智能化立體停車系統(tǒng)在地下停車場(chǎng)的應(yīng)用探討

張欽瑋

（大慶油田礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部物業(yè)管理四公司，黑龍江 大慶 163000）

1 智能化立體停車系統(tǒng)概述

1.1 研究背景

隨著社會(huì)化程度的不斷提高，人均擁有的車輛不斷增多，在人們的物質(zhì)生活質(zhì)量得到提高的同時(shí)，停車問題也成為了車主乃至整個(gè)社會(huì)共同關(guān)心的問題。為了能夠提高停車的效率，給人們帶來便捷的服務(wù)，業(yè)內(nèi)逐步加大了對(duì)智能停車系統(tǒng)的研發(fā)力度，其中主要形式為立體車庫。

立體車庫指的是讓進(jìn)入的車輛依次駛?cè)氲娇杖钡能囄?，表現(xiàn)為立體性多范圍的智能化機(jī)械車庫。它所使用的管理系統(tǒng)包括機(jī)器人、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化等技術(shù)，其中還有這幾項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合而形成的物流儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，經(jīng)由該種方式，可以智能性且有序地實(shí)現(xiàn)車輛的停放和有關(guān)信息的操作。按照目前主流趨勢(shì)而言，立體車庫基本上是采用如下相關(guān)技術(shù)手段：升降橫移型、垂直循環(huán)型、水平循環(huán)型多層循環(huán)型以及巷道堆垛型。其中升降橫移型主要采取運(yùn)載器的移動(dòng)達(dá)到車輛停放的目的；垂直循環(huán)型主要是利用運(yùn)載器處在垂直平面上進(jìn)行多次循環(huán)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到車輛停放的目的；水平循環(huán)型主要是將車輛運(yùn)載器置于水平面上采取多于兩列的方式進(jìn)行循環(huán)列間轉(zhuǎn)換，從而完成對(duì)車輛的停放目的；多層循環(huán)型指的是利用運(yùn)載器在垂直平面上進(jìn)行多次的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，在其兩側(cè)會(huì)利用升降機(jī)來展開循環(huán)層之間的移動(dòng)，從而達(dá)到車輛的停放目的；巷道堆垛型主要是利用巷道堆垛機(jī)或者起重機(jī)來使得運(yùn)載器處在水平的位置，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車位的垂直性移動(dòng)，其中還使用到了存取裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的停放；垂直升降型主要是使停車位處在井道的位置處，利用運(yùn)載器可以完成對(duì)車輛的停放。

1.2 特點(diǎn)

（1）合理科學(xué)地使用地下空間。傳統(tǒng)地下車庫只是使用了地下一層來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的停放，但是地下智能立體車庫卻可以在提高建筑穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，使用地下三層的密閉式空間，合理科學(xué)地使用地下空間。

（2）強(qiáng)化其穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的地下車庫主要采取敞開的方式進(jìn)行管理，其中要求司機(jī)把車輛停放在車庫中，與此同時(shí)，還要找到合適的停放車位，在停放車輛的同時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些相應(yīng)的安全隱患，譬如車輛丟失、司機(jī)安全隱患等，但是智能性立體車庫可以避免以上隱患所帶來的不良影響，其主要使用地下密閉空間，采取智能化的操作控制系統(tǒng)，司機(jī)自停車至取車的全過程均是通過智能系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，車主可以避免進(jìn)入到車庫來停放車輛。

（3）高效性。系統(tǒng)有著處理效率高的特點(diǎn)，停車與取車是并發(fā)獨(dú)立展開的，所花費(fèi)的時(shí)間大概在70～120s之間；采取RFID射頻系統(tǒng)的感應(yīng)功能，直到特定處的RFID閱讀器可以接收到取車亭司機(jī)所發(fā)出的射頻信號(hào)，此時(shí)就能夠事先展開取車操作，以此能夠減小司機(jī)的等待時(shí)間。

