停车场管理系统的设计与优化

 1 停车场管理系统的设计 

    非接触式IC卡停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确及科学经济的停车场管理手段，是停车场对车辆实行动态和静态管理的综合；从用户的角度看，其服务高效，收费透明度高，准确无误；从管理者的角度看，其易于操作维护，自动化程度高，大大减轻管理者的劳动强度，从根本上杜绝票款流失的现象，对加速解决我国目前面临的停车难问题有着非常积极的意义． 

    1．1 停车场管理系统结构  

    该系统是由非接触IC卡读写设备、停车场管理专用设备和停车场管理系统软件组成．非接触IC卡读写设备和停车场管理专用设备组成管理系统的底层的硬件基础．停车场管理系统软件实现设备状态检测、控制及车辆数据处理等功能．停车场管理系统结构如图1所示． 

停车场管理系统结构图 

图1 停车场管理系统结构图 

    1．2 工作原理  

    停车场管理软件采用WINDOWS操作平台，管理系统除通过系统控制器负责与出入口读卡器和发卡机通讯外，同时，还负责收集和处理场内车位的停车信息，以及负责对电子显示屏发出相应的控制信号，负责对报表打印机发出相应的控制信号，同时完成车场数据采集下载、查询打印报表、统计分析、系统维护和固定卡发售等功能．系统软件能够自动的将接受的数据进行整理、合理排序；提供方便的查询功能．管理者可以随时查询停车场运转情况，收款情况，固定卡的进出次数、时间和卡内余款等．  

    其工作原理是利用非接触式IC卡，在车辆进入和外出时记录时间差值，计算出停车费用，费用计算公式：(外出时间一进入时间)×价格一应收费用．基本功能包括填写单位信息、用户类别及收费设置、车类型设置、车主档案管理、道口设置、图表显示和报表及打印等功能。 

    1．3 系统开发环境和工具  

    本系统采用的是系统开发环境和工具Delphi 7．0及MS SQL Server 2000．MS SQL Server2000数据库和Delphi 7．0开发工具都提供了存储过程，它在服务器端对数据库记录进行处理，再把结果返回到客户端．通过使用存储过程，一方面可以利用服务器强大的计算能力和速度，另一方面避免把大量的数据从服务器下载到客户端，减少网络上传输量，服务器只需将计算结果传给客户端，其效率提高很多． 

    2 系统工作流程设计  

    2．1 入场工作流程设计  

    2．1．1 临时卡入场工作流程  

    ①用户驾驶车辆进入停车场，停在入口发卡机处．司机按取卡按钮，入口控制器检测到取卡信号，向收费终端计算机发出取卡命令，计算机获得号后，向入口发卡机发出发卡命令，发卡机就会发出一张用户卡． 
    ②用户在读卡器处等待读卡器读取用户IC卡的卡号并发送给计算机． 
    ③ 收费终端计算机确认用户IC卡号有效后，控制视频捕捉卡抓拍车辆入场时的图像，收费终端计算机通过入口控制器控制电动栏杆抬起，用户驾车驶入停车场． 
    ④ 用户驾驶车辆进入停车场后，电动栏杆将自动放下．收费终端计算机接收到电动栏杆落下动作的信息后，确认本次入场过程已经完成．于是将之前获得的用户卡号、入场时间和入场图像保存到数据库中，并将入场车辆数量加1，完成了入场过程． 

    2．1．2 长期卡入场工作流程  

    与临时卡入场过程基本相似，只是用户入场时无需从入口发卡机取卡，只要将自己已经申请的长期用户卡在非接触式IC卡读卡器的读卡天线的有效范围内划过，读卡器就会读取到用户卡号，经收费终端计算机验证IC卡号有效后方可入场．  

    2．2 出场工作流程设计  

    一般情况下，具有收费功能的停车场出口处都是有人值守，遇到特殊情况，可以人为的加以处理，因此停车场管理系统在车辆出场的过程中主要考虑的是如何使收费更快、更准并且可以有效地预防车辆被盗窃．  

    3 系统优化设计  

    3．1 入场工作流程优化设计  

    在车辆入场时，应着重防止非接触Ic卡的非正常流失和防止发出Ic卡被盗用．故本系统中入场流程优化为：  

    (1)设置“出入口”：是为了正确设置控制器的不同读卡器控制各继电器，使用系统更加灵活方便，而且有利于日后扩充． 
    (2)添加“卡片是否启用”的判断：第1是为了区分在停车场管理系统中的卡片是否已经启用了；第2是为了防止车主拿其它停车场的卡片过来使用． 
    (3)添加“时效卡判断”是为了提高程序的处理速度，且可防止当发卡机将已损坏的临时卡发给用户，从而造成用户取卡后，读卡器无法读卡，无法进入停车场，又无法再次取卡的现象． 
    (4)添加“是否为有效期”判断是为了有效控制的用户卡的有效期，将不在有效期内发出的Ic卡记入丢失卡黑名单，防止盗用． 
    (5)添加“防反转”判断是为了实现“一车一卡”，即当用户持这张卡进场后，如果还没有出场就不能再次进场，这样可以防止某些用户进场后把卡传给后面的车主使用，这时卡加入黑名单，防止盗用．优化流程图如图2． 

