基于AGV 的立體停車場設計

鄭 偉，陳永康，李明楊，范平清

（上海工程技術大學，上海 201620）

1 技術原理分析

機械AGV 技術與自動停車場的結合，是在智能化系統建立的基礎上實現的。在為停車場的系統中提供調度服務器的基礎上，補充車輛停取間、用戶終端系統、AGV 引導設施、路線引導表示等設施。在每一輛進入停車場的車輛中，配置相應的終端識別設備，在調度服務器的作用下，完成終端設備與服務系統的指令連接，并對車輛執行控制操作[1]。在這一調度服務器的系統結構中，將有線通訊方式作為跨層垂直對接信號的主要渠道，完成車輛跨層與水平移動的控制處理。在調度服務器中，還會以無線通信的方式作為信號輔助輸出設備。在保證與AGV 系統連接的同時，將車輛從用于軌道移動的系統中，轉移到停車間內，并控制存取間的位置移動，根據現有立體車庫的空位情況，調度到具體位置上，實現車輛的入庫管理。在全流程中，以全自動作為基礎技術條件，輔以相應的人工手動操作，保證車輛入庫過程中的安全化操作水平。

同時，在立體結構的車庫系統中，還為車位控制裝置配置了相應的電機機組，通過網絡接口與CAN 接口進行連接，以此保證車輛在智能控制跨層移動的過程中，維持穩定的動力條件，并完成載車車位跨層的垂直位移。在完成一次車輛入庫停放的同時，會有一個空閑車位，被從停放位置轉移出來，落在車庫的入口位置，保證立體車庫能夠連續進行車輛停放工作，使智能化系統滿足車輛停放的效率需求。另外，為了方便客戶掌握自己車輛停放位置的信息，并執行取車服務項目，會在完成停放后，由終端系統自動生成二維碼信息，以此保證客戶對停放信息的掌控。

2 操作方法示例

在執行取車操作的過程中，AGV 技術下的智能車庫也存在一定的特殊性。車主首先要對車庫的調度服務器發送取車信息，然后根據調度系統的智能運算，生成距離車主位置最近的暫存位置，并通過終端設備發送取車指令。在系統內部，會發送車輛現存位置與預存車位的位置信息，然后由AGV 自動引導系統，按照預先設置的標識結構完成車輛的輸送，通過路標的指引，將車輛轉移到預停車位[2]。當車主達到指定位置后，完成身份信息的輸入，就可根據服務系統的認證，在此將引導信息發送給AGV 自動電腦設備，并由該設備完成車輛在暫存車位的轉移。

在執行這一流程操作的過程中，立體車庫的建設規格以AGV 技術為核心，在形成了完整系統的同時，針對AGV 技術建立了相應的引導系統，并按照預先設定或計算的各種程序指令，針對每一名停車客戶提供服務。方法上，不僅縮短了車主在存放、提取車輛時所消耗的時間，也通過技術手段，使立體停車場變得更加智能化，減少車輛在封閉環境中的尾氣排放，并節省了相應的土地資源。以此，AGV 技術指導下的立體車庫，是一種智能化的環保技術方案。

3 設計方案描述

3.1 控制系統設計

立體停車場設計中，與AGV 技術的結合，必須分析停車場預先設計的停放面積，并在樓層、單層停放車輛等參數上，進行細化管理，在落實數據信息的基礎上確定相應的系統管理方案，以便針對AGV 技術系統進行相應的設施設備建設。在對控制系統進行管理的過程中，可使用變量定義的方法完成計算，在錄入基本停放層數參數的同時，將單層的停放空間輸入到系統中，并形成具體的陣列分布數據，通過矩陣計算的方法，分析停車場拓撲圖。然后，分別計算每個停車位停放車輛與轉出車輛所需消耗的時間，使系統管理的所有數據信息得到量化標準的控制。然后對每次AGV 技術操作的車輛計算起始時間，將有線連接網絡的權限閾值，作為計算運行時速的基本參數，完成相應的pw 參數計算。

完成變量定義之后，必須對可能發生的沖突類型進行分析，通過對節點沖突、同向沖突、相向沖突的可能性分析，統計車輛管理過程中可能出現AGV 系統失誤的概率。然后對系統的相應參數進行調整，將所有發生沖突的問題全部抹除，以此保證系統的優化。在處理沖突的方案中，可以使用多種計算方法進行統計。例如，將車輛出發時間作為基礎參數，為車輛進行優先級歸類，按照優先級的順序進行系統內部調度，就可以促使低優先級的車輛進行適時的等待，以此消除沖突問題[3]。又如，在產生沖突數據時，可以對優先級較低的車輛進行路線調整，采用與沖突節點不相關的次級路線。以此，能夠保證任務權值不變的條件下，盡可能地利用系統的多線計算能力，同時，保證兩輛車輛的正常停放，達到提高車輛停放效率的效果。

