導入智慧化停車管理系統之效益分析與探討 - 以中科十五廠為例

前言

中科F15停車場是台積電建廠以來規模最大的停車空間，其單一樓層長度為250公尺，寬度為88公尺，單層面積達22,500平方公尺﹝約6,818坪﹞，每單一樓層可停放之汽車數皆超過620台以上，面對如此大規模的停車空間，若是仍使用以往的設備與管理思維，勢必會產生管理上的困難，為了克服使用傳統管理設備的缺點以及因應新的科技演進，F15採用了RFID技術，並結合國道高速公路現行之ETC ｅ-Tag標籤來管理停車場。

有鑑於台積電辦公室停車場以往面臨的問題，最主要為上班時間大多數員工同時進場，但僅於入口顯示剩餘總車位，並無其他更詳細的資訊(例如：各樓層區域的停車剩餘車位)，可以導引員工分流停車，使得同仁開著車在停車場內到處繞行找車位，也導致交通動線大打結影響停車場內的交通。此外，尖峰時間為避免車道入口雍塞，單憑保全目視判斷車輛有無車証，對於車輛狀況、是否為員工入場等安全性問題無法有效管理。而且，面對如此廣大的停車空間，還會產生新的管理議題，例如:每個車道又長又寬，如何於離峰時段降低車輛違規(超速、逆向)發生？如何在這麼大的停車空間內快速找到自己愛車停放的位置避免耽誤回家時間？以及管理單位的人力負擔，如何有效巡邏、超時停車盤點及未掛車證之違規車輛清查？

為了解決上述問題，F15運用了許多ICT技術來建構新一代的智慧化停車管理系統，此應用是以e化為基礎，結合資通訊硬體、軟體、平台服務及多媒體應用等技術整合應用，並結合網路、通訊技術，以及創新管理營運模式。透過 圖一說明此次智慧化停車場管理之規畫概念：以資料庫為中心、利用RFID技術可以快速、遠距離、大量讀取的特性，在廠內各區域設置了許多天線蒐集車輛資訊並作為出入口控管的方式。經由系統運算資料後，快速地顯示於LED看板，指引駕駛者快速到達仍有空車位的區域。另外，透過分析數據、設計程式邏輯來判讀違規車輛並透過手機發送簡訊提醒駕駛者，影響同仁改變駕駛的習慣進而降低違規的數量，並於主要幹道及車位上設置電動布幕機自動控制升降作為車流導引。同時，於辦公室通往停車場之主要出入口設置查詢機，供同仁查詢車輛停放的位置。總而言之，整合各項ICT技術，不僅方便使用者，對於管理人員來說，亦可有效減少人力上的負擔並降低管理成本。

文獻回顧

美國佛羅里達州高速公路路段旅行時間之量測之報告(Travel Time Data Pilot)，美國佛羅里達州的奧蘭多(Orlando County)與橙郡(Orange County)高速公路局(OOCEA)為增進交通管理及道路相關資訊的獲得，發展以RFID為基礎之交通監控系統，該系統平均每1.5英哩設置一座RFID讀取器，並於2004年年中初期建置128座讀取器，至2005年完成，共計涵蓋228英哩的收費道路及非收費道路。系統運作方式係由車輛通過設置在路側之讀取器通訊區域時，讀取器將車輛ID加密後回傳OOCEA管理中心，而當後端系統收到由另一組讀取器回傳之同一車輛ID時，即可利用接收資料的時間差，進而換算兩組讀取器間路段之旅行時間及區間速度，以了解尖峰時段之路況。^[1]

2011年10月7日，IBM公司與停車場科技公司合作提供一個以RFID為基礎的停車管理系統，讓各城市可以更佳的追蹤街道上和車庫內的可用車位，同時也使駕駛者知道哪裡有空的停車位。因為IBM的一項調查發現，超過30％內的城市內交通壅塞是由於駕駛者在繞圈尋找車位。^[2]

