摘要：与传统单层地下车库或露天停车场相比，立体车库的一个最大特点就是多层立体化，进而可以在很大程度上解决现代城市停车难的问题。但立体车库在运行过程中，最突出的问题是如何科学地管理车位和存取车次序，而为了使立体车库的应有功效得到最大限度的发挥，我们有必要对其存取车控制进行优化。
关键词：智能化立体车库； 存取车优化控制策略； 多目标优化；
1、立体车库分类
1.1 升降横移类立体车库（PSH）
升降横移类立体车库通过载车板的升降动作和横移动作来实现车辆的存取。这类车库具有很强的适应性，规模可根据地理条件的变化而改变。不仅可以建在地下。也可以建在地上可以建设小型的，也可建设大型的。因此应用普遍。其主要组成包括：载车板、钢架结构、传动系统、控制系统等。不足点：每组设备必须留有至少一个空车位为链条牵动运行过程；不具有防止倾斜坠落功能；一组电机出故障就会牵一发而动全身，故障率高。
1.2 垂直循环类立休车库（PCX）
垂直循环类立体车库是通过垂直方向上做循环运动来完成车辆存取的机械停车设备。这类立体车库工作原理是电机带动传动机构。在牵引的链条上每隔一定距离安装一个存车架。电机开启后，存车架随链条一起做循环运动，实现车辆的存取。这类车库的特点是容量小，能适应较小地块停车，节省占地，存取车方便快捷。
1.3 多层循环类立体车库（PDX）
多层循环类立体车库是通过载车板上下的循环运动，从而实现车辆的存放和取出。目前多层循环类立体车库运行方式有两种：方形循环式立体车库和圆形循环式立体车库。主要区别在于停车设各端部运送车辆的上下层转动方式不同。方形循环式立体车库是载车板在上下层交换过程中沿直线上下升降运动，圆形循环式立体车库是载车板在上下层交换过程中沿圆形轨迹运动。这类车库的特点是高容积，高空间利用率，采用高速升降方式，存取车速快，等待时间短，还采用全自动控制，故障率低，运行平稳等。
1.4 平面移动类立体车库（PPY）
平面移动类立体车库需要通过升降机的垂直升降和同一层搬运车台的平面住复运动，将车辆自动移动到各层平面布置的停车区域从而实现车朝的存放和取出，这类车库的特点是定成本低，最适宜建于巷道长度长、层数不多的地下大容量存车库；无需坡道，节省占地，容车密度大，可以最大化提高士地利用率；设有安全保护装置，使用安全可靠，避免各种意外发生；最适宜大中型筑物或公共设施中安装，但结构设计复杂，存取设备效率不高，实际生活中使用较少。
1.5 巷道堆垛类立体车库（PXD）
巷道堆垛类立位车幸是以巷道堆垛机或桥式起重机将进入到搬运机上的车辆水平垂直移动到停车位，并用存取机构进行存取车辆。这类车库结构复杂，存取车速度较慢，一般用在存车容量较大，适用于大型写字楼或大型商场等存车容量大的地方。
1.6 水平循环类立体车库（PSX）
水平循环类立体车库是通过存放车辆的车位系统在水平上做循环运动，将所存或取的车辆的载车板移动到出口处，进行存取车辆的立体车库，这类车库不必设专门的专门通道，适用于空间狭长的地方，一般进出口仅有一个，因此局限了存取车的效率，实用性不强。
1.7 垂直升降类立体车库（PCS）
垂直升降类立体车库又称塔式立体车库，通过提升机的升降和横移实现车辆的存取。立体车库中间有垂直运输井道，两侧是沿垂直方向设置的停侧泊位，存车时，升降机构将入口处的车辆升入到目的层，然后用提升机构的横移装置把车辆送出停车泊位；取车时，由提升机构的横移装置把车辆送出停车泊位，然后升降机构将车辆升降至出口处，从而完成车辆的存取。这类车库的特点是噪音比较小、运转速度高、出入车库速度快、操作简单。但升降机构的通道是独立的，不能作为停车位使用，停车空间利用率受到影响。
1.8 简易升降类立体车库（PJS）
简易升降类立体车库是通过升降机构或俯仰机构移动汽车到预定位置的停车设备。这类车库一般有两层载车板，两层载车板之间用杠杆连接，存取下层车辆，使下层载车板前沿和地面持平，进行存取车辆；存取上层车辆，两层载车板同时下俯直到上层载车板前沿和地面持平，进行存取车辆。此类车库的特点是结构简单，使用方便，小空间就可以建造，相比于传统的平面停车场所，空间利用率高。
