混合停车场停车计费策略设计研究*

熊 刚，陈琪琪

（福建星云电子股份有限公司，福建 福州 350000）

2020 年在新冠肺炎疫情的肆虐下，全球车辆销量下滑五分之一，电动汽车逆势暴增43%，达到了324 万辆的总销量。充电桩、换电站等配套设施越来越完善，但是很多新能源车主会经常遇到一个问题，例如总有燃油车占用充电车位，以及其他新能源汽车在完成充电操作后未及时驶离车位，使得急迫需要减少新能源充电车位被占用的问题。

停车场主要分为纯充电车位停车场与电动车、燃油车混合停车场，纯充电车位停车场所有停车位都具有充电桩，可直接拒绝非充电车入场，并根据是否能充电区别征收停车费，控制较容易、实现充电站管理系统较为简单，但缺少计费策略来限制车位占用的情况。

电动车、燃油车混合停车场，一部分车位具有充电桩，其他车位没有充电桩。混合停车场国内较多，如：星云股份推出的储能式充电站基本部署在现有普通停车场，与燃油车共用一套停车场计费系统。整体计费更加复杂，更难实现减少占位。但也缺少计费策略限制车位占用的情况。

针对混合停车场当前存在的问题，为了减少充电车位的占用时间，提高社会资源利用率，开展区别、分段时间计费策略的研究，本文将提供一种计费策略的设计方法及思路。

1 停车场架构设计

混合停车场基础计费模式与先前一致，具有出入口摄像头、出入口道闸设备，停车场计费云负责扣费。

充电部分中，每个充电桩具有一个独立摄像头，可以拍摄车位上停放车辆的类型及车牌号，并与充电管理云服务器无线相连。充电管理云服务器再与停车场计费云服务器进行通信。

在不改变现有停车场的情况下，通过在充电桩上增加摄像头来识别占用情况，充电管理云服务器将信息同步到停车场计费云服务器，从而实现我们的计费策略。停车场架构如图1 所示。

图1 停车场架构图

nf：停车场中普通停车位总数量；

ne：停车场中充电停车位总数量；

nfl：当前停车场中普通停车位的空闲数量；

nel：当前停车场中充电停车位的空闲数量。

vin：车牌识别号；

ts：车辆驶入停车场时刻，初始值为0；

te：车辆驶出停车场时刻，初始值为0；

tns：车辆停泊充电停车位起始时刻，初始值为0；

tne：车辆驶离充电停车位结束时刻，初始值为0；

tp：当前时刻；

t：当前时刻车辆在停车场内停留时间，普通停车位t=tp

ts；充电停车位t=tp-tns。

2 停车位使用率统计分析

统计一段时间内（以30 天为例），停车场一天各个时段普通停车位的使用率u1与充电停车位的使用率u2，并绘制相应的使用率曲线，如图2 所示。

图2 停车场停车位使用率曲线图

基于历史数据统计的普通停车位使用率u1及充电停车位使用率u2，设定高峰时段普通停车位使用率阈值TRu1、高峰时段充电停车位使用率阈值TRu2。即当前时刻u1≥TRu1，则表示当前普通停车占用率高；当前时刻u2≥TRu2，则表示当前充电停车占用率高；此外，在时间维度上，依据TRu1及TRu2可采取差别化计时收费。

3 停车位计时计费策略

3.1 普通停车位计时计费规则R1

普通停车位，停车时间t∈[0min ɑmin），停车不收费。停车时间t∈[ɑ min ɑ+△Tmin]，按p2/h 收费。停车超过a+△Tmin 后，若当前普通停车位使用率u1高于TRu1，按照阶梯价格△p/△T1的增幅递增，递增周期为3*△T1，递增后的价格为p3/h。若当前普通停车位使用率小于或等于TRu1则按照p1/h 收费。普通停车位计费曲线pf如图3 所示。

图3 普通停车位计费曲线图

普通停车位计时、计费函数表达式如式（4）、式（5）所示，停车总费Pf用如式（6）所示：

3.2 充电停车位计时计费规则R2

充电停车位，停车时间t∈[0min βmin），停车不收费，其中β 为新能源汽车免费时长。停车时间t∈[βmin β+b*△Tnmin]，按pn2/h 收费，其中，△Tn为新能源汽车满充预估时间，b（b>1）为满充裕度系数。停车超过β+b*△Tnmin 后，若当前新能源停车位使用率u2高于TRu2，则按照Pm/h 收费，且按照阶梯价格△p1/△Tn1的降幅递减，递减周期为3*△Tn1，递减后的价格为pn3；若当前新能源停车位使用率u2小于或等于TRu2则按照pn1/h 收取停车费用。充电停车位计费曲线如图4 所示。

图4 充电停车位计费曲线图

3.3 充电停车位充电费及服务费计费规则R3

新能源汽车在充电停车位上进行充电后，还需收取相应的充电电费Pc及充电服务费Ps。其中，充电电费，按照峰谷分时电价，对电动汽车充电量进行计费，计费曲线如图5 中pc/kW·h 所示；使用充电设备而产生的服务费按照ps/kW·h 进行计费，充电费服务费曲线如图5 所示。

图5 充电费服务费曲线图

新能源汽车在充电停车位上产生的充电费及服务费合计为Psum：

式（10）中，p（t）为充电桩输出实时功率kW。

4 停车位计费策略

4.1 停车计费策略相关参数

停车场停车计费策略及计费规则中相关参数的说明如表1 所示。

表1 停车计费策略相关参数表

依据表1 中的参数值及相应的计费规则，可动态计算出当前燃油车、新能源电动汽车在停车场的停车费用。此外，表1 中的参数取值，可随统计历史数据、节假活动、物业政策等作相应的优化调整。

4.2 停车位计费策略

实际生活中，常出现停车乱放现象，依据停车类型及计费规则的组合策略，以期达到规范停车秩序的目的。表2 为停车位计费策略表，表中R1，R2，R3 为相应计费规则，字符Y 表示该停车类型下的计费规则有效；N 表示该停车类型下的计费规则无效。

表2 停车位计费策略表

表2 中序号2 的计费策略，aa 为燃油车违规占用充电停车位的惩罚系数;表2 中序号3 的计费策略，新能源车停放在普通停车位，则停车计费按照燃油车计费规则执行。

5 结束语

本文从混合停车场的运营历史数据出发，提出了一种峰谷差别化计费策略。高峰时刻，超时停车后的计费标准提高；低峰时刻，超时停车仍遵守常规停车计费标准。

针对占位问题，设计并研究一套混合式停车场与智能计费系统，通过停车场系统可识别充电车位占用状态。通过计费规则保证新能源车主充电停车计费体验感，通过区别计费有效缩短非充电车位的占用时长，以减少车位占用时间、提高社会资源利用率，具有推广应用价值。