智能立体泊位系统设计研究

智能立体泊位系统设计研究

朱志刚连志刚陈群贤

（上海电机学院上海201306）

摘要：随着车辆持续增加，城市车辆泊位越来越紧张，研究提高泊位使用效率具有工程实践意义。本文研究设计了一种智能立体泊位系统，包括智能泊位后台管控系统和移动端App架构与模块功能等，实现用户移动端预约存取车，泊位管控系统智能调度车辆最优泊位停车充电。该智能立体泊位系统设计理念先进，具有理论与实际意义。

关键词：泊位系统；智能调度；控制；App；

1.立体车库发展概况

1.1国内外立体车库发展现状

上个世纪二十年代，美国出现停车位紧张现象，美国首先研制了立体停车库。1963年，美国首先将计算机控制技术运用在高架仓库中，建造了世界第一个计算机控制的立体车库。德国沃尔夫斯堡大众汽车停车库被称为“世界最酷的立体停车库”。现在是德国大众集团在沃尔夫斯堡的标志性建筑物，被命名为“CarTower”。国内关于立体车库理论研究较多，如2017年江苏大学王丽杰教授的车库主体立式框架结构设计方案实现了多存取进程并行优化控制[1]。2017年山东省科学院自动化研究所郑江花设计开发了立体车库上位机停车管理系统[2]。文献[3]建立了立体车库车位分配模型。国内外学者关于立体车库研究成果对智能存取泊位系统工程实现起到巨大促进作用。

2.智能立体泊位物理结构设计

设计一种智能化自动存取停车库，包括：载车板升降机，配置有多个升降轨道以及与每个升降轨道连接的轨道载板，其中轨道载板能够沿相应的升降轨道上下移动；围绕载车板升降机布置的布置成多层结构的多个仓库层，多个仓库层中的每个仓库层都配置有多个车位，其中出入口车辆轨道与相应仓库层的车位轨道相接，圆形出入转盘上布置有可与出入口车辆轨道相接的车辆传输轨道，圆形出入转盘能够至少围绕自身圆心旋转180度。智能立体泊位物理结构如图1所示。

图1.智能立体泊位物理结构

Figure1Intelligentthree-dimensionalberthphysicalstructure.

图2.智能立体泊位管理系统运行流程

Figure2Intelligentthree-dimensionalberthmanagementsystemrunningprocess.

3.智能立体泊位管理系统设计

3.1智能立体泊位管理系统运行流程

用户通过手机或其他移动设备上的App预约停车与提车。智能立体泊位管理系统根据车主预估停车时间决策并执行是否将该车移至高层车位停放。管理系统根据车主预约提车时间，将车从高层车位自动移至缓存车位，并将相关消息推送至App，车主根据信息到缓存车库自动扫码支付提车。实现全自动化停车模式，满足车主停车需求，其运行流程如图2所示。

3.2智能泊位系统App设计

用户可以通过微信App注册、查询、支付、评价、共享充电桩等操作。微信公众号绑定后可添加一个公众平台助手，扫描二维码，注册后根据用户级别，将享有相应的服务。用户通过移动终端的App进行访问、操作、查询、评论、支付（或智能泊位系统扫车牌自动支付）。APP随时将其地理位置上传智能泊位系统，系统将自动推送最近智能充电泊位。智能泊位App如图3所示：

图3.智能泊位App架构图

Figure3IntelligentberthApparchitecturediagram.

3.3服务器后台系统设计

3.3.1服务器后台系统总架构

图4.服务器后台系统总架构

Figure4Serverbackgroundsystemgeneralarchitecture.

图5.智能立体泊位控制器方框图

Figure5Blockdiagramofintelligentthree-dimensionalberthcontroller.

3.3.2服务器后台系统模块功能

（1）用户管理：普通用户只能在其中修改自己的信息，包括密码等，同时可以检测自己信息的正误。对于管理员，则可以在数据库中修改，删除所有用户的基本信息，而且还可以进行用户信息的输入，还可以查询基本信息。

（2）电桩管理：该模块提供用户所需要的电桩型号和电桩的所在位置，一方面下达泊车充电指令，另一方面采集泊车充电信息、电桩维护保养信息等。

（3）统计分析：统计分析泊车充电数据、用户数据、私家泊位充电桩共享信息、维护维修信息、投诉信息等。

图6.监控系统功能图

Figure6Monitorsystemfunctiondiagram.

4.智能立体泊位控制系统设计

4.1智能立体泊位控制系统组成

智能立体停车库控制系统设计以计算机和PLC为核心，由一台PLC完成对车库统一管理和监控，通过PLC控制载车板纵横传动装置以实现按动按钮或控制组态画面完成对车辆存取操作。可选用西门子S7-200/CPU226型PLC，选用高速计数模块、多点I/O模块、通讯模块等。监控层选用PLC作为控制系统的主控机。智能立体泊位控制器方框图如5所示。

4.2智能立体泊位电气控制系统设计

4.2.1组态监控系统设计

监视与控制系统（MonitorandControlGeneratedSystem，MCGS）是基于Windows平台的一套监控系统，用于构造和生成上位机监控的组态软件系统。MCGS不仅为用户端提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，而且能够实现现场的数据采集、安全机制、动态显示、趋势曲线、企业监控网络等功能。本文设计监控系统功能如图6所示。

5.结论

本文对立体车库在国内外的研究应用现状进行深入分析，设计了一种智能立体泊位系统，完成了控制系统硬件设计和软件设计，包括智能泊位后台管控系统和移动端App架构与模块功能，电气控制结构等，实现泊位管控系统智能调度车辆最优泊位停车充电。未来可进一步研究智能立体泊位车库工程实现技术，大规模车辆的泊位充电调度优化等。

参考文献：

[1]郑江花、王亚丽、马海燕、张艳芳、吴昊.巷道堆垛式立体车库上位机停车管理系统设计[D].山东：山东科学，2017：112-116.DOI：10.3976/j.issn.1002-4026.2017.05.019.2010，17（5）：658-662.

[2]刘日，李建国，王小农.立体车库车位分配建模与仿真[J].江苏：江苏大学学报，2018：第39卷第1期20-21.

[3]尉丽玲.高空间利用率重列组合式智能停车设备控制系统[J].仪器仪表用户，2016（10）：34-37.

基金项目：

本文获得上海市自然科学基金（14ZR1417300）；上海电机学院计算机应用技术学科建设项目（13XKJ01）