自動(dòng)化立體車庫調(diào)度策略淺析

王明凱

（通力電梯，江蘇 昆山 215000）

自動(dòng)化立體車庫調(diào)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(fā)展，立體車庫的出現(xiàn)是緩解停車難題的重要手段，而其調(diào)度策略的合理與否將影響車庫的整體運(yùn)行性能，不同的用地特征及出行行為具有不同的停車特點(diǎn)，根據(jù)不同的特點(diǎn)來制定立體車庫的調(diào)度策略，可以大大提高車庫運(yùn)行效率，介紹了通勤停車、非通勤停車和居住區(qū)停車三種停車行為的區(qū)別，分析其停車規(guī)律，并提出對(duì)應(yīng)于三種停車行為的調(diào)度策略。

停車行為，調(diào)度策略，立體車庫

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，城市汽車數(shù)量不斷增長，而與之相對(duì)應(yīng)的是停車設(shè)施建設(shè)的相對(duì)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(shè)施的供需矛盾，而立體車庫具有節(jié)約土地、自動(dòng)化程度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)成為解決城市停車難的重要途徑，在許多大中城市已經(jīng)開始推廣使用。

立體車庫的出現(xiàn)有效地緩解了停車難的問題，而科學(xué)有效的調(diào)度方法有利于提高車庫整體的運(yùn)行效率，在最短的時(shí)間內(nèi)處理更多的存取車任務(wù)，常見的車輛存取策略有優(yōu)先存車、原地待命和交叉存取三種。楊曉芬等[1]建立了相關(guān)的實(shí)體模型和數(shù)學(xué)模型分析比較了在不同策略下存取車時(shí)間的長短。李建國[2]等基于排隊(duì)論相關(guān)假設(shè)分別就巷道堆垛式立體車庫就近車位分配策略以及隨機(jī)車位分配策略進(jìn)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(jìn)遺傳算法對(duì)立體車庫進(jìn)行調(diào)度策略的優(yōu)化，以使總的存取車時(shí)間最少并經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證得到較小的存取車總時(shí)間，獲得了預(yù)期的車輛存取序列。

1 立體車庫的類型及特點(diǎn)

1.1 立體車庫主要類型

根據(jù)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，常把立體車庫分為升降橫移、垂直循環(huán)、水平循環(huán)、多層循環(huán)、平面移動(dòng)、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(shí)現(xiàn)車輛的存取，存取速度較快，操作簡單。

（2）垂直循環(huán)式：以垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)的方式來實(shí)現(xiàn)車輛的存取。

（3）水平循環(huán)式：利用水平循環(huán)運(yùn)動(dòng)的車位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)車輛的存取。

（4）多層循環(huán)式：利用載車板的上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛的存取操作。

（5）平面移動(dòng)式：中間是沿水平軌道移動(dòng)的橫移裝置，兩側(cè)是垂直移動(dòng)的升降裝置，依靠搬運(yùn)器實(shí)現(xiàn)車輛的存取操作。

（6）巷道堆垛式：將進(jìn)到堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)內(nèi)的車輛送到指定車位，在依靠搬運(yùn)器進(jìn)行存取操作。

（7）垂直升降式：垂直升降式是通過提升機(jī)構(gòu)及橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移，實(shí)現(xiàn)車輛的存取。

（8）簡易升降式：簡易升降式是借助升降機(jī)構(gòu)或者俯仰機(jī)構(gòu)對(duì)汽車進(jìn)行存取操作。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）節(jié)約土地面積，空間利用率較高。在城市商業(yè)中心，建設(shè)立體車庫是一種經(jīng)濟(jì)合適的選擇，市場前景好。

（2）自動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的自動(dòng)存取，極大地方便了用戶的使用。

（3）配置靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。立體車庫在規(guī)模上可大可小，設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，可以設(shè)置在地下、依附建筑物或者設(shè)置在建筑內(nèi)。

（4）安全可靠，美化環(huán)境。配有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、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(shí)配以美觀的外形可以美化環(huán)境。

1.3 立體車庫三種調(diào)度策略

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

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

（3）交叉存取策略：當(dāng)同時(shí)有幾輛車需要存取時(shí)，按照存車和取車進(jìn)行分組，對(duì)分組后的存取任務(wù)進(jìn)行交叉操作。