停车场入场流程优化图 

图2 停车场入场流程优化图

    3．2 出场工作流程优化设计  

    停车场管理系统的出口有管理人员进行收费，为了保证收费的正确性和防止车辆被盗，对出场流程进行了以下优化．优化流程如图3所示．  

停车场管理系统出场流程优化图 

图3 停车场管理系统出场流程优化图 

    (1)添加“进场否”判断是为了在出场时，判断是否已经进场了，如果没有进场就没必要进行其它处理了，节省程序处理时间．  
    (2)添加“车类型”判断是为了区分是属于大型车，还是小型车，因为车型不同占用的停车空间不同，所以收费应该也有所不同，是为了区分不同收费的． 
    (3)添加“图像对比”判断可将进出场车辆的图像进行对比，有效防止车辆被盗． 
    (4)添加“当前收费类型”判断，即确认收费模式，根据相应模式来进行收费． 
    (5)添加“不收费时间”判断：有一些停车场可能希望如果车主只是停了几分钟，就不想收费的话，可以进行相关设置，如果想取消此功能可以去掉． 
    (6)添加“是储值用户”判断，即确认为储值用户，直接计停车时间，车主在卡里充值，每次消费自动从卡里扣费． 
    (7)添加“余额不足”判断，即确认为“储值用户”，卡内余额不足时或是“临时用户”时会自动弹出收费窗口．  

    3．3 运行代码的优化  

    在用Delphi 7．0编写代码时，要对代码进行优化，从而提高管理系统软件运行速度，减少系统资源消耗，提高系统运行的稳定性． 

    编码优化包括：尽量使用32位变量；尽量不使用子域类型；过于复杂的表达式会妨碍编译器的自动优化，这时可以考虑引入临时变量来化简表达式；extended很大(10字节，如果代码对齐就有12字节)，读写运算都很慢，是优化的大敌，而且Delphi对extended的代码对齐有 bug．因此，若非必要，不要用extended；调用局部过程会带来额外的栈操作．因此有必要把局部过程挪出来，然后用参数传递需要的变量；尽量使用函数或过程，减少代码重复编写．尽量使用减少没必要的程序处理过程，可以共用的尽量共用． 

    3．4 人工图像对比与图像数据库技术  

    停车场人工图像对比功能是利用计算机图像数据库技术将用户卡号和对应用户车辆入场时抓拍图像文件保存在系统数据库中，以便在出场时进行人工比对的一种技术．使用人工图像对比功能的意义在于这种功能保证收费介质与车辆之间能够形成唯一对应的关系，防止车辆在停车场内被盗，从而可以提高停车场管理的安全防范水平口．  

    在大型停车场或车流量多的停车场中，每天进出停车场的车辆可能会多达几百甚至几千辆，如果不对存人数据库的车辆的图片信息进行一番处理，数据库将会变得很庞大，会导致打开数据库的时候速度变慢，同时程序的处理速度也会变慢．所以存人数据库表中的图片格式是JPG格式，大概每张图片平均大小为6～9 kB，如果采用图片质量较好的BMP格式，每张图片平均大小至少为100 kB，每辆车进出分别需保存两张图片，加起来就至少需要200 kB了，那样只要6辆车辆进出，数据库就会增大1M 左右．存取jpeg文件到数据库中，在dbimage中及qrdbimage中均不能正常显示jpeg的文件，此为borland的限制，虽然使用第3 方组件能达到要求，可以在DELPHI存取jpeg文件到数据库，能存储jpeg文件，也能在image中显示，但一接触db类的图像显示组件就行不通了，我们可以在jpeg文件存入数据库之前转换成bmp文件，再存入数据库即可．程序运行环境delphi7．0+ ado+ SQL Server数据库中存放图片字段的类型为image． 

    4 结 语  

    采用结构化系统开发方法，面向对象的程序设计方法，建立系统应用原型，然后进行需求分析，不断修正和改进，直到形成可行系统．该系统有安全的用户登录模块、方便快捷的用户界面、易于操作的功能模块．经过测试和运行，证明该停车场管理系统操作简单，界面友好，安全性较好，基本符合用户需求，能够根据使用者不同的权限，完成对入场车辆的管理、对车辆资料的查询、添加、修改、报表打印、系统维护和固定卡发售等功能，基本满足了停车场管理系统的要求．为防止IC卡的非正常流失和被盗用，为了保证出口管理人员收费的正确性和防止车辆被盗 在系统软件的设计中对系统的出入场流程均进行了优化，如添加防反转、卡片是否为时效卡和是否有效期等判断． 

    作者简介：董加敏(1972一)，女，湖北武汉人，广东工贸职业技术学院讲师，研究方向：计算机应用技术 

    参考文献 
    [1] 白 木，子荫．智能停车场一个黄金产业[J]．交通标准化，2003，1(4)：60一63． 
    [2] 于光华．非接触式IC卡停车场管理系统[D]．长春：吉林大学，2004． 
    [3] 罗小宾，殷国富，智能停车场管理系统关键技术研究及实现[J]．计算机工程，2003，29(4)：137—139．