2 智能立體車庫硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

現(xiàn)階段，市場(chǎng)上存在大量的PLC品牌，包括松下、西門、三菱與富士等。不同品牌都有著自己特定的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷，在選型層面上需要按照工程特點(diǎn)來選用相應(yīng)的PLC品牌。圍繞I/O、機(jī)型特點(diǎn)與性價(jià)比等不同層面來綜合分析，其中還需要考慮到地下智能立體車庫工程的具體情況，從而選出三菱FX系列中最合適的FX2N-128M。系統(tǒng)還需要使用RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)，從而達(dá)到對(duì)停車輛的智能化分配，在此過程中還應(yīng)該使得對(duì)應(yīng)閘門處在工作的狀態(tài)之中，利用自動(dòng)升降機(jī)來達(dá)到對(duì)車輛的智能化停放。地下智能立體車庫的操作機(jī)構(gòu)包括地上取車亭和地下三層車庫等不同組件。地上存車與取車系統(tǒng)是智能立體車庫置于地面之上兩大核心的裝備，還是聯(lián)系地下車庫和地面的核心紐帶。

存取車亭主要由設(shè)置在相應(yīng)位置的RFID射頻卡閱讀器與出自動(dòng)門等設(shè)備構(gòu)成；如圖1、2，圖中所示的二和三號(hào)自動(dòng)門是司機(jī)進(jìn)入和出來的通道，一號(hào)與四號(hào)自動(dòng)門是車輛進(jìn)入與出來的通道；2號(hào)自動(dòng)道閘是存車隔離道閘，其為存車亭和侯存區(qū)的劃分線，如果存車為存車進(jìn)程的狀態(tài)，那么這一閘不工作，其能夠防止候存車輛在存車亭處在存車狀態(tài)之中而進(jìn)入存車亭，從而出現(xiàn)滑落的隱患。地下三層車庫系統(tǒng)是立體車庫的核心系統(tǒng)，能夠發(fā)揮出車輛準(zhǔn)確、穩(wěn)定擺放與出庫等關(guān)鍵性作用。

圖1 智能立體車庫存車示意圖

圖2 智能立體車庫取車示意圖

所以，要滿足車位足夠和設(shè)計(jì)科學(xué)有效的要求，并且操作還要安全和穩(wěn)定。地下三層立體車庫自上而下依次是A、B、C三層，各層都有相應(yīng)數(shù)量的泊位，按照預(yù)設(shè)的要求，各個(gè)泊位都會(huì)分配到相應(yīng)的編號(hào)，譬如A-02等。各層都會(huì)設(shè)有相應(yīng)的平面往復(fù)搬運(yùn)機(jī)，能夠在該層之中特定的泊位上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中兩層之間的往復(fù)搬運(yùn)機(jī)會(huì)獨(dú)立的進(jìn)行操作。此外，還設(shè)有1和2號(hào)兩個(gè)垂直升降機(jī)依次和地面上的存取車亭間建立聯(lián)系，如果沒有存取指示時(shí)，那么1號(hào)存車升降機(jī)會(huì)處在升降機(jī)的頂層位置，也就是升到存車亭地面等地方，處在等待指示的狀態(tài)之中，2號(hào)取車升降機(jī)處在升降機(jī)底層的地方時(shí)，也就是處在低下車庫C層位置中，等待相應(yīng)的命令和指示。

3 立體車庫的PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

按照已有的方案，系統(tǒng)PLC控制程序主要采取步進(jìn)的方式來展開編程，系統(tǒng)總體框圖如圖1。采取步進(jìn)方式來展開編程，可以避免對(duì)隨時(shí)間改變的工序展開步進(jìn)操作，對(duì)于工序間的聯(lián)鎖等操作均是利用SFC來展開操作，其中應(yīng)該對(duì)存取車的不同工序按照一定的次序來使得自動(dòng)門、升降機(jī)和平面往復(fù)搬運(yùn)機(jī)展開相應(yīng)的操作；利用步進(jìn)編程會(huì)給程序調(diào)試等帶來較大的便利。

