立体车库的结构优化与智能控制

摘 要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，居民拥有汽车的比例越来越高，立体车库应运而生，并且将随着城市的发展逐渐转变为主流的停车方式。本文主要分析当前立体车库的主要结构、利用现状、立体车库的结构优化和智能控制。

关键词：立体车库;结构优化;智能控制

城市的飞速发展对城市的空间规划提出了越来越高的要求，立体车库是在当前经济条件下，针对汽车保有量飞速增长应运而生的充分利用空间的模式。

1 立体车库的主要类型

立体车库在上世纪80年代引入我国，使用时间不长，但是在国外已经有较长的使用历史。到目前为止，立体车库主要有升降横移式，简易升降式[1]，巷道堆垛式，垂直升降式，平面移动式。

升降横移立体车库是采用载车板升降或者横移来存取车辆。在进行车辆存储时，先将载车板移动到底层，司机将车辆开到载车板上，再通过载车板升降或者平移到目标储位。这种类型的立体车库结构简单，使用方便，价格便宜，是立体车库采用的主要形式之一。简易升降类立体车库结构比较简单，一般分为上下两层。通过升降机或者车库的立体结构存取车辆。这种类型的立体车库结构简单，操作简易，但是储位不多，空间利用率不高[2]。巷道堆垛式立体车库是用巷道堆垛的方式存取车辆。在进行存取车辆时，是使用全自动的堆垛机将车辆移动到目标储位;在取出车辆时也采用同样的方法。这种类型的立体车库成本较高，对技术要求也比较高，比较适用于大型公共场所的停车场使用。垂直升降类型立体车库主要是通过提升机的升降和横移来移动和存储车辆。司机开上载车板，通过提升机提升直目标至储位，并通过平移使汽车掉头，形成最佳的停车状态。这种类型的立体车库结构比较复杂，设计精度要求比较高，占地少，停车多，出车速度快。因此比较适合在城市中心以及车辆聚集点。平面移动式立体车库是一种自动化的大型立体车库，采用在同一层上用搬运器或起重机平面移动车辆，或使载车板平面横移（纵移）实现存取车辆，亦可用搬运器和升降机配合实现多层平面移动存取车辆的机械式停车设备。其特点是容车密度大，存取车辆方便快捷。适宜建在机场、车站、繁华商业中心区、体育馆、办公楼等城市不同区域，是立体车库最理想的形式之一。可建在地下或地上，适用范围广具有车库无需车道，出入口设置方便，停车数目大，容积率高等。

2 立体车库的结构优化与智能控制

2.1 立体车库的结构优化

立体车库类型不同，但是总的来说，包含着载车装置系统，钢结构骨架系统，传动装置系统，安全保护装置系统，电气控制系统[3]。在立体车库的机构中，各个系统都有其特殊的作用，以下主要分析钢结构骨架系统的优化。

在立体车库的钢骨架系统中，最为重要的是骨架的承重能力，而在车库的实际运用中，钢骨架的实际受力情况比较复杂，总的来说包含载车板，车辆升降系统，驱动装置以及各种附件，包含针对风力，地震等外界环境变化带来的重量。另外，这些装置的位置分布也会影响钢骨架的受力分布。在钢结构的优化中，主要也是优化钢骨架的承重能力。

针对钢骨架承重能力的优化主要的目的在于增加立体车库的安全性能以及负载设计，在此基础上选择最为经济的方式建造，降低成本。根据立体车库的实际运载状况，将立体车库的受力分为四种状况：空载，对称满载，非对称满载，最大偏载。根据这四种荷载情况计算钢架的一般承重能力以及承重能力的上下限。通过一定的公式进行计算，即可根据需求选用最为经济的钢材，从而达到优化框架承重能力的结果。

2.2 立体车库的智能控制

立体车库的智能控制主要是通过芯片来达到效果。不同类型的立体车库对芯片的精度和质量有着不同的要求，越是大型的结构复杂的立体车库，对芯片的要求更高。通过不断提升芯片的精度和质量，可以不断的优化立体车库控制的安全性能，控制效果以及控制效率。目前主要使用的芯片是PLC。PLC的應用领域广泛，既可以实现逻辑，顺序的控制，也可以运用与单独设备的控制。PLC的编程方法简单易学，在实际的应用之中非常的方便。但是随着立体车库的面积以及储位的不断增加，PLC在复杂类型的立体车库中的应用也逐渐力不从心，比如垂直升降式立体车库的智能存取中，储位数量大，结构复杂，需求的移动步骤也相对来说比较繁琐，需要非常精准的智能控制系统，PLC存在的明显缺点即运行速度相对滞后就比较突出了，无法匹配其高精准度的需求。这种类型的立体车库就需要应用SDP外扩CPLD，可以很大程度的提升立体车库智能存储的性能以及效果，并为后续的功能扩展提供硬件基础。因此，目前SDP外扩CPLD已经逐渐取代PLC，成为立体车库智能控制系统的主流趋势。立体车库智能控制的另一难题是如何缩短访问时间。传统的立体车库是采用遗传算法或者蚁群算法，凭借经验数据对实际的状态进行调整，计算出车辆的存取路径。在此基础上，融合遗传算法和蚁群算法的CAAA算法可以更加高效的计算出存取车辆的最佳路径，大大的缩短了存储的时间，提升用户体验。CAAA算法弥补了这两种算法在时间以及效率上的缺陷，提升了立体车库的运行效率以及空间利用率。

3 结论

综上所述，随着社会经济的发展，立体车库的市场将会越来越广泛，逐渐成为停车方式的主流。目前的几大主流立体车库类型结构还有很大的空间进行优化。结合立体车库的实际运行环境，通过精确的计算，可以有效的优化立体车库的结构并提升立体车库的智能控制效率和速度，从而不断的提升城市空间的利用率，让人们的生活更加便捷。

参考文献：

[1]徐陶祎，尚东东，司银等.立体车库建筑顶部支撑结构隔震优化控制仿真[J].计算机仿真，2018，v.35（04）：223-226.

[2]李俊江.智能化立体车库存取车优化控制策略探讨[J].技术与市场，2018（01）：164.

[3]冀晓东.智能立体车库取车旋转盘设计研究[J].军民两用技术与产品，2017（16）：83-84.

推荐访问:结构优化 智能控制 立体车库