本文選自《起重運(yùn)輸機(jī)械》雜志，如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處。

作者：朱迅

摘要：城市的快速發(fā)展使倉(cāng)儲(chǔ)式停車庫(kù)日益受到重視，隨著技術(shù)進(jìn)步，用戶對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)也提出更高

要求。預(yù)約停車、取車、車位查找、車庫(kù)導(dǎo)航、便捷支付等新型互聯(lián)網(wǎng)功能必須融合進(jìn)車庫(kù)設(shè)計(jì)中，形成智慧停車模式以提升用戶使用體驗(yàn)。重點(diǎn)描述基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)運(yùn)營(yíng)管理、調(diào)度控制系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)思路。Abstract: Rapid development of cities has brought increasing attention to warehousing parking garage. With the advancement of technology, users demands more on the design of the warehousing high-rise garage. Parking reservation, car retrieval, finding open spot, garage navigation, easy payment and other new Internet-based functions must be integrated into the garage design to form a smart parking model, further enhancing user experience. The paper mainly describes the ideas for architecture design of operation management and dispatching control system of smart warehousing garage based on Internet technology.

關(guān)鍵詞：倉(cāng)儲(chǔ)式立體車庫(kù)；智慧；互聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)架構(gòu)

Keywords: warehousing high-rise garage; smart; Internet; system architecture

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，中國(guó)已是汽車產(chǎn)銷大國(guó)， 每年新增 2 600 萬輛，截至 2016 年底全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.79 億輛，其中私家車1.72 億輛。機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)?.27億人，其中汽車駕駛?cè)顺^ 2.8 億人。目前國(guó)內(nèi)車位規(guī)劃增長(zhǎng)量卻遠(yuǎn)低于汽車增長(zhǎng)量，停車難的問題將日益嚴(yán)重。解決城市發(fā)展帶來的停車難題成為政府不得不面臨的棘手問題。從城市管理角度來說解決停車難題無非是增加停車位供給數(shù)量和提升空車位利用效率兩種手段， 大力發(fā)展高端智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體車庫(kù)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)增加供給和提升車位利用率的有效方法 [1]。這就給倉(cāng)儲(chǔ)式立體車庫(kù)設(shè)計(jì)帶來新的命題，要求車庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)必須打通智能機(jī)械、立體車庫(kù)和互聯(lián)網(wǎng)之間的控制通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約停取車等便捷功能 [2,3]。

1 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)控制頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體停車庫(kù)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機(jī)械式全自動(dòng)智能停車庫(kù)，其管理系統(tǒng)主要由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）、停車搬運(yùn)系統(tǒng)（PTS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（VMS）、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP）、停車計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng) (CMS) 等組成 [4]。

頂層系統(tǒng)架構(gòu)采用分布式可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各軟件功能子系統(tǒng)作為內(nèi)部局域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見圖 1），具有以下特點(diǎn)：

1） 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可擴(kuò)充，采用操作系統(tǒng)擴(kuò)展（OSE）、軟件中間件技術(shù)封裝底層通信管理，各子系統(tǒng)間利用TCP 或 UDP 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信；

2） 采用軟件中間件技術(shù)封裝底層驅(qū)動(dòng)、通信管理、內(nèi)存管理、任務(wù)調(diào)度、負(fù)載平衡、存儲(chǔ)分配、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、隊(duì)列管理、網(wǎng)絡(luò)管理等，從而屏蔽了底層接口的差異，提供了上層軟件應(yīng)用統(tǒng)一規(guī)范的調(diào)用接口，應(yīng)用軟件有較好的可移植性和可維護(hù)性 [5]；

3） 采用“模型 - 控制 - 視圖”的設(shè)計(jì)模式，在軟件結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與顯示的分離，針對(duì)同一組織結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)內(nèi)容設(shè)計(jì)不同的顯示方式，可以實(shí)現(xiàn)顯示方式的多樣性，保證了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和軟件的可擴(kuò)展性。

2 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)模塊通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)分析

車庫(kù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)第一部分由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）、停車搬運(yùn)系統(tǒng)（PTS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（VMS）和停車計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng) (CMS) 構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)（LAN1），該網(wǎng)絡(luò)與公共互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在物理上分開； 第二部分由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP）組成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)（LAN2）。

LAN1 與LAN2 通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP） 中的雙網(wǎng)卡進(jìn)行信息交換，LAN2 通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器（屬于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)）的雙網(wǎng)卡與公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互。外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（Wan）需要與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（LAN1）發(fā)生數(shù)據(jù)交換時(shí)，LAN1 中由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）負(fù)責(zé)內(nèi)外數(shù)據(jù)的交換，Wan 中由移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（Server）負(fù)責(zé)內(nèi)外數(shù)據(jù)的交換。

3 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)軟件系統(tǒng)時(shí)統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)由若干獨(dú)立運(yùn)行的分系統(tǒng)（應(yīng)用軟件 + 運(yùn)行平臺(tái)）組成，全系統(tǒng)的日期和時(shí)間基準(zhǔn)信息由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)統(tǒng)一提供，即實(shí)際存車時(shí)間信息、取車時(shí)間信息、停車時(shí)間段等信息由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)產(chǎn)生； 其他系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間信息可通過時(shí)統(tǒng)請(qǐng)求指令從任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)中獲得，時(shí)統(tǒng)架構(gòu)如圖 2 所示。

圖2 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體車庫(kù)軟件系統(tǒng)時(shí)統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

