王睿
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摘要：随着国民经济的增长，人民生活水平的提高，车辆明显增多，尤其在大中城市更为突出，同时由于城市中心的可用面积逐步减少，都市中停车难的矛盾就越来越尖锐。因此，具有占地面积小，库容量大，存取车自动迅速的智能化立体车库就应运而生，对立体车库而言，传统意义上的自动化只是利用传感和光电元件把车辆自动随机地存入和取出车库的车位，存取顺序和车位的管理还没有达到科学化，智能化，合理化。为此，本文将对智能化立体车库存取车优化控制策略展开详细探讨。
关键词：智能化立体车库；存取策略
引言：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。
一、立体车库内容简析
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，进而可以实现对大量车辆的存放。现代化的立体车库是集机械、电子、信息、光学等诸多科技于一体的智能化存车设备。同时，立体车库的建设和应用也大大提高了土地和空间资源的利用率，并且因为车辆停放过程实现了自动化和智能化的缘故，所以真正实现了人车分离，提升了安全系数。现代化的立体车库依据结构和车辆存取原理的不同，可以大致分为升级横移式、电梯提升式、巷道堆垛式样、多层循环式以及多层圆盘旋转式等等[1]。
二、智能化立体车库存取车优化控制策略
（一）分区存取策略
分区存取旨在提高车库内最佳车位利用率，从而提高车库的工作效率，这是由于车库系统的存取车服务时间虽然可确定，但它却与车库中各车位有关，靠近出入口处的车位作业时间较少，远离出入口的车位作业时间较长，所以怎样根据各车辆的存放时间来有效地利用车库出入口附近的最佳车位，这即是分区存取策略可解决的问题，也是分区存取策略与随机存取车辆的主要区别所在。分区存取就是根据车辆存放时间的长短，把他们分别存放到车库远近不同的车位区域，即把存放时间短的存在出入口近的车位区域，存放时间长的放在较远的区域。这样可充分利用最佳车位进行车辆存取，客户等待时间就可减少。车库分区多少涉及到决策计算量的大小，考虑到决策的适时性，分区不宜过多。
（二）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[2]。通常来说，巷道堆垛式车库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。
（三）交叉存取策略
交叉存取策略是从车辆存取顺序上进行优化存取的策略，即当同时有几辆需要存入和取出的情况下，选择怎样的服务顺序，才能提高车库工作效率，使客户的平均等待时间最少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆交叉存取不遵循分区存取中先到先服务的规则，而是对同一时间内所需要服务的存取车辆进行存车和取车分组，然后对两组服务对象进行存取车交叉服务方式，具体对存车或取车客户仍遵循先到先服务原则，这样车库就可在交叉服务时通过减少总行程来减少服务作业时间，达到优化目的，交叉存取的目标函数定义同分区存取策略[3]。
（四）自调整策略
自调整策略是利用车库设备的空闲时间对车库内的车辆进行自我调整来提高车库的平均作业效率，最终目的也是最大限度地利用车库的最佳车位，即不管车辆存放时间长短，优先将车辆存入出入口附近的低位区中的空车位中，以减少后继客户的存车等待时间，一旦有空闲，就将存放时间长的车辆自动调整到车位的高位区，从而让出入口附近的低位区某些车位重新空出，以提高该区域的最佳利用率，当高位区车辆快取出前，再利用空闲时间将它们调整到低位区的空位上，大大减少客户取车时等待时间。自调整策略的效果取决于车库的忙闲时间比，若该车库无空闲时间，则本策略退化为分区存取策略，可见本策略与分区存取策略是不冲突的，它是一种更完善的分区存取策略。在分区存取策略和交叉存取策略中，客户的等待时间等于车库存取车作业时间，但在自调整策略中，客户的等待时间小于存取车作业时间，车辆存取作业时间包括了自调整过程的作业时间，而客户只关心存取车时所需等待时间的长短，所以自调整策略的目标函数只计算4次存取车辆所需时间，不包括自调整次数和时间[4]。
（五）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。
（六）多目标优化模型在存取车优化控制策略中的应用
相较于上文中巷道堆垛式所采用的单一优化控制目标，电梯提升式所采用的多目标优化策略显然更满足车库经营者对车库运行的需求。因此，对于智能化立体车库的存取车优化控制来说，推荐建立多目标优化数学模型，综合评价不同策略，在存取车耗时、设备能耗等多个方面表现的基础上，确定既能满足用户需求，又对车库低能高效运行有积极效果的策略。
结论：
随着时代的不断发展，立体车库作为一个产业正在蓬勃兴起。为了满足人们的泊车需求，文章围绕能化立体车库存取车优化控制策略方面进行了详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值[5]。
参考文献：
[1]杨冬梅，高炳学.立体车库的布局设计.起重运输机械，2013（5）
[2]李雪雪，柯尊忠.PLC在立体车库自动控制中的应用研究.机电产品开发与创新，2013（2）
[3]许光泞，苑鸿骥，林小峰.立体车库计算机控制系统的构成及智能化方案.机电一体化,2014（3）
[4]杨晓芬,肖华.自动化立体车库存取策略的比较分析.机械制造与自动化,2014（5）
[5]付翠玉,关景泰.立体车库发展的现状与挑战,机械设计与制造，2015（9）
论文作者:王睿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/7
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