智能停车管理系统在校园网络环境中的应用案例解析

    系统概述 

    随着学校的建设发展，学校规模和对外交流合作日益扩大，进出学校的车辆人员的增多给校园管理，特别是校园大门的进出管理带来很大的压力。 国内日益发展的智能交通和停车场（库）技术和管理规范，使得利用最新科技成果和现代科技产品解决以上车辆出入管理遇到的难题，用智能化手段代替传统主要以人工为主的操作模式成为可能和未来发展方向。

    现代智能停车管理系统包括出入口控制、智能道闸、自动收费/POS收银系统、图像对比及车牌识别系统、停车引导系统、中心控制与管理系统等功能模块，综合普通智能卡、RFID远距离智能卡与条码纸票的双重便利，为停车管理提供了一个高度智能化、人性化的综合服务平台。

    针对某大学车辆进出管理的现状和需求，以及目前该高校整体网络环境以及数字化校园环境，给出了该高校车辆出入智能管理系统的完整解决方案。 

    整体概括，本系统由二个子系统组成，并涉及网络及硬件环境配套： 

    1、车辆出入管理系统 

    2、WEB在线注册及数据同步系统（车辆出入管理网络系统）

    系统特点 

    本系统将智能停车管理系统与RFID远距离射频识别技术结合，是RFID技术在智能停车管理系统中的一次成功应用。 

    充分考虑本系统与目前数字化校园下的管理信息系统以及平台对接，从业务处理逻辑、实现方式到未来功能扩展方面，全面满足学校多方位需求。
 
    充分利用学校目前的信息资源、网络资源，构建独立的专网，但同时满足数据交互、资源共享的需求。

    系统总体设计 

    根据建设方的要求，该车辆出入管理系统也即是各个校门的车辆出入管理系统，系统建成后能否满足建设方要求，直接体现在系统在各个校门的管理功能是否满足了建设方对各个校门的功能定位，归纳起来，包括以下几点：

    固定车辆
    内部及授权车辆（含贵宾车辆）采用RFID远距离无源智能感应卡进出。 

    智能卡包括：内部员工卡、优惠卡、学生次卡。内部员工卡根据是否住在校内又分成不同的收费类型。
    固定车辆远距离读卡进出的同时，LED信息显示屏同步显示该进场车辆的注册车牌号码，以协助保安监督智能卡的合法使用。

    临时车辆 
    学校有大量的外来临时车辆，对外来临时车辆的管理是建设方建设该系统的重要目的之一。由于校园管理的需要，要求某些校门对临时车辆只进不出，临时车辆只能从指定校门交费出场，如此复杂的管理功能用临时ID卡是做不到的，因此，该系统采用的是条码纸票，纸票上除通常的进场日期和时间外，还要有指定出场校门的提示信息。 

    临时车辆从出票机上（或保安协助）取票进入，经LED中文显示和语音提示该车辆只能从某校门交费出去。 

    学校共有六个校门，其中一个校门只能出不能进，所以，这是一个五进六出的大型车辆出入管理系统。

    系统功能设计 

    该系统功能包括入场控制功能、出场控制功能、中心控制与管理功能等车辆出入管理系统的基本功能要求，同时，系统功能也能够兼容校园网中校园卡的管理要求。

    a.)校园卡的集成要求： 
    1、在硬件设备上，进出校门时，出入口控制机能够识别校园IC卡； 
    2、在车辆进出管理系统中，采用B/S架构，其管理模块通过提供协议标准来满足信息化门户的集成要求； 
    3、系统能满足实现校园卡的黑白名单同步机制。 

    b.)车辆管理系统与校园网集成：多校门的车辆管理系统是一个整体，另外该整体与校园网实现了同步链接。
    车辆出入管理系统本身不负责固定用户的注册和编辑，所有具备合法身份的固定用户信息通过一卡通专网的第三方代理服务器自动更新。而合法通行的用户身份注册，将基于统一身份认证平台以及校园信息门户去完成，减少了工作流程以及相关环节。 

