升降横移式立体车库存取策略及控制系统研究开题报告

 2023-12-06 09:12:17

1. 研究目的与意义

课题背景:在我国,机动车保有量呈逐年增长趋势。2018 年,我国机动车保有量就已然超过了 3.27 亿辆,其中汽车 2.4 亿辆,2021 年机动车增加到了 3.95 亿辆,汽车为 3.02 亿辆。2019 年时,中国的城市常住人口就超过了 8.5 亿,城市化程度已达到 60.6%,每年有将近 1500 万人口进入城市。而城区土地开发率趋于饱和,一、二线城市停车难的问题日渐凸显。因此为了缓解城市停车难的问题,极有必要在大型的立体车库设备上加大研发力度。

课题意义:1、随着国内汽车保有量的逐年增长,传统泊车位不能满足需求,而大中型城市土地成本高昂,传统自走式地面泊车位建设占地面积大,未能充分利用土地空间。停车成本也越来越高,普通用户难以承担高昂的停车费用。2、因泊车位不足,许多车辆被随意停放在机动车道、非机动车道甚至是人行横道上,导致道路交通堵塞,影响行人通行,严重破坏城市形象。3、传统泊车位无法防止车辆被剐蹭的风险,且一旦遇到大雨、冰雹等自然灾害,形成城市内涝导致车辆泡水,或者是高温天气引发车辆自燃,都会引起车辆受损,造成极大的财产损失。4、住宅小区车位紧张将会面临更大的危害。业主将车辆随意停放在应急车道,造成应急车辆无法通行,一旦发生紧急事件如火灾、地震等,或者是抢救病危人员等特殊情况时,将直接影响救援车辆及人员的正常施救处置。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

(1)不同的存取策略可以对车库效率产生不同的影响,选择一个适合的存取策略可以大大提高车库的工作效率,对立体车库的存取策略进行研宄,在不同的时段下对每种存取策略进行对比和仿真,选择出最适合的存取方案。

(2)提高在有限存取模式下的存取效率,对立体车库存取路径优化研究,得出优化结果,对堆垛式立体车库的结构进行分析,在设计参数的基础上完成对搬运器中水平移动和垂直升降机构电机的选型。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

第二次汽车工业革命之后,立体车库开始逐渐进入大众视野,至今已经有超过一百年的发展历程。1918年,在美国芝加哥建成了世界上第一个立体车库[5]。1932年,世界上第一个升降式车库也在美国建成,但设备的操作方式较为繁琐,成为了限制立体车库发展的主要原因。立体车库步入飞速发展阶段[6]是在20世纪50年代以后。1963年,计算机技术诞生并得到了飞速发展,世界上第一个自动控制的立体车库在美国诞生。

德国是欧洲地区研发立体车库最早的国家代表,因此始终在技术上处于领先水平,其H型、U型和V型在二层及多层平面式立体车库得到了广泛应用。相比于其他国家,德国立体车库的发展技术更为成熟,研发水平也得到同行业的认可[7]。

英国于1968年6月在伦敦建造了世界上第一座大型立体车库,能容纳300辆汽车停放,且可靠性水平很高,至今仍在使用当中[1]。

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4. 研究方案

1)查阅文献资料,了解机械式立体停车库的国内外发展现状、各类机械立体停车设备的工作原理和特点。经过近四十年的发展,我国立体车库的种类现已基本齐全。根据我国机械式停车设备现行标准分类GB/T 26559的归纳,立体车库可分为九类,代码4D10-4D90,即垂直循环式(PCX)、简易升降式(PJS)、升降横移式(PSH),多层循环式(PDX)、巷道堆垛式(PXD)、垂直升降式(PCS)、平面移动式(PPY)、水平循环式(PSX)、汽车专用升降机式(PQS)。堆垛式立体车库主要运用在停车需求较多的场合,它可以建设在地上或者地下,一般高度为二到五层左右,中间为堆垛机轨道,两侧为停车车位,可以同时满足几十辆车的存取需求。

2)比较几种主流形式在空间利用率、造价、存取时间、技术性能、能耗等方面的特点。本文主要研究堆垛式立体车库存取策略及控制系统。堆垛式立体车库主要安装在人员密集、停车面积小的地点,所以如何提高立体车库的工作效率,减小用户的存取时间是非常值得研宄的。不同的存取策略可以对车库效率产生不同的影响,选择一个适合的存取策略可以大大提高车库的工作效率。

3)在车库总体方案和自动控制系统硬件设计的基础上,参照立体停车库存取流程,考虑设备运行的高效、安全、可靠等要求,分析和设计具体的软件实现方案,包括功能的构建、可行性分析、软件架构设计、程序流程图的绘制等。传统的立体车库存取策略大多为随机存取策略,在每次完成存取操作后载车板都要返回原处,然后再进行下一次操作,缺乏灵活性,导致存取时间过长。若要提高立体车库的工作效率,可以从以下两方面入手:一是提高工作机构的运行速度,但随之带来的是构件寿命的减小,大大提高了车库的故障率;二是对存取车辆的过程进行优化,也就是从存取策略方面进行优化,提高车库的工作效率,减小用户的存取时间,同时也可以降低能耗。如今,在传统车库的随机存取策略下,演化出了另外三种常见的存取策略方式,它们各有优劣,这三种存取策略类型如下:

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5. 工作计划

2023.1.2~2023.1.15 完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16~2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6~2023.3.19 按照开题报告的方案,开始毕设课题的计算及设计。

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