許毅，陸斌，王家星

（1.上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，電子電器與家用電器質(zhì)量檢驗所，上海 201114；2.上海恒測檢測技術(shù)有限公司,上海 201114）

引言

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國機動車保有量截至2017年一季度就已突破3億輛，其中包含的汽車車輛占比高達2/3，更有2019年底統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，全國汽車保有量達到2.62億輛。而與之相關(guān)用于停車的全國消費額早在該數(shù)據(jù)統(tǒng)計前2016年就已突破4 000億元大關(guān)[1]。對應(yīng)國外相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，美國停車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值約可達到300億美元。

據(jù)有關(guān)部門發(fā)布的關(guān)于我國智慧停車行業(yè)的調(diào)研與投資戰(zhàn)略研究報告顯示，自2015年鑒于政府政策多項利好的推動下，中國停車場管理系統(tǒng)市場規(guī)模約達55億元，同比增長率達到47 %。近幾年內(nèi)此項市場增速將持續(xù)穩(wěn)定在30 %以上[2]?？深A(yù)見，未來幾年中，停車數(shù)據(jù)運營、互聯(lián)網(wǎng)停車服務(wù)等新產(chǎn)業(yè)將帶來數(shù)個百億級別的新增市場。

智慧停車在國內(nèi)外均是大力發(fā)展且快速成長的市場，經(jīng)濟前景不可限量。對于智慧停車這個可預(yù)見的巨大市場，未來應(yīng)用領(lǐng)域的市場前景和評測業(yè)務(wù)之廣已無可厚非，應(yīng)對行業(yè)和生態(tài)鏈各方的需求，同時從政府監(jiān)督與管理的高度制定智慧停車系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范并開展驗證工作是作為第三方檢測機構(gòu)的我方職責(zé)，相應(yīng)的檢測業(yè)務(wù)帶來的經(jīng)濟效益以及社會效益都將不可限量。

1 智慧停車系統(tǒng)工程質(zhì)量的監(jiān)管困境

目前智慧停車系統(tǒng)的開發(fā)及建設(shè)模式多由系統(tǒng)集成商、工程實施方、區(qū)域運營商與房地產(chǎn)開發(fā)商（業(yè)主）直接握手合作的個性化需求定制，諸多終端產(chǎn)品和裝備被加工并直接用于工程安裝，而工程監(jiān)理與產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管的側(cè)重點有所不同，工程監(jiān)理重在產(chǎn)品在系統(tǒng)安裝中的整體施工要求，對產(chǎn)品自身性能卻不一定是追溯和考核的關(guān)注點。對于政府采購招投標(biāo)的工程監(jiān)管項目，其中傳統(tǒng)硬件終端和組網(wǎng)核心設(shè)備（無線網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等）產(chǎn)品的安全檢測與認證尚有部分國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范可依據(jù)，而對于其性能指標(biāo)，考慮到新技術(shù)和新裝備（特別是終端安裝部件，如采集器等）的不同適用環(huán)境及其應(yīng)用場景的多樣化，企業(yè)設(shè)計產(chǎn)品時未必能全面考慮系統(tǒng)工程最終使用的環(huán)境因素，甚至沒有評測方法和驗證數(shù)據(jù)可參考，系統(tǒng)建設(shè)項目的投資和業(yè)主方目前多從建成后系統(tǒng)端的基本功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)上進行驗收考核，即進行基本功能完整性的驗證，而對于部件、設(shè)備在系統(tǒng)應(yīng)用中的環(huán)境耐受性、可靠性和使用壽命等方面，未能從供貨采購的前端進行品質(zhì)監(jiān)控，其中的檢測方法和參數(shù)指標(biāo)也均存在缺失或不完備；更深層次的，對于集成后的信息化智能系統(tǒng)，其各性能模塊在整體系統(tǒng)中的評測方面存在嚴(yán)重缺失，軟硬件的性能評測難、信息安全存在漏洞、政府市場監(jiān)管渠道不通等問題都難以破局。

2 智慧停車系統(tǒng)的可靠性分析與標(biāo)準(zhǔn)化體系

智慧停車平臺的構(gòu)建是系統(tǒng)化工程，其功能實現(xiàn)主要依賴于：高可靠性、高精確度、低功耗的車位信息采集終端部件；不間斷穩(wěn)定的用戶側(cè)供電系統(tǒng)；低丟包和誤碼率的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；快響應(yīng)速度、大容量的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)；多因素合理化資源調(diào)度的強預(yù)測性計算算法和高魯棒性的數(shù)據(jù)處理；完善的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計等綜合實現(xiàn)。

