住宅小區(qū)地下車(chē)庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì)與智能設(shè)計(jì)分析

王成恩，顧亮，祁迪

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 住宅小區(qū)地下車(chē)庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 環(huán)境優(yōu)化

設(shè)計(jì)人員需要優(yōu)化地下車(chē)庫(kù)的環(huán)境，一是強(qiáng)化車(chē)庫(kù)通風(fēng)功能，滿(mǎn)足汽車(chē)尾氣的排放需要，將機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)這種方式強(qiáng)化通風(fēng)功能。二是在設(shè)計(jì)時(shí)注重車(chē)庫(kù)采光性能，可以調(diào)節(jié)地下場(chǎng)地的標(biāo)高，提高地下層水平位置，且結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)狀況對(duì)采光進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要優(yōu)化環(huán)境，車(chē)庫(kù)建設(shè)和優(yōu)化需要依據(jù)小區(qū)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)這種方式提高地下車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)車(chē)庫(kù)出入口

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中設(shè)計(jì)師的主要任務(wù)是了解國(guó)家相關(guān)規(guī)定，可采用錯(cuò)層設(shè)計(jì)和斜樓板式設(shè)計(jì)調(diào)整出入口。對(duì)于規(guī)模較大的小區(qū)盡量配備兩個(gè)及以上出入口，以此滿(mǎn)足業(yè)主需求，降低地下車(chē)庫(kù)擁堵[1]。出入口需要設(shè)計(jì)在次干道上，降低干道擁堵，滿(mǎn)足出行。此外，車(chē)輛入庫(kù)時(shí)容易產(chǎn)生噪音，影響低樓層居民，對(duì)此，設(shè)計(jì)初期需了解整體規(guī)劃，選擇離居住區(qū)較遠(yuǎn)的位置設(shè)定為出入口，降低對(duì)居民的影響。最后，需要在出入口附近設(shè)計(jì)相關(guān)的警示管理標(biāo)志，安裝電子監(jiān)控和停車(chē)提升設(shè)備，進(jìn)而有效管理車(chē)輛。

1.3 車(chē)位排布

借助某項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目主要功能涵蓋了住宿、停車(chē)和辦公等業(yè)務(wù)，主要建設(shè)面積為98160.57m2。分析車(chē)庫(kù)平面狀態(tài)，停車(chē)方式采用垂直式的柱網(wǎng)排布，跨度為8.4m，可同時(shí)容納345輛小型汽車(chē)。車(chē)庫(kù)采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)跨度以8m為主，垂直車(chē)位寬度為2.4m，長(zhǎng)度為5.3m，通道寬度設(shè)計(jì)為6.2m。采用并排停放的方式停放3輛小型汽車(chē)，寬度需要7.2m，柱子的平面尺寸主要以1.0m×1.0m為主，選擇跨度8.4m的柱距停3輛車(chē)后，仍然具備20cm的距離，不會(huì)對(duì)車(chē)輛的安全和移動(dòng)造成影響。

1.4 停車(chē)設(shè)計(jì)

在停車(chē)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要和國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，同時(shí)，結(jié)合車(chē)道、管道布線(xiàn)等系列因素明確凈高。就住宅小區(qū)地下車(chē)庫(kù)建設(shè)而言，必須保障車(chē)輛在停放前擁有充足的空間滿(mǎn)足前行，降低多層次環(huán)路設(shè)計(jì)[2]。設(shè)計(jì)中需要分析防火和人防分區(qū)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保障駕駛員在車(chē)庫(kù)中的視野，提高駕駛安全性能。此外，設(shè)計(jì)需要考慮智能化設(shè)計(jì)方式，主要原因是智能系統(tǒng)具有較多優(yōu)點(diǎn)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提下采用智能化設(shè)計(jì)方式，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，不管是視頻抓拍進(jìn)場(chǎng)，還是智能停車(chē)，其優(yōu)點(diǎn)都極為明顯。

