全国最大！进入济南智能机械停车场，有科幻片的感觉

缓解停车难，济南又有大动作。2019年4月16日，在济南舜耕国际会展中心旁边的济南静态交通舜耕山庄智能停车场正式启用，这是全国最大的智能升降平移类停车场。该停车场有地上地下总共726个车位，其中地下分为两层，地下一层为操作区，地下二层共设有5层共计668个机械车位，实现入口引导、停车、缴费、取车全流程智能化。

厉害吗？全国最大智能升降平移停车场启用

“这是全国最大的智能升降平移类停车场，有地上地下726个车位……”4月16日上午，济南静态交通舜耕山庄智能停车场于2019年4月16日面向社会正式启用，该项目位于舜耕国际会展中心西邻，由舜耕山庄提供土地，济南城市静态交通管理运营有限公司负责投资、建设和运营管理，总投资约1.3亿元，有地上地下726个车位。其中，地下668个机械车位，地面可供停放大巴车的大型车位42个，新能源充电车位16个。本项目同步设计新能源快速充电桩16台，并专设车位。停车场配备了升降直梯、步行梯等设施连通地面，方便车主通行。

据介绍，该项目建设标准、车库规模及智能化程度在同类车库中均处于全国首位。该停车场为全自动智能机械式停车设备，共设置16部升降机，20部搬运器和横移台车，共668个机械车位。通过车库泊位智能控制系统和道闸检测收费系统有机联动，车型自主检测、泊位资源自动分配、升降机及横移台车智能调配，实现从入口引导—泊车—缴费—取车全过程智能化操作。

地下668个机械车位全部位于地下二层，所有的车辆自动存放在5层车库中；地下一层为存取车操作层。车主开车进入地下一层之后，按照指引牌的提示，将车辆存进出入室后，系统自动将车放入地下二层的立体机械车位上。

安全吗？多重科技元素确保系统安全运转

把车开进去之后，车辆会自动分配到地下车库中去， 不少车主会问，这安全吗？济南城市静态交通管理运营有限公司党委书记、董事长、总经理李培钢介绍说，舜耕山庄智能机械式地下公共停车场自规划建设以来，把停车场项目的安全可靠性摆在首要位置。

对停车场实行双电源保障，两套电源从不同变电站引入，确保一个供电系统出现故障时，另一个供电系统能迅速启动，保证整个停车系统的安全稳定运行。此外，停车场有多重自动检测和保护保障，停车场入口道闸处及升降机入口设置双重自动检测系统，对车辆外形尺寸和质量进行全方位检测，为设备安全运行进行数据采集和评估；整个系统通过超限保护、超时保护、防坠落保护、车辆自动对中、车辆滑移保护等20多项措施，保障设备运行的安全性。

另外，停车场启用高品质核心元器件保障，项目核心元器件采用国际知名品牌，SEW减速电机、西门子PLC、DANFOSS变频器、SICK激光测距和光通讯，高品质的元器件进一步提高设备运行稳定性，还通过室内生命体扫描，保证人员安全。在设备零部件出现故障时，能快速对故障零部件进行更换，保证设备稳定运行。停车设备专业技术人员常驻现场，为停车设备安全稳定运行保驾护航。

而且，每个控制分区有四台梳齿搬运器和三部以上升降机，互为备用；每个分区设置两条巷道，每条巷道放置两台横移台车，保证假如一台横移台车出现故障时，另一台能快速承担搬运功能。

支付手段便民吗？收费标准啥情况？

这个智能停车场专门设置了客户等候区，提供人性化服务。取车的时候，需要预先缴费，然后才能出场。在地下一的等候区，设置了多台自助缴费机，车主可以通过银联刷卡、微信、支付宝、APP等多种先进技术和支付手段进行缴费，也可以人工缴费。

在停车场运营初期，为积极缓解周边区域停车难题，有效提高停车场泊位利用率，让利于民，公司制定了近期（暂定为试运营之日起半年内）优惠收费标准。具体标准为日间时段8：00-20：00实行计时收费，每辆小型汽车每小时4元（不足1小时按1小时收费）；夜间时段小型汽车20:00-次日8：00实行计时收费，每辆每小时2元（不足1小时按1小时收费），最高收费限额为10元。如果是大型车，按照小、中型汽车收费标准的2倍计费。