上述可知運用RFID之交通管理確實可以達到車流與停車空間管理效益，因此，本文將藉由F15 RFID技術導入停車場管理系統三年來實務經驗之探討，說明管理上的實質效益。

導入智慧化停車管理系統之效益分析

經過三年將資料庫蒐集的數據加以整理分析，本文從智慧化停車管理系統與既有廠區之停車管理系統比較，進而說明導入RFID的ICT管理系統其功能展現的實質效益超乎原設計的範疇，分享給讀者了解，甚至未來再繼續擴展其功能運用給其他停車場管理之參考。

比較以往的管理模式與導入RFID智慧停車場管理後之差異

以新竹廠為例，既有停車管理系統是採用感應線圈觸發作為計數的統計，而且只有在入口處顯示剩餘的總車位，在上班的尖峰時段，為了保持入口處行駛順暢，及避免因柵欄開啟、放下的等待時間造成後方車輛堵塞，只能靠保全人員用人工檢視車輛是否懸掛車證的方式，對於進出管制與安全防護容易產生漏洞^[3]。在離峰時候雖然會將柵欄放下並透過感應員工識別證開啟柵欄的方式進行安全管制，但是遇到下雨天時卻無法避免因開窗刷卡感應而讓雨水淋進車內的困擾。另外，剩餘車位資訊顯示也僅有在入口處，當進入停車場內部後，因為沒有顯示每個區域剩餘的空位數，故常常需要花費許多時間繞行、尋找車位。

新廠設計時，為了克服上述之問題，於F15採用了RFID與ICT技術整合、設計新的停車場管理架構。 圖二藉由讀取器(Reader)透過天線讀取到車輛上電子標籤(Tag)後，會將車輛資訊透過網路傳回至智慧停車管理系統(Intelligent Park-ing Management System, IPMS)主機，經由分析運算後，便會輸出控制相關設備，例如：柵欄機、LED顯示看板、警示燈號、電動布幕機、查詢機等設備。另外結合中控室之員工資料庫(Employee Manage-ment System, EMS)與簡訊發送(Short Message Service, SMS)平台，便可以延伸許多管理應用，例如：違規車輛舉發、警示車輛提醒…等系統稽核功能。

從出入口之的管制開始， 圖三說明運用RFID可同時高速、遠距離，讀取多數標籤的技術，來加強車輛進出之管理。通行的車輛於車道出入口時經由RFID讀取器讀取，可即時並精準的確認來車身份，判讀是否為員工車輛，再搭配警示燈號顯示及自動控制柵欄機開啟，此舉可強化並提升停車場安全，減少人力負擔，且因不須像過去須搖下車窗再持卡感應，可有效減少車輛壅塞通過的情形或下雨會被淋濕的麻煩，也讓管理者方便管制。^[4][5][6]

進入停車場內部亦劃分為許多區域，透過每個區域的天線偵測，可以立即掌握每個區域有多少車輛，藉由 圖四區域車輛計數邏輯說明，天線偵測到車輛進入區域後，經由系統運算後，就可以知道區域內的車輛數，以及當車輛行駛進入另一個區域時，每個區域車輛數增減的變化情況。

在整合所有的區域資料並運算後，可以得知哪個區域還有空位可供停放，再藉由車道上的LED看板顯示剩餘車位並指引駕駛者判讀前往到該處停放車輛。

導入RFID提升停車場智慧化之管理效益

透過ICT軟硬體整合及系統的資訊技術，F15將傳統的停車場管理方式晉升到智慧化停車管理機制，表一說明智慧停車管理系統之四大主要功能：安全辨識、計數/導引、尋車、系統稽核，以及其管理的效益。

