2021-07-09
1、系统总体设计
街陌泊车城市级智慧停车系统是以互联网、物联网、云计算、大数据、支付清算、场景金融技术为核心的城市级一体化静态交通体系。围绕城市级智慧停车需求，整合路外、路内停车、车位分享、城市诱导、智能充电一体化服务，同时借助大数据、云计算、物联网、GIS、移动互联等新兴技术打造智慧型城市停车平台。系统致力于实现停车资源的统一管理，有效缓解城市停车难，同时依托于标准化及开放化的理念，打造开放、共享、互通的，多品牌共存、多渠道共营的城市停车新生态。
总体架构设计
如下图所示，街陌泊车整体解决方案自下而上包括：智能硬件层、网络层、平台层、运营层和服务层。
1.1 终端层— 物联网感知融合
终端设备是系统运行的基础设施，为用户提供停车服务，为平台提供业务数据。
现有停车设备主要有道闸、控制器、监控摄像机和智能寻车设备；城市诱导系统的诱导屏设备；新能源充电业务的智能充电桩设备。
针对路内业务，系统采用了地磁车检器+收费巡检 PDA 的实现方案。基于 NB-IoT 的地磁车检器可用于检测停车泊位上的车位状态，通过车辆进出产生的磁场感应信号自动识别泊位状态，同时与后台管理系统联动，能够准确计算车辆停放时长。通过对地磁车检器上送的心跳及电量信息的采集，亦可实现对设备运行情况的远程监控和诊断。
1.2 网络层— NB-IoT 安装简单、可靠性高
网络是整个物联网的通讯基础，对于城市停车核心业务之一的路内停车业务，方案选用 NB 地磁车检器，借助窄带互联网络进行业务数据传输。NB-IoT 网络除了具有大连接、低功耗、成本低及覆盖广的特点，其实施安装简单、可靠性高的特点也更加有利于路内车场项目的建设和维护。
端到云系统：原已运营的停车场，通过端到云系统接入到系统网络中，将原系统的有人职守/无人职守系统直接升级为系统下自运营系统。
三大运营商的ADSL运营商级网络接入在信号穿透和覆盖度上拥有完备的方案，能够充分保障停车业务在室外复杂环境下数据传输的稳定性与可靠性。部分区域优先发展基于5G超高速超低延时网络的联网系统。
1.3 平台层— 统一平台多业务汇聚管理
平台层包括 IoT 平台及云数据中心两部分。
IoT 平台部署在云上， IoT 平台提供联接管理、设备管理、数据分析、API 开放等基础功能。在连接管理方面，IoT 平台提供连接感知、连接诊断、连接控制、连接状态查询及管理功能。通过统一的协议和接口实现多种物联网终端的接入，上游应用无需关心终端设备实际物理连接和数据传输，实现终端对象化管理；平台提供灵活高效的数据管理，包括数据采集、分类、结构化存储、数据调用及使用量分析，并提供定制化的业务分析报表。采用业务模块化设计，业务逻辑实现灵活编排，较好的满足了行业应用的快速开发需求。
为满足不同城市对实施周期和成本投入的差异化需求，城市停车平台将业务系统构建在云上，借助云平台优势提升系统快速部署及弹性扩展的能力，在应用架构上采用了服务化、集群化的设计模式，成功构建基于云计算的城市停车 SaaS 服务平台。
部署于云平台的停车业务支撑服务包括资源接入、数据接入、服务接入、用户接入、停车运营、大数据分析、大数据可视化、GIS平台、微服务平台、支付/清算等基础业务服务能力。
1.4 运营层— 丰富的停车应用
运营层是系统平台的核心业务层，包含路内路外、充电诱导、监控调度、会员账户、支付结算、营销优惠、统计分析、运营管理、信息发布等子系统。运营层全面实现了停车业务一体化业务能力，构建多元化支付渠道，整合了会员、支付、结算和营销等环节，实现线上线下全场景闭环功能。
1.5 服务层— 更智能、更便捷、更高效
