实现立体车库智能化的构想
实现立体车库智能化的构想
X
万 舟 刘 龙 许晓平
(昆明理工大学自动化系,昆明 655093)
摘要 根据目前停车设施所存在的缺点,提出克服这些缺点的一种新构想,以实现立体车库的智能化.
关键词 智能化;立体车库;自寻优法则中图分类号 T P273
众所周知,随着汽车的日益增多,尤其是在人口密集,人流拥挤的大都市,解决停车难的问题显得尤为迫切.
1 目前停车设施的状况
目前世界上停车设施主要有停车场、层式立体车库,悬梁式立体车库,立式停车塔、螺施式停车塔等,在我国停车设施主要仍是停车场和层面式立体车库.而这两种停车设施都存在平面利用率不高、管理水平低的问题.据资料显示,目前较为先进的停车设施是悬梁式立体车库和停车塔,但是悬梁式立体车库造价高,技术复杂,而停车塔又有停车数量少的缺点,故这两种停车设施都没有被推广.
我们针对上述状况,提出实现立体车库智能化的构想,拟改造现有的层面立体车库,或帮助设计新的车库.它的特点是全面实现车库的智能化管理和空间使用最优化.为车主提供了一个舒适、安全、高效率的停车环境.
2
系统构想
图1 车库控制系统的组成框图
采用层面车位检测装置代替车主自行找位,用传送机构和升降装置输送汽车到位以实现车库的智能化,车库只设一个存取车
口,在口上有IC
卡读卡机以识别车主身份.存车时车主只需将车驶入入口内托板上,在读卡机上插卡确认后即可离开,机械装置会将车送至库内就近空位停放.取车时,车主将卡插入卡机,系统会自动寻找对应的汽车,这样:1)可节省车主的取车时间;2)保证车子安全;3)省去
第23卷 第5期 昆 明 理 工 大 学 学 报 Vol.23No.5
1998年10月 JOURNAL OF KUNMI NG UNIVERSIT Y OF SCI ENCE AND TECHNOLOGY Oct.1998
X
收稿日期:1998-07-02
供车进出车库的通道,增加库内停车密度,节约空间.车库控制系统的组成如图1所示.
要实现车库的智能化关键在于解决汽车的自动存入对位和自动取出问题.
211 汽车的自动存入对位
首先,由层面车位检测装置来检测各层的车位上是否有车,若检测到车位上有车,则其结果为1,反之为0,检测结果存入计算机中.
下面以一层40个车位为例说明汽车的自动对位,在每一层上40车位号的示意图如图2.
A 40A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 39A 18A 17A 16A 15A 14A 13A 12A 11A 10A 38A 19A 20A 21A 22A 23A 24A 25A 26A 27A 37
A 36
A 35
A 34
A 33
A 32
A 31
A 30
A 29
A 28
图2 层面车位号示意图
C1 C2 C3
C13
C6
C5 C4C7
C8
C9
C12 C11 C10
图3 输送带结构示意图
A i ,i =1,2,,,40表示每层车位号,每个车位号停放一辆汽车,每层面上采用输送带传送,其输送带结构示意图如图3.
图中C2,C5,C8,C11,C13表示直线输送机构,C1,C3,C4,C6,C7,C9,C10,C12表示换向输送机构,C1,C3,C4,C6,C7,C9,C10,C12上各占一个车位号,C13占两个车位号,C5,C8占7个车位号,C2,C11占8个车位号,共计40个车位号.
汽车随输送带移动时,车位号是固定不变的.所有
的输送带可以按正反两个方向运动.我们规定,输送带从车位号由小到大移动的方向为正方向,反之为反方向.存车时输送带的运动方向和移动的车位数由自寻优法则确定.所谓自寻优法则是指在存(取)车时尽量使得移动的车位数量最少,路径最短,移动时间最少.由层面车位检测装置提供层面上空车位号,计算机利用自寻优法则确定要存在的车位号和输送带的移动方向,法则的运算程序流程框图如图4.
判断汽车是否到位,采用控制输送带的运动时间来完成.输送带是匀速运动的,只要算出每移动一个车位所需的时间就能得到存(取)车时输送带运动的时间.
存车时,计算机把该车要存入的车位号和楼层号以及入场时间都写入IC 卡中,并且通过通信模块把输送带的运动方向及运动时间传输给PLC.PLC 控制输送带电机把汽车存入该存的车位号上.若要存入二楼以上,还需要启动相应的升降装置,在我们的构想中,除顶层外,每层的A40车位号上不能停车,用于层与层之间的升降.也就是说除顶层外,其它各层实际上只有39个车位可供停车用.
