摘要：本文通过结合立体车库的发展趋势、类型特点、立体车库钢架结构的分析以及智能停车管理系统设计，对立体车库的结构优化与智能控制进行探讨和了解。
关键词：立体车库；发展趋势；结构；优化；设计
一、立体车库的发展趋势
随着各种高新技术发展，越来越多的高新技术正在被引入到立体车库中，使立体车库正在向专业化、复杂化、智能化和高自动化方向发展；专业化，立体车库系统稳定可靠，能正常运行而不出故障是用户的首要要求，也是一套停车系统的重中之重。因此，必须提高设计研发与生产制造厂家的专业化程度，才能保证车库停车设备的可靠性，从而使立体车库的软硬件设施及其各种设备的配套达到专业化程度。控制技术和管理方法互为所长，大幅度提高了存取取车效率；未来的车库系统管理将会更开放、更灵活，整个管理系统能够实现控制与管理一体化，系统操作更加简便，功能更加强大。整个车库的管理可以纳入楼宇自动化系统，联入网络，形成一个综合的计算机管理网格信息系统，真正实现立体车库的无人化管理。
二、立体车库的主要类型及特点
机械式立体车库主要由钢结构骨架系统、载车板装置系统、传动装置系统、安全保护装置系统、电气控制系统五部分组成，通过平面停车向空间停车发展，形成立体停车模式，从而节省占地面积，当前机械式立体车库主要有以下几种：
升降横移式停车库；采用载车板升降或横移存取车辆，升降装置的搬运器作横向移动或升降装置整体作横向移动，通过载车板的升降和横移操作来实现停取车操作，顶层车板上下升降，底层车板左右水平横移，中间层车板既可左右横移又可上下升降。该立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，适价较低，目前国内大多数停车设备以该类车库为主。
垂直升降式停车库；该车库具有高性能、省电、噪声比较小、高速运转、出入车快，安全装置齐全可靠、操作简单、维护方便等优点，最适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。
巷道堆垛式停车库；巷道堆垛类停车库是一种采用以巷道堆垛机或桥式起重机将进入到搬运器上的车辆水平和垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆的机械式停车设备，所有车辆均由堆垛机或上桥式起重机进行存取。
垂直循环式车库；它是一种采用在垂直方向做循环运动的停车系统存取车辆的停车设备。该车库具有设备动力单一、控制简单、占地面积小等特点，适用零散地块，小规模停车场，也可用于机关单位及车辆不多、停车区域小又分散的停车场。
三、立体车库钢架结构受力分析与优化
1.车库钢架结构模型
由于立体车库实际结构系统较为复杂，直接对其进行受力分析比较困难，因此在对车库结构系统进行相应的分析时，必须对系统进行合理的简化，并在简化过程中使真实结构系统的主要失效模式尽可能包括在简化计算模型中，以保证较为精确地计算结构系统的可靠度。根据立体停车库结构系统的受力特点，考虑水平自然载荷和垂直机械工作载荷的作用，并综合考虑车库材料、设备布置等因素，将立体停车库钢架结构简化为以四根立柱、六根横梁和八根纵梁组成的承受各种附加载荷的刚架系统。
2.车库钢架结构受力分析
钢架结构本身自重，钢架结构构架上各停车位的载车板及其承载车辆的重力，提升系统自重及其制动时所产生的惯性力，驱动装置的自重，各支承载车板构件的纵梁装置及其纵梁上的滑轮组、轿箱及其配重的自重，另外还考虑到立体车库钢结构在环境下的受力，诸如，钢结构整体结构所受的风载荷、地震载荷以及由于外界环境温度变化而引起的温度应力等，均以集中载荷或均布载荷的方式作用在钢结构构架上。
3.钢架结构优化设计
立体车库钢架结构系统主要由立柱、横梁和纵梁三部分组成。由于影响升降横移式立体车库结构的强度、刚度和稳定性因素有许多，结合对立体车库钢架结构系统强度和稳定性的分析，本课题主要考虑立柱、横梁和纵梁的横截面积对结构的影响。所以分别以其各部分的横截面积为优化设计变量，且设计变量的取值范围按型钢规格取离散值。X1，X2，X3，分别为立柱、横梁和纵梁的截面面积，设计变量为：
。
4.优化结果与分析
在对立体车库钢架结构系统进行合理简化，建立其三维结构模型，对车库运行时不同工况下车库的主要构件立柱、纵梁和横梁进行了受力分析；经过优化后兴建的立体车库的结构三维结构图如图1所示；在保证了立体车库正常运作时的最大应力和变形控制在允许的范围内，通过对车库钢结构的立柱、纵梁和横梁进行优化设计后，车库的总体骨架重量减轻了6.57%，降低了车库的制造成本，其优化后的立体车库结构如图2所示；
四、智能停车管理系统设计
升降横移式立体车库智能停车管理系统主要是利用计算机技术和电子技术协助车库管理人员对立体车库的停车控制进行管理，以减少车库管理人员人为工作参与，从而提高立体车库的停车处理效率。该停车管理系统主要由检测与识别系统、通讯系统以及数据处理系统三大模块组成，分别对应于前端子系统、通讯系统与中心管理子系统。
车库前端设备主要由以下三部分组成：控制单元、检测单元以及图像采集单元。其中控制单元主要由工控机组成，负责对前端车牌识别设备单元的通讯和逻辑控制，提供后续数据处理所需的信号。检测单元主要由地感线圈、红外线发射装置或雷达组成，检测单元的主要作用是通过埋设在车库道闸门口的地感线圈实时对是否有车进入停车系统工作区。图像采集单元主要由摄像机、照相机、防护罩以及电源等组成，当埋设在车库道闸前端的地感线圈感应有车辆时，系统发出信号给图像采集单元，并由该图像对车辆的图像和视频信息进行采集。
车库的中心管理系统由主服务器、管理终端、查询终端和客户端等组成。主服务器安装有Microsoft Access数据库和“智能停车管理系统”软件，中心服务软件负责与前端车牌识别单元之间的通讯，从前端车牌识别单元或手工传输入库车辆的车牌号，并将入库车牌号与中心管理系统中的数据库进行比对，判断该车是否是套牌车以及该车车主是车库的长期存储用户还是临时用户，从而根据比对结果对入库车辆进行相应的车位安排。客户端软件主要是供停车用户停车信息确认、数据备份和恢复等功能。
结束语：
综上所述，充分利用立体停车场来解决大中城市停车难问题，由平面停车向立体停车发展，由简单机械立体车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，把车库建成具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑，以改善城市环境及交通堵塞，并能产生很高的经济效益，其前景非常广阔。
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论文作者:麦传慧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：车库论文; 立体车库论文; 结构论文; 系统论文; 钢架论文; 管理系统论文; 载荷论文; 《基层建设》2019年第14期论文;