    系统设计结构 

    车辆出入管理系统包括五套增强型一进一出系统和一个出口系统，共六套电脑管理收费终端，一套中心控制与管理服务器。这是一个分布式车辆管理系统，即每个校门的车辆出入管理设备都能够独立工作，独立完成数据采集、存储、处理和控制等功能。

    电脑管理收费终端就近通过光缆接入车辆出入管理专用服务器，车辆出入管理专用服务器是整个车辆出入管理系统的管理与控制中心。服务器由中央管理单元、数据库系统、中央管理执行设备等组成。

    本方案中，由于车辆出入管理系统本身不负责固定用户的注册和编辑，所以服务器端不包含车辆身份编码信息授权设备，如IC和远距离智能卡的发行设备。

    车辆出入管理系统通过第三方代理服务器实现一卡通数据与车辆出入管理系统的数据同步。

    网络及硬件环境设计 

    考虑到目前校园内部校园网以及一卡通专网的网络环境以及网络流量负载的需求，针对停车管理系统我们构建了单独的专网，从而避免了增加校园网以及一卡通专网的网络流量负担。 

    对于车辆出入管理系统服务器而言，由于存在与一卡通后台的数据交互需求，因此，我们通过增加一卡通第三方代理服务器，在第三方代理服务器上配置双网卡，实现一卡通专网与本系统专网的对接。该服务器本身也存在网闸的作用。

    同时，在一卡通第三方代理服务器上运行WEB服务，本方案中涉及的WEB查询以及在线注册系统运行在上面。通过分配到的一卡通专网地址，做NAT转换后实现对校园网公众用户的访问。 

    

系统拓扑图

    如图所示：我们在每个校门信息点接入处布置一台交换机，从本系统专网中光纤接入该交换机，再通过百兆网络接入到末端的车辆出入管理系统工作站。涉及到与一卡通核心数据库的交换信息，通过双网卡的一卡通第三方代理服务器完成。

    物理连接 
    专网主干从监控中心引出，核心交换机以及服务器均放置在监控中心内。利用目前校园网主干光纤进行延续，使专网网络能够到达各个校门的信息点。各校们信息点的接入点放置在各校们的传达室内。

    机房机柜部署 
    本系统中，我们配置了一个专属42U标准机柜，2台DELLPCServer做为二套子系统的运行服务器。 

    网络应急处理 
    在专网出现故障无法通讯时，应急处理措施如下：
 
    车辆通行：道闸控制机上可以存储超过8000条通行白名单以及脱机保存超过35000条流水记录，可以满足一段时间内的车辆通行需要。另外，道闸可以通过人工干预的方式去控制开启关闭，遇到临时增加的车辆，可以通过临时发卡或者人工干预的方式实现同行。
 
    车辆出入管理系统 

    下图为车辆出入管理系统整体设计系统图： 

    由上图我们可以看出，整个车辆出入管理系统中，所有六个校门的设备配置共有四种类型。 

    1、双车道出入口分离一进一出系统，远距离读卡，LED信息显示屏，电脑管理终端，不具备临时车辆收费功能，不设岗厅。
 
    2、单车道出场系统，专用临时车收费出口，设收费岗厅。 

    3、双车道出入口分离一进一出系统，远距离读卡，LED信息显示屏，双向栅栏杆道闸，电脑管理终端，不具备临时车辆收费功能，不设岗厅。
 
    4、双车道出入口一体一进一出系统，通道中间设安全岛，远距离读卡，LED信息显示屏，双向栅栏杆道闸，电脑管理终端，具备临时车辆收费功能，岗厅设于安全岛上。 

    入口控制设备 

    入口控制设备包括入口控制机、道闸、远距离读卡系统、LED信息显示屏、图像抓拍设备、车辆检测设备。 

    入口控制设备的原理框图如下图所示。