自動化立體車庫調度策略淺析

王明凱

（通力電梯，江蘇 昆山 215000）

自動化立體車庫調度策略淺析

王明凱

（通力電梯，江蘇 昆山 215000）

停車問題一直困擾著各大城市交通的發展，立體車庫的出現是緩解停車難題的重要手段，而其調度策略的合理與否將影響車庫的整體運行性能，不同的用地特征及出行行為具有不同的停車特點，根據不同的特點來制定立體車庫的調度策略，可以大大提高車庫運行效率，介紹了通勤停車、非通勤停車和居住區停車三種停車行為的區別，分析其停車規律，并提出對應于三種停車行為的調度策略。

停車行為，調度策略，立體車庫

近年來，隨著我國社會經濟快速發展以及人們生活水平的不斷提高，城市汽車數量不斷增長，而與之相對應的是停車設施建設的相對滯后，停車資源的匱乏不能滿足停車需求，受土地資源的限制，城市中不可能大量的興建停車場來緩解停車設施的供需矛盾，而立體車庫具有節約土地、自動化程度高、使用方便等優點成為解決城市停車難的重要途徑，在許多大中城市已經開始推廣使用。

立體車庫的出現有效地緩解了停車難的問題，而科學有效的調度方法有利于提高車庫整體的運行效率，在最短的時間內處理更多的存取車任務，常見的車輛存取策略有優先存車、原地待命和交叉存取三種。楊曉芬等[1]建立了相關的實體模型和數學模型分析比較了在不同策略下存取車時間的長短。李建國[2]等基于排隊論相關假設分別就巷道堆垛式立體車庫就近車位分配策略以及隨機車位分配策略進行仿真分析，建立了約束條件下的車輛出入庫、車輛離去的車庫工作模型。李劍鋒等[3]利用改進遺傳算法對立體車庫進行調度策略的優化，以使總的存取車時間最少并經過仿真實驗的驗證得到較小的存取車總時間，獲得了預期的車輛存取序列。

1 立體車庫的類型及特點

1.1 立體車庫主要類型

根據國家和行業標準，常把立體車庫分為升降橫移、垂直循環、水平循環、多層循環、平面移動、巷道堆垛、垂直升降、簡易升降等8大類。

（1）升降橫移式：利用載車板的升降和橫移來實現車輛的存取，存取速度較快，操作簡單。

（2）垂直循環式：以垂直循環運動的方式來實現車輛的存取。

（3）水平循環式：利用水平循環運動的車位系統來實現車輛的存取。

（4）多層循環式：利用載車板的上下循環運動實現車輛的存取操作。

（5）平面移動式：中間是沿水平軌道移動的橫移裝置，兩側是垂直移動的升降裝置，依靠搬運器實現車輛的存取操作。

（6）巷道堆垛式：將進到堆垛機或橋式起重機內的車輛送到指定車位，在依靠搬運器進行存取操作。

（7）垂直升降式：垂直升降式是通過提升機構及橫移機構將車輛或載車板橫移，實現車輛的存取。

（8）簡易升降式：簡易升降式是借助升降機構或者俯仰機構對汽車進行存取操作。

1.2 結構特點

（1）節約土地面積，空間利用率較高。在城市商業中心，建設立體車庫是一種經濟合適的選擇，市場前景好。

（2）自動化控制，使用方便。立體車庫智能化程度較高，用戶只需刷一下卡就可實現對車輛的自動存取，極大地方便了用戶的使用。

（3）配置靈活，適應性強。立體車庫在規模上可大可小，設計上具有很大的靈活性，可以設置在地下、依附建筑物或者設置在建筑內。

（4）安全可靠，美化環境。配有自動檢測系統、以及各種安全防范措施，可以有效避免車輛的丟失及停放過程中的意外刮碰，同時配以美觀的外形可以美化環境。

1.3 立體車庫三種調度策略

（1）存車優先策略：當存取設備完成存取操作后回到出入口待命，當有下一輛車來到時可以直接存入，不需要等待，這種模式適合早晚時段的存車高峰期。

（2）原地待命策略：存取設備在執行完上一次存取任務后原地不動，等待下一次的操作。

（3）交叉存取策略：當同時有幾輛車需要存取時，按照存車和取車進行分組，對分組后的存取任務進行交叉操作。

2 不同停車行為對立體車庫調度的影響

對大連市城市中心的停車現狀進行調研，分別選取城市中心商圈地帶、大型企事業單位和住宅小區作為非通勤停車、通勤停車和居住區停車現狀的調研對象。

2.1 通勤停車特征

通勤出行行為一般在一周的五天工作日當中，主要包括上下班、上下學等行為，占到全部出行量的45%以上，是交通出行的主要內容，一般在固定的時間段，時間集中度高，是存取車高峰的主要原因。此類停車行為存車時間較長，一般在3～8h之間，停車行為主要集中在白天，存取車高峰時段一般在09：00～11：00,14：00～17：00之間，如圖1所示。