借助移动互联技术、GPS 定位技术、地图导航技术、图像识别及可视化技术，研发了城市停车APP、城市停车公众号、移动管理 APP、运营管理视窗及资源开放接口。
城市停车 APP、城市停车公众号为车主提供移动停车业务，包括车场、泊位查询，一键导航、停车缴费、充电缴费、消息推送、个人设置及投诉建议等实用功能。
移动管理 APP 适用于车场管理员、收费巡检员使用，具备签到签退、拍照识别车牌、收缴车费、扫码支付、凭证打印、设备巡检及问题上报等管理功能。有效的提升人员工作效率，避免了传统人工收费的漏洞。
运营管理视窗是面向运营管理人员的可视化 web 平台。
如下图所示，运营管理视窗提供基于大数据的停车分析数据展示大屏。此外还包括地图监控子系统、路内路外业务管理子系统、充电管理子系统、诱导信息管理子系统、财务结算子系统、运营子系统及运维子系统。
资源开放接口，通过开放信息接口实现停车数据交换、停车资源共享。城市停车平台与政府主管部门，例如交委、交管局等，以及存量停车资源平台，共同制定相关信息接口标准，借此逐步打通信息孤岛，实现城市级停车数据的互联互通一张图。
2、总体技术路线
2.1 物联网技术
NB-IoT 地磁具有部署便捷、传输稳定、功耗低等诸多优点，非常适合应用在路内停车领域。路内停车系统将 NB-IoT 地磁设备、收费巡检 PDA 设备结合，形成更加稳定且经济高效的解决方案。基于 NB-IoT 地磁实时检测路内泊位的占用状态，将实时泊位占用信息直接通过运营商 NB-IoT网络更新至后台系统，实现泊位数据采集、状态监控、泊位查找、在线缴费、收费管理、执法监管等功能；同时借助平台的消息推送技术，收费巡检 PDA 端可自动获取车辆进出泊位提醒，有效地提高了工作效率和停车数据准确性
2.2 云计算技术
基于 IaaS 及 PaaS 云平台服务，实现系统的快速部署、弹性扩展，满足项目快速落地的需求；基于分布式技术、数据权限隔离、多租户的设计模式，实现可供租用的 SaaS 停车服务平台。
2.3 微服务架构
微服务相比 WebService 更加灵活，它是面向云计算和复杂应用系统而生的，更适合在云的环境下部署。微服务设计模式采用化整为零的概念，通过对复杂系统的拆分，形成松散耦合的服务架构，这种架构更有利于应用系统升级和扩展。
城市停车系统采用了流行 Dubbo 开源框架构建微服务应用，将系统按照业务交易细分成服务，通过微服务框架来管理服务的部署、注册发现、负载均衡及监控告警等功能。
2.4大数据分析
城市停车数据交换系统汇集了终端层采集到的停车资源数据、线上线下的支付数据、运维平台的运维事件数据以及开放接口获取的第三方数据。借助数据分析技术对上述海量停车数据进行存储、分类、统计和挖掘，形成城市停车大数据一张图，为主管部门提供趋势分析及决策支持。
2.5 GIS（地理信息系统）技术
采用 GIS 技术，将 NB-IoT 地磁车检器、带有 GPS 功能的手持 PDA、车场管理人员、车场位置信息、视频设备、诱导设备、新能源充电设备等各类与地理位置和空间信息有机结合，实现静态交通位置信息可视化，并支持基于 GIS 地图的动态监控与管控。
2.6 移动互联技术
融合4G/5G移动通信、移动互联及移动支付技术，发挥移动端开放、分享、互动的优势，整合结合线上、线下流量和渠道，实现更加人性化、便利化的停车业务全场景功能。
3、软件系统架构
按照软件系统功能角度来划分，智慧停车系统自下而上可以分为五个层次，分别是感知层、通信层、数据层、应用层和用户层。
如上图所示，智慧停车平台的系统构成主要包括：
