黃業(yè)華　王春雷

摘? 要：隨著我國汽車保有量的不斷增加，城市停車用地緊張與車主停車難的問題日益尖銳，已經(jīng)嚴(yán)重制約了城市基礎(chǔ)建設(shè)以及城市交通的發(fā)展。伴隨著智能車庫技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，發(fā)展本質(zhì)安全的柔剮轉(zhuǎn)動垂直循環(huán)類智能立體停車庫的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，進行停車庫的智能系統(tǒng)及友好人機界面的開發(fā)，將有效地解決這類矛盾。

關(guān)鍵詞：智能停車庫;本質(zhì)安全;立體停車庫;垂直循環(huán)

中圖分類號：TP311.52? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）22-0161-03

Abstract：With the continuous increase of car ownership in China，the problem of urban parking land and car owners’parking difficulties has become increasingly acute，which has seriously restricted the development of urban infrastructure and urban traffic. With the continuous development and improvement of intelligent garage technology，develop the key technology development and industrialization of the intrinsically safe soft cycle intelligent stereo parking garage，and develop the intelligent system and friendly man-machine interface of parking garage，which will effectively solve this kind of contradiction.

Keywords：intelligent parking garage;essential safety;stereo parking garage;vertical cycle

1? 背景和意義

機動車保有量高位增長催生龐大的車位需求，但是限于土地資源剛性約束、停車位配建標(biāo)準(zhǔn)滯后，車位供給嚴(yán)重不足，特別是城市中心區(qū)域的停車難痼疾難以解決，目前我國城市中心區(qū)域停車位缺口率已經(jīng)達到50%，到2020年，停車缺口將達到3.7億停次。在此背景下，立體車庫相對于傳統(tǒng)停車場所具有的眾多優(yōu)勢，使其成為傳統(tǒng)停車場的有效替代產(chǎn)品。

為此，本停車庫旨在進行本質(zhì)安全的柔剮轉(zhuǎn)動（即柔性材料剛性化轉(zhuǎn)動系統(tǒng)）垂直循環(huán)類智能立體停車庫的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。宣城市華菱精工科技股份有限公司（以下簡稱本公司）在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，設(shè)計制造出柔剛轉(zhuǎn)動的、具有安全冗余措施的新型立體停車庫。該停車庫進行了智能系統(tǒng)及友好人機界面和模塊化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)，實現(xiàn)了同層車庫的價格接近升降橫移類車庫的價格，且更安全、更節(jié)能，可以替代升降橫移類停車庫。該新型垂直循環(huán)類立體停車庫更符合我國國情，有利解決我國城市停車難的問題。

2? 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1? 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

由于市場及政策的支持，近幾十年來我國的立體停車庫發(fā)展快速。但垂直循環(huán)類立體停車庫卻發(fā)展緩慢，針對垂直循環(huán)類立體停車庫的標(biāo)準(zhǔn)，幾十年來幾乎沒有更新。立體停車庫安全性方面，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17907-2010《機械式停車設(shè)備通用安全要求》和JB/T 10215-2000《垂直循環(huán)類機械式停車設(shè)備》，都未要求垂直循環(huán)類停車庫的載車板具備防墜措施，對升降橫移類也無載車板在升、降過程中的防墜要求。特別是JB/T 10215-2000已實施18年，至今未有更新版本，嚴(yán)重滯后。

國際上，立體車庫的發(fā)展較早的是日本、德國等，在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平。日本從事機械式停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家，從20世紀(jì)90年代起日本每年投入運行的機械停車泊位都在10萬以上，到今已開發(fā)生產(chǎn)出九大類近百個品種，管理體制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面日趨完善。德國Smart Parking公司（智能停車公司）、德國STOPA公司（斯托帕公司）的垂直循環(huán)（板鏈?zhǔn)剑C械立體車庫是我國引進使用較多的產(chǎn)品，但由于德國對立體停車庫的需求不高，目前的技術(shù)已經(jīng)可以滿足其使用，因此發(fā)展較為緩慢。目前我國市場占有率最高的是升降橫移類車庫，但是其易發(fā)生沖頂事故，且其各載車板升、降過程中無防墜保護措施，造成廢庫、死庫、爛庫、壞庫等事故頻發(fā)。垂直循環(huán)類立體停車庫由于造價高，雖然具有停車保護措施，但升、降過程中無防墜措施。由此可見，我國的立體停車庫已經(jīng)到了必須自主創(chuàng)新、開發(fā)出符合我國國情的新型車庫的時候。