2 不同停車行為對(duì)立體車庫調(diào)度的影響

對(duì)大連市城市中心的停車現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，分別選取城市中心商圈地帶、大型企事業(yè)單位和住宅小區(qū)作為非通勤停車、通勤停車和居住區(qū)停車現(xiàn)狀的調(diào)研對(duì)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(dāng)中，主要包括上下班、上下學(xué)等行為，占到全部出行量的45%以上，是交通出行的主要內(nèi)容，一般在固定的時(shí)間段，時(shí)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(shí)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(shí)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(shù)量隨時(shí)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(wù)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(shí)長具有隨機(jī)性，但一般比通勤停車和居住地停車時(shí)間要短，停車時(shí)長均值在2h以內(nèi)，停車行為發(fā)生時(shí)間也比較隨機(jī)。

2.3 居住區(qū)停車特征

居住區(qū)在工作日和節(jié)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(shí)間基本相同，所以其停車特征存在波峰值和波谷值，停車數(shù)量呈現(xiàn)早晚高峰和中午小高峰的特點(diǎn)，在日間居住區(qū)的立體車庫利用率相對(duì)較低，而夜間的利用率則接近飽和，表現(xiàn)出較強(qiáng)的剛性需求，在節(jié)假日居民的出行目的差異性較大，出行時(shí)間較隨意，如探親訪友、購物娛樂等，因此節(jié)假日沒有明顯的規(guī)律可言，成隨機(jī)分布，如圖2所示。

圖2 工作日居住區(qū)停車數(shù)量隨時(shí)間變化情況

3 不同停車行為差異性分析

3.1 車輛停放時(shí)長差異性

停車時(shí)長反應(yīng)對(duì)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(shí)長可以為立體車庫調(diào)度策略的制定提供參考，通勤停車和居住區(qū)停車的停放時(shí)長較長，大部分在3h以上，非通勤停車的停放時(shí)間較短，在30min到3h之間，與通勤停車相比較，居住區(qū)停車分布比例更大，通常在10h以上。

停放行為的差異可以導(dǎo)致停放時(shí)間的不同，通勤停車基本是在工作日期間，會(huì)產(chǎn)生較長的停放時(shí)間，而居住區(qū)的停放時(shí)間是最長的，對(duì)于餐飲娛樂等情況下的停放時(shí)間則較短，與前兩者差別較大，不同停車行為的停放時(shí)長見表1。

表1 不同停車行為的停放時(shí)長比較分析

3.2 停車周轉(zhuǎn)率的差異性

停車周轉(zhuǎn)率是指停車庫每個(gè)車位在單位時(shí)間內(nèi)被使用的次數(shù)，反應(yīng)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(yè)用地的停車周轉(zhuǎn)率為2.3～3，辦公用地的停車周轉(zhuǎn)率為1.1～1.4，居住區(qū)的停車率為0.94～1.01，表2為不同停車行為周轉(zhuǎn)率情況。

表2 不同停車行為停車周轉(zhuǎn)率

停車周轉(zhuǎn)率體現(xiàn)了立體車庫的車位使用情況，不同的停車行為其停車周轉(zhuǎn)率也不同，如表2所示，居住區(qū)的停車周轉(zhuǎn)率較低，這是由其出行行為特點(diǎn)決定的，而非通勤停車和通勤停車的停車周轉(zhuǎn)率較高，這是因?yàn)樾腥藢?duì)此類的停車位需求旺盛，在一些城市的商業(yè)中心，達(dá)到了供不應(yīng)求的地步，而居住區(qū)的立體車庫在工作日取車高峰后空閑車位較多。

服務(wù)于不同停車場所的停車設(shè)施在特定時(shí)間段會(huì)產(chǎn)生停車飽和的狀態(tài)，研究停車設(shè)施的飽和度可以為設(shè)計(jì)合理的停車共享制度提供理論支持，居住區(qū)停車、通勤停車和非通勤停車三種行為具有不同的特點(diǎn)，其停車高峰會(huì)出現(xiàn)在不同的時(shí)間段，為了最大限度利用停車設(shè)施資源，建立停車位共享機(jī)制，可以提高各個(gè)區(qū)域停車位的利用率。

4 結(jié)論和建議

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

1）通勤停車調(diào)度策略。針對(duì)通勤停車行為的特點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)的調(diào)度策略研究，在立體車庫存取車高峰時(shí)段采用存車優(yōu)先的調(diào)度策略，在搬運(yùn)器執(zhí)行完上一個(gè)任務(wù)后直接回到出入口等待需要存入的車輛，在取車高峰時(shí)段采取取車優(yōu)先的調(diào)度策略，在其他時(shí)段可以采用原地待命的方式，根據(jù)出行特征來靈活調(diào)整調(diào)度策略將減少顧客的等待時(shí)間，提高車庫運(yùn)行效率。

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

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

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

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