基于AGV 的立體停車場設(shè)計

鄭 偉，陳永康，李明楊，范平清

（上海工程技術(shù)大學(xué)，上海 201620）

1 技術(shù)原理分析

機(jī)械A(chǔ)GV 技術(shù)與自動停車場的結(jié)合，是在智能化系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。在為停車場的系統(tǒng)中提供調(diào)度服務(wù)器的基礎(chǔ)上，補充車輛停取間、用戶終端系統(tǒng)、AGV 引導(dǎo)設(shè)施、路線引導(dǎo)表示等設(shè)施。在每一輛進(jìn)入停車場的車輛中，配置相應(yīng)的終端識別設(shè)備，在調(diào)度服務(wù)器的作用下，完成終端設(shè)備與服務(wù)系統(tǒng)的指令連接，并對車輛執(zhí)行控制操作[1]。在這一調(diào)度服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，將有線通訊方式作為跨層垂直對接信號的主要渠道，完成車輛跨層與水平移動的控制處理。在調(diào)度服務(wù)器中，還會以無線通信的方式作為信號輔助輸出設(shè)備。在保證與AGV 系統(tǒng)連接的同時，將車輛從用于軌道移動的系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)移到停車間內(nèi)，并控制存取間的位置移動，根據(jù)現(xiàn)有立體車庫的空位情況，調(diào)度到具體位置上，實現(xiàn)車輛的入庫管理。在全流程中，以全自動作為基礎(chǔ)技術(shù)條件，輔以相應(yīng)的人工手動操作，保證車輛入庫過程中的安全化操作水平。

同時，在立體結(jié)構(gòu)的車庫系統(tǒng)中，還為車位控制裝置配置了相應(yīng)的電機(jī)機(jī)組，通過網(wǎng)絡(luò)接口與CAN 接口進(jìn)行連接，以此保證車輛在智能控制跨層移動的過程中，維持穩(wěn)定的動力條件，并完成載車車位跨層的垂直位移。在完成一次車輛入庫停放的同時，會有一個空閑車位，被從停放位置轉(zhuǎn)移出來，落在車庫的入口位置，保證立體車庫能夠連續(xù)進(jìn)行車輛停放工作，使智能化系統(tǒng)滿足車輛停放的效率需求。另外，為了方便客戶掌握自己車輛停放位置的信息，并執(zhí)行取車服務(wù)項目，會在完成停放后，由終端系統(tǒng)自動生成二維碼信息，以此保證客戶對停放信息的掌控。

2 操作方法示例

在執(zhí)行取車操作的過程中，AGV 技術(shù)下的智能車庫也存在一定的特殊性。車主首先要對車庫的調(diào)度服務(wù)器發(fā)送取車信息，然后根據(jù)調(diào)度系統(tǒng)的智能運算，生成距離車主位置最近的暫存位置，并通過終端設(shè)備發(fā)送取車指令。在系統(tǒng)內(nèi)部，會發(fā)送車輛現(xiàn)存位置與預(yù)存車位的位置信息，然后由AGV 自動引導(dǎo)系統(tǒng)，按照預(yù)先設(shè)置的標(biāo)識結(jié)構(gòu)完成車輛的輸送，通過路標(biāo)的指引，將車輛轉(zhuǎn)移到預(yù)停車位[2]。當(dāng)車主達(dá)到指定位置后，完成身份信息的輸入，就可根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的認(rèn)證，在此將引導(dǎo)信息發(fā)送給AGV 自動電腦設(shè)備，并由該設(shè)備完成車輛在暫存車位的轉(zhuǎn)移。

在執(zhí)行這一流程操作的過程中，立體車庫的建設(shè)規(guī)格以AGV 技術(shù)為核心，在形成了完整系統(tǒng)的同時，針對AGV 技術(shù)建立了相應(yīng)的引導(dǎo)系統(tǒng)，并按照預(yù)先設(shè)定或計算的各種程序指令，針對每一名停車客戶提供服務(wù)。方法上，不僅縮短了車主在存放、提取車輛時所消耗的時間，也通過技術(shù)手段，使立體停車場變得更加智能化，減少車輛在封閉環(huán)境中的尾氣排放，并節(jié)省了相應(yīng)的土地資源。以此，AGV 技術(shù)指導(dǎo)下的立體車庫，是一種智能化的環(huán)保技術(shù)方案。