1.9汽车专用升降机（PST）
汽车专用升降机是专门用作不同平面的汽车搬运的升降机，它只起搬运作用，无直接存取的作用。特点：可以代替汽车进出车库的斜坡道，大大节省空间，提高车库利用率，汽车专用升降机常用于地下或楼层、屋顶或建筑内自走式车库存取汽车的搬运。
2 智能化立体车库存取车优化控制策略
上文已经提到，立体车库已经发展出了不同的类型，而每种类型的立体车库在车辆存取策略上也有所差异。在众多立体车库类型中，巷道堆垛式样和电梯提升式尤其适合人口较稠密的城市，可以在很大程度上解决城市停车难的问题，本文就以巷道堆垛式和电梯提升式为例，对其存取车优化控制策略进行了详细讨论。
2.1 巷道堆垛式
巷道堆垛式车库主要依靠堆垛机来实现车辆存取，其机械化运动系统主要由沿巷道方向的横向移动部分、垂直于巷道方向的纵向移动部分和升降部分组成。其中，横向移动部分负责将车辆输送到车位在巷道上的相对位置，可以采用电机驱动主轴的运动方式，并设置导轨来为横向移动提供导向；纵向移动部分主要是运用载车板等搬运器来将车辆从横向移动设备上搬送至车位。
通常来说，巷道堆垛式车库（如图1所示）的存取车策略可以分为以下三种：第一，存车优先策略，即当堆垛的存取操作结束后，应优先回到车辆出入口待命，使得后续车辆一到就可以尽快存入；第二，原地待命策略，即当堆垛完成车辆存取操作后，应就地停止并等待后续操作；第三，交叉存取策略，即当需要同时存取多辆汽车时，应按照存车和取车对车辆进行分组，然后在两组对象间进行存取车交叉服务。
图1 巷道堆垛式立体车库
对于立体车库而言，存取车的耗时直接体现了车库的服务水平和效率。车库中的车辆存取耗时与存取对象的实际车位直接相关，因此在控制巷道堆垛式车库的存取车次序时，可以按照“先低层后高层、由离车库出入口近到远”的次序进行存取车，至于用户接受服务的顺序可以根据先来者优先接受服务的原则执行。
2.2 电梯提升式
与巷道堆垛式类似，电梯提升式立体车库的存取过程也是通过三个坐标轴上的机械运动实现。其中，高度方向上的运动依靠电梯的机械升降来完成，水平横向运动和纵向运动则分别借助行走小车的前后行走以及载车板的横移来实现。电梯提升式立体车库的存取车控制策略主要包括以下四种：第一，存车优先策略，即每当车辆存取操作结束后，电梯都回到基层，并且在电梯上还保持有一块托车板来便于后续车辆直接开进电梯，进而实现最快存入；第二，取车优先策略，即每当车辆存取操作结束后，电梯上都没有托车板，这样便于进行快速取车；第三，停车优先和取车优先组合策略，即当车库的存取率达到预设的规定值后，智能实现停车优先与取车优先间的自主切换；第四，原地待命策略，即每当一次车辆存取操作结束后，电梯都停留在原地进行待命。
存取车控制策略不仅会对存取车耗时产生影响，而且还会影响到车库设备的损耗和能耗。具体而言，在对电梯提升式车库的存取车控制策略进行优化时，可以建立这两个方面的综合优化控制目标，通过对各种策略的多目标综合评价结果进行仿真分析来制定最佳的控制策略。
3 结论
随着汽车工业的迅速发展和人民生活水平的不断提高，汽车保有量迅速增长，汽车停放车位紧张的问题越来越突出，对立体车库的需要越来越迫切，我国完全可以借鉴国外已经相对成熟的研究经验，大力发展能有效地节约土地资源和充分利用空间的自动化立体车库，这样才能有效改善城市停车难和静态交通等问题。
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论文作者:郑成军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
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