智慧交通背景下智能停车系统的交互设计研究论文

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　　摘 要：智慧交通背景下,智能停车系统的交互设计对于提高城市停车效率和用户体验至关重要。本研究旨在探索智能停 车系统的交互设计原则和方法,以提供便利的停车服务。首先,介绍了智慧交通背景下智能停车系统的交互设计及研究现状并 识别出用户常见的需求和痛点。其次,讨论了智慧交通背景下智能停车系统的交互设计系统的组成及特点,分析了交互设计系 统的要素。最后,提出了一种智慧交通背景下智能停车系统的交互设计研究模型,以进一步优化智能停车系统的交互设计。本 研究为智能停车系统的交互设计提供了有价值的参考,有助于提升用户体验和城市停车管理的效率。

　　【Abstract】：In the context of smart transportation, the interaction design of smart parking system is crucial to improve urban parking efficiency and user experience. This study aims to explore the interaction design principles and methods of smart parking systems to provide convenient parking services. Firstly, the interaction design and research status of smart parking system in the context of smart transportation are introduced and common user needs and pain points are identified . Secondly, the composition and characteristics of the interaction design system of smart parking system in the context of smart transportation are discussed, and the elements of the interaction design system are analyzed. Finally, an interaction design research model of smart parking system in the context of smart transportation is proposed to further optimize the interaction design of smart parking system. This study provides a valuable reference for the interaction design of smart parking system, which helps to improve the user experience and the efficiency of urban parking management.

　　【Key words】： smart transportation;intelligent parking system;interaction design;user experience;parking efficiency

　　0 引言

　　随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加, 城市交通拥堵和停车难题日益突出。为了解决这一问 题,智能交通系统的发展成为当今社会的迫切需求。其 中,智能停车系统作为智能交通系统的重要组成部分, 可以有效地优化停车资源的利用和管理,提高停车效率,减少交通拥堵和环境污染。本文旨在通过对智能交 通背景下智能停车系统的交互设计进行研究,提出一种 基于用户需求和场景的设计方法,以改善用户体验和系 统性能。通过本文的研究,将为智能停车系统的交互设 计提供实用的指导和建议,以推动智能交通系统在实际 应用中的推广和发展。

　　1 智慧交通背景下智能停车系统的交互设计系统及要素 分析

　　1.1 智慧交通背景下智能停车系统的交互设计系统的组成

　　随着物联网和大数据技术的发展,智能停车系统逐 渐实现了车辆信息的实时采集和整合,将停车位数据与 导航系统、移动应用程序等结合。目前,智慧交通背 景下智能停车的交互设计系统主要由以下组成部分构 成 ：用户界面(User Interface)、车辆识别和检测系统 (Vehicle Identification and Detection System)、车位 管理系统(Parking Space Management System)、导航 系统(Navigation System)、支付和结算系统(Payment and Settlement System) [1]。

　　1.2 智慧交通背景下智能停车系统的交互设计系统的要素分析

　　智慧环境中停车系统交互设计的要素是指设计师在 开发智慧停车系统时应该考虑和纳入的重要元素。这些 要素能够提供用户友好的界面和流畅的用户体验,使用 户轻松地使用系统并满足其停车需求,其中的关键交互 要素包括 ：用户主体性要素、动作感知性要素、媒介智 慧化要素、场景动态性要素。

　　2 智慧交通背景下智能停车系统的交互设计研究

　　2.1 设计思路及系统框架

　　智能停车系统的硬件设计思路是通过安装车辆检测 器、路径指示器、车位指示灯、控制器、通信模块和电 源系统等组件构建一个完整的系统。该系统能够实现车 辆的自动停放和检索、车位信息的实时展示、用户的远 程控制和管理等功能,从而提高停车场的利用率、缓解 拥堵情况、提升用户体验和管理效率。智能停车系统的 硬件设计需要考虑以下关键部分 ：

　　(1)车位检测器 ：该设备可以检测是否有车辆停靠 在特定的车位上。它可以使用夹子或传感器来检测车位 的状态,并通过无线网络发送数据给控制中心。

　　(2) 控制中心 ：用于监听车位检测器的状态, 并协 调车辆的停放和寻找。在有车辆需要停放或者用户需要 从停车场取车时,控制中心可以指示 LED 指示灯指引 车辆前往停车位置,或者为用户提供相应取车码。

　　(3)网络连接 ：停车场的硬件必须能够与一个后台 服务器进行通信。这通常需要使用无线网络连接,例 如, Wi-Fi 或 4G 信号。这样,系统可以在实时监控和 收集数据时与其他设备相连。

