住宅小区地下车库优化设计与智能设计分析

王成恩，顾亮，祁迪

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 住宅小区地下车库优化设计

1.1 环境优化

设计人员需要优化地下车库的环境，一是强化车库通风功能，满足汽车尾气的排放需要，将机械通风和自然通风有机结合，通过这种方式强化通风功能。二是在设计时注重车库采光性能，可以调节地下场地的标高，提高地下层水平位置，且结合实际的设计状况对采光进行设计。同时，在设计的过程中需要优化环境，车库建设和优化需要依据小区环境进行设计，通过这种方式提高地下车库的设计质量。

1.2 优化设计车库出入口

在设计的过程中设计师的主要任务是了解国家相关规定，可采用错层设计和斜楼板式设计调整出入口。对于规模较大的小区尽量配备两个及以上出入口，以此满足业主需求，降低地下车库拥堵[1]。出入口需要设计在次干道上，降低干道拥堵，满足出行。此外，车辆入库时容易产生噪音，影响低楼层居民，对此，设计初期需了解整体规划，选择离居住区较远的位置设定为出入口，降低对居民的影响。最后，需要在出入口附近设计相关的警示管理标志，安装电子监控和停车提升设备，进而有效管理车辆。

1.3 车位排布

借助某项目为例，该项目主要功能涵盖了住宿、停车和办公等业务，主要建设面积为98160.57m2。分析车库平面状态，停车方式采用垂直式的柱网排布，跨度为8.4m，可同时容纳345辆小型汽车。车库采用的钢筋混凝土结构跨度以8m为主，垂直车位宽度为2.4m，长度为5.3m，通道宽度设计为6.2m。采用并排停放的方式停放3辆小型汽车，宽度需要7.2m，柱子的平面尺寸主要以1.0m×1.0m为主，选择跨度8.4m的柱距停3辆车后，仍然具备20cm的距离，不会对车辆的安全和移动造成影响。

1.4 停车设计

在停车设计的过程中，需要和国家相关标准相结合，同时，结合车道、管道布线等系列因素明确净高。就住宅小区地下车库建设而言，必须保障车辆在停放前拥有充足的空间满足前行，降低多层次环路设计[2]。设计中需要分析防火和人防分区相关标准，保障驾驶员在车库中的视野，提高驾驶安全性能。此外，设计需要考虑智能化设计方式，主要原因是智能系统具有较多优点。在优化设计的前提下采用智能化设计方式，与传统设计相比，不管是视频抓拍进场，还是智能停车，其优点都极为明显。

2 地下车库管理系统总体架构

对小区车辆采用智能化管理系统，除了能够快速和准确提供停车信息外，还能够满足外来车辆自动登记、计费、引导停放和提高安全性能的需求，通过这种方式可降低运营成本，实现实时监控。本文以地下车库智能灯光导航和节能系统作为智能设计的案例，这些智能化由道闸管理、车牌识别以及灯光导航等系统组成，采用的结构图见图1。

图1 小区地下车库智能管理系统结构

在出入口摄像机的选择中，主要借助将防护罩和补光灯融为一体的高清晰度枪式摄像机，采用的车牌自动识别技术需要借助图像处理技术，同时融入电磁感应、数据库以及物联网等先进技术，借助这些技术读取车牌信息，并对图像进行采集和处理，借助数据库和网络通信获取车辆相关信息。采用系统对车辆实时监测和记录，主要涉及车辆图像，牌照号、出入时间等，将这些信息和数据库中的车辆进行信息对比后再确定放行。在灯光导航系统中，需要将无线通信、数据库技术和机械电子自动化识别有效结合，以控制照明系统，满足节能需求，为车辆进入车库提供灯光导航服务。车牌识别在当前属于比较先进和全新的智能管理技术。除零耗材和解决丢失停车凭证问题等优点外，还能提高车辆出入效率，缓解人工劳动强度[3]。采用车辆识别技术可以对车牌颜色、汉字、字母和数字等符号进行识别，能够满足自动化管理需求。在应用过程中主要流程是在车辆通过车道时触发地感线圈，摄像机将照片拍摄下来上传到计算机中，通过完成车牌检出后对车牌进行识别，进而将信息存入数据库。

