立体车库改造方案 智能立体停车库设计理念与方法探讨

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钱 庆

中国电子科技集团公司第三十八研究所 合肥 230088

0 引言

随着我国经济的持续发展和人民生活水平的稳步提高，汽车保有量急剧攀升，据统计2017 年底我国汽车保有量达到2.4 亿，停车位缺口超过5 000 万个，汽车数量的爆发式增长与停车位的供应不足之间的矛盾日益凸显，为了解决该重大民生问题，向空间延伸、发展立体停车成为重要途径。然而目前机械式立体停车库中多数仍然为传统升降横移类（见图1），智能车库约占

20%，传统立体停车库设计理念相对落后，装备技术水平落后，停车效率低、体验差，导致“停车难”问题发展成为“难停车”问题，迫切需要提升行业装备水平，国家发改委等各部门联合多次发文，大力支持并鼓励建设高端智能化立体停车设备。本文重点对智能立体停车库的设计理念和设计方法进行探讨，并以典型的智能立体停车库为案例对其进行说明和验证[1，2]。

1 智能立体停车库设计理念

立体停车设备行业从初步发展阶段向快速发展阶段迈进，立体停车库将从注重基本功能发展到更加注重效率、更加注重停车体验。与此对应，具备先进技术和先图1 传统升降横移类立体停车库进设计理念的立体停车设备将会逐步成为市场需求的主流产品。设计理念是产品的设计精髓，是一个好产品获取市场竞争力的有力保障。智能立体停车库的设计理念包括如下几个重要要素：安全、可靠、高效、智能、集约、便利[3]。

1）安全 根据GB 17907—2010《机械停车设备通用安全要求》，安全包括结构安全、机构安全、液压安全、电气安全、转换区安全等，从系统结构布局顶层设计时即需要贯彻安全设计理念。在实际使用中，要充分考虑使用人员安全，尤其对于车库出入口升降机基坑，要防范车辆驾驶员误操作直接冲破出入口闸门掉入基坑的安全隐患[4]。

2）可靠 通过对常见的可靠性串联模型、并联模型、混联模型进行分析，发现并联模型从经济型、复杂度、可靠性角度非常适合机械式立体停车库。在效率、成本控制的同时，追求系统的可靠运行时间以及系统的平均无故障时间最大化是智能立体停车库设计需要贯彻的重要理念。

3）高效 停车高效率是立体停车的核心指标，但需注意单车存取时间与整库运行效率的匹配，同时不同地段不同停车需求的车库效率设计应有所区别，需进行针对性分析。另外，设计中需要避免一味追求效率而牺牲安全性设计，并将其贯穿整个设计全流程。

4）智能 立体停车库作为停车、取车、设备、操作、安全、监控、维护、管理为一体的先进智能化停车系统，通过引进变频技术、全电脑控制系统、导航定位技术、图像识别技术、传感技术、光纤通讯技术、防火防盗系统、停电及电源故障的自动判别排除及处理系统等高新技术，集成停车诱导、车位预定、电子自助付费、快速出入等多种功能，实现全电脑自动控制，确保车辆存取快捷准确和高度智能。

5）集约 最大化发挥立体停车的优势，即以最小的投资实现最大化经营，实现集约化经营。以土地投资回报为例，为了缓解土地压力，避免扎堆停车和加剧核心区域交通拥堵，未来立体停车的发展趋势将必然遵循“小而散”的建设原则，倡导“就近服务”的停车布局。立体停车库可以根据实际场地面积、空间高度及地下设施来设计方案，尽可能获得更大的存车倍数，兼顾设备的可能性与施工的可能性，灵活多样，满足不同地段的停车需求。

6）便捷 快捷、舒适、美好的停车体验，通过智能移动终端APP 实现预约存取车，兼顾新能源汽车的自动化充电，宽阔易停的驻车出入口，使用者一键操作、无人值守、远程诊断等。同时美观的外装饰，摆脱地下停车场狭小、阴暗的视觉感受。

