案例：基于NB-IoT的智能泊车诱导系统及方法

作者： 曾国良、薛冰莹等

来源：5G（angmobile）

物联网智库 整理发布

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------   【导读】   ------

基于NB-IoT技术的智能泊车诱导系统通过将传统停车场的有限资源物联网化。

基于NB-IoT技术的智能泊车诱导系统通过将传统停车场的有限资源物联网化，经云端管理并进行大数据分析，获取闲置车位资源和最优路径车主，经OTT方式实时推送，在场外对车辆进行停车场诱导，在场内根据泊位信息指引停车和快速寻车。使用光学识别和身份绑定技术进行快捷支付，实现无人值守的智能泊车诱导系统。该系统可以实现车主、停车场、交通管理部门之间的高效联动，缓解交通拥堵问题。

一.引言

通信技术、传感器技术的发展，极大地推动了其他行业的知识更新和应用迭代速度。在智能家居、智慧交通、移动医疗等对通信技术依赖性较强的领域，运营商网络技术升级带来的社会效益、经济效益更加显著。针对目前城市发展中出现的停车困难、交通拥堵等问题，政府和研究者一直在尝试不同的解决手段。

技术层面上，华南理工大学邓广森设计了一种依赖于深度学习算法的智慧停车场系统，解决停车场双向引导问题；吉林大学冯璐璐提出基于泊位选择的物联网泊车诱导路径优化技术，提高停车成功率。随着当前Pre 5G应用逐渐浮出水面，可以在当前LTE设备，甚至于老旧蜂窝网络设备上实现平滑演进、低成本升级部署的窄带物联网技术（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT），展现出了强大的万物互联能力。NB-IoT在仅180kHz的带宽上，表现出了低时延、海量连接和超低功耗的优势。

以下结合物联网在改造工程难题中的成功案例，研究NB-IoT应用于智能泊车诱导系统的可行性。提出一种使用NB-IoT技术对传统停车场管理系统进行智能化改进的方案。

网络部署上，基于Ericsson RBS6000系列GSM现网基站设备，简单升级以支持eMTC/NB-IoT/GSM系统共模。用户智能终端和布放于停车场的节点传感器，通过云平台实现信息的采集、分析、共享和推送，节约了车主的泊车时间，提高了车位利用率。创新性地将用户变成了实时发布共享信息的主体，在信息分享和交互的过程中，通过机器学习，打通了物联网和车主之间的多向交流通道，系统集约化程度更高。

二.物联网主流通信技术对比

随着物联网在应用上的演进，早期的近距离、小数量物物相连的界限已经不存在。以互联网为基础的数据连接所承载的万物互联概念，正在逐渐成为主流。

大量的数据处理申请和实时交互需求，以及远程医疗、智慧城市等注重低延迟和强稳定性连接的应用，要求物联网通信主要以无线为主，摆脱线缆束缚，降低环境影响。显然，这与消费领域中过度关注单用户下载速度的简单需求是不一样的。因此，NB-IoT、ZigBee、蓝牙（BlueTooth）、HaLow等技术成为物联网领域中的主流。

（1）NB-IoT标准在2016年6月冻结，目前已有应用在部分地区测试。其对低功耗广域网的适用性很高，比LTE/GPRS提升20dB增益，单扇区可实现数万低时延连接，使用AA电池能满足数年的续航，同时可以复用当前网络，节约建设成本。

（2）ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的近距离、低功耗、低速率双向无线通信协议，具有强大的自组网功能。

（3）蓝牙5.0延续了蓝牙4.0（BLE）的优势，在演进过程中强化了连接稳定性、功率控制、覆盖范围和Mesh网络连接扩展。

（4）HaLow即802.11a h技术，是适应于物联网领域的Wi-Fi新标准，运行于900MHz，低功耗实现更广范围的设备连接。根据IEEE文档，HaLow要实现1km距离以上的大于100kbit/s数据传输。以上几种关键物联网技术对比见表1。

表1  几种关键物联网技术对比

NB-IoT的低功耗、低时延、大容量和广覆盖能力，以及成熟的产业链和低廉的芯片、模组价格，为智能泊车诱导系统提供了良好的场外广域网数据连接支持。同时，根据ZigBee技术的自组网性能进行场内传感器、智能地锁的协同定位。

三.系统设计

四.结果和分析

本方案使用仿真测试软件，对三个实验地点进行停车场智能化改造分析，共在系统中部署370个停车位，模拟测试时间为60天。根据去除了脏数据后的统计结果，得到表2，反映了改造后的智能泊车诱导系统停车场与原人工值守发卡停车场的运行效率等因素对比情况。

表2　改造方案与原方案对比

结果表明，升级单站施工时间小于2h，断网事件小于0.5h，对现网影响较小。改造完成后，车主从找寻车位到完成泊车的平均时间，比之前人工管理系统减少了0.5h。

其中，系统故障率主要包括车辆进出场和地锁的识别授权失败情况。此时需要管理员手动确定操作，失败率约为0.1%，判断为网络波动影响。

NB-IoT智能泊车诱导系统的单个车位改造成本低，人工管理方案需要较高的人力运营成本，且效率偏低，改造后的停车场单个车位月均利润是当前的2.7倍。

NB-IoT智能泊车诱导系统具有明显的优势。展望未来，通过系统不断升级，可实现更多的价值：一是，对接市政交通系统，满足跨区域平台资源管理；二是，智能泊车云调度模型机器学习算法，会随着数据量的增多更加精准。

五.结束语

物联网以信息化手段促进社会整体效率的提升。NB-IoT技术对物联网有高度适应性，优势明显。采用NB-IoT技术的智能泊车诱导系统，具有成本低、稳定性强、技术先进等特点，大大降低车主找寻车位的难度，缓解交通压力，减少停车场车位的闲置浪费。对RBS6000系列GSM现网基站设备的NB-IoT升级，符合集约发展思路，低成本高效率完成了停车场物联网化。宏观层面上，针对当前停车难的社会问题，为实现车主、停车场、市政交管部门三者之间的高效联动，给出一个有参考价值的完整改进方案。

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[本文作者]

曾国良，薛冰莹，郭方：中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司

张广焯：爱立信（中国）通信有限公司

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