的RTCM数据来对本车的定位进行纠偏，达到亚米甚至厘米级定位，然后通过PC5接口向附近车辆、路侧单元广播自身高精度定位信息。3.2 数据处理智慧停车系统，车端向路侧传递自身位置、车牌信心，路侧转向中心端，中心端将目标位置与空余车位位置进行匈牙利匹配，找到最短路径进行车位分配，并更新车位数据库。智慧接驳系统，对视频获取的原始数据进行目标识别，使用yolov3算法搭载coco数据集，所识别的目标包括：car,bus,person,bike,truck,并且在目标检测中使用TensorRT加速推理。对识别的目标类型进行判断，通过目标尺寸、数目，目标位置和接驳车位置进行距离匹配。距离匹配方法使用匈牙利匹配，得到最佳匹配接驳车，并利用该方法规划最佳路线。车辆预警系统，当故障车信息上传至路侧，并转至平台后，平台计算故障车与其余车的距离，并判断可能遇到故障车的车辆，并将信息下发至该车辆。三个系统共用一个中心管理平台，进行各种行为调控。4 结语本文提出了基于车路协同的智慧园区管理系统，建设“一中心、一平台、一张图”，利用车端-路端-平台端，打造信息一体化园区，采用数字化手段帮助园区加强科学化精细化管理。以信息化驱动现代化，推进产业数字化转型，以新业态、新模式培育和发展数字贸易，加快推进数字中国建设，是促进绿色发展和智慧城市建设的加速剂。参考文献1 智勇,郭帅,何欣等.面向智慧工业园区的双层优化调度模型J.电力系统自动化,2017,41(01):31-38+101.2 李斌,侯德藻,张纪升等.论智能车路协同的概念与机理J.公路交通科技,2020,37(10):134-141.3 刘琪,洪高风,梁鹏等.基于5G智慧园区的车联网系统应用示范J.移动通信,2022,46(01):72-77.4 李艳芬,王秋红,袁雪琪.面向车路协同5G网络端到端切片技术方案研究J.电子技术应用,2022,48(03):9-12.5 朱黎炜,陈卫华,李炯.现代智慧园区在工业地产设计中的探索J.华中建筑,2021,39(07):40-44.6 凌敏,殷文珊.智慧园区停车管理系统研究J.湖南邮电职业技术学院学报,2020,19(04):11-13+17.7 张妍君.智慧园区智能停车管理系统研究J.铁道通信信号,2021,57(10):51-55.8 张喜翠.智慧园区智能停车管理系统的设计与实现D.江苏：南京理工大学,2018.9 邢亚男.车路协同感知融合研究D.吉林：吉林大学,2022.10 张辉,高学文.某智慧园区整体方案及其指标体系建立J.智能建筑电气技术,2017,11(01):43-47.11 李宏侠.物联网技术在智慧园区停车场系统中的应用研究D.陕西：长安大学,2013.图2 基于车路系统的系统架构图