用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)街道并記錄停車位使用情況的做法，其實(shí)并不新鮮。譬如，在倫敦威斯敏斯特區(qū)開展的一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目正在試用3,000只地面?zhèn)鞲衅鳌＿@些嵌在瀝青路面中的傳感器只是記錄其上方是否有東西，而并不測(cè)量車輛的大小或位置。但一旦下雪或地面?zhèn)鞲衅髅缮蠅m土，大多數(shù)傳感器都會(huì)停止發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)。高級(jí)停車位管理系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目的硬件開發(fā)負(fù)責(zé)人Florian Poprawa博士解釋道，“所以，我們想到了不從下方，而從上方來(lái)監(jiān)測(cè)街道。”

城市可以在路燈柱上安裝雷達(dá)傳感器，用于監(jiān)測(cè)停車位。
無(wú)需花費(fèi)高昂成本新建基礎(chǔ)設(shè)施。

雷達(dá)傳感器

西門子專家選擇在這個(gè)項(xiàng)目中使用基于雷達(dá)的傳感器，此舉得到了德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境部的支持。Zwick表示，“雷達(dá)傳感器的分辨率的確低于常規(guī)監(jiān)視攝像頭，但它們具備其他優(yōu)點(diǎn)。”譬如，由于分辨率很低，它們只能記錄簡(jiǎn)略的圖像。他解釋道，“這可保護(hù)路上往來(lái)人群的個(gè)人隱私。”此外，相比地面?zhèn)鞲衅鞫�言，雷達(dá)傳感器不太容易受到霧、雨、照明條件變化和冬季天氣等的影響，并且更加經(jīng)濟(jì)劃算。

識(shí)別空車位

Poprawa回憶道，“第一次，我們監(jiān)測(cè)了辦公樓前面的停車區(qū)，我們將一個(gè)裝有雷達(dá)傳感器的盒子安裝在辦公室窗戶旁邊。這個(gè)盒子跟汽車輪胎差不多大。”Poprawa的同事開發(fā)出這種傳感器，現(xiàn)在，他們可以在顯示器上實(shí)時(shí)觀察彩色顯示的汽車停放情況。正在行駛或停止不動(dòng)的車輛，顯示為紅色，空車位顯示為藍(lán)色。

監(jiān)測(cè)過(guò)程的基本原理很簡(jiǎn)單。成人拳頭大小的傳感器電路板，在預(yù)定空間內(nèi)發(fā)射微波，微波在撞到障礙物后，反射回傳感器。然后，傳感器利用算法，計(jì)算出停車位內(nèi)是否有物體，以及它的大小和位置。Poprawa解釋道，“瀝青路面持續(xù)不斷地將微波反射回傳感器。當(dāng)汽車駛?cè)肫漕A(yù)定空間時(shí)，微波反射回傳感器的方式將有所不同。”個(gè)人輻射暴露量遠(yuǎn)低于法定限值。

開發(fā)這種高頻傳感器是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)。要知道，這種傳感器必須能夠與其“同事”通信，并且要足夠小，才能安裝到路燈上，此外，它還必須易于制造和安裝。Poprawa說(shuō)：“傳感器由天線、模擬電子系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理元件構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)可以輕而易舉地將之集成到城市基礎(chǔ)設(shè)施中。”

Florian Poprawa解釋道：“傳感器由天線、模擬電子系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理元件構(gòu)成。”他希望能直接將傳感器安裝到路燈上。

直接安裝到路燈上

其原因很簡(jiǎn)單。傳感器非常小巧，因此可以將之安裝到路燈上，并由路燈為其供電。它們也可以安裝到路桿或建筑物外墻上。它們可以從高處監(jiān)測(cè)大約30米長(zhǎng)、9米寬的區(qū)域，這相當(dāng)于排成行停放著的大約5到7輛汽車。Poprawa指出，“不過(guò)，我們可以根據(jù)需要，靈活地改變監(jiān)測(cè)區(qū)域的大小。”與攝像頭和超聲波傳感器不同的是，可以用塑料外殼來(lái)保護(hù)雷達(dá)傳感器，而不會(huì)干擾雷達(dá)波束。因此，這種傳感器能夠融入城市環(huán)境，讓人渾然不覺(jué)。

聯(lián)網(wǎng)通信：雷達(dá)傳感器（本圖中以點(diǎn)表示）監(jiān)測(cè)停車位，以確定其是被占用還是空閑，并向控制中心報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果。這些信息被實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給道路使用者，通過(guò)智能電話或?qū)Ш窖b置，引導(dǎo)他們找到空車位。

自學(xué)習(xí)系統(tǒng)

