立体车库设计1

1摘要

本文研究的是以升降电梯、行走小车及其横移机构为主体的电梯式立体车库。对电梯式智能立体停车库进行了认真的分析和研究。简要介绍了电梯式智能立体停车库的特点和概况。对其控制系统总体方案进行了讨论研究，对控制系统按测控层和管理层进行分层管理。测控层以及相关检测装置构成，管理层主要以上位机实现监控。

根据立体车库的具体特点，运用排队理论对车库排队系统进行研究。发现立体车库系统符合瓜排队模型。根据理论计算结果指出车库存在的不足，并提出依靠使用不同存取车策略等方法进行改进。

在完成控制系统总体方案设计之后，着重进行了立体车库的升降机构控制系统的研究。比较分析了四种常见车库提升系统的结构形式，选定了适用于电梯式立体车库运行的结构，确定传动比。对调速方式进行研究，从中确定了变频变压调速，。按照车库升降系统的要求，分析计算得出曳引电机容量随之确定、变频器及其他配件完成升降系统的控制线路图。为适应智能化、自动化的要求，以组态软件为平台，对立体车库的功能需求进行了研究分析。 为提高效率、降低能耗对电梯运行速度曲线进行研究，得到电梯运行的数学模型及仿真结果。据此得出升降系统运行参数设置的优化结果。

关键词:电梯式立体停车库.变频变压调速.排队理论

第2章绪论

2.1立体停车库概述

立体车库是集自动化技术、机器人技术、计算机技术等高新技术为一体的智能化、立体化的物流运输系统。机械式停车库是指使用车辆之外其它带有动力的搬运器，完成车辆停放、存储工作的整个设施。

机械式停车设备类别、形式与基本参数根据中华人民共和国机械行业标准JB/T 8713[]101998-的划分，其类别及代号如表1-1所示：

表1-1 机械式停车设备类别及代号

2.2与本课题有关的国内外研究现状

随着国民经济的高速发展，我国轿车保有量直线上升。据中国汽车工业协会公布的数据表明，1997年全国汽车保有量1100万辆，其中轿车万400辆，当年轿车生产量48.2万辆，微型车生产量38.2万辆，1998年轿车生产量50万辆，1999年55万辆，2000年57万辆。2002年中国汽车产量达到了325万辆，比上年增长38%，全球排位由2001年的第八位上升至第五位。2005年的轿车保有量已达到1108万辆。由于中国加入世贸关税进一步降低，2008年北京奥运及2010年上海世界博览会等重大事件的影响，以及国内需求的进一步拉动和“费改税”等政策的驱动，我国的汽车工业仍将具有很大的发展空间并将继续保持快速平稳发展。按前述数据预测，2010年将达到2000万辆。城市中停车位需求按1：1.2（100%的基本停车位和20%的公共停车位计算，将增加停车位480万个，平均每年需求96万个。因此，停车问题也就逐渐成为大城市迫切需要解决的难题。城市和已建小区有限的地面面积己无法提供足够的停车车位，向空间发展成为当前解决问题的一条重要途径。

机械式立体车库具有占地面积小、操作简单、灵活，安全可靠等诸多独特的优点，对于在寸土寸金的大都市建造平面车库具有明显的优点。智能立体车库就应运而生成为城市交通的一个研究热点，国家已把其列入了“九五”重点科技攻关项目之一。

机械式立体车库发源于上世纪20年代的美国，是在繁华拥挤的都市里为解决停车难而采取的一种措施。50年代以后，伴随着私人小汽车的大量涌现，在西欧、东南亚、韩国和日本都得到了广泛的应用。形成了一个包括制造、安装、使用和维修的行业体系。其中，发展较早、较好的日本公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等欧洲有意大利SOTefin、Interpark、德国Palis等。这些国家和公司从上世纪六十年代初就开发并使用可最大限度地利用空间的机械式停车设备，经过几十年的不断发展，机械停车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断地更新换代，日趋完美。

我国立体车库的发展，始于上世纪八十年代，河北承德的华一机械车库集团有限责任公司于1989年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库，填补了国内机械式停车车库的空白。虽然从二十世纪八十年代就开始研制和使用机械式立体车库，但由于市场需求原因，十多年来缓慢发展。近年来，中国经济腾飞，城市化进程加快，汽车工业和汽车需求市场得到快速发展，汽车保有量的不断增加。然而，城市停车设施的增长却长期落后于车辆的增长。立体车库产业在上世纪九十年代迅速兴起，步入了引进、开发、制造和使用的快车道，国内立体停车库市场正以直线上升的态势在飞速发展。我国立体停车设备的产品经引进

技术和自主研究开发，生产技术水平有了很关的提高，许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术，如采用交流变频调系统，使运行高速、平稳、省电、减少振动和噪声。控制形式有按钮式、卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性机械结构中采用了模块化设计，便于组合使用，易于

安装拆卸，缩短施工周期还采用一些新材料、新工艺，如采用“H ”型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌板制作载车板安全保护方面采用了声光引导及定位装置，自动消防灭火系统等。目前品种的满足率已达90%左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到50%以上。

目前国内从事立体车库研发的企业已有100余家，其中主机生产的企业有50多家，批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的有22家。为适应立体车库行业迅猛发展的需要，保证产品质量和可靠性，以规范立体车库的生产和建设，国家已出台了《机械式停车设备类别、型式与基本参数》一87130/T JB 一1998等6个标准，对推动我国立体车库事业起到了极大的促进作用。

如前所述，目前我国各大城市停车设施的建设仍远远落后道路建设和汽车工业的发展。有资料表明，现有停车数不到总需求的7%，远远落后于城市汽车交通的发展，由此将会带来的诸如影响城市形象、汽车消费等一系列社会问题。出现这种现象除了和停车‘设备行业的发展本身涉及到停车立法、收费政策、城市规划、交通管理等诸多方面困难和阻碍之外，停车设备设计本身存在缺陷，关键问题是自动化技术水平低下设计制造成本过高而导致的车辆收费过高，收费高成

为阻碍其推广使用的主要原因。资料显示，在北京一般地面停车每小时2元，而立体车库为5元。同时在立体车库规范标准中规定车库最难取车的车位，一次取车时间不得超过两分钟，由于我国的技术水平现状，实际上很难达到这样的标准。

在土地越来越紧缺的情况下，立体车库是解决城市中停车难问题的必然出路。但若要良性发展，就要解决现存问题。当前，我国设计制造的立体车库大多处于初级的停车功能，是最原始的使用阶段，它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。由此可见研究如何降低立体车库设计制造成本及进一步提高控制系统自动化程度实现快速、准确地存取，具有重大的现实意义。

2.3课题目的、意义与来源