安全辨識—車輛進出管制、報表警示提醒管理者

系統整合員工與車輛資料，於停車場入口進行車輛辨識作為出入管制功能，尖峰時段柵欄未降下管制時，保全人員透過目視檢查車證及燈號顯示（合法車輛會以藍燈顯示）進行監控，對於未登錄於系統的車輛（非台積電員工資訊車輛）若進入到廠內，管理者可藉由 表二系統之警示報表，得知車輛進場的時間，查詢車輛行駛動線與最後停放區域，可迅速指派保全至現場巡查車輛。這些資訊可以讓管理者在最短的時間掌握問題車輛並進行管理，提高找尋無任何資訊車輛的時效性，減少停車場稽核工作時間。

計數/導引即時提供剩餘車位數顯示，節省找車位及停車的時間

為了快速導引駕駛者了解停車空位資訊，將車輛停放至合適的位置，F15在每條車道上皆設置LED顯示看板 圖五，顯示該車道上剩餘的空位數，方便駕駛人選擇應該進入哪一個車道，利用實驗若將這些LED顯示看板顯示的數字關閉，僅提供每個樓層的總剩餘車位而不顯示各區域的剩餘車位，每個駕駛者平均需花費多少時間在停放車輛上，藉此分析智慧停車管理系統所帶來便捷的效益。

表三為2014年底進行實驗測試數據，將車道上LED顯示看板關閉一個星期，僅顯示各樓層剩餘總車位數，藉此分析駕駛者需要找車位並停放好車輛所需要的時間。

數據分析說明：

• 觀察 表三可發現，透過系統LED顯示剩餘車位可有效導引車輛行駛至尚有空位的區域，減少停車需花費的時間
• B2F樓層平均減少11.62秒的停車時間；B3F樓層平均減少5.99秒的停車時間
• 系統導引亦減少了重覆經過同一天線（繞行同一路徑）之比例
• 以最為保守的方式估算，取效能增進秒數最少的作為基數，即平均可節省每日每車5.99秒的停車時間，乘以每日進場車輛數約為1500台，則可換算每日合計共節省149.75分鐘，每月74.87小時

車輛停放位置查尋功能—解決員工遺忘車輛停放位置的困擾

先前提到中科F15停車場是台積電建廠以來最大規模的停車空間規劃，因為每個車位並未指定車輛停放，有時同仁為了趕時間上班，並未特別記得自己的愛車停在何處，系統設計將整個停車場空間依每個樓層劃分為10~12個小區域，除了作為停放車輛數的區域計數統計外，亦是希望能夠透過系統查詢車輛的停放位置資訊。

系統整合員工與車輛資料，並於辦公室通往停車場之主要出入口設置查詢機（含顯示螢幕及HID讀卡機， 圖六），便可以透過感應員工識別證，於查詢機螢幕上顯示名下車輛停放的所在區域 圖七。此功能大幅提升員工下班時便利性，讓同仁下班時不因忘記車輛所停放的位置，因尋車耽誤時間而影響心情。

表四顯示，在增設查詢機後，2014年間利用查詢機查詢停放車輛的員工人數，其節省下的時間約為：節省的時間＝平均查詢人數×概估尋找車子停放所需時間^[註1]

18.96×4.52分鐘
=85.7分鐘/每日
=599.9分鐘/每周
=40小時/月

計算後，每月約可節省40小時

系統稽核—透過程式邏輯舉發違規車輛、節省管理人員巡查時間

停車場空間如何做到行車與用路人安全，很少人會認真思考這個問題，停車場非一般道路，但為了避免未限速造成更大的災害，在一般停車場皆有設定標示最高速限，在公司內部此速限現階段許多員工還是當作參考用，上下班來不及會不自覺的速度加快，而台積電停車場運轉經驗的回饋，造就車道動線方向在安全考量下，均為單行道設計，也容易讓駕駛者忽略安全而不自覺的速度加快，導致發生交通事故造成財產及身體上的損失。