2 地下車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

對(duì)小區(qū)車(chē)輛采用智能化管理系統(tǒng)，除了能夠快速和準(zhǔn)確提供停車(chē)信息外，還能夠滿(mǎn)足外來(lái)車(chē)輛自動(dòng)登記、計(jì)費(fèi)、引導(dǎo)停放和提高安全性能的需求，通過(guò)這種方式可降低運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。本文以地下車(chē)庫(kù)智能燈光導(dǎo)航和節(jié)能系統(tǒng)作為智能設(shè)計(jì)的案例，這些智能化由道閘管理、車(chē)牌識(shí)別以及燈光導(dǎo)航等系統(tǒng)組成，采用的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 小區(qū)地下車(chē)庫(kù)智能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在出入口攝像機(jī)的選擇中，主要借助將防護(hù)罩和補(bǔ)光燈融為一體的高清晰度槍式攝像機(jī)，采用的車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)需要借助圖像處理技術(shù)，同時(shí)融入電磁感應(yīng)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，借助這些技術(shù)讀取車(chē)牌信息，并對(duì)圖像進(jìn)行采集和處理，借助數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通信獲取車(chē)輛相關(guān)信息。采用系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，主要涉及車(chē)輛圖像，牌照號(hào)、出入時(shí)間等，將這些信息和數(shù)據(jù)庫(kù)中的車(chē)輛進(jìn)行信息對(duì)比后再確定放行。在燈光導(dǎo)航系統(tǒng)中，需要將無(wú)線(xiàn)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和機(jī)械電子自動(dòng)化識(shí)別有效結(jié)合，以控制照明系統(tǒng)，滿(mǎn)足節(jié)能需求，為車(chē)輛進(jìn)入車(chē)庫(kù)提供燈光導(dǎo)航服務(wù)。車(chē)牌識(shí)別在當(dāng)前屬于比較先進(jìn)和全新的智能管理技術(shù)。除零耗材和解決丟失停車(chē)憑證問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)外，還能提高車(chē)輛出入效率，緩解人工勞動(dòng)強(qiáng)度[3]。采用車(chē)輛識(shí)別技術(shù)可以對(duì)車(chē)牌顏色、漢字、字母和數(shù)字等符號(hào)進(jìn)行識(shí)別，能夠滿(mǎn)足自動(dòng)化管理需求。在應(yīng)用過(guò)程中主要流程是在車(chē)輛通過(guò)車(chē)道時(shí)觸發(fā)地感線(xiàn)圈，攝像機(jī)將照片拍攝下來(lái)上傳到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)完成車(chē)牌檢出后對(duì)車(chē)牌進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而將信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

3 出入口管理系統(tǒng)

出入口管理系統(tǒng)的組成部分有地感線(xiàn)圈、道閘、攝像頭、圖像采集板卡、控制機(jī)等組成，如圖2所示。

圖2 出入口管理系統(tǒng)示意圖

3.1 車(chē)輛入場(chǎng)管理

在攝像機(jī)抓拍區(qū)域，車(chē)輛駛?cè)霑r(shí)會(huì)觸發(fā)地感線(xiàn)圈，此時(shí)車(chē)輛檢測(cè)線(xiàn)路便會(huì)將采集到的信號(hào)圖像信號(hào)發(fā)送至控制區(qū)域，進(jìn)而對(duì)車(chē)輛信息和牌照進(jìn)行識(shí)別，再通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索車(chē)輛類(lèi)別、車(chē)位等信息，若還有空余車(chē)位或者是該車(chē)輛系常駐車(chē)輛，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)放行并記錄入場(chǎng)時(shí)間。啟動(dòng)燈光導(dǎo)航系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)庫(kù)提取相應(yīng)的車(chē)位信息，打開(kāi)車(chē)位路徑中的燈具，引導(dǎo)車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)區(qū)，滿(mǎn)足車(chē)輛導(dǎo)航需求。采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)車(chē)輛的真實(shí)路徑以及主要的停放位置進(jìn)行獲取，此過(guò)程無(wú)需人工操作，能夠自動(dòng)完成，且車(chē)輛處于低速行駛，不需要停車(chē)重啟。

3.2 車(chē)輛出場(chǎng)管理

當(dāng)車(chē)輛駛離車(chē)位后會(huì)接觸傳感器，系統(tǒng)則可結(jié)合多傳感器對(duì)相關(guān)車(chē)輛信息進(jìn)行判別，得出其駛離的路徑信息。同時(shí)，有效啟動(dòng)燈光導(dǎo)航系統(tǒng)，且根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)有效獲取駛離的主要路徑，打開(kāi)相關(guān)燈具，引導(dǎo)車(chē)輛駛?cè)氤隹谖恢?。?dāng)車(chē)輛到達(dá)位置后，需要對(duì)車(chē)牌號(hào)進(jìn)行判斷再對(duì)車(chē)輛進(jìn)行放行，如不滿(mǎn)足直接放行的要求，需要計(jì)費(fèi)后再放行。

