平面移动类机械式智能立体停车库的研究

平面移动类机械式智能立体停车库的研究摘要：随着我国经济的飞速发展，人们对车辆的使用已经成了一种习惯，车辆也担当了人们出行的主要工具。

对车辆需求的增加，随之而来的问题就是空间上的限制。

比如停车难以及车位不足等状况，因此，设计一套既可以节约空间，又可以节省停车时间的停车库是很有必要的。

相比较之前的城市规划中，停车位的设计均以传统的停车模式呈现，伴随着时代的发展以及汽车数量的逐步增加，对车库的改造刻不容缓。

文章着重从立体式停车库进行研究，分析其在智能化平面移动过程中的有效性。

关键词：平面移动类；机械式；智能立体停车库引言在机械式停车设备的九大类中，除汽车专用升降机用于停车库出入口至不同停车楼层间升降搬运汽车的机械设备外，其余类别的停车设备均用于存放汽车，不同类别的停车设备，春兰秋菊，各有所长。

在此对机械式立体停车库存取车顺畅性发表个人肤浅之见。

1平面移动类机械式立体停车库工作流程升降机作为平面移动类机械式停车设备中的重要组成部分，具备垂直升降功能，用于将汽车从出入口处运送至不同的停车楼层。

在升降过程中，搬运台车（也称为搬运器）作为协助运输的工具，在巷道内沿着轨道快速行驶至升降机口。

一旦到达升降机口，搬运台车上的搬运器或存取交换设施将汽车从升降机上转移至搬运台车上。

随后，搬运台车便携带着搬运器和汽车自动高速行驶至停车位前方。

这一过程中，搬运器或存取交换机构再次发挥作用，将汽车从搬运台车上转移至停车位，完成整个存车过程。

值得一提的是，取车过程与存车过程相反进行。

在升降机的协助下，汽车顺利地从出入口处运送至各个层次。

同时，搬运台车的快速运行和搬运器的灵活操作保证了汽车的顺利移动。

这样的机械式停车设备在停车位前方完成汽车的存放，为车辆提供了可靠的停放空间。

平面移动类立体停车库进行车辆的存储操作，首先停车车辆需要在进入车库时选择出入口，若出入口空闲则刷卡驶入停车室；否则进入等候区域，待出入口空闲后执行上述命令。

车辆进入停车室后，经过安全判断后关闭车库门。

升降装置将待存车辆送至车位层，系统自动检测搬运台车状态，若待命则使用搬运器载车至搬运台车；否则等待搬运台车恢复待命。

搬运台车将车辆移至指定停车位置，搬运器放置车辆后返回搬运台车。

若有新的存取车指令，继续执行；否则搬运台车横移至下一待命点位，结束本次指令。

平面移动类立体停车库进行车辆的取车操作时与上述操作流程相似。

2平面移动类立体车库系统评价指标与影响因素2.1车辆存取效率影响因素车辆存储时间对机械式立体停车库的运行效率和服务水平至关重要。

为降低存取车时间、提高顾客满意度，需考虑两个主要因素：机械式立体车库设计和机械式立体车库运营策略。

机械式立体车库设计因素包含两个子因素：搬运台车的运行速度设计、升降机的运行速度。

搬运台车的运行速度对取车过程至关重要。

增加搬运台车速度可缩短下一个订单请求升降机服务的时间，减少升降机的空闲时间，提高利用率。

然而，考虑系统成本和安全性，限制搬运台车最大值速度，并且忽略摩擦和系统操作延迟。

升降机的运行速度影响立体停车库的服务水平。

提高升降机速度可减少顾客等待时间，增加单位时间内的取车次数。

然而，考虑系统成本和安全性，限制升降机最大值速度，忽略摩擦和系统操作延迟。

机械式立体车库运营策略包含两个子因素：顾客服务策略、车辆存储策略选择适宜的顾客服务策略，可以大大提高机械车库的运行效率、提升服务水平。

机械式立体停车库搭建预约模式，线上用户通过泊位云平台预订停车泊位，线下用户直接去往立体车库线下择位，满足线下到达和线上预约顾客的停车需求。

线上预约顾客可以优先接受搬运台车和升降机的服务，以降低等待时间，提高服务效率。