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除了“最大”和“地下”之外，这个立体停车场，与其他车库有什么不一样？济南城市静态交通管理运营有限公司常务副总经理杨学惠介绍说，这个智能停车场黑科技元素满满。

第一，效率更高。常规的立体停车场，一部升降机对应一部搬运器，这个停车场配备16部升降机，但拥有20部搬运器。通过结构优化布局，每个控制分区有四台梳齿搬运器和三部以上升降机，每个分区设置两条巷道，每条巷道放置两台横移台车，在存取车流大时，可以保障多台升降机及横移台车同时运行，最大限度的提高存取效率，连续存取车的速度。目前大多数停车场一部升降机平均服务70个车位，而这里一部升降机平均服务40个车位。平均存取车时间约为80秒，最大取车时间不超过120秒。

第二，自动分流。车辆型号不同，大小、高低、长宽各不相同。SUV和轿车尺寸差别很大。车辆自通过停车场入口处，就已纳入智能停车的“计算”和“统筹”范畴。道闸检测系统对进入车辆进行快速检测，并与车库泊位智能控制系统联动，根据车辆型号自动分配泊车口资源。当车辆进入地下后，系统通过提示牌视觉引导和声音提示进行双重提示，引导车辆自动分流，实现同等条件下最快泊车。

第三，智慧智能。停车场是个“智慧的集成”，共集成了自动检测及道闸系统、泊位检测系统、自动停泊协作系统、支付系统、自助取车系统等多个系统同时工作。车辆长宽高检测，自动分配泊位资源，自助调配实现最大限度提高存取效率。升降机入口处设置自动检测系统，对车重、车长、车宽、车高等情况进行检测，对室内进行生命体扫描。存取车一键操作，车辆停稳后，车主在入口处按存车键领取泊车凭证，通过PLC程序和后台控制系统，实现升降机与搬运器的协调运行，车主即可体验安全便捷的存车服务。

车主咋停车？手把手教您怎么用

首席记者 吴永功 实习生 李虹瑶 王楠

开车进入舜耕会展中心西侧后，按照引导驶入地下停车场的入口，系统会自动识别车牌号、车辆型号等信息，自动预分配车位并调度车辆。车主行驶到地下一层，根据指示牌的引导进入到相应的车库入口缓冲区等待。此时，系统会二次识别车辆，配对成功后自动开启出入室的前门，车主驾车驶入，停车、熄火、锁车，关上反光镜后走出出入室，然后摁左手边的“存车”键。

随后，出入室门关闭，然后下降，搬运器按照系统的分配对接到相应的车库层，此时横移台车会将车接手，然后放置到指定的泊位上。

取车的时候，需要等候自助缴费机的信号，然后根据指示到达指定出口等待出入室的前门打开，完成取车。据悉，存取车的时间在80秒钟左右。

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“济南市静态交通公司将在调配整个济南市的静态交通配比，环节济南市停车难点和乱点，起到巨大的作用。”济南交警支队副支队长韩军庆说，随着公共停车场逐步增多，济南市的道路停车泊位会逐渐减少。“道路应该发挥通行功能，道路停车只能是为了满足市民停车刚需不得已而为之。”

据悉，济南城市静态交通管理运营有限公司，出资人变为济南市国资委，济南市交警支队作为业务指导单位。该公司为济南市政府授权经营管理城市公共停车资源的功能型国有独资公司，承担城市停车场一体化建设运营管理平台职责，对路内停车泊位和政府投资建设的公共停车场实行特许经营，以多种方式吸引社会资本投入为主渠道，加快公共停车场站建设，以智能停车信息平台为支撑，采用划转、购买、受托管理等方式，逐步实现对城市公共停车资源的统一管理运营。

“下一步我们将对济南市的停车资源进行盘活，现在道路泊车位前期统计的有6700个，下一步将利用物联网等现代化手段，将它们充分利用起来。”李培钢说，济南城市静态交通管理运营有限公司还将整合老旧小区停车位、政府投资建设停车场等资源，下一步将开放政府和事业单位的停车资源，缓解居民夜间停车难。

