自动机械停车库

自动机械停车库（精选7篇）

自动机械停车库 第1篇

某工程由A、B两座主楼及裙房组成, 总建筑面积25万m2, 地上16万m2, 地下8万m2, 主要功能为五星级酒店、酒店式公寓、5A级高档写字楼和高档商务休闲会所。整个地下室为停车库及附属用房, 其中自行坡道式车库区1层, 设置停车位249个, 全自动机械式车库区4层, 经设计优化, 可设置1156个停车位 (图1) 。

2机械式立体停车库概念

机械式立体停车库可分为全自动和半自动两种, 全自动机械式停车库是指完全利用机械设备将车辆运送且停放到指定泊位或从指定泊位取出的停车设施, 主要由机械停车设备和运送器组成, 根据机械停车设备类型的不同, 主要包括升降平移式、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直升降式和简易升降式等多种型式。半自动机械式停车库是指停车库内安装有机械停车设备, 并通过驾驶员自行驶入和驶出停放车辆的停车设施, 是介于自行式停车库和全自动机械式停车库之间的一种类型。

3车库选型考虑

某工程地下停车库在前期设计时, 综合考虑整体造价、运行费用、维修费用、社会效益、城市环保等多方面因素, 选定布局合理、节省占地面积、空间利用考虑高、存取车效率高、使用方便、便于管理、形式多样的自动机械式立体停车库, 并根据合理的方案规划, 将半自动机械式立体车库与全自动机械式立体车库进行对比分析, 最终确定车库选型。

4半自动与全自动机械式立体车库对比分析

4.1停车泊位对比分析

根据地下室建筑结构图纸, 采用CAD模块化设计, 按要求将全自动和半自动两种机械式立体车库的停放位置、停车数量、运行路线进行模拟方案分析, 充分利用有限的空间提供更多的停车泊位 (如表1) 。

4.2实用性能对比分析

4.1.1全自动化机械式立体车库的优点

(1) 快捷舒适:使用方便、操作简单, 只需驾驶人员刷卡便可以实现存取车;

(2) 存取车速度快:采用独特的“梳型交换”搬运存取车辆方式, 可靠、安全, 连续存取车平均等候时间约为60秒;

(3) 管理智能化:实现全库机械智能化立体停车库卡式钥匙管理, 计费、监控、检测和身份识别等完全由电脑控制, 节约人员成本, 并便于收费管理;

(4) 安全运行:具有完整的安全系统, 如障碍物确认装置、紧急制动装置、防止突然落下装置、过载保护装置、漏电保护装置、车辆超长及超高检测装置等, 可确保车辆的安全, 也消除了被盗、碰刮、火灾等安全隐患;

(5) 降低成本:存取过程由计算机设备全自动完成, 人员平时无需入库, 地下室平时的通风和照明基本处于关闭状态, 大大降低其费用;

(6) 绿色环保:存取车辆不产生尾气排放, 噪音小;

(7) 维修费用低:设备的主要部件均通过Tu V测试, 使用寿命均为三十年以上, 基本不会出现大的故障, 能满足和主体大楼同时使用, 保养维修费用低。

4.1.1半自动与全自动机械式立体车库对比具有以下不足和缺点

(1) 存取车不方便:

1) 驾驶人员要经过一段弯道和坡道才能到达指定的停车位置;

2) 需由驾驶人员倒车入库, 并且倒车时要找准角度, 对驾驶人员的驾驶技术要求比较高;同时车台板的边缘有一定的坡度, 驾驶人员掌握不好车速将会冲出车台板;

3) 倒车不方便, 要有专人来指挥;

4) 如果车小而存放空间大, 就会造成空间的浪费 (因设计车位的大小最少是按组设计) ;

5) 驾驶人员离开车辆要步行走到电梯出入口;

(2) 存取车时间长:整个存取车过程比全自动慢很多, 大概需要10分钟时间;

(3) 安全性较差:主要是人员和车辆的安全性, 易出现车辆的被盗损坏问题及人车混处、人员混杂所导致的各种纠纷冲突;

(4) 照明、通风和消防要求高:由于驾驶员要将车放入车库内, 故车库内的照明、通风、和消防条件要相当高, 需保证24小时强光照明、通风, 且易造成消防隐患;

(5) 环保性较差:库内噪音大且空气浑浊, 汽车入库的行驶速度一般为20~30公里, 此速度的尾气排放量最大, 尾气在密闭空间对人体的伤害较大;

(6) 后期管理成本高:半自动机械式车库后期需设置大量管理人员 (每个出入口及车库内需设多名保安及管理人员) , 增加成本。

4.3投资建造对比分析

以计划建造1400个车位计, 将半自动升降平移式机械车库 (序号1) 、全自动升降平移式机械车库 (序号2) 两者在投资建造方面进行充分对比分析 (参照海南地区) 。

结论:建造半自动升降平移式机械车库的投资成本大于建造全自动升降平移式机械车库的投资成本。

4.4经济效益对比分析

按实际设置的停车位计算, 每个车位年租金以6000元计, 将全自动升降平移式机械车库 (序号1) 、半自动升降平移式机械车库 (序号2) 两者在后期所产生的经济效益方面进行充分对比分析。

结论:全自动升降平移式机械车库的经济收益远大于半自动升降平移式机械车库的经济收益。

4.5后期运行管理费用对比分析

全自动机械式立体车库在后期管理成本上, 比半自动车库的后期管理成本节约明显。主要节约内容如下:

(1) 因全自动机械车库可实现智能刷卡式管理, 每年可节约大量的管理人员费用;

(2) 因不需强光照明, 每年可节约大量的照明能源费用;

(3) 因无需考虑库内的通风问题, 每年可节约大量的通风能源费用;

(4) 因停车库消防要求低, 每年可节约大量的消防成本费用。

5结语

(1) 全自动机械立体车库的经济性和安全性远好于半自动机械式立体车库。

(2) 全自动升降平移式机械立体车库的综合造价最低, 最大限度的利用了土地, 符合国家倡导的节约土地、实现可持续发展的要求, 在需要大量增加地下车位时, 此类车库是最佳选择。

(3) 全自动升降平移式机械立体车库存取车不需要进入地下室, 使用最为方便, 停车更为安全, 对人体的健康更有利。

(4) 全自动升降平移式机械立体车库符合国家环保政策, 当车库达到使用寿命报废后, 其报废车库的材料大部分可回收实现循环使用。

(5) 根据各方面综合对比分析, 某工程采用全自动升降平移式机械立体车库必将带来良好的经济和社会效益。

摘要：结合某工程自动机械式立体车库的选型, 从停车泊位、实用性能、投资及后期管理费用方面对半自动与全自动机械车库进行了详细的对比分析, 其选型结果最大限度的利用了土地, 符合国家倡导的节约土地、实现可持续发展的要求, 并为工程的投资建设提供了重要的经济参考依据。

关键词：自动机械式立体车库,对比分析,实用性能,投资,后期管理

参考文献

[1]付翠玉, 关景泰;立体车库发展的现状与挑战, 机械设计与制造, 2005。

[2]中国重型机械工业协会, 停车设备管理委员会, 机械式立体停车库[M], 北京, 海洋出版社, 2001。

[3]张秀英, 丁宇华;解决城市停车问题发展城市停车产业[J], 工程建设与设计, 1999, (5) :6-8。

自动机械停车库 第2篇

近些年来我国的城市化进程越来越快, 伴随而来的城市用地的问题也越来越突出, 地上空间日趋拥挤, 与此同时, 我国汽车数量成倍增长, 机动车位紧缺已成为城市交通管理新的问题。为此, 在各种新建建筑中, 建设方都配套建设了地下车库, 通过增加地下空间的面积和高度来提高机动车位。在地下车库中, 机械式立体车库在解决汽车停放问题有许多优势, 现已在很多地方得到了广泛使用。但在机械车库的发展过程中也有火灾的发生, 这就给人们带来巨大的经济财产损失以及对生命安全造成巨大威胁。因此, 地下机械式立体车库设置了很多消防设施, 本文将对机械式立体车库的自动喷水灭火系统设计进行探讨。