圖1 通勤停車數量隨時間變化情況

2.2 非通勤停車特征

非通勤的出行行為主要包括公務出行、文化娛樂、購物、看病等。非通勤出行的目的地并不是固定的，停車時長具有隨機性，但一般比通勤停車和居住地停車時間要短，停車時長均值在2h以內，停車行為發生時間也比較隨機。

2.3 居住區停車特征

居住區在工作日和節假日期間的停車特征存在差異性，在工作日期間，居民需要上下班，并且上下班的時間基本相同，所以其停車特征存在波峰值和波谷值，停車數量呈現早晚高峰和中午小高峰的特點，在日間居住區的立體車庫利用率相對較低，而夜間的利用率則接近飽和，表現出較強的剛性需求，在節假日居民的出行目的差異性較大，出行時間較隨意，如探親訪友、購物娛樂等，因此節假日沒有明顯的規律可言，成隨機分布，如圖2所示。

圖2 工作日居住區停車數量隨時間變化情況

3 不同停車行為差異性分析

3.1 車輛停放時長差異性

停車時長反應對立體車庫停車位資源占用情況，確定不同停車行為的停放時長可以為立體車庫調度策略的制定提供參考，通勤停車和居住區停車的停放時長較長，大部分在3h以上，非通勤停車的停放時間較短，在30min到3h之間，與通勤停車相比較，居住區停車分布比例更大，通常在10h以上。

停放行為的差異可以導致停放時間的不同，通勤停車基本是在工作日期間，會產生較長的停放時間，而居住區的停放時間是最長的，對于餐飲娛樂等情況下的停放時間則較短，與前兩者差別較大，不同停車行為的停放時長見表1。

表1 不同停車行為的停放時長比較分析

3.2 停車周轉率的差異性

停車周轉率是指停車庫每個車位在單位時間內被使用的次數，反應了該車位的平均使用率，不

同的用地特征具有不同的停車率，一般商業用地的停車周轉率為2.3～3，辦公用地的停車周轉率為1.1～1.4，居住區的停車率為0.94～1.01，表2為不同停車行為周轉率情況。

表2 不同停車行為停車周轉率

停車周轉率體現了立體車庫的車位使用情況，不同的停車行為其停車周轉率也不同，如表2所示，居住區的停車周轉率較低，這是由其出行行為特點決定的，而非通勤停車和通勤停車的停車周轉率較高，這是因為行人對此類的停車位需求旺盛，在一些城市的商業中心，達到了供不應求的地步，而居住區的立體車庫在工作日取車高峰后空閑車位較多。

服務于不同停車場所的停車設施在特定時間段會產生停車飽和的狀態，研究停車設施的飽和度可以為設計合理的停車共享制度提供理論支持，居住區停車、通勤停車和非通勤停車三種行為具有不同的特點，其停車高峰會出現在不同的時間段，為了最大限度利用停車設施資源，建立停車位共享機制，可以提高各個區域停車位的利用率。

4 結論和建議

本文闡述了三種不同出行特點的停車行為，通過對不同出行行為特征的分析，可以采用不同的調度策略。

1）通勤停車調度策略。針對通勤停車行為的特點，根據相關的調度策略研究，在立體車庫存取車高峰時段采用存車優先的調度策略，在搬運器執行完上一個任務后直接回到出入口等待需要存入的車輛，在取車高峰時段采取取車優先的調度策略，在其他時段可以采用原地待命的方式，根據出行特征來靈活調整調度策略將減少顧客的等待時間，提高車庫運行效率。

2）非通勤停車的調度策略。非通勤停車設施屬于稀缺資源，尤其是城市中心地帶，需求量較大，對于這類停車場所的立體車庫，提高其運行效率顯得尤為重要，由于非通勤出行行為具有隨機性，時間分布較分散，所以立體車庫通常選擇原地待命的調度策略。也有相關學者利用智能算法對存取車序列進行了優化，得到了最少的運行時間，但立體車庫遵循先到先服務的策略，隨意更改存取車順序不符合用戶的使用體驗。所有要想將智能算法運用到實際情況中還需要進一步研究。

3）居住區停車的調度策略。立體車庫在建設初期要基本滿足停車位的需求，確保居住區車有其位對于保障正常的停車秩序非常重要，而影響居住區停車需求的影響因素較多，主要包括居住區的人口數量、居住區建筑面積和區域位置等。由于居住區的停車具有一定的規律，在早晚存取車高峰期可以選擇存車優先和取車優先的調度策略，而在其他時間段選擇原地待命的策略。

4）通勤停車、非通勤停車停放時間具有不同的特點，其停車規律具有互補性，可以在不同時間段共享其停車位資源，例如在夜間，將居住區無法容納的車輛停放在附近辦公場所或商場區域的停車庫中，減少居住區夜間的停車壓力，在日間居民區也可以為附近的商場共享其車位，對于緩解停車難題具有現實意義。

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