首席记者 吴永功 实习生 李虹瑶 王楠

（壹点号：鲁 A联盟）

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垂直移动式自动化立体车库控制系统设计

华军杰 孟文生 单迎歌 李风超 秦明召卫华集团有限公司 长垣 453400

摘 要：针对城市停车难问题，利用Profinet 以太网总线设计了一种全自动垂直升降式立体停车库控制系统。详细介绍了自动化立体车库的整体结构、工作原理、软硬件设计和上位机系统设计。实现了对整个系统的分散控制和集中管理。实际使用表明，所设计的控制系统安全可靠、存取车效率高、用户体验好、通讯稳定、故障率低、操作管理方便，具有很好的应用前景。

关键词：自动化车库；Profinet 以太网；485 通讯

中图分类号：TU 248.3 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2020）06-0051-04

近年来，随着社会经济的不断增长，全民收入的逐年提高，汽车在城市和农村得到普及，大中小城市出现了停车难问题，特别是住宅区、商业区、医院、政府机关等人员密集场所。静态交通问题随之而来的是动态交通问题。普通升降横移车库已越来越不能满足城市停车的需要，而智能垂直移动式自动化立体车库具有存取车速度快、操作简便、体验感好、空间利用率高等优点，成为解决停车难的有效途径。本文设计的垂直移动式立体车库由升降机、中跑车、回转台、梳齿搬运车组成，采用Profinet 以太网和485 通讯，两个出入口都可以存取车操作，安全高效，获得了较好的使用效果。

1 车库结构和工作原理 此垂直移动立车车库建于地上，占地面积为190 m2，10 层，57 个车位，其中,15 个SUV 车位，42 个轿车车位。为了同时提高空间利用率和效率，在一层利用3 个车位的面积设立2 个独立的入库室，单个入库室既可存车也可取车。如图1 所示，横移车沿X 轴做横向移动，将搬送到车位上。而提升机沿Z 轴方向运动，横移车靠起升拖链和运行拖链中的组合电缆供电，与主站PLC 实现Profinet 以太网联接。

图1 横移车和搬运车运动示意图

搬运车上有5 台电机分别由4 台变频器驱动，1 台起升电机由1 台起升变频器驱动，负责存取车时从车位抬起和下放汽车；2 台对中电机分别由2 台变频器驱动，负责在存车时将车辆校正。2 台行走电机由1 台变频器驱动，控制搬运车沿Y 轴方向进入车位。由1 台西门子S7-1200PLC 实现对搬运车各种信号的采集和对4 台变频器通过Profinet 总线进行控制。横移车设有2 台电机，通过1 台变频器控制实现Y 方向的运动，回转机构设有1 台电机由1 台变频器驱动，平层机构设有2 台电机分别由2 台变频器驱动，横移车上设有1 台西门子S7-1200PLC, 与横移车变频器、回转变频器、平层变频器通过Profinet 总线实现通讯，实现横移车X 方向的运动、回转动作和平层动作，同时横移车PLC 与搬运车PLC通过485 通讯实现数据交换， 提升机电机由提升变频器驱动，提升变频器由主站1500PLC 通过Profinet 总线控制。

存车时，司机通过停车引导系统驶入门口地磁感应区，外门自动打开，将汽车缓慢驶入入库室停车平台，根据语言提示和视频提示将车辆停放好，拉手刹，下车。随后系统对汽车的长、宽、高进行扫描，车牌扫描系统将车牌通过以太网传输给触摸屏，符合要求后提示司机在触摸屏操作界面确认车牌号，并点击存车按钮。此时外门自动关闭，内门打开，搬运车将进入入库室停车平台下，梳齿伸出，举起汽车，将汽车拖至横移车上，内门关闭，同时横移车运行至中间位置；平层机构缩回，提升机将车辆升至目标层，同时回转机构完成180°回转；提升和回转结束后，平层机构打开，横移车横移至目标位置，搬运车将汽车送至车位后返回横移车，平层机构缩回，横移车回到中间位置，提升架降至一层，平层机构打开，存车结束。

取车时，司机在触摸屏上输入车牌号点击取车按钮，提升架和横移车将搬运车送至目标位置，将汽车取回至横移车，再将搬运车送至入库室门口，内门打开，搬运车将汽车放至入库室，返回横移车，内门关闭外门打开，取车过程结束。