停車設(shè)備行業(yè)面臨著國內(nèi)持續(xù)增長的汽車產(chǎn)銷量和不斷增長的私人汽車保有量帶來的巨大的停車需求，而停車設(shè)備行業(yè)產(chǎn)能規(guī)模不斷擴張，停車設(shè)備行業(yè)在市場需求大、資金少。

2017年新安裝機械式停車泊位617386個，同比增長5.2%;新增項目2079個，同比增長5.3%;國內(nèi)銷售總額1109223.36萬元，同比增長2.9%;新增項目中，住宅小區(qū)配套占54.0%，與上年基本持平;公共配套項目占24.8%，同比增長2.7%，有逐年上升趨勢;單位自用車庫項目占21.1%。

2.2? 未來發(fā)展趨勢

首先是垂直循環(huán)停車庫的技術(shù)更新、安全性提高及低成本控制，以便可以在大城市中心快速及大規(guī)模建設(shè)。其次，車庫的智能化同樣重要，立體車庫要搭上互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的快車，以實現(xiàn)存取車自動化、便捷化（線上預(yù)約、移動支付等）。最后，立體車庫的安全性始終是人們關(guān)注和擔(dān)憂的重點，必須不斷地對現(xiàn)有車庫的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化和改進，提高安全性能，訂立一整套自動化立體車庫的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立立體車庫建造、運營、維修保養(yǎng)的一體化系統(tǒng)，用百分百的安全贏得人們的信任。

3? 技術(shù)創(chuàng)新要點

3.1? 新型智能立體車庫設(shè)計、優(yōu)化

本公司針對現(xiàn)有垂直循環(huán)立體停車設(shè)備存在的安全性差、取車效率低及價格昂貴等問題，采用新技術(shù)、新方法，實現(xiàn)安全防護性能高、運行噪聲小、可拆分、低成本的新型智能垂直循環(huán)立體車庫設(shè)計，采用有限元分析方法、模態(tài)分析方法以及實驗研究方法實現(xiàn)車庫系統(tǒng)動靜態(tài)性能分析，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)車庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終實現(xiàn)新型智能車庫產(chǎn)品的開發(fā)。

3.2? 立體停車庫的模塊化生產(chǎn)技術(shù)

本公司針對立體停車庫進行模塊化設(shè)計、生產(chǎn)，以便減少停車庫安裝時間、縮短現(xiàn)場工期，主要模塊有：結(jié)構(gòu)框架模塊、動力驅(qū)動模塊和安全防護模塊等。其中結(jié)構(gòu)框架模塊是停車庫現(xiàn)場安裝周期的主要影響因素，其包含載車板連接模塊和外部結(jié)構(gòu)框架模塊。載車板上下連接，連接方式采用以形鎖合為主，緊固連接為輔的方案，需要增加載車板模塊連接層數(shù)時，只需通過緊固螺栓連接即可;外部結(jié)構(gòu)框架的主要作用是支撐動力驅(qū)動模塊，載車板連接模塊使用柔性鏈繩轉(zhuǎn)動吊裝，通過外部結(jié)構(gòu)框架模塊與動力驅(qū)動模塊連接。

3.3? 立體停車庫設(shè)備智能管理調(diào)度軟件系統(tǒng)及最優(yōu)存取調(diào)度策略

基于PC平臺，本公司開發(fā)了立體車庫智能管理調(diào)度系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)具備車輛自動識別、智能導(dǎo)引以及自動計時收費等功能，同時為機器人的引入留出數(shù)據(jù)接口，幫助用戶實現(xiàn)一鍵存取車。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)，實現(xiàn)車庫遠(yuǎn)程管理和維護。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布車庫狀態(tài)信息、故障信息、使用信息至云端，用戶通過手機APP實現(xiàn)車位查找、預(yù)約等功能。同時為提升車庫存取車工作效率，基于人工智能技術(shù)，開展智能存取車調(diào)度算法研究，對車輛的存取策略進行最優(yōu)化控制，減少車輛存取時間。