根據(jù)智能停車系統(tǒng)的層次化縱向和橫向結(jié)構(gòu)剖析，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧停車系統(tǒng)平臺其整個系統(tǒng)相關(guān)的可靠性與標(biāo)準(zhǔn)化體系可分成三個層面且層級進階：①智能停車典型性終端數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品（視頻樁、地磁、壓力傳感器等）和中間層的器件/設(shè)備級的電氣安全性、環(huán)境耐受性、功能性檢測；②結(jié)合應(yīng)用場景后的集成部件或模塊的穩(wěn)定性和可靠性評測；③整個系統(tǒng)在線運行的承受力、端到端信息傳輸?shù)鹊默F(xiàn)場級性能評測。對應(yīng)三個層次的標(biāo)準(zhǔn)化工作，涉及其中對應(yīng)的檢測項目、測試方法及要求、參數(shù)指標(biāo)與評級等，也包括達到檢測目的所需的比對用的標(biāo)準(zhǔn)品與測試設(shè)備/裝置等硬件及其配套軟件的研究與開發(fā)。

根據(jù)智慧停車系統(tǒng)框架構(gòu)成及可能采用的評測模塊與測試手段，給出對應(yīng)的導(dǎo)引方向，詳見圖1。

圖1 智慧停車系統(tǒng)架構(gòu)和評測模塊導(dǎo)引圖

鑒于智慧停車平臺是各學(xué)科多行業(yè)交叉覆蓋的系統(tǒng)工程，千頭萬緒，涉及的關(guān)鍵技術(shù)點和評測工作也是體系化工程，可探索的領(lǐng)域和目標(biāo)繁多，包括幾個重要領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)及對應(yīng)的性能評測工作，根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成情況以及標(biāo)準(zhǔn)化工作的三個分層進階，本文作為體系完整內(nèi)容規(guī)劃僅進行框架性的研究，主要給出下一步研究工作的方向性指導(dǎo)和模式解析，主要涉及（但不限于）以下幾個分部：

1）智能停車系統(tǒng)終端產(chǎn)品的性能評測研究及其測試裝置的研制：

整個智慧停車要完成的職能和數(shù)據(jù)起源且取決于每個車位占用的狀態(tài)是否能被準(zhǔn)確識別出來，由智慧停車系統(tǒng)的末梢（終端）執(zhí)行，是基本也是最關(guān)鍵的功能，是整個系統(tǒng)能完成運行的源頭和保障，其安全性、可靠性也是系統(tǒng)化性能評測的重要考核部分。其中，安全性包括電氣安全性和數(shù)據(jù)傳送的信息安全性；可靠性則涉及環(huán)境可靠性（指環(huán)境耐受性和使用壽命）和數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性（包括：采集終端車位狀態(tài)識別的準(zhǔn)確率；網(wǎng)絡(luò)傳送端到端整條鏈路中無線/有線通信網(wǎng)傳輸中造成的誤碼率、延時等；軟件設(shè)置和執(zhí)行中預(yù)測算法精準(zhǔn)度等方面的軟件可靠性，等等）。

①作為測試標(biāo)準(zhǔn)品的新型車位信息終端（數(shù)據(jù)采集器）的開發(fā)和研制：一方面，作為標(biāo)準(zhǔn)品對受試/被測樣品進行數(shù)據(jù)比對的智慧停車終端器件，對于車輛的停泊狀態(tài)應(yīng)有更貼近實際的數(shù)據(jù)模擬性反饋，能實時地、動態(tài)地、精確地感知和采集車輛在車位區(qū)域的進出時間以及停放位置、角度等詳盡信息，性能表現(xiàn)上需具有低差錯率和數(shù)據(jù)可靠性；另一方面，為能適用于惡劣的室外環(huán)境條件下安裝并執(zhí)行遠程檢測，應(yīng)能滿足大量戶外停車位檢測時的鋪設(shè)要求，故而作為標(biāo)準(zhǔn)品的新型采集器應(yīng)具有嚴(yán)酷度更高的環(huán)境耐受性。另外，為了能測試多種不同采集技術(shù)的終端品類，軟硬件端口應(yīng)具有兼容性和開放性。