1. 机械式立体车库的分类及火灾危险性

目前机械式立体车库大致可分为以下几类:升降横移类、简易升降类、垂直升降类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类。在建筑物内机械式立体车库的使用中, 升降横移类是最典型、市场占有率最高的类型。升降横移式立体车库具有空间占地小、自动化程度高、车辆存取时间短、投资造价低、环保节能等优点。限于地下建筑层高问题, 二层升降横移式立体车库最为常见, 因此本文主要探讨二层升降横移式立体车库的自动喷水灭火系统设计。

二层升降横移式立体车库的平面图及实例图片见图1、图2。

(图片选自《机械式停车库设计图册》)

机械式立体车库具有停车数量大、空间利用率高的优势, 然而, 只要有一辆车发生火灾将殃及整个车库的所有车辆, 造成巨大的经济财产损失, 其后果不堪设想。这其中火灾危险性主要体现在以下几个方面:

1.1 可燃物较多, 火势蔓延快。

汽车库火灾集可燃固体物质A类火灾和B类火灾于一身, 特别是火灾发生时引起油箱破裂, 燃油将很快泄露到临近停车单元, 而机械式立体车库停车密度大, 火灾将很快蔓延并扩大。

1.2 建筑结构为钢结构, 耐火等级低。

目前, 机械式立体车库大多采用钢结构形式, 其主要结构部件也多为钢材。这种材质主要有重量轻、耐腐蚀好、强度高及施工安装方便等优点。但钢材的耐火性能较差, 导热系数大, 在火灾高温环境下, 构件的强度下降的很快, 很容易倒塌破坏, 所以耐火性能差。

1.3 控制线路复杂, 机械化程度高。

机械式立体车库为全自动化操作, 自动化程度高, 控制线路和电气线路多而复杂, 因此除汽车自身引起火灾外, 电路系统也极容易引起火灾。

2. 机械式立体车库自动喷水灭火系统主要设计参数的选定

对于机械式立体车库, 根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB 50067-2014, ) 7.2.1~7.2.4条:机械式立体汽车库应设置自动喷水灭火系统;7.2.6条:机械式立体车库的自动喷水灭火系统喷头布置应设置在汽车库停车位的上方或侧上方, 并应按停车的载车板分层布置, 且应在喷头的上方设置集热板。

根据《自动喷水灭火系统设计规范》 (GB 50084-2001, 2005年版, 以下简称为“喷规”) , 地下机械式立体车库的自动喷水灭火系统火灾危险等级应按中危险Ⅱ级设计, 设计喷水强度为8L/ (min▪m2) , 作用面积为160m2, 灭火时间为1h。

对于机械式立体车库的自动喷水灭火系统设计, 《自动喷水灭火系统设计手册》 (中国建筑工业出版社出版, 黄晓家姜文源主编) 中有说明:立体汽车库自动喷水灭火系统的水力计算, 应按照高架立体仓库水力计算方法进行, 系统分为天花板自动喷水灭火系统和货架 (车架) 内置喷头两部分进行。天花板自动喷水灭火系统的作用面积按中危险Ⅱ级的作用面积和喷水强度进行水量和压力计算;车架内置喷头的计算数量与货架内置喷头的层数有关, 当车架内置喷头数为1层时, 建议货架内置喷头的计算数量为4~8个喷头, 当车架内置喷头层数不小于2层时, 计算喷头数为8~14个, 最高2层货架内置喷头的计算数量分别为7个。设计总流量为天花板喷头设计流量加各层喷头的设计流量之和, 货架内置喷头每个喷头的出流量不宜小于115L/min。

本文探讨的二层机械式立体车库车架内置喷头数的选取, 参考《自动喷水灭火系统设计手册》中关于货架仓库的内置喷头数要求:货架内置喷头的需水量应基于同时喷头动作的最有利水力计算喷头数, 当仅安装一层货架内置喷头时, 计算喷头为6个。因此车架内置喷头的计算数量取6个。再根据“喷规”表5.0.5-5, 货架内置喷头的最低工作压力不应低于0.1MPa及上文提出的车架内置喷头每个喷头的出流量不宜小于115L/min。车架内置喷头应选用流量系数K=115型喷头, 喷头工作压力不应小于0.10MPa。

二层升降横移类机械式立体车库的运行方式为通过机械车位中的载车板的升降和横移功能, 将车辆运送或停放到相应的位置。为保证机械式车库的运行, 在进行自动喷洒灭火系统管道设计时, 最上层喷头常采用直立型喷头布置在每个车辆上方, 车架内置喷头则采用边墙型喷头布置在每车辆前后两端。这样车架内置喷头及管道的位置既不影响下层车位的高度又不会影响取停车时人员的通行。此时, 为满足前文所确定的车架内置喷头的流量系数, 边墙喷头应选取K=115的扩展型边墙喷头。

关于车架内置喷头集热板的设置, 根据美国FM的一项研究结果表明, 喷头动作所需80%以上的热量都来自热对流, 而传递给喷头的对流热量需要热空气流经喷头才能完成。公安部四川消防研究所对集热板的实验证明, 喷头的动作是在烟气层降到集热板下方, 喷头处在热烟气层后才动作。因此, 车架内置喷头上方应设置集热板, 防止上层喷头动作喷水到下层导致下层喷头不能动作, 从而保证内置喷头的反应灵敏度。根据“喷规”7.1.7条:集热板应为正方形或圆形金属板, 其平面面积不宜小于0.12m2, 周围弯边的下沿, 宜与喷头的溅水盘平齐。集热板的安装做法可参考标准图集04S206《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》的相关内容。

3. 机械式立体车库自动喷水灭火系统工程实例

3.1 案例介绍

某综合楼地上17层, 地下3层, 其中地下主要功能为停车库, 每层建筑面积约为5000㎡, 层高为4.5m, 分为2个防火分区。由于建设方用地紧张, 为满足停车位要求, 地下车库采用二层升降横移类机械式立体车库。

3.2 自动喷水灭火系统设计

本工程位于北京市, 由于地下车库未设置采暖系统, 因此选用预作用自动喷水灭火系统:平时预作用阀后管道充满低压空气, 火灾自动报警具有早期报警的监控功能, 能随时发现系统中官网的渗漏和损坏情况, 提高了系统的安全可靠性。

地下车库自动喷水灭火系统火灾危险等级为中危险Ⅱ级, 设计喷水强度为8L/ (min▪m2) , 作用面积为160m2, 灭火时间为1h, 最不利点喷头的工作压力为0.1Mpa。

自动喷水灭火系统设计流量应按最不利点处作用面积内天花板喷头同时喷水的总流量与车架内置6个扩展型边墙喷头的设计流量之和。最不利点配管平面示意图见图3, 其作用面积内喷头同时喷水的总流量为: (qi为最不利点处作用面积内各喷头节点的流量, L/min;n为最不利点处作用面积内的喷头数) 。经计算:作用面积入口处 (9点) 所需压力为0.37MPa, 流量为25.3L/s;最不利点处喷头工作压力为0.1Mpa。车架内置喷头的流量按计算 (K为喷头流量系数;P为喷头工作压力, MPa) , 边墙喷头选取K=115的扩展型边墙喷头。因此车架喷头总流量为:。自动喷水灭火系统设计总流量为。机械式立体车库的自动喷洒管道平面布置图及剖面示意图见图4、图5。

4. 结语

自动机械停车库 第3篇

随着城市停车难问题日益突出,立体车库建造得越来越多,而随着该研究不断深入,其已逐渐向智能化、规模化的方向发展,这使得研究者在设计制造立体车库时要考虑的因素也越来越复杂[1,2]。在当前较为先进的巷道堆垛式立体车库设计方案研究中,由于车库的造价、巷道数、面积、库容量、高度及车库作业效率等特征因素是相互制约的,不可能使它们独立地同时达到最优化。因此,对该类型车库设计中的各种特征因素进行研究分析以期降低成本、提高效率是非常必要的,目前国内外在这方面的研究比较多,但往往侧重于立体车库的某一方面,特别对结构设计优化[3,4]、作业效率中存取车路径规划优化[4,5]的研究比较多,同时也有针对立体车库总体规划的研究[6]。同时由于存取车时间本身是一多目标函数,在求解方法中已有遗传算法的应用研究[7,8]。但对于立体车库综合考虑车辆存取过程中存取车时间、车辆重量及出入库原则等关键因素的分析研究比较少。

