可并行存取的立體停車場(chǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)

王趾成

（石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)訓(xùn)技術(shù)及裝備管理中心，河北 石家莊 050081）

現(xiàn)有的立體停車場(chǎng)種類很多，但在車輛存取過程中普遍需要人工干預(yù)，不能實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)存取，也不能并行存取，運(yùn)行效率較低，不能滿足短時(shí)間內(nèi)大批車輛進(jìn)出的需求.為實(shí)現(xiàn)車輛的集中、快速存取，本文針對(duì)那些需要在短時(shí)間內(nèi)完成大批車輛集中存取的停車場(chǎng)，如大型文藝場(chǎng)館、體育比賽場(chǎng)館、機(jī)關(guān)事業(yè)單位、商務(wù)寫字樓、高校等，構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)感知車輛存取需求、實(shí)時(shí)感知外界相關(guān)信息的物聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)車輛并行、垂直升降存取，并試圖建立一個(gè)高效、安全、平穩(wěn)運(yùn)行的立體停車場(chǎng)智能調(diào)度系統(tǒng).

1 可并行存取的立體停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)

圖1 立體停車場(chǎng)示意圖

立體停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.圖中共建有18個(gè)立體停車庫，每個(gè)停車庫從第二層開始，每層設(shè)有15個(gè)停車位，用來存放兩排座小車.第一層是地面行車道，不可停車.立體停車庫可以建多層.若18個(gè)立體停車庫均為11層，每層15個(gè)車位，停車位總數(shù)為2700個(gè).車庫每增加一層，停車位增加270個(gè)（立體停車庫個(gè)數(shù)、層數(shù)、每層車位數(shù)等可根據(jù)場(chǎng)地、車流量需求而定）.一般情況下，載車吊箱數(shù)＝吊箱升降通道數(shù)＝立體停車庫數(shù)／2.存車時(shí)需要借助載車吊箱將車輛從地面提升到停車位高度，取車時(shí)也需要借助載車吊箱將車輛從停車位高度降到地面.車輛從地面行車道進(jìn)入吊箱或從吊箱進(jìn)入地面行車道，以及車輛從吊箱進(jìn)入停車位或從停車位進(jìn)入吊箱，都需要司機(jī)開動(dòng)車輛來完成.

大、中型車輛（3排座及以上）存車時(shí)直接開到地下停車場(chǎng)，取車時(shí)直接從地下停車場(chǎng)開出，不需要借助吊箱進(jìn)行升降操作，其他操作都與小車存取相同.

停車場(chǎng)中設(shè)N個(gè)立體車庫，最前一個(gè)和最后一個(gè)是單個(gè)的，中間的N－2個(gè)是兩兩背靠背的，如圖2所示.停車場(chǎng)中停車庫之間設(shè)有9個(gè)吊箱升降通道，每個(gè)升降通道設(shè)一個(gè)吊箱，吊箱一次可以載送5輛車.地面15條行車道向上垂直分別對(duì)應(yīng)車庫每層上的15個(gè)車位，并且被分成左、中、右三段，每段上都有5條行車道垂直對(duì)應(yīng)每層上的5個(gè)車位.吊箱能夠在左、中、右三段上平移，以分別載送左、中、右三段上的車輛.

圖2 立體停車場(chǎng)俯視圖

2 可并行存取的立體停車場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在立體車庫中的每個(gè)停車位、載車吊箱中的每個(gè)車位、地面每條行車道的各個(gè)路段都安裝若干個(gè)感知部件.在車輛通道和行人通道安裝若干個(gè)信號(hào)、文字、語音提示設(shè)備，通過有線方式將它們連接到服務(wù)器上，構(gòu)成了智能感知物聯(lián)網(wǎng)的硬件系統(tǒng).將軟件系統(tǒng)安裝到服務(wù)器上，構(gòu)成立體停車場(chǎng)并行存取車輛的智能調(diào)度系統(tǒng).物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的硬件是一臺(tái)普通高檔微型計(jì)算機(jī).可并行存取的立體停車場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖3所示.