宜與智慧停車解決方案提供者、信息化裝備核心技術(shù)研發(fā)企業(yè)、傳感器生產(chǎn)企業(yè)協(xié)作，以檢測服務(wù)指導(dǎo)客戶產(chǎn)品研發(fā)，共同開發(fā)和研制具有高可靠性（高耐受性、高準(zhǔn)確率）的新型車位信息終端數(shù)據(jù)采集器。

鑒于目前新型壓力傳感器條（/帶）能夠?qū)崟r的感知和采集車輛在車位區(qū)域的進出時間和停放角度等方面的優(yōu)勢，建議采用壓力傳感器配置條/帶鋪設(shè)在被測停車位上作為動態(tài)狀態(tài)采集器，可結(jié)合靜態(tài)狀態(tài)采集方式，從而實現(xiàn)車位停車狀態(tài)的精確采集。其中的技術(shù)重點和難點是產(chǎn)品對于抗碾壓功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對應(yīng)器件級可靠性的非傳統(tǒng)試驗項目需開發(fā)相應(yīng)的測試設(shè)備，如特制的模擬車輛反復(fù)碾壓的壽命試驗臺等。

②結(jié)合停車場不同應(yīng)用場景（室內(nèi)停車、室外停車、地下停車、路邊停車等特定環(huán)境），研究智慧停車系統(tǒng)中車位信息數(shù)據(jù)采集/車位監(jiān)測子系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)和器件參數(shù)（不同采集方式，如地磁、紅外線、超聲波和圖像檢測等技術(shù)），針對典型終端采集產(chǎn)品在精準(zhǔn)度等方面的性能評測試驗方法及分類評價指標(biāo)。

③為完成整個系統(tǒng)化的現(xiàn)場級性能評測，模擬實際安裝停車系統(tǒng)的應(yīng)用場景和環(huán)境條件，應(yīng)采用實地設(shè)置的方式，可將所開發(fā)的新型車位終端標(biāo)準(zhǔn)品安裝在被測停車場中具有最苛刻位置條件的少量停車位上，為保持與原系統(tǒng)一致，可對接入被測通信網(wǎng)完成數(shù)據(jù)傳送。研發(fā)傳感器級測試硬件，并編寫相應(yīng)的仿真測試上位機軟件，搭建系統(tǒng)化測試平臺，平臺應(yīng)具有較強的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性（可兼容多類不同產(chǎn)品端口）、植入服務(wù)器并配合各類動態(tài)數(shù)據(jù)處理算法和用戶端APP使用，且具有低能耗的特質(zhì)并可提供的能量自供給，可完成特定試驗場景的測試周期內(nèi)的遠程統(tǒng)計測試。

2）智能停車系統(tǒng)中能源采集與儲能子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究和測試設(shè)備研制：

①新型車輛碾壓沖擊能源采集器和儲能裝備的開發(fā)與研制：宜與新能源系統(tǒng)研發(fā)和設(shè)備制造企業(yè)協(xié)作，共同開發(fā)和研制新型車輛碾壓沖擊能源采集器及相匹配的具有高安全性、長使用壽命和高可靠性的儲能（電池）裝備，構(gòu)成智能停車檢測平臺的能源微網(wǎng)，通過分布式新能源采集、匯聚并網(wǎng)和消納，用以穩(wěn)定且不間斷地給車位信息終端和中間層的低功耗通信信息設(shè)備供電。

②智慧停車系統(tǒng)中可能涉及多能源互補的分布式功能實現(xiàn)與微網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合智能停車系統(tǒng)裝備在不同適用場景和應(yīng)用需求下，針對各類用戶側(cè)能源采集系統(tǒng)（光伏、機械沖擊能量采集等）和電池管理系統(tǒng)進行分析和試驗驗證，給出性能評測方法和評價指標(biāo)，可形成體系研究報告和技術(shù)白皮書。

3）智慧停車信息系統(tǒng)中預(yù)測可用停車位所采用的動態(tài)數(shù)據(jù)處理和云計算技術(shù)，多種與硬件相匹配車位預(yù)測算法和軟件評測：針對各類有代表性的可用停車位概率預(yù)測算法，通過一定容量的系統(tǒng)壓力測試，對各系統(tǒng)進行性能評測（主要涉及算法適應(yīng)性和魯棒性、軟件的適應(yīng)性、功能性、易用性、可靠性等）和現(xiàn)場測試（包括網(wǎng)絡(luò)壓力測試）的效果評價，可進行分級評價。

