蘇鵬波，李飛

（1.西南石油大學(xué),成都610000；2.北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)股份有限公司,北京100000）

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)不斷發(fā)展，人們的生活水平在不斷提高，同時(shí)汽車的研發(fā)水平也在不斷提高，這就使得汽車的普及率也會(huì)隨之提高。所以，就會(huì)導(dǎo)致在各個(gè)城市中出現(xiàn)相同的問(wèn)題——停車難。車輛大量增加，而城市里停車位置的增加速度無(wú)法跟上，甚至出現(xiàn)不增反減的情況[1]。雖然在很多城市都在使用地下停車場(chǎng)，同時(shí)也會(huì)有好幾層的位置用于車輛停放，但是這些常規(guī)的停車場(chǎng)的空間利用率都太低，并不能完全滿足車輛的增長(zhǎng)率。特別是在一線城市的中心地帶，常常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)6層地下停車場(chǎng)也無(wú)法滿足這個(gè)商場(chǎng)的停車需求，即使將旁邊的公路的一部分利用起來(lái)，也不能完全解決這個(gè)問(wèn)題，并且，這種借道的方法也是不得已而為之的方法，還會(huì)嚴(yán)重影響交通的暢通性，致使城市交通的流通能力大大下降，甚至癱瘓的情況發(fā)生。從近幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，車輛增長(zhǎng)速度15%～20%[2]，但是停車位的增長(zhǎng)速度只有2%～3%[3]，這比我們想象的還要嚴(yán)重。為了更好地解決這個(gè)問(wèn)題，立體車庫(kù)的概念被提出。由于這個(gè)新興的創(chuàng)意完全符合現(xiàn)在的城市發(fā)展需求，使得它的發(fā)展速度非常迅速。立體車庫(kù)具有占地面積小，空間利用率高，自動(dòng)化程度高，可控性高，智能化控制等特點(diǎn)，避免了地面停車場(chǎng)的占地面積過(guò)大的劣勢(shì)，同時(shí)也不需要像地下停車場(chǎng)一樣設(shè)置過(guò)高的層間距和太多的通行道路。整個(gè)過(guò)程都是機(jī)械傳動(dòng)減少了人為的操作時(shí)間，不需要人再去車庫(kù)里尋找停車位。這不僅是解決城市停車問(wèn)題的一種合理方法，同時(shí)也是未來(lái)停車場(chǎng)的一種發(fā)展趨勢(shì)。

2 停車庫(kù)概述

智能立體車庫(kù)的建立形式有很多種，可以按照其修建的位置以及其內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)方向的不同將其分為以下幾種類型：升降橫移式，垂直升降式，巷道堆垛式，水平循環(huán)類機(jī)械式和垂直循環(huán)式等。其中，升降橫移類停車設(shè)備的形式比較多，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，對(duì)土建要求較低，可建在露天，也可建在大樓的地下，規(guī)?？纱罂尚。筛鶕?jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意組合、排列，空間利用率高，設(shè)備安全可靠，存取車快捷，使用、維護(hù)簡(jiǎn)便，價(jià)格較低。垂直升降式主要是安裝在室外或者是與建筑綁定在一起安裝，所以這種立體車庫(kù)的空間利用率是最高的，但是由于這種的建設(shè)成本比較高，主要用于非常需要節(jié)約空間的地方，特別是在老城改造和繁華的城市中心地段非常適合[4]。巷道堆垛類停車設(shè)備通常是屬于技術(shù)含量較高，智能化程度和自動(dòng)化水平也比較高的停車設(shè)備。可根據(jù)實(shí)際的需求滿足不同場(chǎng)景的實(shí)施，如室外、室內(nèi)、地上或地下?？臻g利用率高，安全可控，但是車庫(kù)的建設(shè)成本也會(huì)非常高。水平循環(huán)類機(jī)械式和垂直循環(huán)式的基本思路都是一樣的，都是減少車輛間隙，增加停車位置，不同之處在于前者從水平方向，后者從垂直方向?？梢允沟猛＼囄惠p松布滿整個(gè)停車空間，采用封閉式結(jié)構(gòu)，通過(guò)機(jī)械作上下左右自由移動(dòng)，再由升降機(jī)的提升進(jìn)出庫(kù)，無(wú)須另設(shè)走道，同時(shí)水平類型在運(yùn)作時(shí)比垂直類型的要節(jié)約能源一些[5]。