2 控制系统硬件设计 2.1 系统结构整个系统由主控制系统、横移车控制系统和搬运车控制系统组成，如图2 所示。主站由S7-1515 控制，通过Profinet 通讯，横移车PLC S7-1214、提升变频器、阻车器变频器作为从站。横移车变频器、回转变频器、平层机构变频器、运行激光测距、提升激光测距通过Profinet 通讯成为横移车PLC S7-1214 的从站，搬运车PLC 通过RS85 通讯成为横移车PLC S7-1214 的从站。

图2 垂直移动立体车库系统结构

采用Profinet 总线实现对整个系统的集中管理和分散控制，分为现场层、控制层、监控层。1）现场层主要包括横移车、搬运车、升降机、入库检测光电、重车检测超声波、限位开关、激光测距、出入口LED 屏、车牌识别模块、行程开关等信号检测设备以及电机、变频器。2）控制层主要包括主控室的S7-1515PLC、横移车S7-1214PLC 和搬运车S7-1214PLC， 主站S7-1515PLC 负责与从站交换信息，发送控制命令，读取各从站的状态，并负责与上位机交换数据。具体包括进行取车车判断、分配车位、记录车辆信息、车位信息更新、故障诊断。横移车S7-1214PLC 主要用于将主站信息发送搬运车PLC，控制搬运车、横移车、回转机构、平层机构动作，并将搬运车开关状态、位置信息、各机构变频器信息、激光测距信息传递给主站S7-1515PLC。3）监控层由工控机、LED 显示屏、威纶通触摸屏组成，其中工控机实现存取车动画显示、车位信息查询、收费信息查询、汽车入库出库时间查询、故障记录；LED 屏显示剩余车位、车库状态；威纶通触摸屏对车位信息进行显示、操作和维护。

2.2 硬件抗干扰设计由于现场电磁干扰大，为了减少电磁干扰导致的通讯中断，采取以下措施降低干扰：1）控制柜动力线和信号线分开走线；2）采用屏蔽电缆抑制电容性耦合噪声，屏蔽层采用单点接地；3）信号地和保护地分开布置。

3 控制系统软件设计 通过Profinet 通讯主从站结点利用西门子博图软件可以完成硬件组态、参数设置、地址分配。用户程序由主站S7-1515PLC 程序块和横移车从站S7-1214PLC 程序块组成，S7-1515PLC 程序块由组织块OB1、车库引导、存取车、自动流程、提升机构、故障检测等程序块及库存管理等数据块组成，主站OB1 的流程图如图3 所示。横移车S7-1214PLC 从站程序块主要由组织块OB1、横移车机构、回转机构、485 通讯等组成。主站和各从站的通讯已在博图软件中完成，只需在对应的Q存储区和I 存储区采集相应数据即可，库存信息存放在Parking data 数据块中，数据块采用绝对寻址，并设置了掉电保存。

从站PLC 接收到主站发来的存取车指令、目标车位号、启动停止信号后完成存取车动作、故障诊断，并将横移车的当前位置、目标车位位置、搬运车当前位置、故障信息、任务完成信息反馈给主站。从站OB1 主程序流程如图4 所示。

图3 主站OB1 流程图

图4 横移车从站OB1 流程图

4 上位工控机及触摸屏程序设计 本系统上位机采用西门子Wincc 开发监控画面，上位机通过以太网和主站1500PLC、2 个LED 显示屏、2个车牌识别摄像头实现通讯和数据交换，在监控画面可以查看各机构运行状态、限位状况、车位信息，还可以查询故障信息、计时收费信息等，并通过生动的形式显示出来，方便管理人员进行操作管理。

同时增设了威纶通MT8150iE 触摸屏，通过Profinet通讯与主站S7-1515PLC、横移车从站S7-1214PLC 相联接，实现对整个系统信息显示、操作和维护。

5 结束语 现场调试和实际使用表明，所设计的立体车库控制系统实现了主站和各从站的稳定通讯，故障率低，控制方式先进可靠，运行平稳，双入库室既可同时存车又可同时取车，存取车效率高，实现了一键存取车，操作简便，给使用者带来很好的体验感，可以在其他类型智能库上推广应用。

参考文献 [1] 姚小明 白晨明，范多旺，等. 巷道堆垛式自动化立体车库监控系统[J]. 电气传动，2005，35（11）：41-44.[2] 林明星. 电气控制及可编程控制器[M]. 北京：机械工业出版社,2004.[3] 廖常初.S7-1200/1500 PLC 应用技术[M]. 北京：机械工业出版社,2018.

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