车辆存储策略也对车库的存取效率产生重大影响。

传统的物流仓储策略不适用于平面移动类机械式立体停车库。

根据线上和线下顾客的不同，将存储策略分为同层存储和异层存储。

同层存储将线上和线下顾客的车辆分别存储在特定存放楼层，而异层存储则随机存储在空闲车位中。

不同存储策略对车库的存取效率有较大影响。

2.2车辆存取效率评价指标根据排队论和优先级排队模型，我们选择顾客等待服务时间、搬运机服务时间、升降机服务时间、搬运机利用率和升降机利用率作为平面移动类机械式立体停车库的评价指标。

顾客平均取车时长是评估系统服务的重要指标。

它表示顾客在取车队列中等待的平均时间与顾客总数之比。

这个指标等于等待搬运台车时间、等待升降机时间、搬运台车服务时间、升降机服务时间以及升降机的服务时间之和。

顾客平均等待时长是指顾客在系统中等待的平均时间与总顾客数之比。

当顾客到达系统时，如果有未完成的取车订单，顾客需要按照优先级顺序等待其他顾客完成订单。

这个指标衡量了顾客的等待时间。

升降机利用率是评估平面移动类机械式立体停车库服务效率的指标。

较高的高升降机利用率可能不代表着高服务水平，因为过高的利用率可能会增加顾客平均取车时间，从而降低服务水平。

升降机利用率表示某一时间段升降机的总服务时间与这段时间之比。

搬运台车利用率也是衡量服务效率的重要指标。

高搬运台车利用率可能会增加顾客平均取车时间，降低服务水平。

搬运台车利用率指某一时间段搬运台车的总服务时间与这段时间之比。

2平面移动类机械式智能立体停车库的研究2.1停车设备设计本项目为地下机械立体停车库，属于平面移动类停车设备，其运行方式为在同一层上通过搬运台车或者是起重机平面移动车辆来实现车辆的存取和停放。

单套机械式停车设备的容量为12-150车位，单车最大进出时间为270s。

此种停车设备最大的优势是能够很好地减少车道面积、增加停车密度、提升空间利用率。

而平面移动式停车设备又可细分为单层平面横移、单层或者是多层平面移动。

停车设备既可以建设在地上，又可以建设在地下，设备安全可靠，且自动化程度高，车辆存取方便。

搬运器在平面上进行往复移动，将车辆搬运到指定的车位上，再通过移动机构将车辆送入或者送出停车库，此种方式主要是通过搬运器和升降机相互联合的方式来完成多层平面移动的存车。

多层平面移动停车库通常设计成封闭或者是半封闭形式，选型确认后，再由供货厂家提供土建要求，如车库预埋件位置、数量、各种预埋件受力性质、荷载大小、车库混凝土面平整度、坡度、电力系统等。

2.2电气系统设计案例中的地下机械立体停车库为智能化水平比较高的新型停车库，因此，对电气系统设计有很高的要求。

本工程室外消防用水量为25L/S，汽车专用升降机的用电为一级负荷供电，检修照明、停车库内消防负荷、设备负荷都是二级负荷，而室外亮化、室内充电桩为三级用电负荷。

按照国标图集《机械式汽车库建筑构造》中的规定和要求，行走电机功率估算为4kW，横移电机功率为（1．1+0．25)kW，升降电机功率为11kW，该地下机械立体停车库设备用电的总负荷估算为66kW。

经估算，场地内室外东街绿化带内拟设置1台6300kVA箱式变压器，变压器负载率为84．8%。

地下机械立体停车库电气控制系统中，变频器和PLC系统的选择要遵循配置高、技术先进的原则，以提升整体电气系统运行的稳定性和安全性。

地下机械立体停车库管理控制系统由主控制箱盘、西门子可编程控制器、变频器、电磁接触器、光电开关、安全装置等共同组成，为提升整个电气系统云进行的可靠性，对存在操作失误的情况要有简易的纠正方式，以保证即便发生操作失误，也不会给电气控制系统造成任何影响及伤害。

