一种合理控制车位分配及车位占用空间的地下车库技术领域
本发明涉及建筑领域，特别涉及一种合理控制车位分配及车位占用空间的地下车库。
背景技术
随着我国国民经济的飞速发展以及城市现代化水平的不断提高，我国的汽车保有量也大幅提升，但是我国停车场建设步伐远远滞后于车辆的增长速度，大中型城市的停车难问题已逐渐成为影响和制约城市建设以及经济发展的重要因素。传统的地面和地下停车场需要占用大量宝贵的土地资源，并且容纳的车辆有限，无法有效解决越来越严重的停车难问题，而先进的立体停车库，集机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等多种技术于一体，实现了平面停车向空间立体的扩展，具有节约空间、容纳车辆数目多、自动化操控、安全可靠、建设成本低、配置灵活等优点，已成为目前国内外车库发展的必然趋势。
机械式立体停车库在具有上述优点的同时，也不可避免的存在一些缺点，在一定程度上制约了其大范围推广和应用：第一、造价偏高，除了建筑和设备的投资费用，还需要维护的投入，以保障设备的安全、持久地运行；第二、进出车时间长，虽然各种类别的机械停车设备对单车最大进（出）时间一般控制在2分钟以内，但由于单套设备往往只有一套执行机构，不允许多辆车同时出入库，如果面临高峰期，势必会出现等候现象；第三、车库动态分配系统不完善，导致存取车不方便，严重时还会出现车辆损毁的情况；第四、车库柱网尺寸以及柱间距离无法确定，对车辆布置以及车库空间安排产生很大的影响。
申请号为“201310715911.8”，名称为“立体车库和立体车库的控制方法”的发明专利申请公开了一种新型的立体车库解决方案。该立体车库至少包括两层，第二层及其以上各层作为车库，设置存放车辆的库车位，每一层的各库车位都并列布置；车辆通过垂直起落的升降机提升或者降落，升降机上设置有用于停放车辆的吊箱，吊箱上设置有至少与每一层的部分库车位的位置相对应的并列布置的吊箱车位，升降机吊箱把车辆提升到各层库车位的位置时可把车辆径直开进库车位；底层作为行车通道，设置车辆开进或者开出升降机吊箱车位的通道。该方案不需要复杂的自动取放车机械系统，而是通过司机自己的操作实现存放车辆和取车动作，布置巧妙，能实现较多车辆的集中、迅速出入库。但是该发明专利不能够实现空闲车位的动态分配，而是需要集中操作，而且无法确定柱网尺寸和柱间距离，降低了车辆的存取效率和车库空间利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种合理控制车位分配及车位占用空间的地下车库，将车库进行合理分区，减少车辆占地面积，有效控制车库柱网尺寸，解决了现有立体车库无法实现空闲车位动态分配的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种合理控制车位分配及车位占用空间的地下车库，包括主楼地下室和位于主楼地下室外侧的外部地下车库区，所述外部地下车库区设置第一行车道区、第二行车道区、小型车辆停车区、中型车辆停车区和大型车辆停车区，所述第一行车道区和第二行车道区之间设置中型车辆停车区和大型车辆停车区，所述主楼地下室设置为上层空间和下层空间，所述上层空间设置储藏室，所述下层空间设置子母停车区和设备区，所述主楼地下室和外部地下车库区接壤处设置自走式停车区，所述外部地下车库区和下层空间设置车位动态分配计算系统。
优选的，所述车位动态分配计算系统包括监控管理系统和现场控制系统，所述监控管理系统包括控制单元、存储单元、查询单元、参数设置单元、运行控制单元、实时监控单元和报警单元，所述控制单元分别与存储单元、查询单元、参数设置单元、运行控制单元、实时监控单元和报警单元电连接；所述现场控制系统包括控制器、限位模块、车位检测装置和手动控制模块，所述控制器分别与限位模块、车位检测装置和手动控制模块电连接，所述控制器与控制单元电连接。
优选的，所述查询单元包括人机交互设备、读卡器和身份识别卡，所述读卡器的信号输出端与人机交互设备的信号输入端连接，所述读卡器通过非接触方式对身份识别卡进行识别。
优选的，所述车位检测装置包括重量传感器和光电传感器，所述重量传感器和光电传感器的输出端均与所述控制器电连接。
优选的，所述控制单元采用工控机，所述控制器采用西门子S7-300PLC。
优选的，所述身份识别卡采用RFID卡。
优选的，所述人机交互设备采用触摸屏。
优选的，所述外部地下车库区采用诱导通风系统。
优选的，所述外部地下车库区设置火灾自动报警系统和自动灭火系统，所述自动灭火系统采用闭式泡沫-喷淋系统，所述闭式泡沫-喷淋系统采用快速响应喷头。
本发明的有益效果是：
