巷式新型平面移动式立体车库控制系统设计

摘要：随着城市化进程的加快，停车难问题日益突出，新型智能立体车库成为缓解停车压力的重要解决方案。巷式平面移动式立体车库结合自动化存取技术和智能化控制系统，能够高效利用有限空间，提高车辆存取效率。本文研究了巷式平面移动式立体车库的控制系统设计，分析了系统架构、核心控制技术及优化策略，并提出基于PLC（可编程逻辑控制器）与智能调度算法的控制方案，以提高车库的运行效率和安全性，为智能停车系统的优化提供技术支持。

关键词：巷式立体车库；平面移动式存取；控制系统；PLC；智能调度

随着城市机动车数量的快速增长，传统停车方式已无法满足日益增长的停车需求。立体车库作为智能化停车解决方案，能够在有限空间内实现高密度停车，提高土地利用率。巷式平面移动式立体车库因其存取效率高、运行稳定、安全性强等优势，成为近年来研究的重点。然而，如何优化控制系统，提高存取效率、降低能耗、增强系统稳定性，仍是当前面临的重要挑战。本文围绕巷式平面移动式立体车库的控制系统设计展开研究，探讨其核心技术及优化策略，以期提升智能停车系统的整体性能。

一、巷式平面移动式立体车库的系统架构

1.1巷式立体车库的工作原理与运行模式

巷式立体车库通过在巷道两侧设置多层停车位，利用平面移动台车实现车辆的横向和纵向移动，完成车辆的存取。其工作原理基于模块化设计，台车可在轨道上灵活运行，将车辆准确搬运至指定车位。运行模式方面，当有车辆入库时，车主将车停在出入口交接区，控制系统接收指令后，台车移动到交接区，将车辆托起并横向移动至目标巷道，再纵向移动到对应车位存放；车辆出库时，流程则相反。这种工作原理和运行模式有效提高了土地利用率，相比传统平面停车场，可容纳更多车辆，解决了城市停车空间紧张的问题，尤其适用于商业中心、住宅小区等停车需求大的区域。

1.2车库控制系统的组成与功能划分

车库控制系统主要由中央控制单元、车辆检测模块、通信模块、显示操作模块等组成。中央控制单元作为核心，负责处理各种指令和数据，协调各部分工作。车辆检测模块用于检测车辆的位置、尺寸等信息，确保车辆安全准确地进出库。通信模块实现控制系统与各设备以及用户端之间的信息传输，保障数据交互顺畅。显示操作模块则为用户提供直观的操作界面和信息展示，方便用户了解车库状态和进行存取车操作。功能划分上，中央控制单元负责任务调度和逻辑控制；车辆检测模块专注于车辆状态监测；通信模块保障数据传输；显示操作模块实现人机交互，各部分协同工作，保障车库高效运行。

1.3PLC与传感器在车库控制系统中的应用

在车库控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）和传感器发挥着关键作用。PLC作为控制中枢，凭借其稳定可靠的特性，接收传感器传来的信号，根据预设程序控制台车、电机等设备的运行。例如，通过编写程序，PLC可精确控制台车的移动速度和位置，确保车辆准确无误地到达指定车位。传感器种类多样，位置传感器用于检测台车和车辆的位置，防止碰撞；重量传感器可检测车辆重量，避免超重车辆入库对设备造成损坏；红外传感器则用于检测车辆是否停放在正确位置以及是否有人员进入危险区域。这些传感器与PLC紧密配合，实现了车库控制系统的自动化和智能化，保障了车库的安全稳定运行。

