可并行存取的立体停车场智能调度系统

王趾成

（石家庄职业技术学院 实训技术及装备管理中心，河北 石家庄 050081）

现有的立体停车场种类很多，但在车辆存取过程中普遍需要人工干预，不能实现车辆自动存取，也不能并行存取，运行效率较低，不能满足短时间内大批车辆进出的需求.为实现车辆的集中、快速存取，本文针对那些需要在短时间内完成大批车辆集中存取的停车场，如大型文艺场馆、体育比赛场馆、机关事业单位、商务写字楼、高校等，构建一个能够实时感知车辆存取需求、实时感知外界相关信息的物联网，以实现多台车辆并行、垂直升降存取，并试图建立一个高效、安全、平稳运行的立体停车场智能调度系统.

1 可并行存取的立体停车场结构

图1 立体停车场示意图

立体停车场结构如图1所示.图中共建有18个立体停车库，每个停车库从第二层开始，每层设有15个停车位，用来存放两排座小车.第一层是地面行车道，不可停车.立体停车库可以建多层.若18个立体停车库均为11层，每层15个车位，停车位总数为2700个.车库每增加一层，停车位增加270个（立体停车库个数、层数、每层车位数等可根据场地、车流量需求而定）.一般情况下，载车吊箱数＝吊箱升降通道数＝立体停车库数／2.存车时需要借助载车吊箱将车辆从地面提升到停车位高度，取车时也需要借助载车吊箱将车辆从停车位高度降到地面.车辆从地面行车道进入吊箱或从吊箱进入地面行车道，以及车辆从吊箱进入停车位或从停车位进入吊箱，都需要司机开动车辆来完成.

大、中型车辆（3排座及以上）存车时直接开到地下停车场，取车时直接从地下停车场开出，不需要借助吊箱进行升降操作，其他操作都与小车存取相同.

停车场中设N个立体车库，最前一个和最后一个是单个的，中间的N－2个是两两背靠背的，如图2所示.停车场中停车库之间设有9个吊箱升降通道，每个升降通道设一个吊箱，吊箱一次可以载送5辆车.地面15条行车道向上垂直分别对应车库每层上的15个车位，并且被分成左、中、右三段，每段上都有5条行车道垂直对应每层上的5个车位.吊箱能够在左、中、右三段上平移，以分别载送左、中、右三段上的车辆.

图2 立体停车场俯视图

2 可并行存取的立体停车场的物联网结构

在立体车库中的每个停车位、载车吊箱中的每个车位、地面每条行车道的各个路段都安装若干个感知部件.在车辆通道和行人通道安装若干个信号、文字、语音提示设备，通过有线方式将它们连接到服务器上，构成了智能感知物联网的硬件系统.将软件系统安装到服务器上，构成立体停车场并行存取车辆的智能调度系统.物联网服务器的硬件是一台普通高档微型计算机.可并行存取的立体停车场的物联网结构如图3所示.

图3 可并行存取的立体停车场的物联网结构

在图3中，1为IC卡读写器，在每个停车位设置一个，停车位空闲时，IC卡读写器里放有一张IC卡，卡上记录着车位编号信息.当车体安全进入车位时才允许司机将卡取出.此卡是取车及交费的凭证.2为车辆入位识别器，在每个停车位、每个吊箱车位两侧都安装三个红外线对测仪，用来感知车身是否完全进入车位.3为语音和文字提示器，每个停车位设置一个，用来提示司机进行取卡、插卡、行车、交费等活动.4为摄像头，每个停车位设置一个，用来抓拍存车、取车时的照片，用于系统留存.5为地面车辆检测器，每个行车道设置一个，用于感知有无车辆进入（有无存车需求），有车进入时，令后面路段信号灯变红，车辆暂停.6为吊箱升降／平移控制器，每个吊箱设置一个，其功能是接受调度系统发来的命令，控制吊箱升降或平移.7为吊箱门开关控制器，每个吊箱车位设置一个，其功能是接受调度系统发来的命令，按要求控制吊箱前门（或后门）的打开或关闭.8为停车位门控制器，每个停车位设置一个，其功能是接受调度系统发来的命令，控制停车位门的开关.9为收款机IC卡读写器，在电梯口旁和人行道旁设置若干个自动收款机，收款机与IC卡读写器连接，交费时持卡，系统能掌握各个车位的交费情况.10为地面行车信号控制器，在地面行车道的不同路段设有多个信号灯，以指挥车辆行驶.司机持卡可以随时在停车场内任意一个IC卡读写器上刷卡查看存车卡上的信息，如车位情况、交费情况、收费标准等［1］.

3 可并行存取的立体停车场的使用方法

3.1 存车

车辆从地面行车道单向（沿入口至出口的方向）行驶.小型车沿地面行车道行驶，智能调度系统感知到有车开来时，自动将载车吊箱降至地面并打开吊箱门等待车辆开上来，同时交通信号灯发生相应的变化，通过信号灯和字幕提示司机将车身全部移入吊箱.吊箱载满车辆或者虽未载满但已到了规定的等待时限，智能调度系统自动关闭吊箱门；吊箱上升到有空车位的车库层后自动停下，打开吊箱门和对应的停车位门，通过语音和字幕提示司机将车辆行驶到停车位，并取出存车卡（若车身未完全入位，存车卡不能取出）.然后，提示司机及行人通过人行道及电梯到达地面，如图2所示.吊箱上的车辆全部移入停车位后，智能调度系统自动关闭车位门和吊箱门，吊箱降到第二层后停下，等待再次调度.当有大、中型车辆（三排座及以上）驶入时，智能调度系统能够自动识别并在其进入立体停车库对应的地面行车道之前，通过信号灯和文字提示，引导车辆驶入地下停车场.

3.2 持卡交费

司机持卡可随时到电梯口旁或人行道旁的自动收款机处交费.智能调度系统按不同车型的收费标准收取费用.取车时凭卡，若未交费或超过时限取车而又未交足存车费，系统会提示补交存车费，否则，系统不会调度吊箱来接车，停车位的门也不打开，车辆无法取出.

3.3 持卡咨询

司机持卡可在停车位、收款机等任何IC卡读写器处进行刷卡操作，小屏幕上会立即显示出收费标准、已交费情况、正常取车时限、本车停放位置等主要信息；同时还显示存取车辆操作、交费操作以及本立体停车场当前的运行状况，如即时取车请求数量、存车请求数量、车位占用率等动态数据.

3.4 取车

司机通过电梯及人行道到达停车位后，将存车卡插入车位上的IC卡读写器，智能调度系统立即感知其取车请求，提示司机启动发动机等待，系统能够在几秒内将载车吊箱调度到停车位接车.吊箱到达停车位后，自动打开停车位门和吊箱门并提示司机将车辆移入吊箱.系统确认车身安全移入吊箱后，关闭吊箱门和停车位门，吊箱开始下降.系统按电梯调度算法在一次下降过程中，会尽量多地满足同一段内各层的取车请求.例如，某个载车吊箱在某个升降通道的某个段上已经载有三辆车正在下降，如遇到同段下面停车层有取车请求并且载车吊箱上对应的车位空闲时，系统会调度载车吊箱顺路将该车接下.这与电梯的调度过程类似，不同的是需要知道当时对应的载车吊箱上的车位是否空闲.

［1］张建民.传感器与检测技术 ［M］.北京：机械工业出版社，2000：116－171.