　　(4)电源供应 ：停车场设备需要 24h 工作,因此需 要可靠、持续的电源供应。这通常需要使用 AC 或 DC 适配器或电池。

　　(5) LED 指示灯 ：LED 指示灯可以在停车场内指示车辆正确的停放位置。通常,每个车位都会有一盏 LED 指示灯,以便快速识别空余和已占用的车位。

　　(6) 相机系统 ：为确保安全性和追踪车辆信息, 停 车场中需要安装相机系统,能够记录并保存车辆在停车 场内的行踪。

　　(7) 计算机 ：为了管理所有的设备和数据,停车场 的硬件需要一台计算机来处理所有的信息。此计算机可 以是单台台式机,或者是多个服务器。

　　现设计一种基于动态资源分配的智能停车系统,用 于维护所有用户的停车请求以及某区域的停车资源。系 统基于独立的 PGI 平台,包括用户管理服务器(URS) 和资源管理服务器(RMS),还能将信息传递到用户终 端和可变交通标志(VMS)。用户通过终端向 URS 发 送停车请求,包括停车目的地、停车费用和目的地到停 车位的距离。当用户到达决策点时, RMS 根据用户需 求和系统模型为其提供最优解(停车场位置),并发送 到用户终端。动态停车模型实现依赖停车场联网、车辆 用户与系统数据交换以及 RMS 的停车资源预订权,包 括地锁和红绿指示灯等技术保证 [2]。

　　2.2 智能停车系统设计

　　系统首先将发出停车请求的用户加入到等待队列并 根据区域内车位资源情况,在每个决策点判断是否有可 用车位,并将请求从等待队列转入预订队列。若有可用 车位,系统向用户发送车位位置信息,引导其前往。若 无可用车位,用户可修改请求,重新进入等待队列,等 待下一个决策点的资源分配。当用户离开车位时,需向 系统提交指令, RMS 将该资源的车位设置为空闲状态 [3]。

　　2.3 智能停车系统约束条件及系统模型

　　系统运行流程如图 1 所示,在第 k 个决策点,对于 第 i 个用户的停车请求,定义主要系统状态矩阵如式(1) 所示 ：

　　G(k) = {W(k), R(k), Y(k)} (1)

　　式(1)中, W(k)={等待队列的用户集合}, R(k)={预定队 列的用户集合}, Y(k) = {res(1), res(2), res(3), res(4), ..., res(N)}。 其中, res(j) 是第j 个停车资源的状态,包括坐标 coor(j) 和空余车位p(j)。

　　在第 k 决策点,定义用户状态矩阵如式(2)所示 ：

　　Ui (k) = {zi (k), ri (k), Ωi (k)} (2)

　　式(2)中, zi (k) 为第 i 个用户的位置坐标 ;ri (k) 为用户 在队列中的等待时间 ;Ωi (k) 为用户需求矩阵,包含Di 和Mi 两个维度,定义Dij =di 0coor(j) ,为第 i 个用户提出的停车资源和实际目的地之间的距离上限。定义Mij = f (Tij , ω), 为用户费用的第二维度,其中Tij =zi (k) - coor(j),为用户到被分配资源之间的距离,则用户 i 的费用和 Sij (k)及 ri (k) 有关,定义Mij (Sij (k), ri (k))。

　　定义停车资源状态矩阵P(k) = {j : pj (k) ≥ 0. j = 1. 2...n},表示第j 个停车资源有空余车位可供分配。用户矩阵中的 Ωi (k) 可表示为 ：Ωi (k) = {j; Nij (k) ≤ Ni , Dij ≤ Di , j ∈ P(k)}。 系统模型围绕用户提出的两个条件(距离和费用) 找出最优解。根据提出的Di 和Mi ,定义 [4] 如式(3)所示 ：

　　式(3) 中, λ∈ [0.1]是权重系数,可以调节距离和 费用的比例。

　　系统模型如式(4)所示 ：

　　3 总结

　　智慧交通背景下智能停车系统的交互设计是提高城 市停车效率和用户体验的重要组成部分。本文介绍了智 慧交通背景下智能停车系统的交互设计研究现状,并讨 论了智慧交通背景下智能停车系统的交互设计系统的组 成及特点,分析了交互设计系统的要素。最后,基于动 态资源分配原则提出了一种智慧交通背景下智能停车系 统的交互设计研究模型。本研究的结果为智能停车系统 的交互设计提供了有价值的参考,对相关从业人员和研 究者具有实际意义。

　　参考文献

　　[1] 孔德财,崔杰,汤怡,等.智能停车系统研究综述[J].物流工程 与管理,2022.44(9):109-111+108.
　　[2] 王良彬,丘昌鑫,李佳.智能停车系统的设计与实现[J].科技创 新与应用,2022.12(23):44-48.
　　[3] 路漫漫.基于交互优化的城市商业智能停车场管理系统[J]. 软件,2021.42(12):158-162..
　　[4] 孙智锋.基于边缘计算的智能停车系统设计开发及边缘端安 全机制研究[D].西安:西安电子科技大学,2021.
 
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