3 設(shè)計方案描述

3.1 控制系統(tǒng)設(shè)計

立體停車場設(shè)計中，與AGV 技術(shù)的結(jié)合，必須分析停車場預(yù)先設(shè)計的停放面積，并在樓層、單層停放車輛等參數(shù)上，進(jìn)行細(xì)化管理，在落實數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上確定相應(yīng)的系統(tǒng)管理方案，以便針對AGV 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備建設(shè)。在對控制系統(tǒng)進(jìn)行管理的過程中，可使用變量定義的方法完成計算，在錄入基本停放層數(shù)參數(shù)的同時，將單層的停放空間輸入到系統(tǒng)中，并形成具體的陣列分布數(shù)據(jù)，通過矩陣計算的方法，分析停車場拓?fù)鋱D。然后，分別計算每個停車位停放車輛與轉(zhuǎn)出車輛所需消耗的時間，使系統(tǒng)管理的所有數(shù)據(jù)信息得到量化標(biāo)準(zhǔn)的控制。然后對每次AGV 技術(shù)操作的車輛計算起始時間，將有線連接網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限閾值，作為計算運行時速的基本參數(shù)，完成相應(yīng)的pw 參數(shù)計算。

完成變量定義之后，必須對可能發(fā)生的沖突類型進(jìn)行分析，通過對節(jié)點沖突、同向沖突、相向沖突的可能性分析，統(tǒng)計車輛管理過程中可能出現(xiàn)AGV 系統(tǒng)失誤的概率。然后對系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將所有發(fā)生沖突的問題全部抹除，以此保證系統(tǒng)的優(yōu)化。在處理沖突的方案中，可以使用多種計算方法進(jìn)行統(tǒng)計。例如，將車輛出發(fā)時間作為基礎(chǔ)參數(shù)，為車輛進(jìn)行優(yōu)先級歸類，按照優(yōu)先級的順序進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)度，就可以促使低優(yōu)先級的車輛進(jìn)行適時的等待，以此消除沖突問題[3]。又如，在產(chǎn)生沖突數(shù)據(jù)時，可以對優(yōu)先級較低的車輛進(jìn)行路線調(diào)整，采用與沖突節(jié)點不相關(guān)的次級路線。以此，能夠保證任務(wù)權(quán)值不變的條件下，盡可能地利用系統(tǒng)的多線計算能力，同時，保證兩輛車輛的正常停放，達(dá)到提高車輛停放效率的效果。

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)組成

AGV 機(jī)械技術(shù)系統(tǒng)下，車輛在跨層位置之間的移動，是技術(shù)執(zhí)行的難點問題，在對此項內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化管理的過程中，需將立體位移車庫的技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，在提高計算機(jī)系統(tǒng)運算能力的基礎(chǔ)上，增設(shè)多運送端口，并在獨立的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，達(dá)到效率執(zhí)行與成本投入的平衡點。

每一個獨立的車輛移動系統(tǒng)在運行中，都至少有一個空白車位，這一位置可以作為系統(tǒng)移動的中轉(zhuǎn)點，并就此保證可以連續(xù)的執(zhí)行機(jī)械移動調(diào)整。在系統(tǒng)處理沖突數(shù)據(jù)的同時，僅需對機(jī)械結(jié)構(gòu)的執(zhí)行效果作出分析，就能保證任務(wù)落實的有效性，并維護(hù)系統(tǒng)在運輸停放車輛過程中的安全水平。如果立體式車庫系統(tǒng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)中使用抽屜式停放設(shè)計，則必須保證在轉(zhuǎn)移車輛過程中的線路獨立性。這時就需要在相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中收集沖突數(shù)據(jù)計算的參數(shù)信息，并對獨立車道的面積條件進(jìn)行預(yù)估，以此保證車輛轉(zhuǎn)移中垂直路線的不共用性，維持水平結(jié)構(gòu)同時機(jī)械運轉(zhuǎn)的不沖突性。由此特性克制，當(dāng)立體車庫的建筑空間較為寬裕時，可以采用抽屜式的機(jī)械結(jié)果進(jìn)行處理，以提高車輛轉(zhuǎn)移的效率條件。

3.3 電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

控制車庫中AGV 系統(tǒng)進(jìn)行正常機(jī)械移動的，是對應(yīng)配置的電機(jī)設(shè)備。在為車庫配置電機(jī)系統(tǒng)的過程中，必須按照車位數(shù)量、樓層情況、單層停放量、車流量、電機(jī)載荷條件等參數(shù)進(jìn)行設(shè)備選擇。通常情況下，對于電機(jī)設(shè)備的選擇，應(yīng)在每一臺獨立的升降機(jī)中，配置與之相對應(yīng)的電機(jī)機(jī)組，以此保證各種移動的順利執(zhí)行。電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力驅(qū)動的過程中，還應(yīng)為電機(jī)配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，在保證電機(jī)執(zhí)行總控制系統(tǒng)命令的同時，維持設(shè)備的獨立性，并在手動控制的配置中，提高設(shè)備使用過程中的機(jī)動性。