本研究在前人研究的基础上,以存取路径耗时最短和车位重心最低为目标,对在某一段时间内出入车库的车辆调度进行优化,求得更趋近实际的特征因素的相互制约关系,为选择合理的设计方案提供参考。

1 存取路径调度策略优化数学模型

1.1 存取车策略分析

影响立体车库存取车的主要因素包括作业效率、重量、存取车当前车流量以及出入库原则等方面,主要是按照“先入先出”原则作为总的指导思想,兼顾作业效率、重力等影响因素,从而在满足存取车要求的同时,更好地提高自动化立体车库的出人库效率。其中单独考虑作业效率因素,目标是通过最短路径的方法,获得最佳存取车路线,从而使堆垛机行走的距离最短,而存取车的时间最少。而从重量影响因素出发,考虑存取方便和安全性因素,较重的车辆应尽量存放在低层的车位上。

1.2 车库结构分析

立体车库平面图示意图如图1所示。堆垛机可以在水平方向上和垂直方向上同时运动。车辆存取的总的平均时间分为4个部分,即车辆沿通道到达巷道的平均时间设为t1,沿高度运送的平均时间设为t2,沿巷道水平运动平均时间t3和小车交换时间设为t0,取车时平均时间与此相同。

1.3 存取车路径优化函数

车位编号优先原则是考虑堆垛机运行效率,如果水平和垂直的运行速度一样,那么根据车辆到达出入库口的堆垛机运行时间,需要计算第[i,j](第i行,第j列)个车位在车库中的坐标值,并设为(Li,Hj),Li,Hj分别表示第[i,j]个车位在车库中的坐标值,则可以得到:

式中:中括号—取整数位数字;L0,H0—单个车位的长度(y方向)和高度(z方向)。

由此可得到,车辆在库容量为m行、n列,存取一次所需要平均时间为tk,且tk=t0+2(t1+t2+t3)。这里假定第[i,j]个车位存取到的次数为nk次,存取n0次所需的总时间设为t,假设一段时间内车库车辆存取n0次的平均存取时间设为tˉ,则:

车辆重量对车辆存取时间也会有较大的影响,在存取的过程中,研究者须考虑某类车辆储存总量所需的库存容量与出入库某类车辆频率的比值,记为Gf,该值越小,出入库频率越高,应该离出入口越近,所给编号也就越小。同时,如果进行车辆存放时,有一些车位已经存放了车辆,虽然某类车出入库频率低,但如果存储量比较大,则把其放在出入口近的车位会使后续进出车辆所用时间更长。根据目前市场上汽车销售保有量和重量进行分类,车库建好后,每天来停车车辆虽然是随机的,但是其中固定的车流车辆的型号是可以做统计分析的。

根据运行作业时间最小原则,车辆存取平均时间tˉ和Gf值的乘积Tg值最小,即:

根据上轻下重的原则,每排车位共有m层n列,设地面层为第1层,离出入口最近的列为第1列,处在第i行,第j列的车辆重量记为Gij,车位分配优化目标是每个托盘上车位的重量与其所在层的乘积Gc值最小,即:

由式(3,4),可得到:

车位分配需要同时考虑车架的稳定性和存取车效率,这是个多目标组合优化问题。

2 算法实现

2.1 基本遗传算法

基本遗传算法(GA)是一个迭代过程,它模仿生物在自然环境中的遗传和进化机理,反复将选择算子、交叉算子和变异算子作用于种群,最终可得到问题的最优解和近似最优解。由染色体编码方法、染色体解码、适应度评价、遗传算子和运行参数等内容组成[9]。

2.2 存取路径优化计算过程

(1)多目标优化问题的单目标简化。本研究利用赋权值的方法把上述多目标问题变成单目标问题,具体方法是将两函数目标分别求车位利用率和车位重心最低的函数,不同类型的车库对其要求不一样,在此为简化问题,赋给权值相等,分别为0.5,则得到:

(2)进行初始分配,假定车位已经停满车辆。即群体规模为N,车位停车数设置为进化代数计数器i,最大值设为M,随机产生n个个体作为初始种群P(i),群体P(i)经过选择、交叉、变异操作后得到下一代的群体P(i+1)。对于P(i+1),P(i)称为父代;而对于P(i),P(i+1)称为子代。终止条件判断。若,则i=i+1,重新开始;否则将当前群体中具有最大适应度的个体作为最优解输出,终止计算。这就是遗传算法核心内容,根据这个思想,车辆存放的车位是否满足最优路径与否的判断条件,研究者任意选取第i行,第j列车位对的重量为Gij,Gf值为Ggij,该车位与第m和第n列车位上车辆的重量Gmn及Gf mn,把两个车位的H值相加,得:

(3)s1可以看作P(i),然后再把第i行,第j列车位与第m第n列车位互换,同时计算求和,得:

s2可以看作P(i+1),本研究把式(7)和式(8)进行比较,如果式(7)大于式(8),则第i行,第j列车位与第m和第n列车位不进行互换;反之,进行互换。

(4)重复步骤(3),直到完成每个车位与其他每个车位进行比较,这样得到一个最优的车辆存取调度分配方案。

3 算例结果分析

对存取车辆的平均时间,以200个车位的车库为例,车位数量可以参照实际情况取值,按从小到大进行车位编号。为使得问题简化,本研究假定取车和存车时间与堆垛机的运行速度以及车库的形状无关,这样车位按照顺序排列成一个矩阵,当堆垛机垂直与水平运行时间相同,则优先考虑水平运动车位,得到编号如下。为了验证算法的可行性,本研究进行了仿真计算,计算中按有关调研数据[10,11],车位的宽、长、高可以分别用5 m、2 m、1.8 m;堆垛机速度选用:水平速度为120 m/min,垂直速度为80 m/min,并代入式(2),可得出车位存取车编号矩阵:

目前市场汽车分类为A00、A0、A、B、C、D、E、S级,字母越靠后代表车的重量等参数数值越大。为计算方便,车辆重量将从0.9 t及以下至2.5 t及以上,分为10类。本研究参照某大型车库出入车情况调研分析统计数据,得出车位Gf值编号,如表1所示。

将有关数据代人式(6～8),利用Matlab仿真软件,目标函数H值仿真计算结果如图2所示。

从仿真计算图2看出:所求的目标函数总值H随着迭代次数的增加而下降,从次数180～200之间,函数值变化基本趋于平衡,认为基本达到收敛。迭代过程中,函数H值开始为1.253 4×106,收敛时,H值为0.833 5×106。

目标函数S是关于车位存取车辆重心的函数,由仿真结果(如图3所示)看出,在迭代过程中车位重心不断下降,且稍微有些波动,原因是使H目标函数要达到最小,目标函数S值可能在迭代时变大。同目标函数H变化对应,在迭代次数180～200之间,函数值变化趋于稳定,可以认为基本达到收敛。仿真计算迭代开始时,该目标函数S值为7.584×106,仿真计算值为5.551 3×106。

经过仿真优化后的Gf值编号矩阵如下所示:

再根据表1的车位Gf与重量及车位号的对应赋值关系,即可得车位优化后的车位存取车顺序的矩阵。

4结束语

(1)在机械式车库设计过程中,为提高作业效率和经济效益,需要考虑的影响因素比较多,车辆存取策略不同,其运行效率影响较大,由于很难就重心要求、频率要求、时间要求给出明确的偏好,演化为单目标求解较为困难。遗传算法具有很好的全局优化能力,研究者可以使用遗传算法需求车辆存取顺序的最优方案。同时该算法的应用加强了全局最优解的逼近能力,收敛平稳,计算效率也得到了提高。综合考虑上述两方面的计算结果,就可以得到车辆存取路径顺序相对合理的方案。

(2)由于利用遗传算法必须将多目标函数归为单一函数求解,本研究为使问题简单化,采取将作业效率和车位重心同等看待的,取权重一致方法,为使求解更准确,将有待后续的进一步探讨研究。

参考文献

[1]徐格宁,高要臣.立体车库钢结构参数化设计分析与绘图方法[J].中国工程机械学报,2007,5(1):5-10.