【感知层】由停车业务前端的各类智能设备组成。路外车场设备涉及类型较多，由端到云设备上云，主要包括智能通道闸、车位显示屏、监控摄像头、自助缴费机、车位引导屏、监控摄像头、智能寻车设备等。路内停车设备包括地磁车检器和巡检收费 PDA。停车系统通过统一的接口接入平台接入感知层终端设备，实现停车业务信息全方位采集和同步。
【通讯层】即网络通讯层，是感知层设备与平台系统连接的桥梁。感知层终端借助 NB-IoT 物联网络、4G/5G 移动网络、WAN 广域网以及 ADSL 宽带网络，实现多样化终端通讯需求，保证平台数据传输的实时性、便捷性和可靠性。
【数据层】数据层的主要功能是数据接入、数据存储、数据处理及数据交换。
数据接入：平台按照标准开放协议和接口规范，实现多渠道、多业务、跨平台的信息互联互通。数据接入系统负责接入来自感知层设备的交易数据、停车资源数据，包括城市级停车诱导数据、智能充电数据及运维监控数据；负责接入来自线上线下的用户支付交易；也包括存量车场及社会停车平台的信息接入。
在 IoT 物联网终端方面，数据统一接入弘道物联网 IoT 平台。物联网平台通过在网关上部署基于 MQTT、CoAP 等通信协议的自定义插件，完成 IoT 设备和平台之间的消息转换，将 IoT 设备快速接入平台；提供设备与平台的双向数据通道能力，支持设备数据上报、远程控制、设备上线、维护、升级注销等全生命周期管理；物联网平台提供高并发实时流处理能力，海量数据存储、数据计算和数据 API 开放能力；开放了设备管理、规则引擎、数据分析等平台能力，方便开发者快速构建应用。
数据存储：平台根据数据访问的时效性要求，将数据存储分级处理，存储模式包括磁阵存储、分布式存储以及缓存存储等；数据库采用高可用集群架构，读写分离；针对实时性要求高的场景采用 Redis 分布式缓存作为数据存储方案。
数据处理：数据处理系统为应用层提供基础业务支撑，系统按照业务功能划分为多个服务，每个服务实现具体的业务逻辑和数据逻辑。数据处理系统的服务包括：计费服务、支付营销服务、清结算服务、充电诱导服务、运维监控服务、信息发布服务等。
数据交换：建立平台 API 开放接口，形成满足第三方通道、资源方平台调用的接口规范及标准，满足面向保险、通讯运营商、互联网巨头、互联网停车公司、金融服务商、增值服务商开放应用，形成基于停车应用的服务闭环，建立城市停车平台与周边资源互联互通的生态。
【应用层】基于数据层提供的基础业务支撑之上，应用层负责实现停车业务管理、运营管理、财务管理、运维管理等平台管理类功能需求。
如上图所示，平台功能模块包括：大数据分析一张图、GIS 综合监控、路内停车管理、路外停车管理、充电业务管理、诱导业务管理、财务结算管理、运营管理、运维管理和基础设置共十大板块。
【用户层】用户层主要为用户端提供停车服务及平台管理的客户端功能。
车主端：街陌泊车 APP 和街陌泊车公众号/小程序为广大车主提供便捷的停车服务，车主通过移动端轻松查找停车场和车位信息，支持一键导航，按车牌或泊位缴费、自助充电等众多便民功能。覆盖银行、银联以及支付宝、微信等第三方支付平台，用户可以轻松在线上完成缴费。
移动管理端：移动管理 APP 面向收费巡检管理员，安装于专用收费巡检 PDA 上，为管理员提供签到签退、排班考勤、车牌录入、收缴车费、凭据打印、消息推送等功能。通过移动管 APP 与系统平台之间的信息同步，实现移动收费巡检自动化和智能化，极大地提升了现场收费管理的工作效率。
运营管理端：运营管理视窗面向平台经营管理人员，提供包括业务管理、综合监控、财务结算运营及运维等全方位一体化的管理功能，功能介绍详见后续章节。