4 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)停車業(yè)務(wù)管理架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用業(yè)務(wù)單號(hào)進(jìn)行存車、取車、計(jì)費(fèi)管理、查詢等業(yè)務(wù)管理。業(yè)務(wù)單號(hào)的生成管理由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）負(fù)責(zé)。業(yè)務(wù)單號(hào)一般由車庫(kù)統(tǒng)一編號(hào)（4 位數(shù)字）、業(yè)務(wù)特征碼（1 位數(shù)字）、業(yè)務(wù)生成日期（10 位數(shù)字）和業(yè)務(wù)流水號(hào)（4 位數(shù)字）等 4 部分組成，業(yè)務(wù)單號(hào)如圖 3 所示。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）負(fù)責(zé)管理和維護(hù)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包生成或數(shù)據(jù)更新時(shí)應(yīng)及時(shí)存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，并能提供全系統(tǒng)查詢。

車庫(kù)統(tǒng)一編號(hào)由移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP） 提供，分配給具體車庫(kù)，即由 ServerAPP 負(fù)責(zé)車庫(kù)編號(hào)的申請(qǐng)以及車庫(kù)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。

業(yè)務(wù)流水號(hào)由任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)（TSMS）負(fù)責(zé)產(chǎn)生和維護(hù)。流水號(hào)從 1 開始編號(hào)，每天 0 點(diǎn)自動(dòng)清零， 每個(gè)車庫(kù)獨(dú)立進(jìn)行流水號(hào)編號(hào)，系統(tǒng)復(fù)位或系統(tǒng)非正常復(fù)位時(shí)應(yīng)能獲取最后一次流水號(hào)，保持系統(tǒng)流水號(hào)的連續(xù)性。業(yè)務(wù)單號(hào)流轉(zhuǎn)過程如圖 4 所示，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包基本數(shù)據(jù)組成見表 1。

5 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)任務(wù)調(diào)度管理軟件（TSM）

任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)由頂層的任務(wù)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)以及層控制器組成，任務(wù)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)和層控制器之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連 [7]。層控制器采用 PLC，支持網(wǎng)絡(luò)通信功能。除了層控制系統(tǒng)外，任務(wù)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)還與調(diào)度緩存車位處的刷卡機(jī)和提升機(jī)進(jìn)行信息交互和控制指令傳遞；同時(shí)任務(wù)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)還與收費(fèi)管理系統(tǒng)、視頻記錄系統(tǒng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接， 進(jìn)行信息交互。

任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)功能包括停車庫(kù)存，取車的業(yè)務(wù)管理，存、取車的路徑優(yōu)化和智能搬運(yùn)控制，停車庫(kù)系統(tǒng)的日常維護(hù)管理及停車庫(kù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)管理等。

停車搬運(yùn)系統(tǒng)主要由電梯子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)、搬運(yùn)小車子系統(tǒng)、緩存車位子系統(tǒng)等組成，各子系統(tǒng)內(nèi)部裝有PLC 控制器，通過各類傳感器或任務(wù)調(diào)度管理系統(tǒng)發(fā)布的指令完成相應(yīng)的控制動(dòng)作或信息提示 [6]，見圖 5。

6 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP）

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP）主要使車主通過手機(jī) APP 實(shí)現(xiàn)預(yù)約存車、停車場(chǎng)路線導(dǎo)航、預(yù)約取車、停車位置報(bào)送、手機(jī)支付等服務(wù)，便捷用戶體驗(yàn)，滿足車主方便停車的需求 [7]。此外，系統(tǒng)還會(huì)逐步對(duì)接更多現(xiàn)有停車場(chǎng)，實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)有停車場(chǎng)的空閑車位數(shù)、計(jì)費(fèi)規(guī)則等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車主打開 APP，就能搜索到當(dāng)前位置或目的地附近的停車場(chǎng)信息，真正解決停車難問題 [8]。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)（ServerAPP）由本地服務(wù)系統(tǒng)（LocalServer）、云服務(wù)中心（CloudServer）和移動(dòng)客戶端（APPs）三部分組成（見圖 6），通過與運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)相連，為用戶提供從找車位、停車到輕松取車的一站式服務(wù)。

7 結(jié)論

智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體停車庫(kù)是一種多出入口、多搬運(yùn)器、多提升機(jī)協(xié)同運(yùn)行的高效立體停車庫(kù)系統(tǒng)。智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)的軟件管理系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、誘導(dǎo)系統(tǒng)、手機(jī) APP 系統(tǒng)等組成。通過對(duì)車庫(kù)智能車輛搬運(yùn)器、提升機(jī)、橫移機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等智能機(jī)械進(jìn)行高效路徑規(guī)劃和排隊(duì)算法，將智能機(jī)械與高效停車相結(jié)合，通過互聯(lián)網(wǎng)將手機(jī)終端與立體停車庫(kù)相融合 [9]，形成智慧感知、靈活高效、注重用戶體驗(yàn)的智慧停車模式。智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體停車庫(kù)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)采用服務(wù)器 +PLC 架構(gòu)，擴(kuò)展性好，功能強(qiáng)大，具備遠(yuǎn)程安全監(jiān)控和大數(shù)據(jù)收集、應(yīng)用、處理能力。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算推動(dòng)人工智能在機(jī)械式立體車庫(kù)行業(yè)應(yīng)用，讓車庫(kù)更加智能、智慧。

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