[2]韩立芳,张明勤,李海清,等.基于TRIZ的新型立体车库创新设计[J].工程设计学报,2008,15(2):86-90.

[3]ROODBERGEN K J,VIS I F A.A survey of literature on automated storage and retrieval systems[J].European Journal of Operational Research,2008,38(1):9-12.

[4]MALMBORG C J.Design optimization models for storage and retrieval systems using rail guided vehicles[J].Ap plied Mathematieal Modeling,2003,27(2):929-941.

[5]华文瀚,田怀文.堆垛式立体车库存取车策略及路径优化问题的分析研究[J].机械设计与制造,2011,17(3):260-262.

[6]徐格宁,程红攻.基于排队论的立体车存取调度原则优化[J].起重运输机械,2008(5):51-55.

[7]李剑锋,段文军,方斌,等.基于改进遗传算法立体车库存取调度优化[J].控制工程,2010,17(5):658-661.

[8]方二喜,陈小平.基于遗传算法的立体车库车位调度研究[J].计算机与数字工程,2007,35(12):43-45.

[9]玄光男,程润伟.遗传算法与工程优化[M].北京:清华大学出版社,2004.

[10]张伟中,蔡本晓,沈军达,等.巷道堆垛式立体车库设计方案参数优化[J].机电工程,2006,23(9):9-12.

自动机械停车库 第4篇

1 兰州市停车总体现状分析

兰州市总面积1.31万平方公里,其中市区面积1 631.6平方公里,建成区面积163平方公里。总人口314万人,预计到2010年兰州市市区人口规模将达到178万人,城市实际居住人口194万,居住用地达到38.27平方公里,占建设用地的24.06%,人均居住用地达到19.73平方米。根据兰州市现状机动车调查结果,目前,兰州市共登记注册机动车超过24万辆,年均增长率超过了12%,其中轿车超过了10万辆,其增长速率达到了28%的惊人速度,预示着兰州市将步入“轿车时代”。在兰州市人民政府修订的《兰州市城市总体规划》中的规划市区范围内,我们对兰州市的停车现状进行了调查分析。兰州市现有停车设施700个左右,停车泊位25 300个左右。而据测算,截至2009年底兰州市需求泊位数超过60 000个标准泊位,显然停车供需的缺口较大。虽然近几年停车泊位也有较大幅度的增长,但仍不及机动车拥有量的增长速度,通过对现状调查数据的分析,可以看出兰州市停车现状存在的问题:

(1)从泊位供应的总量来看,泊位供应尚不能满足停车需求。在城关中心区,现有泊位1万个,而需求约为3.2万个。

(2)社会公共类泊位供应结构不合理,临时路边停车泊位比例大,专门的公共停车泊位规模小。

(3)停车管理较混乱,停车政策法规体系不完善。

(4)机动车违章停车还较为严重,路内停车调查表明,违章率达到了19.6%。违章停车行为会严重干扰停车秩序和动态交通的正常运行。

(5)部分建筑物未按标准配备足够的停车泊位,且泊位挪作他用现象严重。

(6)建筑物配建指标标准偏低。目前,兰州市实行的是1988年建设部、公安部颁布的标准,已不适应兰州现状的要求。

2 机械式立体停车库类型及优势[5]

2.1 机械式立体停车库类型及特点

当前,立体车库主要有以下几种形式:升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。目前最常用的是升降横移式。

2.1.1 升降横移式

升降横移式立体车库采用模块化设计,每单元可设计成两层、三层、四层、五层、地坑式等多种形式,车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场,配置灵活,造价较低。

(1)系统特点:节省占地,配置灵活,建设周期短;价格低,消防、外装修、土建地基等投资少;可采用自动控制,构造简单,安全可靠;存取车迅速,等候时间短;运行平稳,工作噪声低;适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。

(2)安全装置:防坠装置,光电传感器、限位保护器、急停开关等。

2.1.2 巷道堆垛式

巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具,所有车辆均由堆垛机进行存取,因此对堆垛机的技术要求较高,单台堆垛机成本较高,所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。

2.1.3 垂直提升式立体车库

垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理,在提升机的两侧布置车位,一般地面需一个汽车旋转台,可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高(几十米),对设备的安全性,加工安装精度等要求都很高,因此造价较高,但占地却最小。

2.1.4 垂直循环式

系统特点:占地少,两个泊位面积可停6～10辆车;外装修可只加顶棚,消防可利用消防栓;价格低,地基、外装修、消防等投资少,建设周期短;可采用自动控制,运行安全可靠。

2.2 机械式立体车库的优势

立体车库与传统的自然地下车库相比,在许多方面都显示出优越性。首先,机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道,平均一辆车就要占据40平方米的面积,而如果采用双层机械车库,可使地面的使用率提高80%～90%,如果采用地上多层(21层)立体式车库的话,50平方米的土地面积上便可存放40辆车,这可以大大节省有限的土地资源,并节省土地建设开发成本。

立体车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全,人在车库内或车不停准位置,由电子控制的整个设备便不会运转。应该说,机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。

在地下车库中采用机械存车,还可以免除采暖通风设施,因此,运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。立体车库一般不做成套系统,而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势,在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件可有效地解决城市乱停乱放的问题。

3 兰州市重点区域机械式立体停车库实施规划

3.1 实施规划目标

充分节约宝贵的城市土地资源,提高城市空间利用率,推动城市停车科技产业的发展,加快城市停车设施的建设,有效缓解城市停车难问题,改善城市交通秩序及城市环境质量。

3.2 现状调查

为了正确、深入地了解兰州市区目前停车库现状,找出机械停车产业发展中存在的问题及制约因素,以便制定出科学合理、可操作性强的近期实施规划方案,并提出机械式立体停车库建设与发展的相关建议,有必要对研究范围内的机械式立体停车库现状进行详细的调查。经过详细调查,清华大学交通研究所及兰州交通大学相关研究人员陆化普等研究了兰州市总体停车需求分布[4],绘制出由不同颜色代表的需求泊位密度图,如图1所示。

3.3 兰州市重点区域机械式立体停车库详细实施规划

对于机械式立体车库的建设首先是它的选址问题,立体车库选址主要是考虑充分利用已有或即将建设的建筑设施,对其进行改造,如大楼地下室、人防工程等;毗邻主干道与主要商业繁华区接壤,便于充分利用资源优势,缓解区域道路交通压力;结合居民社区分布,构成车库白天与夜间的综合运用模式,充分发挥立体车库服务于社会的价值;便于利用已有的水、电设施,降低成本,节约投资,缩短建设周期。本次规划拟定兰州市重点区域近期规划建设机械式立体车库24个,泊位数4 600个,兰州市重点区域各区规划点位数如表1所示。

3.4 建设规划周期

根据选型优化的原则,近期规划的24个点位中,确定21个为升降横移式立体停车库、2个巷道堆垛式立体停车库和1个垂直升降式立体停车库。可规划分3年完成各规划点位的建设,拟定在第一年(2009)年修建9个立体停车库,停车泊位数可达1 800个以上;第二年(2010年)修建8个,停车泊位数可达1 400个以上;第三年(2011年)修建7个,停车泊位数可到1 450个以上。这样可以大幅度地调整停车特征比例,使兰州市停车难的问题在解决了眼前利益的同时,更有利于可持续发展战略。以下为近期兰州市重点区域实施规划修建立体停车库情况,如表2所示。

4 兰州市重点区域实施规划修建立体停车库的操作方法

机械式立体停车库规划必须符合城市交通发展战略、城市交通规划和公共停车场规划的要求,规划点位的布局应与城市风貌、历史文化传统相适应,满足社会经济、土地开发利用、道路交通条件和环境保护等多目标的要求。我们认为在兰州市对立体车库的建设,应该采取“谁投资,谁收益,政府监管,服务社会”的社会公共资源项目开发思路,对投资主体应该根据兰州市政府招商引资优惠政策对待,鼓励外资。投资主体可以是法人单位,也可以以个人为单位,在具体操作中,政府可以给予资金支持,比如免息贷款、低息贷款等优惠政策。借鉴城市建设招商引资的成功经验,结合立体车库的显著特点,我们认为在兰州市近期建设立体仓库是可行的、且可操作的。

5 结束语

当前,兰州市的机械式立体停车库发展较为缓慢,还需要相关部门相应的引导及政策支持,因此,相关部门应注重停车专项研究,制定相关政策,并积极多渠道筹措停车场建设专项资金,加强政策扶持,为兰州市大力发展机械式立体停车库提供健康有序的环境。

摘要：随着经济的快速发展,停车难成为城市发展中一个亟待解决的问题,机械式立体停车库是城市停车场的一种形式,具有占地面积小、空间利用率高等优势,在当前城市用地资源日趋紧张的情况下,从城市交通总体角度规划一定数量的公共类机械式立体停车库,缓解城市交通压力。文章以兰州市重点区域为例,分析了城市机械式立体停车库应用规划研究,并对兰州市重点区域进行了具体规划,以推动停车科技产业发展,可有效缓解兰州市停车难现状。

关键词：交通管理,机械式立体停车库,规划研究

参考文献

[1]王瑞萍,吕斌,等.浅谈城市公共交通存在的问题及建议[J].交通与安全,2005(165):154-157.