1.本发明结合“主通道+次通道”的分级组织概念将车库进行分区，以构建层次分明、功能明确、顺畅便捷的车库体系，垂直停车的方式不仅使车库平面规整有序，车辆流线简明直观，还能最大限度地节省停车占地面积，跟据不同的分区，结合车位动态分配计算系统定出适合各自分区的柱网尺寸以及柱间距离，使得车库布局达到合理完善，主楼地下室和外部地下车库区接壤处也设置停车区，充分利用车库难以利用的空间，使空间利用更加紧凑，相同的空间有效增加了停车数量。
2.本发明按照“人车分离、进出分离”的组织原则设置车位动态分配计算系统，可以实时监测车位的变化，配合控制单元和现场控制系统实现车位的动态分配，并且本发明还具有查询单元，查询单元包括人机交互设备、读卡器和身份识别卡，人机交互设备采用触摸屏，可以实现便捷、友好的人机交互，车主可以通过操作触摸屏查看是否有空闲车位以及空闲车位的具体位置，配合读卡器和身份识别卡，车主可以实现快捷、方便的存取车。
3.本发明具有监控管理系统，可以实现存取车全过程的实时监控，一旦存车过程中出现危险情况可以实时进行报警和手动应急操作，必要时实现系统全部停车，避免车辆损坏和人员伤亡的情况发生。
4.本发明车库设置有限位模块，可以将不同停车区柱网尺寸和柱间距离进行合理设定，从而将车库进行合理规划并合理利用车库空间，车库还具有车位检测装置，车位检测装置包括重量传感器和光电传感器，根据重量传感器和光电传感器的协同作用，可以实时、可靠地检测车位是否有车辆停放，为车位动态分配提供依据。
附图说明
图1为本发明地下室及车库平面示意图；
图2为本发明地下室及车库剖面示意图；
图3为本发明车位动态分配计算系统的结构框图；
图4为本发明存车过程的流程图；
图5为本发明取车过程的流程图；
其中，1-第一行车道区，2-第二行车道区，3-小型车辆停车区，4-中型车辆停车区，5-大型车辆停车区，6-子母停车区，7-自走式停车区，8-储藏室，9-出地面风井，10-风管，11-桥架，12-消防喷淋管，13-框架梁，14-监控管理系统，15-查询单元，16-存储单元，17-控制单元，18-报警单元，19-参数设置单元，20-运行控制单元，21-实时监控单元，22-现场控制系统，23-光电传感器，24-重量传感器，25-手动控制模块，26-限位模块和27-控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1和2所示，一种合理控制车位分配及车位占用空间的地下车库，包括主楼地下室和位于主楼地下室外侧的外部地下车库区，外部地下车库区设置第一行车道区1、第二行车道区2、小型车辆停车区3、中型车辆停车区4和大型车辆停车区5，第一行车道区和第二行车道区之间设置中型车辆停车区和大型车辆停车区，结合“主通道+次通道”的分级组织概念将车库进行分区，以构建层次分明、功能明确、顺畅便捷的车库体系，在一些超大型停车库，车库面积较大且停车位数量多，车辆停放后如果缺乏相应明显的坐标指示，会导致寻车困难，因此，再对停车库进行车库分区后，对每个分区可以用明显的分区颜色加以划分，以增加用户寻车的便捷性，同时为避免人们在地下室迷失方向，并及时找到安全出口，在不同停车区域交界处和行车道等司机视线容易到达的地方，可以设置明确的反光指示标牌，加强了平面流线的引导作用，对行驶的车辆起到警示和路标的作用在车库立柱的四角及墙角，可以设置橡胶防撞护角，跟据不同的分区，可以进一步规划测定出各自分区的柱网尺寸以及柱间距离，使得车库布局更加的合理与完善。
主楼地下室设置为上层空间和下层空间，上层空间设置储藏室8，下层空间主楼纵深方向剪力墙往横向出头尺寸较小，剪力墙与剪力墙之间间距可以设置子母停车区6和设备区，主楼地下室和外部地下车库区接壤处开间尺寸不足以放置最小机械车位的地方均设置自走式停车区7。
第一行车道区1和第二行车道区2设置摩擦带，第一行车道区1和第二行车道区2设置为“∞”形，第一行车道区1和第二行车道区2车道为6.0m宽，可供车辆双向行驶，增加了车库尽端处的停车空间。
在确保停车位要求以及确保层高控制在合理的高度的条件下，竖向配套空间设置有出地面风井9、风管10、桥架11、消防喷淋管12和框架梁13，地下车库的通风系统可以采用诱导通风系统，能够有效地控制气流方向，空气流畅，无停滞死角，环境空气品质好，还可降低车库层高，降低土建成本，从而缩小地下车库的埋深，减少土方工程量的开挖，节省工程总造价；风管10布置在停车位上，使得第一行车道区1和第二行车道区2更加开阔，风管10引入出地面风井9排出地面，出地面风井9处和地面建筑相结合的同时可以布置绿化带，从而使得地面广场更加完整、美观；于车库四角及周边设置设备机房分布区，可以节省出中间大片面积供停车使用。