3.3 出入口管理程序設(shè)計(jì)

在車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中，選擇科學(xué)的視頻采集卡比較重要，需要考慮相關(guān)要素：視頻卡硬件壓縮速度、格式能否滿(mǎn)足二次開(kāi)發(fā)和SDK編程接口的便利性需求；單張視頻卡支持同時(shí)采集視頻的路數(shù)。

4 基于PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用PLC控制核心系統(tǒng)，可以對(duì)車(chē)位檢測(cè)外部電路等相關(guān)信息和信號(hào)進(jìn)行處理，主要組成部分以PLC S7．200、MCGS組態(tài)軟件、信號(hào)整合模塊、車(chē)位檢測(cè)模塊和路口指示燈等為主，該系統(tǒng)呈現(xiàn)出智能化以及自動(dòng)檢測(cè)等特點(diǎn)。

4.1 車(chē)位檢測(cè)外部電路

4.1.1 車(chē)位檢測(cè)模塊

在安放車(chē)位檢測(cè)模塊時(shí)，需在車(chē)輛停放的前后輪位置放置兩組光電檢測(cè)器，同時(shí)將與非門(mén)接入到檢測(cè)器輸出端。對(duì)車(chē)位模塊檢測(cè)原理進(jìn)行分析，主要是車(chē)輛駛?cè)胲?chē)位后，在車(chē)位的前后輪位置能夠借助光電檢測(cè)器對(duì)遮擋物進(jìn)行檢測(cè)，而該檢測(cè)器可以向與門(mén)輸出低電平，而向與非門(mén)輸出高電平[4]。

4.1.2 PLC輸入信號(hào)形成模塊

在該系統(tǒng)中，可以借助74LSl23穩(wěn)態(tài)電路對(duì)車(chē)位檢測(cè)模塊及時(shí)輸出信號(hào)，將這些信號(hào)作為PLC信號(hào)輸入。電路模塊主要以上升沿和下降沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)組成，通過(guò)這種方式將車(chē)輛停放和駛離車(chē)位狀態(tài)向PLC輸出高電平，主要波形圖以圖3為主。

圖3 波形圖（改圖）

U1：車(chē)位上車(chē)輛停放狀態(tài)。U2：駛離車(chē)位狀態(tài)。U。，模塊信號(hào)輸出。

4.1.3 信號(hào)整合模塊

該系統(tǒng)選用54個(gè)車(chē)位的小區(qū)地下停車(chē)庫(kù)，由于車(chē)位信號(hào)輸出有108個(gè)，為簡(jiǎn)化編程和PLC輸入口量，將系統(tǒng)的相關(guān)車(chē)位按照區(qū)域有效分為A-I區(qū)，對(duì)其車(chē)位采用1-6進(jìn)行編號(hào)。系統(tǒng)結(jié)合車(chē)位編號(hào)以及A-I區(qū)位對(duì)車(chē)位進(jìn)行分組，同時(shí)有效借助或門(mén)電路來(lái)匯總，將PLC輸入口有效簡(jiǎn)化為30個(gè)。

4.2 系統(tǒng)停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)

在54個(gè)車(chē)位設(shè)計(jì)的過(guò)程中，路口光電檢測(cè)器有14個(gè)，指示燈需要8個(gè)，主要設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)圖

A-I區(qū)構(gòu)成相似，以A區(qū)為例，主要組成為A1-A3和A4-A6，路面指示標(biāo)以箭頭為主，紅色箭頭表示路口指示燈，數(shù)字是編號(hào)；黑色表示光電檢測(cè)器，數(shù)字表示編號(hào)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，車(chē)輛數(shù)量增加容易造成小區(qū)交通負(fù)擔(dān)，擁有一套智能地下停車(chē)系統(tǒng)極為便利，在緩解人工操作壓力的同時(shí)，可提高地下停車(chē)的安全性。因此，本文在優(yōu)化住宅小區(qū)地下停車(chē)場(chǎng)的過(guò)程中采用先進(jìn)的智能系統(tǒng)，既能減少成本，又能滿(mǎn)足小區(qū)停車(chē)場(chǎng)合理規(guī)劃的需求。