[2]吴华瑞,钱勇生.兰州市城市道路交通发展规划研究[J].兰州铁道学院学报,2001(2):12-15.

[3]广晓平,马昌喜,汪海龙.河谷型城市道路交通研究[J].城市道路与防洪,2006(6):10-12.

[4]清华大学交通研究所,兰州交通大学,等.兰州市综合交通规划[Z].2002:77-96.

[5]任伯淼,余诚,等.机械式立体停车库[M].北京:海洋出版社,2001:113-178.

[6]王辉,曹麻茹.机械式立体停车库在长沙的应用探讨[J].中外建筑,2008(3):108-109.

自动机械停车库 第5篇

垂直升降平台在机械立体停车库及其它升降机械中有非常广泛的应用,对于比较小的升降平台一般采用单点悬吊驱动方式,最常见的应用实例是电梯,由于是单点驱动,不存在同步问题,所以,一般采用钢丝绳悬吊驱动方式。对于水平分布范围比较大的升降平台,像桶式机械立体停车库的垂直升降平台,水平跨度达到10米以上,并且在存取车过程中车辆要在平台上水平移动,会产生很大的偏载,要消除偏载对升降平台的影响,必须采用多点悬吊驱动方式。为了提高平台的稳定性,悬吊驱动点应尽可能分布在平台的最外侧,根据平台的水平布局,悬吊驱动点不少于3个[1]。在采用多点驱动方式时,为了保持平台水平,各驱动点要保持同步升降,尤其是驱动点数大于3个时,升降驱动系统与刚性平台之间产生过定位现象,对各驱动点的同步要求更高,否则,将使机械效率大幅降低甚至造成平台或驱动系统的机械破坏。本文针对桶式机械立体停车库升降平台悬吊点布局、同步驱动方式的设计及动力需求的计算方法等进行了较为详细的论述,主要涉及升降平台悬吊点数量的选择、悬吊点布置方式、配重系统设计、升降驱动系统设计等内容。

2 桶式机械立体停车库结构

如图1所示,整个车库呈桶形结构,升降旋转平台位于车库中心,各车位呈辐射状分布在升降旋转平台的周围,升降平台在下边,只作升降运动,旋转平台位于升降平台之上,可作360度回转运动,同时跟随升降平台作升降运动。通过平台的升降和旋转实现与各车位的对接,完成车辆的存入和取出。整个车库全部建于地下,在直径20米的圆形场地内,最多可容纳120辆车,容车密度高,存取速度快,制造成本低,基本不占地面空间,不影响地面设施布局及绿化,为目前最先进的机械立体停车技术。

3 升降平台悬吊方式设计

桶式机械立体停车库的升降平台属于大型三维立体结构架,根据三点确定一个平面的原理,对升降平台的固定点不能少于三个,但如果固定点多于三个,则这些固定点必须保持特定的空间位置关系,否则,会产生过定位使升降平台产生机械变形。但考虑到机械结构布局、传动机构设计方便等因素,有时也会采用三点以上固定点设计方案。因为升降平台水平跨度较大,为了使升降平台有足够的刚度,平台的结构件都比较笨重,整个升降平台自重就达到8吨以上,加上存取车时汽车动载荷,整个升降系统最大重量可达10吨。为了尽可能降低驱动系统提升的功率,必须增加配重系统,为了保证升降平台始终处于水平状态,所有悬吊点升降必须保持严格的同步关系[2]。下面就升降平台设计的具体要求和实现方法作详细论述。

3.1 升降平台悬吊点数量选取及布局设计

桶式机械立体停车库在水平面上投影为圆形结构,四周为停车平台,中间为升降旋转平台,由于车库深度一般在10米以上,升降平台最适宜的固定方式为垂直悬吊,为了不与旋转平台的回转运动相干涉,各个悬吊点到车库中心点的距离应大于旋转平台的旋转半径[3],同时,悬吊点越靠外,升降平台的稳定性越好。升降平台支撑臂的数量一般在3-8之间选取,与悬吊点数量相同。升降平台支撑臂最外端沿垂直的导轨上下运动,限制了升降平台XY水平移动自由度和绕垂直轴Z轴旋转自由度,升降平台还有三个自由度,根据三点确定一个平面的原理,对升降平台的固定点最好为三个,如果固定点多于三个,则这些固定点必须保持特定的空间位置关系,否则,会产生过定位使升降平台产生机械变形[4]。但考虑到机械结构布局、传动机构设计方便等因素,实际应用系统会采用三点以上悬吊点设计方案,一般悬吊点数量以3-4个为宜。具体平面布置请见图2和图3。

3.2 悬吊点驱动方式与配重系统设计

升降平台的驱动方式直接关系到升降平台动力消耗、运行安全性和稳定性。比较常用的驱动方式为以曳引机为动力的钢丝绳驱动方式和以普通电机、减速机为动力的链条驱动方式。以曳引机为动力的钢丝绳驱动方式在电梯中应用十分普遍,这种方式结构紧凑,可与配重系统相结合,节省安装空间。但曳引机与钢丝绳之间存在相对滑动的可能,无法保证固定的传动比。大跨度升降平台采用多点悬吊方式,升降时各个悬吊点必须保持严格的同步关系,所以,钢丝绳驱动方式不适合在多点同步驱动中使用。以减速机为动力的链条驱动方式,可保证固定的传动比,通过同步机械传动,能够实现多点同步驱动,为首选方案。为了保证升降平台的安全运行,每个悬吊点最后一级减速机应选用具有自锁功能的涡轮蜗杆减速机,且减速比应大于1:40,以保证自锁功能的可靠性。(详见图4)

配重系统是升降平台必不可少的安全系统,升降平台属于垂直升降机构,如果驱动链条发生断裂将导致设备严重损坏或造成人身伤亡事故,为了提高设备的安全性,有必要加入独立的配重平衡系统,用配重抵消平台的重量,使得升降平台在任何位置都基本处于稳定状态。另一方面,配重系统可以大大降低升降平台驱动系统所需功率,具有节能的效果。独立配重系统应在每一个悬吊点布置一套,多个悬吊点配重重量应当一致。配重与升降平台悬吊点之间采用钢丝绳连接,钢丝绳绕过位于车库最顶端的定滑轮,两端分别与升降平台悬吊点和配重相连。(详见图4)。配重重量的选择应按下式计算:

其中:

GP:配重总重量

Gt:升降平台自重

Gl:升降平台所承载的负载重量

按式(1)计算出的配重总重量可使平台驱动系统所需功率最小,达到经济运行的目的[5]。

3.3 多点同步驱动系统设计

为了保证各个悬吊点同步升降,升降平台的驱动方式可采用两种方式。一种方式是各个点采用同一个动力源,然后通过动力分配器将动力平均分配到各个悬吊点的驱动机构。另一种方式是每个点设有一套动力,然后通过机械同步机构强制各个点的运动实现同步,但这样会降低机械效率,一般不建议采用。

