摘要：城市化进程的快速发展, 使市区用地紧张化加剧。而汽车保有量的逐年增加, 更使停车难的问题成为民生热议。电梯式智能立体停车库的研究, 属于公共交通技术领域, 结合机械传动设计、钢结构框架载体、传感器、中央控制单元等, 进行停取车的智能控制, 实现了高效、节能和空间整合的并行。设计中充分利用了垂直空间, 适用于中型停车场的设计, 对城市中心小区域空间的充分利用具有积极意义, 智能的控制方式和多车位的设计更解决了快速停车的应急和停车难的问题。
关键词：智能控制; 立体停车场; 机械传动;
1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 , 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]。
2 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。
3 电梯式智能立体停车库控制系统设计
根据前述设计情况, 停车场控制系统由车辆停入系统、车位监测系统、车辆取出即收费系统组成。其中, 车位监测系统可根据停车位的数量, 分区域分别设置微处理器进行控制, 各区分处理器采用串行接口与主机相连。
3.1 车辆停取控制系统设计
由于停车过程为驾驶员将车辆停入送车装置, 驾驶员下车到指定位置按下停车按钮, 取走停车卡, 系统记录该卡所属车辆停车位置以便准确取车, 故需要配备RFID读写模块。停车时间由时间模块来记录。各个电机要配备驱动电路。最终由微处理器控制各个模块间的换算和运行 (如图1所示) 。
本设计中多机通讯选取51系列单片机且组成结构为主从式, 每个模块分配一个单片机进行控制。选用RS-485串口通讯。为了配合RFID模块的串口通讯19.5kbps的波特率, 单片机选取串口通讯方式配合连接。
图1 停入系统框图
为了简化程序、提高系统运行效率, 本设计采用自定义通讯协议, 具体工作情况如下:1) 从机只完成指定模块的工作任务, 无需主动访问主机。2) 主机只发送地址信息给从机, 从机通过第9位接收的数据是否为9来判断该数据是否为主机发送的地址信息。其他情况则为从其他途径接收到的数据信息。3) 主机驱动从机时, 先以广播地址形式中断所有从机接收状态, 从机一一核对, 地址匹配从机发送数据给主机, 其他从机结束中断返回。
3.2 车位监测控制系统设计
为了快速便捷地寻找空车位, 系统给每个车位进行编号, 并且在车位多的情况下进行分区管理。本设计每30个车位为一个分区, 每个分区设定区域编号。该区域车位停满时反馈给系统为1, 同时, 系统点亮相应区域LED红灯;未满时为0, 同时, 系统点亮相应区域LED绿灯。
停车位从机软件控制流程为:系统初始化后, 各车位红外感应器逐一反馈车位有无车情况, 系统作以记录, 有车为1无车为0。每30个车位对应一个分区编号进行反馈记录。如果在反馈期间出现停取车等串口中断信号, 则中断该反馈, 执行完中断程序后返回继续。
4 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].
论文作者:丁懿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/11
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