二、巷式平面移动式立体车库的核心控制技术

2.1车辆存取路径优化与调度算法

车辆存取路径优化与调度算法是巷式立体车库高效运行的关键技术。优化算法通过对车库布局、车辆停放位置、当前作业任务等多因素的综合分析，为车辆存取规划最短路径和最优顺序。例如，采用遗传算法，以存取时间最短、能耗最低等为目标函数，对所有可能的存取路径进行搜索和优化，找出最佳方案。调度算法则负责协调多辆车同时存取时的先后顺序，避免冲突。当多辆车同时请求存取时，算法根据车辆位置、等待时间等因素，合理安排各台车的工作顺序，优先处理紧急任务或等待时间长的车辆，提高整体存取效率，减少用户等待时间。以某200车位车库为例，每天约有300车次进出。传统调度易致拥堵，平均取车时间达5分钟。经优化，采用启发式搜索算法，结合实时车位与车辆位置数据，能智能规划最优路径。当有车辆需取出，系统迅速分析周边空闲巷道与车位，规划最短搬运路线。同时，运用优先级调度策略，对紧急或长时间停放车辆优先处理。优化后，平均取车时间缩短至3分钟，有效提升了车库的运行效率与服务质量。

2.2车库安全监测与防碰撞控制技术

车库安全监测与防碰撞控制技术是保障车库运行安全的重要措施。安全监测通过多种传感器实时监测车库内设备运行状态、车辆位置以及人员活动情况。例如，利用摄像头监控车库内环境，传感器监测设备的温度、振动等参数，一旦发现异常立即报警。防碰撞控制技术则通过激光雷达、超声波传感器等设备，实时监测台车和车辆的位置，当检测到有碰撞风险时，控制系统立即启动制动装置，使设备停止运行或调整运行方向，避免碰撞事故发生。同时，在台车和车位周围设置防撞缓冲装置，进一步降低碰撞造成的损害，确保车库内人员和车辆的安全。以中建科工集团智慧停车科技有限公司申请的“AGV式立体车库防碰撞检测方法、系统、设备及介质”专利为例345。该系统终端可监测车库通道中AGV小车行驶路径区域，若与其他AGV小车保护区域重叠，会生成防碰撞指令45。当AGV小车驶向目标车厅和车位时，还会分别分析车厅内门及微升降结构位置，检测车位及其下方是否有载车盘345。通过这一系列检测，可实现全方位防碰撞，极大提高车库运行安全性，预计将引领车库安全运行新的标准。

2.3人工智能与物联网在车库管理中的应用

人工智能与物联网技术为巷式立体车库管理带来了新的变革。人工智能技术可对车库的历史运行数据进行分析，预测车辆出入库高峰时段，提前调整设备运行参数，优化资源配置。例如，通过机器学习算法，根据不同时间段的停车需求，自动调整台车的运行速度和调度策略，提高车库的运行效率。物联网技术则实现了车库内设备的互联互通，用户可通过手机APP远程查询车库空余车位、预约停车、控制车辆存取等。

三、巷式平面移动式立体车库控制系统的优化策略

3.1提高系统响应速度，优化车辆存取效率

提高系统响应速度和优化车辆存取效率是车库控制系统优化的重要目标。一方面，升级硬件设备，采用高性能的中央处理器和通信模块，提高数据处理和传输速度，减少系统响应延迟。另一方面，优化软件算法，采用并行计算技术，同时处理多个车辆存取任务，缩短任务执行时间。在车辆入库时，提前规划好车辆的存放位置，减少台车的移动距离和时间；车辆出库时，提前唤醒设备，做好准备工作，实现快速取车。

3.2采用智能调度算法，减少存取路径冲突

采用智能调度算法是减少存取路径冲突的关键。智能调度算法基于实时的车库状态信息，如车辆位置、台车运行状态等，动态规划车辆存取路径。例如，运用蚁群算法，模拟蚂蚁觅食行为，寻找最优的存取路径。当多辆车同时请求存取时，算法根据各车辆的位置和目的地，合理分配台车资源，避免台车在运行过程中发生路径冲突。

四、结语

巷式平面移动式立体车库在缓解城市停车难问题方面具有广阔的应用前景。优化控制系统的设计，结合PLC、智能调度算法及物联网技术，能够提升车库运行效率和安全性。未来，应进一步研究人工智能在车库控制系统中的应用，优化车位调度策略，并加强远程监控与维护机制，以促进智能停车系统的智能化和自动化发展。

参考文献

[1]王志强，李明辉.智能立体车库控制系统的设计与实现[J].机械自动化，2023（5）：102-110.

[2]张晓晨，刘宇航.基于PLC的立体停车库智能调度算法研究[J].控制工程，2022（8）：76-84.