如图5所示四点同步驱动系统,中间为驱动电机和减速机,通过一个大的伞齿轮将动力同步传递到与四个驱动轴相连的小齿轮上,四个驱动轴将动力分别传递到四个悬吊点的驱动装置中。由于四个悬吊点的驱动系统具有相同的传动比,可使各个悬吊点驱动装置保持严格的同步关系。当驱动点多于三个时,由于产生了过定位,会使机械效率下降,但带来的好处是传动系统具有了冗余,当一个悬吊点的传动机构出现问题时,可暂时拆掉,用其余三个悬吊点驱动维持升降平台运行,增加了设备的可靠性。

驱动系统的动力需求可根据升降平台的运行速度、平台自重及负载的重量计算得出,具体计算公式如下:

其中:

Nt:所需电机驱动总功率

Gt:升降平台自重

GP:配重总重量

Gl:负载重量(汽车重量)

V:平台升降速度

K:动载系数,一般取1.1-1.2

η:整个传动系统效率,三点驱动,η取0.8～0.9,四点驱动,η取0.3～0.5,多于四点驱动,η取0.2～0.3。

从上式(2)可以看出,平台升降所需功率与平台经配重抵销后的重量与负载重量之和成正比,与平台运行速度成正比,并且与传动系统效率成反比。平台运行速度与车库存取车速度紧密相关,需要服从功能需要,不好改变,其余因素可以通过合理设计和调整使其达到最优[6]。平台有空载运行和带负载运行两种工况,为了使两种工况的总负载最小,最合理的配重应按式(1)计算,这样,不管平台空载运行,还是满载运行,升降平台的总负载不超过平台额定载重量的二分之一。平台传动系统的效率与驱动点的数量密切相关,三点驱动效率最高,超过三点后因存在过定位使传动效率明显下降,四点以上驱动方式机械效率急剧下降,不推荐使用。

4 结束语

本文针对地下桶式机械立体停车库所用升降平台的特殊性,阐述了大跨度升降平台悬吊和同步驱动系统设计的方法和注意事项。实际应用表明,本文给出的设计方案和实现方法能够满足桶式机械立体停车库的设计要求,具有实用性,也可为类似机械立体停车库系统结构设计提供参考。

参考文献

[1]刘占阳.一种机械立体停车库:中国,200420117135.8[P].2006-01-25.

[2]刘占阳.一种同步驱动的多点悬吊垂直升降平台:中国,200910227883.9[P].2010-07-28.

[3]刘卫国,崔敏,魏绍亮等.机械式立体停车库升降传动轴的设计与分析[J].起重运输机械,2012,(12):83-85.

[4]刘美莲,滕旭辉.升降横移式立体停车库的PLC控制[J].起重运输机械.2009,(6):15-18.

[5]秦冲.基于PLC升降横移式立体停车库控制系统的设计[J].中国新技术新产品,2012,(2):116.

全自动机动车库防火设计 第6篇

伴随着社会经济的不断进步与发展以及人民生活水平的显著提高,越来越多的人拥有自己的家庭轿车。导致了城市机动车无论是数量还是类型与之前相比都发生了较大变化,出现了城市机动车数量急剧膨胀而城市用地日渐减少,停车需求难以满足的局面。使原本已经很落后的城市基础设施不能适用,加上对静态交通的认识不足,停车设施的建设远远不能满足需要,致使停车问题日益尖锐。不仅停车困难,由于占用道路停车,使已经拥堵的城市动态交通进一步恶化,严重影响了城市居民的出行交通和生活质量。

停车问题越来越显其社会性与公众性,停车功能也已成为很多建筑物必备的基本功能,停车设计也是建筑设计中大量涉及的基本设计问题。而引入机械式机动车库是解决这个静态交通困局的一种主要手段,机械式机动车库是近年来新发展起来的一种利用机械设备提高单位面积停车数量的停车形式。机械式机动车库的应用很大程度上缓解了停车难的问题。因此,机械式立体车库的快速发展是今后静态交通改革的主要方向。

1 全自动机动车库的含义及防火设计的必要性、特殊性

全自动机动车库是一种室内无车道,且平时无人员进出的一种特殊的机械式机动车库。这类机动车库规模大,停车数量多,车辆进出靠机械传送。此类车库一旦发生火灾,不仅车辆疏散难度很大,而且灭火难度也很大。有必要通过对车辆数、防火分隔措施及消防设施设置等的规定来减少和防止火灾对汽车的危害,保障社会主义经济建设的顺利进行和人民生命财产的安全。

GB 50067—2014汽车库、修车库、停车场设计防火规范5.1.1条从机动车库消防安全的有关要求及防火分区在使用上的经济合理性出发,为适应汽车库建设的要求规定了汽车库防火分区的最大允许建筑面积。规范规定一二级耐火等级的地下机动车库一个防火分区的最大允许建筑面积为2 000 m2,设置自动灭火系统时,一个防火分区的最大允许建筑面积可增加到4 000 m2。一般一辆汽车的停车面积约为30 m2~40 m2,根据这一停车面积计算,一个防火分区内最多停车数为100辆左右。而这样的防火分区面积及停车指标对于室内无车道且无平时人员停留的全自动机动车库的建设和运行产生了较大影响。下面通过实际工程案例对机械式全自动机动车库防火设计的特殊性进行了反思。

2 临县农机花园住宅小区地下车库防火设计反思

2013年受山西六建集团有限公司委托,承接了临县农机花园住宅小区地下机动车库设计项目,该项目为地下1层机械式全自动机动车库,总建筑面积为4 547.42 m2,停车总数为220辆,车库建筑规模按停车当量数划分属于中型机动车库;车库防火分类按停车(车位)数量和总建筑面积划分属于Ⅱ类汽车库。

2.1 全自动机动车库的被动防火措施的设置要点

对于此类室内无车道且平时无人员停留的全自动机动车库的防火分隔,GB 50067—2014汽车库、修车库、停车场设计防火规范5.1.1条条文说明中明确了此类机动车库不应以防火分区的最大允许建筑面积为指标进行防火分隔,而应以停车数量为指标的防火分区划分原则进行防火分隔。经调研发现,以防火分区的最大允许建筑面积为指标进行防火分隔,一个防火分区内的最大停车数量为50辆,这一规定对全自动机动车库的建设和运行产生了如下影响:

1)影响运行效率。一个全自动机动车库如果防火分区过多,必然会使汽车库内运载车辆的机械装置得不到有效的行程空间而影响运行速度。

2)增加建设成本。一个全自动机动车库如果防火分区过多,会增加防火墙或防火卷帘的设置数量,从而大大增加了建设成本。同时,防火分区过小也会造成更多地采用搬运设备和控制设备,增加设备成本。

3)结构难以优化。全自动机动车库的最大优点是根据总体布局需要,结合机械停车设备的技术要求与合理的柱网关系设计出既能最大量地提供停车泊位,又能保证运行效率的机动车库,但如果防火分区过小,将会使设计方案难以优化,使有限的土地资源不能有效利用,造成资源浪费。

2003年—2007年间,中国科学研究院建筑防火研究所、清华大学公共安全研究中心、中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室等科研单位,对全自动机动车库进行了一系列的理论及实验研究。通过实验获得了地下全自动机动车库内火灾的发展与蔓延特性、温度场的变化趋势、烟气流动及烟气浓度变化规律等,实验研究结论如下:

1)车体的密封性对车厢内着火的火灾有着非常重要的影响,在车窗关闭的情况下,由车厢燃起的火灾实验均出现了因供氧不足而自动熄灭的情况。

2)汽车发生火灾时,车内最高温度可达1 000℃左右。

3)全自动机动车库结构对防止火灾蔓延有如下表现:a.由于全自动车库无需预留驾驶人员上下车的空间,一个停车单元内每个停车位最小宽度为车宽+0.15 m,相邻汽车间横向距离较小,火灾初期即发生辐射蔓延,在消防救援展开之前(按15 min计),整个停车单元的车辆均有可能被引燃。因此,必须限制每个停车单元的停车数量。b.实验表明,汽车火灾产生的火焰会贴壁上卷,但因为着火部位一般距楼板边缘有一定距离且停车单元间采用了耐火极限不低于2.00 h的防火隔墙和耐火极限不低于1.00 h的不燃性楼板,故卷至上层的火焰温度在很大程度上得到削减。即使自动灭火系统失效,在消防队员到来之前(按15 min计),火灾也很难在上下相邻单元之间蔓延。c.由于相对单元间被一定宽度的运车巷道隔开,相对单元接受到的辐射热通量远小于临界辐射热通量,故不会被辐射引燃。实验中曾出现过飞火及物件爆裂的情况,但由于每个单元净高(车高+微升微降高度+0.05 m,且不小于1.60 m)较低,影响范围较小。所以,全自动机动车库内发生火灾时,火灾在相对单元间蔓延的可能性非常小。d.汽车火灾的大部分情况是线路短路引起的自燃,且多在组件杂乱的发动机舱内发生,由于发动机舱直接连通大气,供氧充足,可燃物多,由发动机舱开始蔓延的火势发展及蔓延非常快。e.引燃的实验结果显示,车厢内遗留烟头引起的火灾发展极其缓慢,自熄的可能性很大。

基于实验研究结论,室内无车道且平时无人员停留的全自动机动车库,当采用耐火极限不低于2.00 h的防火隔墙和耐火极限不低于1.00 h的不燃性楼板分隔成多个停车单元,且每个停车单元内的停车数量不大于3辆时,单个防火分区的最大停车数量为300辆。这样才能在保证消防安全的基础上,与我国全自动机动车库行业的发展相适应。

2.2 全自动机动车库的主动防火措施的设置要点

全自动机动车库应设置自动灭火系统、火灾自动报警系统、排烟设施等消防设施。

自动灭火系统应设置自动喷水灭火系统。根据调查,设置自动喷水灭火系统是及时扑灭火灾、防止火灾蔓延扩大、减少财产损失的有效措施。在进行自动喷水灭火系统设计时,火灾危险等级按中危险级Ⅱ级确定。自动喷水灭火系统应选用快速响应喷头,尚应按停车的载车板分层布置。这是根据这类汽车库自身的特点,规模大、停车数量多,车辆进出靠机械传送,此类车库一旦发生火灾,疏散和灭火救援极为困难,易造成重大财产损失,必须依靠自动喷水灭火系统将初期火灾进行有效控制。全自动机动车库的停车位既固定又是上下左右前后移动的,而且由于有多层载车板,故车库整体层高较高,为确保全自动机动车库自动喷水灭火系统有效灭火,喷头应按载车板分层布置,并应设置在停车位的上方或侧上方,确保汽车停放部位位于喷头的直接保护下部,及时扑灭初期火灾。

由于全自动机动车库内平时无人员存在,起火不易发现,所以一旦发生火灾极可能导致重大财产损失,为早期发现和通报火灾,并及时采取有效措施控制和扑救火灾,全自动机动车库内应设置火灾自动报警系统。但由于汽车库内通风不良,又受车辆尾气的影响,不少安装了烟感报警的设备经常发生故障。因此,在平时无人滞留,且不适合安装感烟火灾探测器,但发生火灾时需要及时报警的场所,宜选择点型感温火灾探测器,且应根据使用场所的典型应用温度和最高应用温度选择适当类别的感温火灾探测器。为确保火灾报警和灭火设施的正常运行,设置火灾自动报警系统和自动灭火系统的汽车库应设置消防控制室,并应有专人值班管理。

地下全自动机动车库由于防火分区的防火墙分隔和楼层的楼板分隔,且车辆进出靠机械传送,无直接通向室外的汽车疏散出口,该类汽车库一旦发生火灾,会产生大量的烟气,而且有些烟气含有一定的毒性,不能迅速排出室外,给消防队员进入地下扑救带来困难。因此,该类规模较大的地下汽车库应设有独立的机械排烟系统,能及时有效地将烟气排出室外,为扑救火灾创造有利的条件。在进行机械排烟系统的设计时,应划分防烟分区,防烟分区的建筑面积不宜大于2 000 m2,且防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区可采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于0.5 m的梁划分。每个防烟分区应设置排烟口,排烟口应设置在顶棚。排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应大于30 m。排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机,由于地下车库火灾时产生的高温散发条件较差,所以国家标准规范规定排烟风机应保证280℃时能连续工作30 min。在穿过不同防火分区的排烟支管上应设置烟气温度大于280℃时能自动关闭的排烟防火阀,排烟防火阀应连锁关闭相应的排烟风机。又由于该类地下机动车库处于封闭的环境中,无自然进风条件,因此国家标准规范规定该类机动车库内的防烟分区在设置排烟系统的同时应增设补风系统,且补风量不宜小于排烟量的50%。在设计中,应尽量做到送风口在下,排烟口在上,这样能使火灾时产生的浓烟和热气顺利排出。

2.3 全自动机动车库的检修及灭火救援设施的设置要点

考虑到全自动机动车库内平时除检修人员以外,没有其他人员进入,因此国家标准规范规定此类汽车库可不设置人员安全出口,但考虑到检修及在火灾情况下,检修人员及消防救援人员仍需进入车库进行检修及灭火,因此应按规范规定设置供检修及灭火救援用的楼梯间,每个停车单元间还应留有一定宽度的检修及灭火救援通道,并在检修及灭火救援通道、楼梯间设置相应的室内消火栓。

3 结语

面临城市静态交通困局,作为一名建筑设计人员,不得不紧跟时代步伐,面对现实、着眼未来,不断地提高自身业务水平,在保障人民生命财产安全的前提下缓解当前城市面临的静态交通困局。

摘要：针对城市静态交通的现状,阐述了全自动机动车库防火设计的必要性和特殊性,并结合实际工程案例,对机械式全自动机动车库的防火设计进行了介绍,在保障人民生命财产安全的前提下,缓解了城市静态交通的困局。

关键词：全自动机动车库,静态交通,防火设计

参考文献

[1]GB 50016—2014,建筑设计防火规范[S].

[2]GB 50067—2014,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].

国外汽车自动停车系统的介绍与分析 第7篇

近年来,随着我国经济的高速增长,汽车工业发展迅速,私人购车的比重和档次在不断提高。据有关资料统计,截止到2007年6月,全国私家汽车的保有量接近3300万辆,私家汽车拥有量年增长率已超过20%,而城市道路平均增长速度仅2%～3%。由于城市汽车拥有量和交通量的增长远远超过交通基础设施的增长速度,很多大中城市不仅出现了道路上交通的严重堵塞,而且占用道路停车和占用居住区绿地停车的现象越来越严重,从而进一步加剧了交通的拥挤,破坏了城市的居住环境[1]。

城市停车不但要占用相当规模的土地和空间,而且停车空间的分布和集中程度与城市土地级差收益的等级划分情况是一致的。这就是说,城市中土地价值最高的地区也正是停车需求量最高的地区,因而使停车空间的扩展相当困难,需要付出很高的代价。

我们知道停车都需要一定的回转面积,所以停车场必然要留出较大的面积用作汽车的回转面积,这也就减少了宝贵的实际停车面积,因此减少汽车的回转面积也就等于增加了停车面积。同时,停车时间的缩短则可提高停车场出入口的吞吐量,减缓停车场的拥堵程度,提高停车场的利用率。

对汽车的驾驶操作需要同时操作汽车的方向盘、刹车、油门以实现对汽车的行驶方向、角度和速度的控制,还需要实时观测周边行人、车辆和障碍物的情况,这对于非熟练的驾驶员而言操作困难。常言道“开车不难停车难”,初学开车的司机多半都不善于停车和倒库。尤其在大城市里停车的时候,由于停车位置狭小、切入角度不合适等原因需要前后反复操作几次,这就极可能造成停车场交通阻塞。

因此以减少汽车回转空间和简单迅速停车为目的的汽车自动停车技术是眼下热门的研究课题。本文简单介绍国外在自动停车技术方面的研究成果,分析自动停车系统的结构和应用范围,以供相关技术人员学习和探讨。

二、国外自动停车技术发展概况

随着汽车技术的高速发展和智能交通系统(ITS)研究的兴起,国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门。自动停车技术作为智能汽车的一个部分,目前国外已有一定的研究成果。