現行舉發違規車輛的做法皆是以人工方式稽核， 表五列舉出了各廠的稽核方式，以十五廠為例，繞行停車場巡檢全場一次就需花費一個半小時、而每天需要2至3個人力進行巡檢，但是在ICT的系統架構下，加入整合員工及車輛資訊後，只要透過系統程式邏輯運算，便可以快速得知超速、逆向等違規事件紀錄，管理者可經由紀錄之時間、地點加以相關輔助設備（例如：監視攝影機畫面）查證，即可節省巡場的人力與時間成本。

圖八說明超速偵測的方式，系統透過天線蒐集車輛行駛軌跡及時間就能計算出平均車速，並自動藉由簡訊通知車主違規事項，此種管理方式在不需增加人力監控、管理成本的情況下，且能夠迅速地反映違規事實主動管理。

總結管理方式，可以看出導入智慧停車管理系統後，可經由系統自動進行車輛身分驗證與車輛導引，違規稽核方式可先經由系統比對後再由人工確認、處理，節省時間。

系統建置於2012年7月完成，自2013年起系統開始針對違規車輛開始舉發，經數據分析發現違規的數量明顯降低 圖九。另外也發現，經系統自動舉發後，員工重複再違規的人數明顯也降低 圖十，說明其管理作為對於駕駛行為具有影響力，能夠提醒員工避免再違規，進而提升廠內的行車安全。

未來整合應用發展

自動補登錄車輛資訊機制再進化

目前車輛資訊仍使用人工方式登錄至系統，未來則可以透過設立自動補登錄車輛專區（專用地點、停車格），裝設刷卡機、顯示螢幕等設備，自動將車輛資訊登錄至系統，除了可以減少人工作業，亦可以即時回應縮短同仁因換車重新申請、填寫表格的時間，達到智慧化停車管理的目標。^[8]

地下室排風設備連動更節能

圖十一說明RFID天線蒐集車輛行駛軌跡，便可以得知每個區域的車輛數，可以自動控制排風設備啟動運轉，或是可以透過數據分析，瞭解每個區域車流尖峰時段，設定風機排程管制啟動關閉的時間，達到更節能的目的。

燈控系統連動智慧化

圖十二將停車空間照明利用燈控系統搭配天線偵測車輛的資訊，在無車輛進入的停車樓層可以將照明關閉減少耗能，因地下室停車場24小時恆亮，照明耗電量佔一定的比例，因此在電費的節省上是相當可觀的。亦可利用車輛軌跡紀錄，了解每個區域的車輛停放數，適時調整照明亮度，甚至可以透過燈號導引車輛行進方向，尋找最近車位。

結論

隨著科技進步，停車場管理系統亦越來越全面，透過ICT、RFID技術的運用，智慧化停車管理系統能夠克服傳統管理模式上困難之處，從安全控管與車輛計數的基本管理功能來看，對於出入管制可以提供更為安全、主動偵測與開啟柵欄的自動化管理方式；分區計數車輛、空車位顯示與導引上則讓尋找車位更為方便，從實際測試數據顯示，相較於傳統的管理模式，新的管理模式每天替駕駛者節省停車時間，同時也能因此減少廢氣排放，達到節能減碳的目標。

此外系統亦提供了新的管理工具，例如：尋車功能省卻同仁每天下班找車的困擾；違規車輛自動稽核功能節省了管理者巡場、監看、比對資料的時間，亦節省了人力成本。違規簡訊通知功能則有效降低違規件數與再違規的件數，間接減少交通事故的發生與財產損失。

由此可知導入智慧化停車管理系統，確實帶來相當的實質效益，後續亦可以帶來更多應用，例如：自動補登錄車輛資訊機制可以節省人力文書作業的時間，透過系統自動登錄車輛資訊，而節能規劃則可讓停車管理系統連結至其他的管理系統；例如：空調排風系統、燈控系統等，更進一步達到自動化管理的功能，亦可視為物聯網之應用。所以，車輛上每張小小的Tag是非常重要的，不僅串起整個系統運作達到自動管理的便利功能，未來的應用也值得持續開發；不過，電子標籤的有效使用年限是目前被檢視的重要課題。