3 智能立體車庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)是一個(gè)3層3列9車位的升降橫移式立體車庫(kù)，頂層只能進(jìn)行升降動(dòng)作，底層平面只能進(jìn)行平移動(dòng)作。立體車庫(kù)中總共有9個(gè)車位，中間和底層各預(yù)留一個(gè)空位向載車盤提供上升和下降的通道,另外七個(gè)車位用于存放車輛。當(dāng)?shù)讓悠矫孳囄贿M(jìn)出車時(shí)，可以不用移動(dòng)其他托盤就能直接進(jìn)出車。當(dāng)頂層車位進(jìn)出車時(shí)，首先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理[6]，直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作到達(dá)下層平面，進(jìn)行進(jìn)出車處理，進(jìn)出車完畢后上升回到原位置。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律存取車的過(guò)程主要包括3個(gè)步驟，①橫移，可以使得空位載車板到前方的位置以便使用;②升降，可以使得待載車板到達(dá)目標(biāo)位置;③定位，可以使得在到達(dá)目標(biāo)位置后再精確到具體的停車位。

3.1 檢測(cè)系統(tǒng)

本文的智能立體車庫(kù)總共具有3層車庫(kù)，總共可以停放9輛車，采用3立柱結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)軌，移動(dòng)小車，立柱（隨小車移動(dòng)）和上載車板構(gòu)成，立柱可以相對(duì)小車旋轉(zhuǎn)。其中還包括固定框架,上載車板安裝在固定框架上，固定框架上裝設(shè)有可使上載車板移動(dòng)框架沿固定框架水平運(yùn)動(dòng)的水平導(dǎo)軌，固定框架和移動(dòng)框架上分別裝設(shè)有可使上載車板沿所述移動(dòng)框架上下運(yùn)動(dòng)的豎直導(dǎo)軌；固定框架兩側(cè)分別安裝有一條環(huán)形鏈條，上載車板和固定框架上分別設(shè)有自動(dòng)卡緊裝置和松開(kāi)裝置，載車板通過(guò)所述自動(dòng)卡緊裝置和松開(kāi)裝置與所述環(huán)形鏈條卡緊或松開(kāi)從而在所述環(huán)形鏈條的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)所述上載車板的水平和上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)存取。

①載車板上車輛存在性檢測(cè)：載車板上都會(huì)安裝對(duì)角光電開(kāi)關(guān)，檢測(cè)載車板上是否存在車輛。②車板平移距離檢測(cè)：在相應(yīng)的位置安裝限位開(kāi)關(guān)，檢測(cè)車輛是否平移到了指定的位置。③載車板升降距離檢測(cè)：在相應(yīng)的位置安裝限位開(kāi)關(guān)，檢測(cè)車輛是否升降到了指定的位置。

3.2 電氣控制系統(tǒng)整體

本文中用到的硬件較多，對(duì)硬件的參數(shù)有一定的要求，主要包括電機(jī)功率、熔斷器的分?jǐn)嚯娏?、熱繼電器的整定電流、接觸器的額定電壓和電流、PLC的最大輸入輸出點(diǎn)及輸入輸出信號(hào)。此外，本文的智能立體車庫(kù)電氣控制系統(tǒng)由一臺(tái)PLC對(duì)整個(gè)模擬立體車庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過(guò)PLC控制平臺(tái)傳動(dòng)裝置以完成對(duì)車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入、調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進(jìn)出。

立體車庫(kù)的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)主要包括：①各種信號(hào)的采集和控制輸出。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷，同時(shí)將車位的空閑情況用燈泡顯示。②電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器、到位限位、平臺(tái)的上下行程限位及閘門的開(kāi)閉。

3.3 部分電氣系統(tǒng)

智能立體車庫(kù)控制系統(tǒng)是為了使得需要停放的車輛可以快速、準(zhǔn)確地停放到目標(biāo)位置。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)就必須先垂直移動(dòng)或者先水平移動(dòng)，不可能將兩者同時(shí)進(jìn)行。為了使其到達(dá)的位置非常精準(zhǔn)，就需要在每層設(shè)有行程開(kāi)關(guān)，升降機(jī)構(gòu)碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速直至電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，向前平移工作臺(tái)，送車入號(hào)。當(dāng)一輛車停放完畢后，智能立體車庫(kù)控制系統(tǒng)將處于待機(jī)狀態(tài)，等待下一輛帶停放車輛的進(jìn)入。在升降橫移式立體車庫(kù)中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。

4 結(jié)論

立體車庫(kù)是一種多平面的空間立體停車庫(kù)，它以單層平面停車場(chǎng)為核心，通過(guò)可編程控制器PLC控制的車位的空間變動(dòng)使車位能夠?qū)崿F(xiàn)空間到平面的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了多重單層平面停車的功能。本系統(tǒng)采用可編程控制器PLC和電機(jī)的結(jié)合來(lái)達(dá)到控制立體車庫(kù)自動(dòng)手動(dòng)運(yùn)行目的，由于PLC的安全可靠性強(qiáng)和停車系統(tǒng)的智能化，大容量的要求，PLC的特點(diǎn)很適合作為這樣的控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用PLC的梯形圖設(shè)計(jì)，直觀易懂，易于擴(kuò)展，更容易合理地安排編程模塊，系統(tǒng)中采用PLC仿真，也很直觀地觀察到設(shè)計(jì)的可靠性，正確性。