早在1992年,德国大众(Volkswagen)公司就曾经在一部概念车上展示过远程自动停车技术,当时是用一个放在行李箱里类似PC的计算机进行自动停车控制。在2006年巴黎汽车展上,Volkswagen又展出了一款Touran汽车,这款车上配置了名为“Park Assist”的自动停车系统。驾驶员利用车载导航系统选择一个泊车位,然后选择正确的档位,接着下车并按下遥控器上的按键,安装在车门后视镜和前后保险杠上的摄像头可以指引车辆进入车位。

2005年5月瑞士沃尔沃(Volvo)开发出新型带自动停车系统的汽车,该车实现在交通拥挤的地方“倒车入库”泊车问题。新研制出的试验用车采用了沃尔沃S 60系列轿车,车上安装了自动变速箱、电子驾驶装置和一套先进微控制系统。由电子驾驶装置中的4个超频传感器自动感应周边障碍物情况,以及查找停车空间。当发现有足够的停车空间时,传感器就会发出相应的信号给司机,然后由自动停车系统来完成的整个停车程序。

2006年德国宝马(BMW)发布了一个名为“BMW Remote Park Assist”的远程停车系统。该系统先在挡风玻璃上安装一个摄像头,在车库的后墙上帖上一个名为“Lenticular Reflector”的反射镜,它提供汽车到车库后墙的距离和角度,以确定汽车的位置。司机将汽车停在车库门口,下车,然后按下遥控器的自动停车按钮,汽车就完全自动地进入车库。

在日本,2000年日本东芝提出了一个名为“停车支援系统”[3]的自动停车系统。该系统能自动计算从停车场入口处到达停车位置的理想行车路径,通过语音和画面引导司机的停车操作顺序。驾驶员不看窗外仅遵从指示操作就能实现停车入库。该系统由GPS导航系统、车载导航系统,智能停车场管理系统等子系统组成,建设成本比较高,相对而言自动化程度也较高,比较适合于智能化的停车场。

2003年日本丰田汽车(TOYOTA)在其发售的PRIUS上装置了名为“Intelligent Parking Assist”的智能停车系统,该系统由周围的安全确认和刹车操作进行速度调整,不进行方向盘操作而帮助进入车库功能。2005年追加了处理倒车照相机的图像来认识停车场的白线,从而设定目标停车位置的「停车范围认识功能」。

2006年9月日本本田(HONDA)公司宣布开发了利用自动方向盘操作和语音向导帮助纵队停车及车库进入的新技术“Smart Parking Assist System”。在该新系统中,首先使车辆停在与停车位白线成直角的位置,按方向盘右侧的操纵开关。其次,方向盘自动转动开始前进,确认周围的安全状况,同时自行刹车进行速度调整。一旦车到达倒车开始最合适的位置,遵从发出的语音停止命令停车。此后按照语音,一边确定方向盘的角度一边倒退到适当位置,完成进库。[5]

除此之外,世界各大汽车厂商仍在不停推出新的带有自动倒车功能或类似的自动停车系统,也就是说这项技术仍在蓬勃的发展中,并逐步趋于成熟,开始走入人们的日常生活中,它将为有车族带来极大的便利,也具有极大的发展空间。

三、自动停车系统组成结构

纵观以上各自动停车系统,按照信息的“输入-处理-输出”三段式分析,自动停车系统由以下三个部分组成。

(一)输入:定位

自动停车系统的输入部分是用来确定汽车当前的行驶方向和目前所在的位置,以及目标停车位置,同时监测周边障碍物情况。这部分的实现方法各式各样。有通过带传感器的感应系统实现的,有通过摄像头获取的图像信息进行分析处理实现的,还有通过雷达测距、GPS定位系统实现的。

(二)处理:控制

自动停车系统的处理部分是实现对输入的汽车行驶方向、目前位置、目标停车位置以及周边障碍物情况进行分析,计算最佳行车路径,并输出汽车的操作角度和速度信息。这部分的实现方法主要有两种,一种是通过传统的PID(Proportional Integral Differential)控制器实现,另一种是通过模糊控制器实现。日本一般采用模糊控制器,并在一般模糊控制的基础上采用了预测模糊控制,使模糊控制更为精确。

(三)输出:执行

自动停车系统的输出部分是通过执行部件实现自动停车。当控制器输出的方向盘操作角度和汽车运行速度信息后,由相应的执行机构实现。由于不同的汽车采用的执行机构有所不同,因此执行方法也有所区别。大部分系统都是通过自动控制方向盘和变速箱实现,也有通过输出语音提示由驾驶员执行,如本田的“Smart Parking Assist System”,通过语音提示驾驶员,由驾驶员手动换挡实现。

系统组成示意图如图3.1。

图中X,Y,θ,φ根据阿克曼机构(Ackerman-Jeantaud转向机构,见图3.2)分别说明如下。

(x,y):现在位置(后轮轴中心点的绝对坐标)

θ:车身的倾斜度(x轴和与车的前进方向形成的角度)

:转向角(前轮转向角的平均值:)

v:前轮的平均速度

L:前后轮的距离

W:车幅

b:车轴到缓冲器的距离

由此可知,一个完整的自动停车系统大体上由定位系统、控制系统和执行机构组成,其中控制系统是整个系统的核心。一个好的控制器应该能够处理各类定位系统所获得的数据,然后输出给不同汽车的执行机构。

模糊控制技术是一个“黑箱”控制技术,它不需要了解内部结构,只须提取熟练驾驶员(即专家)的停车操作经验进行分析,归纳模糊推理规则,就可顺利实现停车操作过程,是比较简单便捷的控制方法。尤其日本所采用的预见模糊控制技术,通过预测不同操作的结果,推出最适合的操作。

四、自动停车系统应用范围

自动停车系统主要应用在大型停车场、私人车库和路边停车位。不同的应用场合,自动停车系统具有不同特性。

应用于大型停车场的自动停车系统,一般与先进的停车场管理系统相结合,利用GPS定位和无线数据传输与车载导航系统通信,可实现车辆从进入车库到引导车辆最终到达停车位的全自动停车系统。司机在进入车库时从车载导航系统的可视屏上选择一个停车位后,停车场管理系统将会提供车辆一个到达停车空间的最优路径,并引导车辆到达最终停车位。如日本东芝的“停车支援系统”等。这样的系统对节省停车时间、增加停车场的吞吐率和利用率都具有很大的作用。

应用于私人车库的自动停车系统,一般采用远程遥控方式,利用超声波感应器系统,让车辆自动进出停车库。如BMW的“Remote Park Assist”等。这样的系统主要从节省停车空间的方面作用较大。

应用于路边停车的自动停车系统是目前这项技术发展的主流,尤其在拥挤的市中心,该系统可通过超声波感应器或车载导航仪寻找停车位,找到停车位后可让车辆自动停到该停车位。这类的系统上面已经介绍非常多了,如Volvo自动停车系统、丰田汽车的“Intelligent Parking Assist”、本田的“Smart Parking Assist System”等。这样的系统对于驾车新手而言是一个福音,尤其在车辆拥挤的地方尤为便利,因此具有很大的发展前景。

五、结束语

自动停车技术在停车路径演算中,采用了阿克曼转向机构,充分节省了停车回旋空间。在停车策略上采用模糊控制技术,使系统能够模拟最熟练的司机进行停车操作,使停车操作过程更简单迅速。因此在汽车拥有量急剧增长和停车空间尤为紧张的今天,自动停车技术将为人们带来极大的便利。

同时,国外已经将该技术进行扩展,应用在老年人和残疾人的驾驶支援中,并取得了很好的应用成果。因此自动停车技术将具有很大的发展前景。

参考文献

[1]潘永彭：仿起落架轿车自动停车系统的研究，南京航空航天大学硕士论文．2006

[2]木下惠太，安信诚二：人间の操作误差を考虑しに四轮车の知的驻车支援シヌテ么．筑波大学．2005

[3]增田，水谷，木村：Its应用自动运転の第一步．东芝しビュ一．Vol．55，No．11，pp．23 26．2000

[4]日経 BP：日経ビヅネス2003/09/29号．日経 BP．2003

[5]#12

[6](台)徐业良：自动驾驶的第一步-谈自动停车技术，汽车购买指南史丹福专栏．2006年九月号