吳林達 游達源 孫劍峰 袁偉 張曉晨

一、詳細設(shè)計方案進展

對比傳統(tǒng)立體車庫，新型系統(tǒng)利用了等額配重的原理顯著提高了其經(jīng)濟性和安全性。停車時，用戶觸發(fā)停車開關(guān)并錄入指紋，通過程序控制，將可使用的高度最低的空車位移至用戶面前，并獲得相應(yīng)車位號。待空車位平穩(wěn)后，車輛駛?cè)胲囄?，同時等額配重物被移至相應(yīng)的載物臺上。下位用戶停車時，觸發(fā)開關(guān)，停有前輛車的車位與其對應(yīng)的配重物旋轉(zhuǎn)，直至可使用的高度最低的空車位被移至用戶面前，完成停車。取車時，用戶觸發(fā)取車開關(guān)并驗證指紋，對應(yīng)的停車位移至其面前。用戶駕車離開，同時對應(yīng)配重物卸載。

1.配重機構(gòu)

（1）利用電梯原理

電梯配重俗稱平衡重，電梯轎廂和對重對稱掛在主機曳引輪上。在轎廂半載的時候，轎廂和對重的重量基本相等，此時曳引機只需克服摩擦力做功就可驅(qū)動電梯，達到節(jié)能效果。本新型系統(tǒng)利用該思想，在滿載車位對側(cè)添加等額配重物（相當于電梯中的對重），在車位移動過程中，配重物和車輛的重力勢能相互轉(zhuǎn)換，電梯只需消耗車位移動的制動電能。

（2）利用高密度材料

基于市場調(diào)查，用戶使用小型車居多，且韓系車的質(zhì)量波動較小，所以采用小型韓系車的相關(guān)參數(shù)進行分析。取汽車質(zhì)量為1.47T，長5m，寬2m，高2.2m，并采用生鐵為配重物，其密度約為7.9X103kg/m3，經(jīng)過計算得出，與汽車等重、等底面積的配重物，其高度為0.0186m，僅為汽車高度的0.85%，由此可知，采用高密度材料可以有效減少配重物的體積，減小儲存空間。

（3）利用工字軌道

等額配重物與車輛重量相等，約為1.5t～2t，如果不采取有效措施減小其移動時所受的摩擦力，將會帶來巨大的電能損耗。因此，本新型系統(tǒng)采用了與鐵軌類似的工字型軌道，并在配重物下安裝近似火車車輪的裝置，將接觸面的摩擦系數(shù)降低到了0.15。軌道截面如下圖所示。

由此可知，新型系統(tǒng)在用戶單次使用過程中消耗的電能減小為原系統(tǒng)最佳運行狀態(tài)下的0.3/h，并且由下圖可知，隨著滿載車位被提升高度的增加，新型系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

（4）利用貪心算法

貪心選擇是指所求問題的整體最優(yōu)解可以通過一系列局部最優(yōu)的選擇，即貪心選擇來達到。這是貪心算法可行的第一個基本要素，也是貪心算法與動態(tài)規(guī)劃算法的主要區(qū)別。貪心選擇是采用從頂向下、以迭代的方法做出相繼選擇，每做一次貪心選擇就將所求問題簡化為一個規(guī)模更小的子問題。在對車輛進行等額配重時，本系統(tǒng)利用了貪心算法的思想，將車輛的實際重量劃分為不同重量配重物的組合，最終達到相對精確的等額配重，提升系統(tǒng)的經(jīng)濟性與安全性。例如，2330kg的汽車可以由1個2000kg的物塊，3個100 kg的物塊和3個10kg的物塊來配重。

因此，該系統(tǒng)在運行的任意時刻都可以保證車輛與等額配重物的一一對應(yīng)，軌道承重均勻，對于零部件的磨損減小，相比較傳統(tǒng)系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)的使用壽命，減少了維修所需費用。

2.安全保障系統(tǒng)

（1）指紋識別技術(shù)

指紋識別技術(shù)把一個人同他的指紋對應(yīng)起來，通過比較他的指紋和預(yù)先保存的指紋進行比較，就可以驗證他的真實身份。每個人包括指紋在內(nèi)的皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，呈現(xiàn)唯一性且終生不變。本系統(tǒng)采用了指紋識別技術(shù)，用戶在停車時觸發(fā)停車開關(guān)并錄入指紋，系統(tǒng)將指紋與分配給用戶的車位號編入一個信息包中。取車時，用戶只要按下指紋就可以提取出信息包中的車位信息，取到自己的車。這樣的設(shè)計可以防止錯取和盜車現(xiàn)象的發(fā)生，提高了車輛存儲系統(tǒng)的安全性，維護了小區(qū)居民的財產(chǎn)安全。

（2）位置判斷機構(gòu)

本新型系統(tǒng)在車位兩側(cè)的斜坡上裝有位置判斷機構(gòu)，來確定停車時車輛是否停穩(wěn)或者取車時車輛是否駛離，同時控制配重物的裝載和卸載。其裝置簡圖如下，當杠桿機構(gòu)運動一個周期時，說明該車輛已經(jīng)停穩(wěn)（駛離），通過電信號反饋到停車棚上方的配重平臺，控制平臺軌道機構(gòu)裝（卸）配重物。

該機構(gòu)能準確判斷車輛的狀態(tài)，同時控制配重物的運動情況，防止配重延遲和卸載過早的情況發(fā)生，增加了停車系統(tǒng)的安全性。