3.4? 智能立體車庫關(guān)鍵技術(shù)研究

本公司攻克了制約立體車庫智能化存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，在原有立體車庫的基礎(chǔ)上，開發(fā)新技術(shù)、新方法，開展新型智能垂直循環(huán)立體車庫研發(fā)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究，開發(fā)新結(jié)構(gòu)形式的立體車庫，研究車庫動態(tài)性能、安全可靠性分析與優(yōu)化以及輕量化設(shè)計方法，開發(fā)具備智能化、網(wǎng)絡(luò)化功能的智能車庫監(jiān)管控制系統(tǒng)，研究車庫環(huán)境共融技術(shù)、車庫運行降耗以及降噪技術(shù)，提升垂直循環(huán)立體車庫產(chǎn)品性能和品質(zhì)。

3.5? 智能立體車庫新產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推廣

本公司通過項目實施，完成了新型智能垂直循環(huán)立體車庫研發(fā)，并形成產(chǎn)業(yè)化推廣能力。公司通過新產(chǎn)品的研發(fā)以及對原有產(chǎn)品的升級改造，將帶動企業(yè)和相關(guān)行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)升級，推進車庫行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，提升國產(chǎn)車庫的智能化技術(shù)水平。

4? 關(guān)鍵技術(shù)

4.1? 智能化車庫管理調(diào)度系統(tǒng)

立體車庫發(fā)展涉及電氣自動化技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及嵌入式計算機控制技術(shù)等多方面。隨著各項先進技術(shù)的引入，立體車庫正朝著信息化、全自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。本公司研發(fā)的智能化車庫控制系統(tǒng)，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)等，將使立體車庫更加智能。通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理和維護，將車庫狀態(tài)信息、故障信息、用戶信息上傳到網(wǎng)絡(luò)，對車庫進行網(wǎng)絡(luò)智能化管理。通過采用最優(yōu)化存取策略，根據(jù)用戶的存取車需求，把前來停車的車輛傳送到最優(yōu)停車位置，同時給取車的車輛選擇消耗時間最短的取車路徑，實現(xiàn)存取車過程全程自動化最優(yōu)控制。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)立體車庫之間的系統(tǒng)聯(lián)合和消息同步，實現(xiàn)對立體車庫進行網(wǎng)絡(luò)集中管理與監(jiān)控，使得分散的用戶可以快速尋找到停車位置。增加網(wǎng)絡(luò)查詢功能，使得用戶可以通過手機APP登錄客戶端查詢車庫的使用狀態(tài)，對車位進行選擇性預(yù)約，縮短車主尋找車位、進出庫時間，提高城市交通的管理水平。

4.2? 最優(yōu)化車輛存取調(diào)度策略

為提高車庫的整體效率，研究車庫車輛存取調(diào)度優(yōu)化問題是提高其存取車工作效率的關(guān)鍵。傳統(tǒng)意義上的自動化只是利用傳感和光電元件，把車輛自動隨機地存入和取出車庫的車位，存取順序和車位的管理還沒有達到科學(xué)化、智能化、合理化。隨著計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，本公司開發(fā)出通過智能控制算法在計算機上完成高級決策功能，通過車輛的存取順序進行最優(yōu)化控制研究，提高了車庫的整體效率和利用率，減少了車輛的存取時間和存取車的設(shè)備能耗，同時有利于實現(xiàn)立體車庫向智能化方向發(fā)展。