外部地下车库区和下层空间设置了车位动态分配计算系统，可以实时监测车位的变化，配合控制单元和现场控制系统实现车位的动态分配，车主可以实现快捷、方便的存取车，也大大地提高了空间的使用率，从而将车库进行合理规划并合理利用车库空间。
如图3所示，本发明由监控管理系统14和现场控制系统22组成，监控管理系统14包括控制单元17、存储单元16、查询单元15、参数设置单元19、运行控制单元20、实时监控单元21和报警单元18。查询单元15包括人机交互设备、读卡器和身份识别卡，人机交互设备采用触摸屏，身份识别卡采用RFID卡，读卡器的信号输出端与触摸屏的信号输入端连接，读卡器通过非接触方式对RFID卡进行识别，RFID卡在车库入口处由管理人员依照车牌号进行分发。控制单元,17采用工控机，工控机通过工业总线分别与存储单元3、查询单元15、参数设置单元19、运行控制单元20、实时监控单元21和报警单元18电连接，存储单元16可以存储车主和车牌信息，参数设置单元19用于设置监控管理系统14的各项运行参数，运行控制单元17主要包括位于控制室内的系统运行按钮和急停按钮，实时监控单元21包括位于车库现场的摄像头以及控制室内的监视屏，报警单元18为声光报警装置。
现场控制系统22包括控制器27、车位检测装置和手动控制模块25，控制器27采用西门子S7-300PLC。车位检测装置包括重量传感器24和光电传感器23，重量传感器24设置于立体车库载车板的下方，光电传感器23的发射端和接收端分别设置于车库的两侧，当重量传感器24检测到载车板的承重达到设定值并且光电传感器23检测到有物体遮挡时就可以判断该车库内存有车辆，为车位动态分配提供依据，重量传感器24和光电传感器23的信号输出端均与S7-300PLC的信号输入端连接。手动控制模块25采用触摸屏和遥控的组合方式，操作人可以就近选择一种操作方式来对系统进行手动控制。其中，西门子S7-300PLC是现场控制系统22的核心，车位检测装置和手动控制模块25的输出信号进入到控制器27中进行实时运算后，给出控制信号。
车主进行存取车的过程有两种方式，分别为刷卡存车和密码存车。
刷卡存取车的实施过程如下：
（1）如图4所示，当车主要存车时，在进入停车场的门卫岗的过程中，由工作人员为车主提供与车主车牌号进行匹配后的RFID卡，车主将车开到靠近查询单元2的读卡器的位置，通过刷卡来使读卡器读取RFID卡中的信息，这时查询单元2的触摸屏显示车位动态分配的结果，触摸屏上显示出空闲车位的位置信息，车主可以选择取车方便的空闲车位，当选定车位后，车位信息存储到系统中的同时停车区载车板就位，车主将车开上停车区的载车板，车库柱网尺寸的大小直接反映结构的合理性以及停车的方便与否，限位模块13可以将不同停车区柱网尺寸和柱间距离进行合理设定，从而将车库进行合理规划并合理利用车库空间，限位模块13根据不同停车区柱网宽度以及车位大小检测车是否停靠到位，当检测到车辆停靠不到位可能损坏车辆或者没有远离墙壁0.5m时，限位模块13发送信息给S7-300PLC，这时报警单元5报警，提醒车主对车辆进行调整，调整到位后，车主就可以熄火下车，存车过程完成。
（2）如图5所示，当车主要取车时，车主通过刷卡来使读卡器读取RFID卡中的信息，这时查询单元2的触摸屏显示车主车辆的存储信息，车主按下触摸屏的取车按键后，车主就可以进入停车区内将车开下载车板，取车过程完毕。
密码存取车的实施过程如下：
（1）如图4所示，当车主要存车时，车主将车开到靠近查询单元2的触摸屏位置，通过输入用户名和密码来识别客户信息，识别客户信息后，查询单元2的触摸屏显示车位动态分配的结果，触摸屏上显示出空闲车位的位置信息，车主可以选择取车方便的空闲车位，当选定车位后，车位信息存储到系统中，车主将车开到停车区的载车板上，限位模块13根据不同停车区柱网宽度以及车位大小检测车是否停靠到位，当检测到车辆停靠不到位可能损坏车辆或者没有远离墙壁0.5m时，限位模块13发送信息给S7-300PLC，这时报警装置报警，提醒车主对车辆进行调整，调整到位后，车主就可以熄火下车，存车过程完成。
（2）如图5所示，当车主要取车时，车主通过输入用户名和密码来识别客户信息，查询单元2的触摸屏这时即可显示车主车辆的存车信息，车主按下触摸屏的取车按键后，车主就可以进入车内将车开下载车板，取车过程完毕。
总之，本发明提供的合理控制车位分配及车位占用空间的地下车库，将车库进行合理分区，减少车辆占地面积，有效控制车库柱网尺寸，解决了现有立体车库无法实现空闲车位动态分配的问题。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。