2 实施案例和效果

以博微智能立体停车库为例对智能立体停车设计理念进行说明。该立体停车系统在传统机械立体停车库技术基础上，以多出入口、多通道的钢结构塔为载体，通过互联网将移动终端与立体停车库关联，通过先进的控制策略和调度系统将高效自动化机械与最优的停车路径结合，运用大数据分析对停取车潮汐现象、用户停车习惯等因素进行智能分析，实现停车策略动态化、自学习式管理，构建了一个具备安全、可靠、高效、智能、集约、便利设计全要素的新型立体停车库。博微智能立体停车系统主要包含钢结构系统、停车搬运系统、安全监控系统、运营管控系统四部分，如图2 所示，钢结构系统为全钢型材组装而成，采用工厂预制、现场组装的方案，以达到模块化、组合化、绿色环保等设计理念。停车搬运系统采用伸缩梳齿式搬运器、中心可转动圆盘及高速提升机组成，通过车库调度策略优化算法，实现搬运系统的效率最大化。安全监控系统以计算机为管理中心，完成车库系统内消防、视频与音频、车辆信息检测、安全信息提醒等系统相关功能的监控与管理。运营管理系统主要包含车辆存取过程中的自动控制与管理、停车诱导、终端APP 等功能。

图2 智能立体停车系统组成

在安全方面采用出入口与提升机通道分离设计，以避免由于司机误操作冲进车库造成严重伤害，其次在卷闸门位置设置多重安全防撞保护装置，保证人员即使误闯进去也不会出现安全事故。见图3。

为了实现系统的可靠运行时间以及系统的平均无故障时间最大化，采用多系统、多搬运器的互备份设计，有效避免了某一个设备故障引起整库停摆的问题，有效提升了立体停车库的可靠性。

在提升停车效率方面，针对高峰拥堵问题，实施面向多设备、多路径、并行化立体停车的智能路径规划算法，保障立体停车资源调度最大化，提升了停车库吞吐量，解决立体停车效率低的瓶颈问题。

图3 立体停车库人性化设计

在智能化方面，通过服务器、交换机、程控器以及多种传感器进行有机融合，形成智能化的控制系统，具备良好的拓展性和可靠性。同时具有大数据处理分析的能力，可以根据用户停车习惯设计专门的停车策略，进一步提升停车效率。

钢结构车库是立体停车库工作的承载结构，在工作过程中受到重力、风荷载、温度载荷、太阳辐照、车辆运行冲击荷载、转盘动荷载、电梯运行冲击荷载以及车辆移动路径的平整度等多种因素的综合影响，其性能直接影响停取车过程的安全性、停取车的平稳性、整库运行噪声等。在集约等方面，主要针对钢结构从停车系统布局、设备剖面尺寸上集约用地和空间，开发可装配式立体钢结构楼，快速搭建节约建造周期，可拆卸式绿色环保，模块化和标准化大幅度节约成本。见图4。在便利化方面，主要通过采用宽大的出入口设计，尊重用户习惯，可满足驾乘人员同时上下车，选用自动对中功能搬运器，对停车位进行人性化设计，实现车辆自然停放，降低停车难度，有效降低停车难度。人性化设计还包括可通过手机APP 预约存取车、存取车状态全程可监控、停车过程一键式操作等。

图4 模块化钢结构立体停车库安装过程

3 结束语

解决停车难的问题，欧美国家和亚洲等各大发达国家所采取技术手段有所不同，但停车措施立体化是各个国家都积极采取的措施，立体停车将成为未来世界停车的主流。未来，市场需求将由简单的基本功能向联网化、无人化、模块化、智能化、小型化、分散化的高端趋势发展，具备先进技术和先进设计理念的立体停车设备会逐步成为市场需求的主流产品。

参考文献

[1] 刘欢. 机械式立体停车设备的设计与研究[D]．西安：长安大学，2014.

[2] 欧阳蒙. 论我国机械停车设备制造行业的发展[J]. 建设机械技术与管理，2011(9)：134.

[3] 中国重型机械工业协会，停车设备管理委员会. 机械式立体停车库[M]. 北京：海洋出版社，2005.

[4] GB/T 17907—2010 机械停车设备通用安全要求[S].