4.3? 新型立體車庫的設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

現(xiàn)有垂直循環(huán)采用板鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，將剛性材料進行柔性化，結(jié)構(gòu)上存在一定問題，能耗高、安全性差、材料及配件成本昂貴，主要支撐采用焊接的一體化結(jié)構(gòu)，噸位大、運輸成本高，對安裝場地技術(shù)要求很高?，F(xiàn)行的國內(nèi)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及國際公司（德國Smart Parking、德國STOPA）生產(chǎn)的垂直循環(huán)類車庫均對載車板無防墜要求，這也增加了車庫的不安全性。市場占有率最高的（85%）升降橫移式立體車庫，事故發(fā)生率高，安全性極差。本公司針對現(xiàn)有車庫的不足之處進行分析研究，開發(fā)出一種成本低廉的新型鏈?zhǔn)窖h(huán)車庫。該車庫在庫架的前、后支架上，安裝前、后托繩輪，同時安裝前、后主動鏈輪和前、后被動鏈輪;前、后鏈條分別對應(yīng)繞過前、后主動鏈輪和前、后被動鏈輪，前、后鏈條的各自兩端連接后呈封閉環(huán)形狀，分別固定連接在與地面呈平行狀的長頂橫桿的前、后端;長頂橫桿的前、后端，固定連接在對應(yīng)繞過前、后支架上設(shè)置的托繩輪的安全繩上，前、后安全繩各自呈環(huán)形狀;在前、后各自呈環(huán)形狀的安全繩上，每隔一段距離分別固定連接與長頂橫桿平行的短頂橫桿;長頂橫桿、短頂橫桿的前、后端分別對應(yīng)設(shè)置前、后滾輪，前、后滾輪沿庫架的前、后支架相關(guān)對應(yīng)的部分滾動、運行;長頂橫桿、短頂橫桿上分別設(shè)置載車板，各載車板上存放車輛。

4.4? 車庫安全可靠性

智能垂直立體車庫作為集計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的智能停車設(shè)施，其安全可靠性關(guān)系到人身和轎車的安全，發(fā)生故障導(dǎo)致的后果較為嚴(yán)重，提高其安全可靠性十分迫切。立體車庫的安全可靠性能涉及車庫本身的安全功能以及對應(yīng)安全功能的可靠性?，F(xiàn)有研究主要采用一些改善性的技術(shù)手段來提高立體車庫的安全可靠性，缺乏對垂直立體車庫安全可靠性的設(shè)計方法的研究。本公司對立體車庫進行分析與優(yōu)化，提出了一種車庫結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)均具備可靠性的設(shè)計方法。即在庫架前、后支架上的對應(yīng)位置，分別安裝前、后曳引輪和前、后托繩輪。前、后曳引繩分別對應(yīng)繞過庫架上的前、后曳引輪和前、后托繩輪后，同根曳引繩的兩端同時固定在長頂橫桿的一端呈封閉的受力環(huán)形狀，長頂橫桿與庫架的前、后支架呈垂直狀并水平。等長的前、后保護繩分別繞過庫架上的前、后托繩輪后，同根保護繩的兩端同時固定在長頂橫桿的一端呈封閉的環(huán)形狀。在環(huán)形的前、后保護繩上從長頂橫桿開始每隔一段距離分別對應(yīng)固定同根短頂橫桿的前、后端，并與長頂橫桿呈平行狀;在長頂橫桿的前、后端及短頂橫桿的前、后端對應(yīng)庫架前、后支架的相關(guān)橫桿和相關(guān)的直桿處安裝滾輪。滾輪沿著對應(yīng)的庫架前、后支架上相關(guān)的橫桿和相關(guān)直桿滾動運行，逐一避過庫架前、后支架上的曳引輪和托繩輪;在長、短頂橫桿上配裝可左右擺動的載車吊板。長頂橫桿的前、后端及各短頂橫桿的前、后端上的滾輪，能在庫架的前、后支架相關(guān)橫桿和相關(guān)直桿上滾動運行，在庫架前、后支架的橫桿或直桿上安裝對應(yīng)長頂橫桿的行程開關(guān)，長頂橫桿碰到并觸發(fā)行程開關(guān)后斷電。從而有效地解決了車庫安全問題。

5? 結(jié)? 論

本項目圍繞智能垂直循環(huán)立體車庫研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，采用柔性材料剛性化技術(shù)實現(xiàn)新型立體車庫設(shè)計，研究車庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、模塊化技術(shù)、輕量化設(shè)計技術(shù)、安全可靠性冗余技術(shù)，開發(fā)智能網(wǎng)絡(luò)化立體車庫監(jiān)管控制系統(tǒng)以及車庫運行最優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，并通過試制、優(yōu)化、定型實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣，推進企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)升級和行業(yè)、國家標(biāo)準(zhǔn)修訂，提升了我國在智能車庫制造領(lǐng)域的影響力。

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作者簡介：黃業(yè)華（1969.03-），男，漢族，江蘇溧陽人，本

科，高級經(jīng)濟師，研究方向：電梯控制與制造;王春雷（1971. 03-），男，漢族，江蘇溧陽人，工程師，研究方向：電梯控制與制造。