立体车库的发展前景及其阻碍

2017-01-28刁瑞兴徐宗刚

科学中国人 2017年12期

关键词：立体车库车库结构设计

刁瑞兴，徐宗刚

1烟台华安智能停车设备制造有限公司；2烟台工程职业技术学院

立体车库的发展前景及其阻碍

刁瑞兴1，徐宗刚2

1烟台华安智能停车设备制造有限公司；2烟台工程职业技术学院

我国社会经济快速发展，私家车的普及，给城市空间带来了巨大的压力。各地方城市相继出现“停车难”问题。立体车库的出现在一定程度上解决这个问题。在我国立体车库还处在初始阶段，在发展推广方面还存在许多阻碍因素。本文对立体车库的发展前景进行阐述，并探究阻碍立体车库发展推广的一些因素，为推动立体车库的发展提供基本的参考。

立体车库；发展前景；阻碍

改革开放以来，我国社会主义市场经济高速发展，人们生活水平得到很大的改善，个人家庭的私家车拥有率也越来越高，随之而来就出现了停车位稀缺，停车难的问题。正是在这样的环境下，立体车库出现了。它是一种多空间立体化的机械自动化仓储设施，能够自动存取车辆。它具有占地面积小，出去仓管理方便快捷、车辆防盗系数高、资源配置灵活等方面的优势。可以一定程度解决停车位稀缺、停车难的问题，缓解汽车停放给城市空间带来的压力，非常值得应用和推广，发展前景不容小觑。但是，立体车库在我国还处在初始阶段，它的发展的步伐受到设计、建造、技术等方面的难题所阻碍。本文对立体车库的发展前景进行阐述，并探究阻碍立体车库发展推广的一些因素，为推动立体车库的发展提供基本的参考。

一、立体车库概述

立体车库是“自动立体停车装置系统”的简称，它是一种能够自动存取车辆的多空间立体化机械自动化仓储设施。立体车库管理系统包含了自动化、计算机、机器人等方面的高科技技术，是一种立体智能的物流储运系统。运用立体车库管理系统，不仅可以安全可靠自动存取车辆，还能对停放车辆相关信息进行系统的管理。根据工作结构的不同，可划分为仓储式、循环式、升降或升降横移式等形式。立体车库具有占地面积小，出去仓管理方便快捷、车辆防盗系数高、资源配置灵活等方面的优势。

二、立体车库的发展前景

随着城市规模的壮大，城市人口车辆也越来越多，“停车难”的问题伴随而来，给人们生活带来极大的困扰和诸多不便，甚至阻碍了城市的发展。为了节约城市有限的资源空间，解决“停车难”的问题，停车场正从平面向立体空间的方向发生改变。国外立体车库的发展较我国要早很多，已经发展了50多年，先后出现了家庭式的双层停车装置；住宅空地搭建的多层升级横移停车装置；城市中心的停车楼、停车塔等这些立体车库的前身。国外对于停车技术方面的研究处于领先的水平。

我国立体车库的发展较晚，至今为止才发展了20来年。在众多的立体车库类型中，以塔式的立体车库应用最多，因为它具有密度高的优势，能容纳较多的车辆，在国内很多宾馆、酒店、办公大楼等商业用楼都能看到它的身影。而在民用的住宅小区中则是以循环式、仓储式、升降式和升降横移式等形式的立体车库应用得比较多。其中循环式、仓储式能够满足人们的个性化需求，而升降式和升降横移式能够自由设置车库的层数和列数，建筑方便，操作简单。

我国现在的停车场还是平面的占据主要的部分，但是平面的停车场有耗费场地面积，汽车容积率不高等方面不符合时代发展需要的缺点，它终将会慢慢地退出历史的舞台，被立体车库所取代。就当前来看，我国立体停车库应用率很低，主要集中在沿海一、二线城市，在内地三、四线城市很少得到应用。立体车库的技术水平，特别是自动化和智能化管理上的技术水平还远远落后于国外发达的国家。综上几点，我国立体车库的发展还处在初始阶段，具有相当可观的发展前景和广阔的发展空间。

三、立体车库发展的阻碍

虽然我们认识到了立体车库发展的前景，但是由于我国的基本国情和技术水平的相对落后，阻碍了立体车库发展前进的脚步。其中又以立体车库的结构设计上的核心技术的阻碍最为严重，它主要表现在结构设计繁复，传动系统高精度、速度要求，控制系统智能化要求等几大方面。

1.结构设计

立体车库结构是一个高冗余度的复杂大型的结构系统。出于对车辆安全和人们生命财产安全的考虑，立体车库结构设计总体要满足牢固可靠的要求。此外，由于立体车库建筑结构的特殊性，除了要具有一般房屋建筑的自重、对抗温度引起的温度应力、抗地震能力、抗风阻力等方面的载荷能力外，它承载方面还要满足很多方面的要求。由于立体车库的承载物车辆是处于流动状态的，车辆的流动时会产生动载荷，还会对立体车库的电机运行和升降设备等产生冲击力和振动；而车辆的流动还会对立体车库的布局产生很大的影响，而布局的不同又会导致内力分布的不同。鉴于这些因素，立体车库的结构设计首先要解决载荷作用模式和工况组合方面的技术难题。除此之外，还有立体车库的高宽比值高带来的框架承受动、静载荷时容易失衡倒塌的问题。简而言之，立体车库结构设计上存在着确定合理失效准则，对结构合理简化和模拟等方面的困难和阻碍。

2.传动系统

升降系统对于立体车库来说是极其重要的部分，它的设计受到了立体车库运行速度、运行精度、可靠程度、框架受力等多方面高要求的限制，使得它的设计相当繁复。电机是整个立体车库的核心，能够为车库的升降系统提供动力，在满足强大的动力的基本要求之外，还要确保载车板升降或横移时的平稳性。提升装置的驱动方式主要分为：液压驱动、螺杆驱动、齿轮驱动等。实际的应用中要根据车库的类型选择不同的驱动方式来改进车库的传动系统，任务尤为繁复而具挑战性。

3.控制系统

随着立体车库智能化、人性化的发展，对立体车库的操控系统的精确度和速度的要求也越来越高。在实现车库智能化方面，目前主要采用PLC控制方法。但是，PLC中的运算速率已渐渐达不到车库智能化对控制芯片的运算速率越来越高的要求。因此，控制系统需要消除PLC目前的运算速率低的这一阻碍。在立体车库车辆存取策略方面，相关的研究少之又少。在节约能耗的前提下，如何才能用时最少、操作最简便的最有效地车辆存取，是立体车库车辆存取策略方面需要集中力量解决的问题。在监控系统的方面，要有能配合立体车库的运行所需的监视和控制管理系统来实现管理上的人车分离。这就依赖于电机的驱动、车位的位置检测、人员及设备的安全检测等自动控制和微电子技术方面的研究与开发。