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(chē)庫(kù)日益受到重視，隨著技術(shù)進(jìn)步，用戶(hù)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)也提出更高

要求。預(yù)約停車(chē)、取車(chē)、車(chē)位查找、車(chē)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(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)中，形成智慧停車(chē)模式以提升用戶(hù)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(chē)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(chē)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(chē)產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó)， 每年新增 2 600 萬(wàn)輛，截至 2016 年底全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)2.79 億輛，其中私家車(chē)1.72 億輛。機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)?.27億人，其中汽車(chē)駕駛?cè)顺^(guò) 2.8 億人。目前國(guó)內(nèi)車(chē)位規(guī)劃增長(zhǎng)量卻遠(yuǎn)低于汽車(chē)增長(zhǎng)量，停車(chē)難的問(wèn)題將日益嚴(yán)重。解決城市發(fā)展帶來(lái)的停車(chē)難題成為政府不得不面臨的棘手問(wèn)題。從城市管理角度來(lái)說(shuō)解決停車(chē)難題無(wú)非是增加停車(chē)位供給數(shù)量和提升空車(chē)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(chē)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(chē)位利用率的有效方法 [1]。這就給倉(cāng)儲(chǔ)式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)帶來(lái)新的命題，要求車(chē)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)必須打通智能機(jī)械、立體車(chē)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(chē)等便捷功能 [2,3]。

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

智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體停車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(jiàn)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(chē)庫(kù)模塊通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)分析

車(chē)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(chē)搬運(yùn)系統(tǒng)（PTS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（VMS）和停車(chē)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(kāi)； 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(guò)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(guò)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(chē)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(chē)時(shí)間信息、取車(chē)時(shí)間信息、停車(chē)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(guò)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(chē)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(chē)庫(kù)停車(chē)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(chē)、取車(chē)、計(jì)費(fèi)管理、查詢(xún)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(chē)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(xún)。

車(chē)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(chē)庫(kù)，即由 ServerAPP 負(fù)責(zé)車(chē)庫(kù)編號(hào)的申請(qǐng)以及車(chē)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(kāi)始編號(hào)，每天 0 點(diǎn)自動(dòng)清零， 每個(gè)車(chē)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(guò)程如圖 4 所示，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包基本數(shù)據(jù)組成見(jiàn)表 1。

5 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車(chē)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(guò)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(chē)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(guò)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(chē)庫(kù)存，取車(chē)的業(yè)務(wù)管理，存、取車(chē)的路徑優(yōu)化和智能搬運(yùn)控制，停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的日常維護(hù)管理及停車(chē)庫(kù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)管理等。

停車(chē)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(chē)子系統(tǒng)、緩存車(chē)位子系統(tǒng)等組成，各子系統(tǒng)內(nèi)部裝有PLC 控制器，通過(guò)各類(lèi)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(jiàn)圖 5。

6 智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車(chē)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(chē)主通過(guò)手機(jī) APP 實(shí)現(xiàn)預(yù)約存車(chē)、停車(chē)場(chǎng)路線(xiàn)導(dǎo)航、預(yù)約取車(chē)、停車(chē)位置報(bào)送、手機(jī)支付等服務(wù)，便捷用戶(hù)體驗(yàn)，滿(mǎn)足車(chē)主方便停車(chē)的需求 [7]。此外，系統(tǒng)還會(huì)逐步對(duì)接更多現(xiàn)有停車(chē)場(chǎng)，實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)有停車(chē)場(chǎng)的空閑車(chē)位數(shù)、計(jì)費(fèi)規(guī)則等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)主打開(kāi) APP，就能搜索到當(dāng)前位置或目的地附近的停車(chē)場(chǎng)信息，真正解決停車(chē)難問(wèn)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(hù)端（APPs）三部分組成（見(jiàn)圖 6），通過(guò)與運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)相連，為用戶(hù)提供從找車(chē)位、停車(chē)到輕松取車(chē)的一站式服務(wù)。

7 結(jié)論

智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體停車(chē)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(chē)庫(kù)系統(tǒng)。智慧倉(cāng)儲(chǔ)式車(chē)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(guò)對(duì)車(chē)庫(kù)智能車(chē)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(chē)相結(jié)合，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將手機(jī)終端與立體停車(chē)庫(kù)相融合 [9]，形成智慧感知、靈活高效、注重用戶(hù)體驗(yàn)的智慧停車(chē)模式。智慧倉(cāng)儲(chǔ)式立體停車(chē)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(chē)庫(kù)行業(yè)應(yīng)用，讓車(chē)庫(kù)更加智能、智慧。

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