一种提高立体车库运行效率的新策略

周俊坚 陈笑建 吴晋桃

杭州市特种设备检测研究院 浙江杭州 310000

在以往立体车库运行中，存在运行效率偏低、顾客等待时间过长的问题，单纯提高堆垛机的运行速度难以满足立体车库运行高效率、时间短的要求。为解决这些问题，从存取车装置方面进行考虑和分析，采用双存车取车装置，通过仿真分析，并在完成给定任务运行时间上与单存取车装置进行比较。结果表明采用双存车取车装置，可以明显提高立体车库的运行效率，缩短所有车辆的存取时间。

1 立体车库主要类型

（1）垂直升降类。垂直升降类立体车库亦称为塔式立体车库，工作原理与电梯类似，通过提升系统升降，并通过搬运器实现横移，将汽车停放在井道两侧的停车设备。由金属结构框架、提升系统、搬运器、回转装置、出入口附属设备、控制系统、安全和检测系统组成。其设备复杂，对设备安全性、稳定性要求高，一次投入较大。适宜布置在土地使用成本高，车位需求大的商场、医院、电影院等人流量较大的场所。（2）升降横移类。升降横移类停车设备采用以载车板升降或横移存取车辆，一般为准无人方式，即人离开设备后移动汽车的方式。升降横移类停车设备可建在露天，也可建在大楼的地下。升降横移类停车设备有着维护简便，价格较低等优势。车库规模可随场地灵活调整，目前市场占有率超过73%，缺点是每层必须空出一个车位以便系统正常运转实现存取车操作，且存取车时载车板的升降和横移运动需要设计复杂的控制系统。适宜布置在政府机构、住宅区附近。（3）平面移动类。平面移动类停车设备是指在同一层上采用搬运台车或起重机平面移动车辆，或使载车板平面横移实现存取停放车辆，亦可用搬运台车和升降机配合实现多层平面移动存取停放车辆的机械式停车设备。属于自动化、大型化的立体车库。此种车库一般设置在地上或半地下，准无人方式，能够充分利用地下空间，尽可能多地提供停车位且地面层车库可停放大型车辆，缺点是设备结构复杂，占地面积多。适宜布置在高速公路服务区、机场等场所。（4）巷道堆垛类。巷道堆垛类停车设备，是采用以巷道堆垛机或桥式起重机将进到搬运器的车辆水平且垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆的停车设备。主要由进出口设备、库内搬运设备、车辆存放设施、电控系统、安全检测装置等组成。此种立体车库是一种集机、光、电自动控制为一体的全自动化立体停车设备，用于停放小型汽车，为全封闭立体车库，安全性好，存车效率高，缺点是堆垛机在车库中往复运动时间长，故障率高，相比于垂直升降类车库，工作效率低。适宜布置在火车站、汽车站等车流量较大的场所。

2 提高立体车库运行效率的新策略

2.1 车位分区原则

立体车库车位选择在对车库分区和车辆分类的基础上进行，车库的分区应遵循确保车辆安全，方便存取，力求节约立体车库运行能耗原则，车库的分区要考虑：1）存取车辆质量。为降低车库运行能耗，较重车辆存放在离出入口较近车位，较轻车辆存放在离出入口较远车位．2）车库重心。为保证车库稳定性，库内车辆安全，车辆在车库内质量分布应使车库重心向车库低层偏移，即较重车辆分布在低层，较轻车辆分布在高层。3）车辆存放时间。为提高车位运转率和降低车库能耗，应将在车库内平均停留时间较长车辆存放在距离出入口较远车位，将平均停留时间较短车辆存放在距离出入口较近车位[1]。

2.2 连续存车优先策略

在连续存车优先策略中，规定每完成一次存车任务，堆垛机在返回到出入口时，搬运器提前到出入口等待车辆，虽然增加了堆垛机的耗时，但减少了客户的等待时间。如果目标库位（a，b，c）位于1号巷道左侧，那么搬运器将车辆运送到目标库位（a，b，c）需要运行1个库位的长度，如果目标库位（a，b，c）位于2号巷道右侧，那么搬运器需要运行2个库位的长度，所以在堆垛机将车辆从出入口运送到目标库位，再返回到出入口的过程中，单次存车分为2种情况。

2.3 连续取车优先策略

堆垛机如果在连续取车优先策略中采用单一作业模式，在连续取车的情况下，堆垛机所用的时间和能耗与堆垛机在连续存车优先策略下所用的耗时和能耗类似，所以就不再赘述。堆垛机采用复合作业模式的情况下，根据上面所提到的堆垛机在复合作业模式下的4种运行情况，设有α辆车适用于第1种情况的堆垛机耗时与能耗，β辆车适用于第2种情况的堆垛机耗时与能耗，γ辆车于适用于第3种情况的堆垛机耗时与能耗，δ辆车适用于第4种情况的堆垛机耗时与能耗。

2.4 交叉存取策略

在交叉策略中，堆垛机采用复合作业模式，设某一时间段内，有ζ辆车预存入，σ辆车预取出，根据上面所提到的堆垛机在复合作业模式下的4种运行情况，设其中有ε辆车适用于第1种情况的堆垛机耗时与能耗，有η辆车适用于第2种情况的堆垛机耗时与能耗，有λ辆车适用于第3种情况的堆垛机耗时与能耗，有μ辆车适用于第4种情况的堆垛机耗时与能耗，且ε+η+λ+μ=ζ+σ。

3 结语

综上所述，在连续存车优先策略和连续取车优先策略中，双存车取车装置比单存车取车装置的能耗高400%左右，能耗相差不大，但耗时却降低了40%左右，所以可以在上班高峰期和下班高峰期使用双存车取车装置来进行存取车，即用2台堆垛机同时进行存取车。在交叉存取策略中，能耗增高百分比的数值显然更大，所以在存取车平峰期，即在中午时间段左右，对时间效率要求不高的情况下，可以用单存车取车装置进行存取车辆。