3.2 機械結構組成

AGV 機械技術系統下，車輛在跨層位置之間的移動，是技術執行的難點問題，在對此項內容進行優化管理的過程中，需將立體位移車庫的技術優勢充分發揮出來，在提高計算機系統運算能力的基礎上，增設多運送端口，并在獨立的機械結構系統中，達到效率執行與成本投入的平衡點。

每一個獨立的車輛移動系統在運行中，都至少有一個空白車位，這一位置可以作為系統移動的中轉點，并就此保證可以連續的執行機械移動調整。在系統處理沖突數據的同時，僅需對機械結構的執行效果作出分析，就能保證任務落實的有效性，并維護系統在運輸停放車輛過程中的安全水平。如果立體式車庫系統在機械結構中使用抽屜式停放設計，則必須保證在轉移車輛過程中的線路獨立性。這時就需要在相應的系統結構中收集沖突數據計算的參數信息，并對獨立車道的面積條件進行預估，以此保證車輛轉移中垂直路線的不共用性，維持水平結構同時機械運轉的不沖突性。由此特性克制，當立體車庫的建筑空間較為寬裕時，可以采用抽屜式的機械結果進行處理，以提高車輛轉移的效率條件。

3.3 電機結構設計

控制車庫中AGV 系統進行正常機械移動的，是對應配置的電機設備。在為車庫配置電機系統的過程中，必須按照車位數量、樓層情況、單層停放量、車流量、電機載荷條件等參數進行設備選擇。通常情況下，對于電機設備的選擇，應在每一臺獨立的升降機中，配置與之相對應的電機機組，以此保證各種移動的順利執行。電機結構進行動力驅動的過程中，還應為電機配置相應的網絡連接設備，在保證電機執行總控制系統命令的同時，維持設備的獨立性，并在手動控制的配置中，提高設備使用過程中的機動性。

3.4 車輛引導設計

車輛引導裝置的設置是AGV 技術條件下立體車庫的必備設施，也是發揮AGV 技術功能作用的基礎條件。在現有的AGV 技術系統中，與之相對應的車輛引導裝置全部采用二維碼的方式進行控制，通過設置均勻分布的二維碼標簽，在AGV 系統的運行線路中完成整齊的排列，并保證其對應位置與車輛中心線成直線排列。在AGV 系統中，與引導指示相對應的是信號識別系統，在視覺裝置的引導下，通過無線通信網絡系統與中央控制系統相連接，保障調度信息的傳達，并在智能識別系統功能下，找到與之相對應的引導標識，完成具體的導航移動功能。

技術原理上，將二維碼作為引導標識的移動機器人，可以在多個定焦探測器設備的輔助下，完成二維碼中心點的計算，并針對計算內容，分析出車輛與中心點的偏差數值，通過自動化的調整，將偏差數值限制在允許的范圍內。同時為了對這一信息進行檢驗，中央控制系統中，還是設置了世界坐標偏離提示，在另一條校正系統中，對車輛的位置信息進行核對，如果出現位置偏差的問題，也會對車輛作出提示，并達到糾正偏差的效果。

3.5 執行終端設計

AGV 技術引導下的立體停車場系統，在技術條件上設置了較為開放的空間，保證基本功能設施的前提下，可以對包括終端系統在內的其他配置性功能進行替換與更新。以此在維護基礎服務條件的同時，可對整體停車場的智能化服務水平進行階段性升級，并將先進的技術條件引導到服務內容中。以車輛提取技術為例，在中央系統信號識別的過程中，可以針對計算機技術，兼容多種技術條件下的信號形式。所以，無論是電話預約、網絡選擇，都可以完成取車預約服務。然而，為了保證操作的嚴謹性，只有在預約位置出示二維碼信息，進行身份的驗證核對，才能完成車輛提取操作。而在AGV 技術系統中，也只有固定的二維碼信息，才能激活車輛停、取的相應位置，然后調動轉移設備進行線路引導與車輛提取操作。另外，在終端設備中，可以根據AGV 技術，形成多個取車線路，供客戶選擇，以此提高智能化系統的服務水平與質量。

4 總結

綜上所述，自動機械化AGV 技術可以在分揀處理的基礎上，提高技術內容的開放性與發展性，是適應城市建設發展的重要技術條件。通過機械AGV 技術建立的立體停車場，可以有效地處理當前城市中車輛停放空間不足的問題，并使技術理念的應用空間升級。不僅實現了技術條件的成長，也可為城市空間的建設提供智能化服務，助力機械自動化在城市服務中的應用拓展。