地下机械立体停车库现场控制器可通过Hub网络设备和控制中心的局部网络相互连接，也可以通过现场监控画面Web发布的方式来实现远程管控，实时监测地下机械立体停车库现场情况，一旦发现异常或故障，在控制中心就能得到快速解决和处理，从而实现远程办公。

地下机械立体停车库现场可通过监控计算机实现对自动停车设备的全面监控和故障诊断。

PLC系统拥有自我诊断功能，可对故障精确定位，并提出有效的处理方法。

针对一些比较重要的操作，可选择二次确认方式，以免发生人为操作失误问题。

此外，还需要设计地下机械立体停车库的定时自诊断功能，促使一些简单的错误功能能够自行恢复，提升整个地下机械立体停车库管控系统运行的稳定性和可靠性。

2.3智能搬运器设计本工程为典型的巷道堆垛类立体停车设备，属于一种新型的全自动停车系统，每套系统都设置了1台堆垛机，可在既定的轨道之上水平运行，在堆垛机上可以布设升降平台，促使整套停车系统通过水平运行和垂直运动相互结合的方法来存取指定位置的车辆。

车辆只需要停放到出入口位置，就能通过智能搬运器完成搬运。

采用堆垛机进行存取车，共划分为4个库区，共有停车位292个，为提升车辆进出的便捷性，共布设了4个出入口。

在车辆进出口外部通过停车状态指示灯引导车辆进出。

需要停车时，驾驶人员驾驶汽车按照指示灯的指示进入到车库口，按照状态箱的指引，将车辆停放在指定位置，停放到出口操作盘上刷卡，将汽车开到入口中，堆垛机上的智能搬运系统可及时将入库的车辆搬运到堆垛机上，并对入库后的车辆进行对中调整。

堆垛机可按照操作室下发的指令，对停放好的车辆进行水平方向和垂直方向的调整。

为提升车辆存取的效率，减少车主等候时间，智能搬运器的水平运行速度不能低于1．0m/s，取车机构横向运动时间不超过13s，最大载车重为2000kg。

智能搬运器既要实现水平运动，又要实现垂直运动，同时还要能够搭载载车板。

在水平运动时，通过电机驱动行走轮实现，行走轮转动能带动整个智能搬运器沿着既定的路线行走，尽量采取双轮驱动，但要保证双轮驱动的动力源由同一台电动机提供，以保证运行的稳定性。

此外，为保证整个智能搬运器能够按照既定的轨道和运行方式运动，需要至少设计4个侧导向轮，以促使整个智能搬运器能够稳定运行。

在运行轨道的顶端还需要设置极限缓冲装置，实现对设计定位的二次保护，以保证智能搬运器在地下机械立体停车库中能够安全运行。

在横向取车运动中，电机通过以及链传动的方式，将动力传递给地下机械立体停车库系统中分流器，将电机传输来的动力分配给4个齿轮，4个齿轮在运行中两两运动方向相反。

4个齿轮可对外传输连接各自的摩擦轮，让运动能够实时传输到摩擦轮上，摩擦轮能够和汽车拱载的载车板下的摩擦板进行接触，从而促使载车板在智能搬运器和停车位上进行交换。

搭载载车板可采用和停车位相同的辊道架方式，以保证载车板能够完成顺利停放。

结语在机械式立体停车库总体规划设计过程中，应基于技术成熟、经济合理、安全可靠、操作简便、存取快捷、满足需求的原则。

在总体整合能力下增强规划力，科学合理规划设计立体停车库，使其停车系统机、电、信息、管理的系统化、一体化，通过软件控制，对系统综合调度、交通管理、动态运行路线优化等设备动态特性，预想充分，协调到位，使智能泊车技术协同运行作业，运转顺畅，动作柔顺，作业高效。

参考文献[1]孟宪玖.垂直升降式智能立体车库控制系统研究与开发[D].山东大学,2019.[2]贾霄燕，荣冀川.互联网+背景下智能立体停车场产业政策探究[J].价值工程,2019,38(30):64-65.[3]李扬.立体车库搬运器与防火卷帘防撞控制系统设计[J].自动化技术与应用,2019,38(07):20-22.。