4）智慧停車系統(tǒng)中通信網(wǎng)分層框架和評價標(biāo)準(zhǔn)化工作：

智慧停車系統(tǒng)中通信網(wǎng)分層框架和評價標(biāo)準(zhǔn)的研究，包括但不限于：對智慧停車多協(xié)議通信系統(tǒng)的分層研究；對協(xié)議符合性檢測及系統(tǒng)互聯(lián)互通兼容性評測；開放融合環(huán)境下的數(shù)據(jù)安全保護關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)與軟件測評等研究。

對智慧停車系統(tǒng)通信網(wǎng)的評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，包括通信網(wǎng)各分層的需求及對應(yīng)分部的要求，具體可涉及以下幾個方面（參見表1）。

表1 智慧停車通信系統(tǒng)的評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

5）智慧停車系統(tǒng)中信息安全部分的標(biāo)準(zhǔn)化研究：

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧停車系統(tǒng)安全要求[3]，主要考慮六個方面：機密性、完整性、可用性、隱私性、安全性、可靠性，涉及信息安全威脅和問題涉及但不限于以下類別（參見表2）。

表2 智慧停車系統(tǒng)信息安全可能面臨的威脅

對于智慧停車系統(tǒng)的安全防護體系設(shè)置與構(gòu)成，主要考慮安全設(shè)計、安全技術(shù)和安全運營三大環(huán)節(jié)，其中涉及的細分類別及其采用的技術(shù)手段參見圖2。

圖2 智慧停車系統(tǒng)安全防護體系

3 智慧停車系統(tǒng)總體評價模型及基礎(chǔ)評價指標(biāo)體系

智慧停車系統(tǒng)總體評價模型及基礎(chǔ)評價指標(biāo)體系的建立，結(jié)構(gòu)圖參見圖3。

圖3 智慧停車系統(tǒng)總體評價模型及基礎(chǔ)評價指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)圖

1）智慧停車面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）標(biāo)準(zhǔn)綜合應(yīng)用指南：規(guī)定智慧停車的SOA應(yīng)用參考模型及系統(tǒng)建設(shè)中SOA標(biāo)準(zhǔn)的綜合應(yīng)用建議，適用于智慧城市面向停車引導(dǎo)服務(wù)的具體信息化項目的規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、實施、評估、運行和維護。

2）智慧停車技術(shù)參考模型：規(guī)定智慧停車的技術(shù)參考模型、基本技術(shù)原則和要求，適用于智慧城市面向停車引導(dǎo)服務(wù)的具體信息化項目的設(shè)計、開發(fā)、運行和維護，是指導(dǎo)和綜合應(yīng)用智慧停車的具體技術(shù)、服務(wù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，也是建立智慧停車相關(guān)質(zhì)量測評標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

3）智慧停車系統(tǒng)評價模型及基礎(chǔ)評價指標(biāo)體系，可歸納為以下七個分部：

第1部分：總體框架及分項評價指標(biāo)制定的要求；

第2部分：信息終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)評價指標(biāo)；

第3部分：通信系統(tǒng)評價指標(biāo)；

第4部分：能源采集與分布式儲能子系統(tǒng)評價指標(biāo)；

第5部分：信息系統(tǒng)（信息資源與數(shù)據(jù)中心）評價指標(biāo)；

第6部分：軟件系統(tǒng)評價指標(biāo)；

第7部分：信息安全評價指標(biāo)。

4 智慧停車系統(tǒng)化性能評測項目指標(biāo)

系統(tǒng)化評測重點涉及系統(tǒng)構(gòu)成中的車位狀態(tài)監(jiān)測（包括終端器件、中控器件/設(shè)備）以及數(shù)據(jù)中心兩大部分，這里僅列出對應(yīng)在系統(tǒng)中性能評測的部分基本項目指標(biāo)作為示例。

1）車位狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)化性能評測項目指標(biāo)（針對壓力傳感器類終端）：

①功能性指標(biāo)：

-車位監(jiān)測準(zhǔn)確率（≥%）：主要反映車位狀態(tài)采集終端產(chǎn)品在特定應(yīng)用環(huán)境和一定干擾條件下的誤判率；