智能立體車庫在使用編程的過程中，主要是采取并發(fā)式來展開流程管理，從而讓存車和取車并發(fā)獨(dú)立的操作，以此，提高車輛存取的效率，使車庫得到穩(wěn)定有序的操作。

在首次按下存車鍵之后，對(duì)于XO的上升一側(cè)，可以利用程序來把1發(fā)送到MZO，在該過程中ZO=0，也就是MO是1，在放松XO之后，需要使得XO的下降沿ZO加1，也就是ZO=1；在第二次再次按下存車鍵后，需要使得XO的上升沿順著1進(jìn)入MZO，在該過程中ZO=1，也就是M1處在1的位置，將XO進(jìn)行松開操作，能夠使得其有所下降，之后使得ZO加1，也就是ZO=2，按照該種方法來進(jìn)行類推，以此達(dá)到變址的效果。

在175行中，相應(yīng)的Y7得電，也就是驅(qū)動(dòng)平面往復(fù)前行這一操作，在該過程中，173行是車輛泊位定位程序，譬如在該過程中，車輛被分配置于第7個(gè)泊位，主要顯示為M7，如果搬運(yùn)機(jī)置于微動(dòng)開關(guān)X12，那么因?yàn)镸1沒有處在1上，因此程序不會(huì)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，也就是S23不會(huì)處在1，直到搬運(yùn)機(jī)變換到第7個(gè)泊位后，微動(dòng)開關(guān)X20處在壓合的狀態(tài)之中，在該過程中因?yàn)镸7處于1，所以程序會(huì)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，相應(yīng)的Y7失電，也就是搬運(yùn)機(jī)不會(huì)再繼續(xù)向前操作，此時(shí)會(huì)置于7號(hào)泊位上，之后在展開相應(yīng)的車輛入位。

在進(jìn)行取車操作的過程中，如果3號(hào)射頻卡閱讀器能夠測(cè)出司機(jī)所發(fā)出的射頻卡信號(hào)，那么按照相應(yīng)的PLC內(nèi)部代表層和泊位繼電器，其會(huì)處于1的狀態(tài)。2號(hào)升降機(jī)初始化所處的位置是C層，直到取車輛處在A和B層后，升降機(jī)會(huì)進(jìn)行上升操作，也就是第244行的M202不會(huì)再進(jìn)行操作，那么，上升繼電器Y15得電會(huì)使驅(qū)動(dòng)升降機(jī)上升。圍繞A-06泊位展開闡述，如果3號(hào)閱讀器能夠測(cè)出A-06，那么PLC的狀態(tài)會(huì)發(fā)生一定的改變。在此過程中，如果M201處于不工作的狀態(tài)，升降機(jī)會(huì)有所上升，隨著其不斷的上升會(huì)與A層的X33這一開關(guān)間相接觸，與此同時(shí)，程序會(huì)變換到252行，在該過程中A層平面搬運(yùn)機(jī)會(huì)有所前行，直到搬運(yùn)機(jī)的泊位標(biāo)志與X17進(jìn)行相接觸，程序會(huì)出現(xiàn)一定的跳轉(zhuǎn)，在搬運(yùn)機(jī)置于06泊位上時(shí)，之后車輛會(huì)進(jìn)行一定的出位操作，以此實(shí)現(xiàn)取車的操作目標(biāo)。

4 結(jié)語

地下智能立體車庫可以合理科學(xué)地使用地下空間，以此提高其使用的效率，還能夠有效的應(yīng)對(duì)城市車輛不合理停放的問題，從而大大地縮減停車的費(fèi)用。在此過程中，地下智能立體車庫主要是利用PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)道閘、自動(dòng)門和電子顯示屏等裝置的高效統(tǒng)一，其中還使用到了遠(yuǎn)距離操作的RFID射頻技術(shù)，以及高水平化的應(yīng)急后備安全維護(hù)系統(tǒng)，從而達(dá)到存車與取車的智能化效果。