如何將這種傳感器生成的信息傳送給未來(lái)的駕駛員？傳感器將通過(guò)移動(dòng)式無(wú)線電通信，將其數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心的軟件。在這里，將通過(guò)計(jì)算停車位的實(shí)時(shí)占用狀態(tài)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為明白易懂的信息。結(jié)合智能電話或?qū)Ш窖b置提供的位置和目的地?cái)?shù)據(jù)，車輛將被指引至最近的空車位。

這款軟件的特殊特性是它采用了自學(xué)習(xí)系統(tǒng)。它能夠識(shí)別出停車位按反復(fù)出現(xiàn)的相同周期被占用的情形，譬如，在一天當(dāng)中的某幾個(gè)時(shí)段或一個(gè)星期內(nèi)的某幾天，停車位是否經(jīng)常被占用或很少被使用。然后，它將根據(jù)這些信息，計(jì)算出關(guān)于道路使用者到達(dá)特定目的地時(shí)可能遇到的停車位情形的預(yù)測(cè)。

輕松停車

Zwick說(shuō)：“高級(jí)停車位管理系統(tǒng)也有助于緩解城市停車壓力，優(yōu)化分布停車位。”這涉及基于一天當(dāng)中的時(shí)段、一星期中的各天和停車時(shí)長(zhǎng)等的自動(dòng)定價(jià)模式。譬如，對(duì)于車流量較低的街道，路邊停車位的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可能低于車流量大的主要街道。這樣一來(lái)，各個(gè)不同社區(qū)間的停車分布可能更加均勻，城市、駕駛員和居民都將從中受益。

這個(gè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)顯著。道路使用者能夠更加快捷、容易地找到停車位，在大城市里駕車將更輕松。噪聲和排放都將降低。

在投入日常使用之前，在試驗(yàn)室里對(duì)高頻傳感器執(zhí)行了功能檢查。

不僅如此。未來(lái)，這個(gè)系統(tǒng)可能添加許多不同功能。譬如，西門子專家可以想象，為汽車配備RFID芯片，以提高住宅區(qū)私家停車位的透明度。出發(fā)前，駕駛員可以使用連接至這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用程序來(lái)查明其目的地區(qū)域內(nèi)的停車場(chǎng)，以及有哪些是私家停車位。這個(gè)思路的一個(gè)方面已經(jīng)得到檢驗(yàn)：安裝在街上的RFID傳感器讀取車輛芯片，安裝在人行道上的LED顯示屏顯示駕駛員是否有權(quán)在某個(gè)車位停車。

這個(gè)系統(tǒng)還能借助使用雷達(dá)傳感器發(fā)送的測(cè)量數(shù)據(jù)的執(zhí)行軟件，指引交通督導(dǎo)員找到違章停放的車輛，幫助他們提高工作效率。另外一個(gè)特性可能允許駕駛員使用RFID碼來(lái)支付停車費(fèi)。未來(lái)，這個(gè)功能將自動(dòng)精確計(jì)算停車費(fèi)，而無(wú)需現(xiàn)金支付。這將精簡(jiǎn)手續(xù)，減少停車票的打印，為城市節(jié)省資金。

雷達(dá)傳感器可以幫助城市高效地找到違章停放的車輛，如停放在非機(jī)動(dòng)車道或殘障人士專用車位的車輛。

遠(yuǎn)不止停車位管理

Poprawa表示，“這個(gè)系統(tǒng)能做的不只是停車優(yōu)化。”可以想象，傳感器將實(shí)現(xiàn)更多功能，如測(cè)量交通流量、優(yōu)化自主車輛導(dǎo)航，或者向電動(dòng)汽車駕駛員提供關(guān)于充電站的信息。Zwick補(bǔ)充道，“當(dāng)然，我們想要確保那些無(wú)法在目的地周邊找到空車位的駕駛員，改為搭乘公共交通工具。”還有可能將交通密度信息發(fā)送給城市路燈系統(tǒng)控制中心。然后，路燈系統(tǒng)控制中心將根據(jù)不斷變化的交通需求來(lái)調(diào)節(jié)照明。他總結(jié)道，“因此，我們的停車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以在未來(lái)的智能城市發(fā)揮重要作用。”

西門子的這個(gè)解決方案尚未得到廣泛檢驗(yàn)，但2015年春季將在柏林發(fā)起一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目。在這個(gè)項(xiàng)目中，將為一個(gè)長(zhǎng)100多米長(zhǎng)的路邊停車區(qū)配備傳感器。Zwick說(shuō)：“停車難問(wèn)題影響著每一座大城市和其中的每一位居民。我們樂(lè)觀地認(rèn)為，未來(lái)我們也可以用這個(gè)系統(tǒng)來(lái)緩解其他城市的停車難題。”