-狀態(tài)響應(yīng)延時(s)；

-通信傳輸延時(s)；

-傳輸頻率（MHz）；

-傳感器節(jié)點發(fā)射功率（10 dBm）；

-數(shù)據(jù)傳輸速率（kbps）；

-中繼節(jié)點支持傳感器節(jié)點數(shù)量(百計)；

-傳感器節(jié)點支持傳輸距離（市中心）（m）；

-傳感器節(jié)點支持傳輸距離（無障礙）（m）。

②環(huán)境耐受性和可靠性指標(biāo)：

-工作溫度：（-20~+60）℃（示例）。

-儲存溫度：（-30~+60）℃（示例）。

-耐潮濕：10~95 %（示例）。

-防水防塵要求：IP67等級（示例）。

-耐候性：室外用產(chǎn)品（若適用）外殼材料應(yīng)具有抗紫外線輻射的能力。依據(jù)GB/T 16422.3-2014《塑料實驗室光源暴露試驗方法第3部分：熒光紫外燈》[4]方法A.人工氣候老化，循環(huán)序號1，試驗周期：7天（示例）。試驗后，無影響繼續(xù)使用的脆化和開裂。

-抗污染性：能抵抗?jié)櫥?、汽油、冰抗凍劑、清潔劑、溶劑等的持續(xù)性和間歇性污染。

-耐沖擊：應(yīng)具有抵抗外界機械碰撞的沖擊能力。依據(jù)GB/T 2423.55-2006 《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：環(huán)境測試試驗Eh：錘擊試驗》[5]中Ehc試驗方法進行。依據(jù)GB/T 20138-2006《電器設(shè)備外殼對外界機械碰撞的防護等級（ IK代碼）》[6]中IK08的要求進行（示例）。

-抗壓性：最大可承受15 kg/cm2的壓強，試驗后功能完好（示例）。

-耐磨性：可經(jīng)受5萬次輪胎碾壓（重量<=400 K），持續(xù)壓力時長大于5 s，試驗后功能完好且表面損耗小于2 mm（示例）。

2）數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)化評測項目指標(biāo)：

-數(shù)據(jù)中心的整體能效評估；

-車位預(yù)測算法延遲及客戶端請求響應(yīng)延遲(s)；

-丟包率和誤碼率測試(%)；

-百萬人口城市可承受高峰客戶端數(shù)(萬計)；

-百萬人口城市可承受高峰客戶端并發(fā)連接數(shù)（千計）；

-百萬人口城市可承受高峰客戶端查詢流量（MBytes/s）。

5 結(jié)語

與智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)聯(lián)的智能化停車系統(tǒng)已作為建設(shè)智慧城市的關(guān)鍵構(gòu)成部分，也是物聯(lián)網(wǎng)不可忽視的橫向應(yīng)用領(lǐng)域。智慧停車系統(tǒng)具有大容量需求，市場前景不可限量，然而，目前智慧停車行業(yè)尚且處在發(fā)展和布局的初級階段，針對多樣化智慧停車解決方案的信息化裝備、軟硬件的諸多評測方法和性能指標(biāo)仍未有可參考的評價依據(jù)，各類系統(tǒng)之間存在無法兼容、通信接口和信息傳輸難以互聯(lián)互通等問題，結(jié)合應(yīng)用場景的評測手段、測試工具均未完善，更談不上指標(biāo)和體系化。

新型裝備制造業(yè)與新一代信息通信技術(shù)的融合發(fā)展，是新時代科技和產(chǎn)業(yè)變革的主導(dǎo)線。作為質(zhì)檢機構(gòu)，僅關(guān)注單產(chǎn)品層面的質(zhì)量檢測檢驗與市場監(jiān)督已不能滿足行業(yè)變革和發(fā)展的需求，轉(zhuǎn)變并嘗試新的運營模式和服務(wù)對象，結(jié)合應(yīng)用場景的企業(yè)級（2B）市場和新智能化硬件在系統(tǒng)工程中的性能評測更是值得深入探索和研究的重要方向。

為響應(yīng)國家聚焦智慧城市面向停車引導(dǎo)服務(wù)的號召，一方面，為推動開發(fā)具有高可靠性、高性能、高安全性的新型智慧停車信息化裝備系統(tǒng)，促進實現(xiàn)已有停車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合和城市級信息共享，另一方面，為響應(yīng)行業(yè)和生態(tài)鏈中包括產(chǎn)品制造方、工程集成方和使用方等各方對智慧停車產(chǎn)品與系統(tǒng)的質(zhì)量評測需求，開展新型智慧停車信息化系統(tǒng)的構(gòu)架與各部分關(guān)鍵技術(shù)研究，并對系統(tǒng)裝備的功能、安全和可靠性等方面進行性能評測體系的分層剖析與探索，這些工作將為推動智慧停車系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化進展具有重要指導(dǎo)意義。