3.4 車輛引導(dǎo)設(shè)計

車輛引導(dǎo)裝置的設(shè)置是AGV 技術(shù)條件下立體車庫的必備設(shè)施，也是發(fā)揮AGV 技術(shù)功能作用的基礎(chǔ)條件。在現(xiàn)有的AGV 技術(shù)系統(tǒng)中，與之相對應(yīng)的車輛引導(dǎo)裝置全部采用二維碼的方式進(jìn)行控制，通過設(shè)置均勻分布的二維碼標(biāo)簽，在AGV 系統(tǒng)的運行線路中完成整齊的排列，并保證其對應(yīng)位置與車輛中心線成直線排列。在AGV 系統(tǒng)中，與引導(dǎo)指示相對應(yīng)的是信號識別系統(tǒng)，在視覺裝置的引導(dǎo)下，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與中央控制系統(tǒng)相連接，保障調(diào)度信息的傳達(dá)，并在智能識別系統(tǒng)功能下，找到與之相對應(yīng)的引導(dǎo)標(biāo)識，完成具體的導(dǎo)航移動功能。

技術(shù)原理上，將二維碼作為引導(dǎo)標(biāo)識的移動機(jī)器人，可以在多個定焦探測器設(shè)備的輔助下，完成二維碼中心點的計算，并針對計算內(nèi)容，分析出車輛與中心點的偏差數(shù)值，通過自動化的調(diào)整，將偏差數(shù)值限制在允許的范圍內(nèi)。同時為了對這一信息進(jìn)行檢驗，中央控制系統(tǒng)中，還是設(shè)置了世界坐標(biāo)偏離提示，在另一條校正系統(tǒng)中，對車輛的位置信息進(jìn)行核對，如果出現(xiàn)位置偏差的問題，也會對車輛作出提示，并達(dá)到糾正偏差的效果。

3.5 執(zhí)行終端設(shè)計

AGV 技術(shù)引導(dǎo)下的立體停車場系統(tǒng)，在技術(shù)條件上設(shè)置了較為開放的空間，保證基本功能設(shè)施的前提下，可以對包括終端系統(tǒng)在內(nèi)的其他配置性功能進(jìn)行替換與更新。以此在維護(hù)基礎(chǔ)服務(wù)條件的同時，可對整體停車場的智能化服務(wù)水平進(jìn)行階段性升級，并將先進(jìn)的技術(shù)條件引導(dǎo)到服務(wù)內(nèi)容中。以車輛提取技術(shù)為例，在中央系統(tǒng)信號識別的過程中，可以針對計算機(jī)技術(shù)，兼容多種技術(shù)條件下的信號形式。所以，無論是電話預(yù)約、網(wǎng)絡(luò)選擇，都可以完成取車預(yù)約服務(wù)。然而，為了保證操作的嚴(yán)謹(jǐn)性，只有在預(yù)約位置出示二維碼信息，進(jìn)行身份的驗證核對，才能完成車輛提取操作。而在AGV 技術(shù)系統(tǒng)中，也只有固定的二維碼信息，才能激活車輛停、取的相應(yīng)位置，然后調(diào)動轉(zhuǎn)移設(shè)備進(jìn)行線路引導(dǎo)與車輛提取操作。另外，在終端設(shè)備中，可以根據(jù)AGV 技術(shù)，形成多個取車線路，供客戶選擇，以此提高智能化系統(tǒng)的服務(wù)水平與質(zhì)量。

4 總結(jié)

綜上所述，自動機(jī)械化AGV 技術(shù)可以在分揀處理的基礎(chǔ)上，提高技術(shù)內(nèi)容的開放性與發(fā)展性，是適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展的重要技術(shù)條件。通過機(jī)械A(chǔ)GV 技術(shù)建立的立體停車場，可以有效地處理當(dāng)前城市中車輛停放空間不足的問題，并使技術(shù)理念的應(yīng)用空間升級。不僅實現(xiàn)了技術(shù)條件的成長，也可為城市空間的建設(shè)提供智能化服務(wù)，助力機(jī)械自動化在城市服務(wù)中的應(yīng)用拓展。