3 出入口管理系统

出入口管理系统的组成部分有地感线圈、道闸、摄像头、图像采集板卡、控制机等组成，如图2所示。

图2 出入口管理系统示意图

3.1 车辆入场管理

在摄像机抓拍区域，车辆驶入时会触发地感线圈，此时车辆检测线路便会将采集到的信号图像信号发送至控制区域，进而对车辆信息和牌照进行识别，再通过数据库进行检索车辆类别、车位等信息，若还有空余车位或者是该车辆系常驻车辆，系统便会自动放行并记录入场时间。启动灯光导航系统，从数据库提取相应的车位信息，打开车位路径中的灯具，引导车辆进入停车区，满足车辆导航需求。采用运动传感器对车辆的真实路径以及主要的停放位置进行获取，此过程无需人工操作，能够自动完成，且车辆处于低速行驶，不需要停车重启。

3.2 车辆出场管理

当车辆驶离车位后会接触传感器，系统则可结合多传感器对相关车辆信息进行判别，得出其驶离的路径信息。同时，有效启动灯光导航系统，且根据数据库有效获取驶离的主要路径，打开相关灯具，引导车辆驶入出口位置。当车辆到达位置后，需要对车牌号进行判断再对车辆进行放行，如不满足直接放行的要求，需要计费后再放行。

3.3 出入口管理程序设计

在车场管理系统中，选择科学的视频采集卡比较重要，需要考虑相关要素：视频卡硬件压缩速度、格式能否满足二次开发和SDK编程接口的便利性需求；单张视频卡支持同时采集视频的路数。

4 基于PLC的系统设计

采用PLC控制核心系统，可以对车位检测外部电路等相关信息和信号进行处理，主要组成部分以PLC S7．200、MCGS组态软件、信号整合模块、车位检测模块和路口指示灯等为主，该系统呈现出智能化以及自动检测等特点。

4.1 车位检测外部电路

4.1.1 车位检测模块

在安放车位检测模块时，需在车辆停放的前后轮位置放置两组光电检测器，同时将与非门接入到检测器输出端。对车位模块检测原理进行分析，主要是车辆驶入车位后，在车位的前后轮位置能够借助光电检测器对遮挡物进行检测，而该检测器可以向与门输出低电平，而向与非门输出高电平[4]。

4.1.2 PLC输入信号形成模块

在该系统中，可以借助74LSl23稳态电路对车位检测模块及时输出信号，将这些信号作为PLC信号输入。电路模块主要以上升沿和下降沿触发单稳态组成，通过这种方式将车辆停放和驶离车位状态向PLC输出高电平，主要波形图以图3为主。

图3 波形图（改图）

U1：车位上车辆停放状态。U2：驶离车位状态。U。，模块信号输出。

4.1.3 信号整合模块

该系统选用54个车位的小区地下停车库，由于车位信号输出有108个，为简化编程和PLC输入口量，将系统的相关车位按照区域有效分为A-I区，对其车位采用1-6进行编号。系统结合车位编号以及A-I区位对车位进行分组，同时有效借助或门电路来汇总，将PLC输入口有效简化为30个。

4.2 系统停车场设计

在54个车位设计的过程中，路口光电检测器有14个，指示灯需要8个，主要设计如图4所示。

图4 停车场设计图

A-I区构成相似，以A区为例，主要组成为A1-A3和A4-A6，路面指示标以箭头为主，红色箭头表示路口指示灯，数字是编号；黑色表示光电检测器，数字表示编号。

5 结语

综上所述，车辆数量增加容易造成小区交通负担，拥有一套智能地下停车系统极为便利，在缓解人工操作压力的同时，可提高地下停车的安全性。因此，本文在优化住宅小区地下停车场的过程中采用先进的智能系统，既能减少成本，又能满足小区停车场合理规划的需求。