圖3 可并行存取的立體停車場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在圖3中，1為IC卡讀寫器，在每個(gè)停車位設(shè)置一個(gè)，停車位空閑時(shí)，IC卡讀寫器里放有一張IC卡，卡上記錄著車位編號(hào)信息.當(dāng)車體安全進(jìn)入車位時(shí)才允許司機(jī)將卡取出.此卡是取車及交費(fèi)的憑證.2為車輛入位識(shí)別器，在每個(gè)停車位、每個(gè)吊箱車位兩側(cè)都安裝三個(gè)紅外線對(duì)測(cè)儀，用來感知車身是否完全進(jìn)入車位.3為語音和文字提示器，每個(gè)停車位設(shè)置一個(gè)，用來提示司機(jī)進(jìn)行取卡、插卡、行車、交費(fèi)等活動(dòng).4為攝像頭，每個(gè)停車位設(shè)置一個(gè)，用來抓拍存車、取車時(shí)的照片，用于系統(tǒng)留存.5為地面車輛檢測(cè)器，每個(gè)行車道設(shè)置一個(gè)，用于感知有無車輛進(jìn)入（有無存車需求），有車進(jìn)入時(shí)，令后面路段信號(hào)燈變紅，車輛暫停.6為吊箱升降／平移控制器，每個(gè)吊箱設(shè)置一個(gè)，其功能是接受調(diào)度系統(tǒng)發(fā)來的命令，控制吊箱升降或平移.7為吊箱門開關(guān)控制器，每個(gè)吊箱車位設(shè)置一個(gè)，其功能是接受調(diào)度系統(tǒng)發(fā)來的命令，按要求控制吊箱前門（或后門）的打開或關(guān)閉.8為停車位門控制器，每個(gè)停車位設(shè)置一個(gè)，其功能是接受調(diào)度系統(tǒng)發(fā)來的命令，控制停車位門的開關(guān).9為收款機(jī)IC卡讀寫器，在電梯口旁和人行道旁設(shè)置若干個(gè)自動(dòng)收款機(jī)，收款機(jī)與IC卡讀寫器連接，交費(fèi)時(shí)持卡，系統(tǒng)能掌握各個(gè)車位的交費(fèi)情況.10為地面行車信號(hào)控制器，在地面行車道的不同路段設(shè)有多個(gè)信號(hào)燈，以指揮車輛行駛.司機(jī)持卡可以隨時(shí)在停車場(chǎng)內(nèi)任意一個(gè)IC卡讀寫器上刷卡查看存車卡上的信息，如車位情況、交費(fèi)情況、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等［1］.

3 可并行存取的立體停車場(chǎng)的使用方法

3.1 存車

車輛從地面行車道單向（沿入口至出口的方向）行駛.小型車沿地面行車道行駛，智能調(diào)度系統(tǒng)感知到有車開來時(shí)，自動(dòng)將載車吊箱降至地面并打開吊箱門等待車輛開上來，同時(shí)交通信號(hào)燈發(fā)生相應(yīng)的變化，通過信號(hào)燈和字幕提示司機(jī)將車身全部移入吊箱.吊箱載滿車輛或者雖未載滿但已到了規(guī)定的等待時(shí)限，智能調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉吊箱門；吊箱上升到有空車位的車庫層后自動(dòng)停下，打開吊箱門和對(duì)應(yīng)的停車位門，通過語音和字幕提示司機(jī)將車輛行駛到停車位，并取出存車卡（若車身未完全入位，存車卡不能取出）.然后，提示司機(jī)及行人通過人行道及電梯到達(dá)地面，如圖2所示.吊箱上的車輛全部移入停車位后，智能調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉車位門和吊箱門，吊箱降到第二層后停下，等待再次調(diào)度.當(dāng)有大、中型車輛（三排座及以上）駛?cè)霑r(shí)，智能調(diào)度系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別并在其進(jìn)入立體停車庫對(duì)應(yīng)的地面行車道之前，通過信號(hào)燈和文字提示，引導(dǎo)車輛駛?cè)氲叵峦＼噲?chǎng).

3.2 持卡交費(fèi)

司機(jī)持卡可隨時(shí)到電梯口旁或人行道旁的自動(dòng)收款機(jī)處交費(fèi).智能調(diào)度系統(tǒng)按不同車型的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)收取費(fèi)用.取車時(shí)憑卡，若未交費(fèi)或超過時(shí)限取車而又未交足存車費(fèi)，系統(tǒng)會(huì)提示補(bǔ)交存車費(fèi)，否則，系統(tǒng)不會(huì)調(diào)度吊箱來接車，停車位的門也不打開，車輛無法取出.

3.3 持卡咨詢

司機(jī)持卡可在停車位、收款機(jī)等任何IC卡讀寫器處進(jìn)行刷卡操作，小屏幕上會(huì)立即顯示出收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、已交費(fèi)情況、正常取車時(shí)限、本車停放位置等主要信息；同時(shí)還顯示存取車輛操作、交費(fèi)操作以及本立體停車場(chǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況，如即時(shí)取車請(qǐng)求數(shù)量、存車請(qǐng)求數(shù)量、車位占用率等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù).

3.4 取車

司機(jī)通過電梯及人行道到達(dá)停車位后，將存車卡插入車位上的IC卡讀寫器，智能調(diào)度系統(tǒng)立即感知其取車請(qǐng)求，提示司機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等待，系統(tǒng)能夠在幾秒內(nèi)將載車吊箱調(diào)度到停車位接車.吊箱到達(dá)停車位后，自動(dòng)打開停車位門和吊箱門并提示司機(jī)將車輛移入吊箱.系統(tǒng)確認(rèn)車身安全移入吊箱后，關(guān)閉吊箱門和停車位門，吊箱開始下降.系統(tǒng)按電梯調(diào)度算法在一次下降過程中，會(huì)盡量多地滿足同一段內(nèi)各層的取車請(qǐng)求.例如，某個(gè)載車吊箱在某個(gè)升降通道的某個(gè)段上已經(jīng)載有三輛車正在下降，如遇到同段下面停車層有取車請(qǐng)求并且載車吊箱上對(duì)應(yīng)的車位空閑時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)度載車吊箱順路將該車接下.這與電梯的調(diào)度過程類似，不同的是需要知道當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)的載車吊箱上的車位是否空閑.

［1］張建民.傳感器與檢測(cè)技術(shù) ［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：116－171.