212 自动取车
由于取车和存车是随机的,存入的车在取出时,该车不一定还在原来的车位号上,由图2和图3可知,无论汽车在正方向移动40个车位,还是反方向上移动40个车位,该车都必然回到原来的车位号上,只要用计数器记录输送带正、反移动的车位数,每次移动后都与上一次的结果相加再与于40比较,若大于40,则减去40后存回计数器作为下一次的被加数.取车时,计算机把正反运动方向的结果进行减法运算,得到的差再与IC 卡上
#
68#昆 明 理 工 大 学 学 报 1998年
图4 自寻优法则的运算程序框图
记录的车位号相加,若结果小于零,则再加上40,就得到所要取车的车位号,再利用自寻优法则算出传送机构移动的车位数和移动的方向,计算机把这些数据传输给PLC,PLC 控制相应的传送机构把车子取出,计数器在传送机构工作时开始计数.
3系统控制程序
系统控制采用一台微型计算机作主机,PLC 作下位机,用于对传送机构和升降装置的直接控制.
图5 主机控制程序的流程框图
311 主机的控制程序
主机的控制程序主要完成的功能:(1)在取车时,计算机根据层面车位检测装置确定该车要存入的具体车位号,由自寻优法则算出存车时传送机构要移动的车位数和移动方向,并把这些数据通过通信模块传输给PLC,(2)在取车时计算综合IC 卡上的数据和计数器的内容,得到所要取出车所在的车位号,再由自寻优法则算出取出时传送机构要移动的车位数和移动方向,并把这些数据传输给PLC.
主机控制程序的流程框图如图5.存车时控制流程框图,取车时控制流和框图.312 PLC 控制程序
PLC 控制程序的主要作用是:
PLC 根据主机传输过来的数据控制相应传送机构的方向和其要移动的车位数,把要存入的车
送至相应的车位号上或者取出相应的车位号上的车子,它的程序编制由选用PLC 的不同
#
69#第5期 万 舟等:实现立体车库智能化的构想
而不同.
在本系统中,存车时,PLC 控制流程框图如图6所示.取车时,PLC 控制流程图如图7所示.
图6 存车时PLC 控制流程图 图7 取车时PLC 控制程图
4 结束语
目前,停车设施还不完善,以及汽车的迅速增多,停车难的问题比较突出,实现立体车库的智能化是解决这个问题的有效方法之一.
参 考 文 献
1 凌惟候.智能大厦)))自动化技术一个重要对象.北京:电子工业出版社.17~21
2 吴书化,杨祯山,陈晓静.智能建筑及其楼宇自动化系统.北京:电子工业出版社,1997.301~304
(下转第77页)
#70#昆 明 理 工 大 学 学 报 1998年
Systems Sci,17(6):1986,641~649
6 Dorling C A and Zinober A S.T wo Approaches to a Hyperplane Design in Multviar iable Variable
Structure Control Systems.Int.J.Contr ol,44(1):1986,138~148
7 Ambrosino G,Celentano G and Gar falo F.Var iable Structure Model R eference Adaptive Control
Systems.I nt.J.Control.39(6):1984,1339~1349
8 Espana M D,Ortega R S and Espino J J.Variable Structure Systems wit h Chatter ing Reduction:a Microprocesser Based Design.Automatica.20(1):1984,43~52
9 高为炳.变结构控制的质量控制.1988p 控制理论及其应用年会.山东曲阜.控制与决策.4(4):1989,57~64
Methods for Chattering Reduction in Practical
Variable Structure Control Systems
Xiang Fenghong Yang Xiaohong Wang Xiaodong
(Department of Automation,Kunming University of Science and Techology,Kunming 650093)
Abstr act Chattering has been a main problem in application of variable structure control systems.We di scuss
t he met hods for chatter ing reduction after analysing the principles of chatter ing in practical variable structur e control systems.The simulat ion results indicated that t he approach rules presented is appropriate for chattering r eduction.
Key words variable structure control;chattering;phase trace;approach rule
(上接第70页)
3 王爱英主编.智能卡技术.北京:清华大学出版社,1996.42~46
4 张瑞武主编.智能建筑.北京:清华大学出版社,1996.45~50
5 蔡自兴,徐光佑.人工智能及其应用.北京:清华大学出版社,1996.58~73
Realizing Intelligent Imagination of Cubic Car -stores
Wan Zhou Liu Long Xu Xiaoping
(Deparment of automation,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093)
Abstr act This paper was based on the defect of the parking facility now.We had come up with the way to
over come the defect,in order to r ealize intelligent imagination of cubic car 2stores.
Key words intelligent;cubic car 2stores
#
77#第5期 向凤红等:实际变结构控制系统的抖振削弱方法