立体车库控制系统调度优化算法研究

发布时间：2020-03-24 06:56

【摘要】：随着我国经济的飞速增长,人们生活水平的提高,汽车数量巨增,停车位稀缺,“停车难”等现象日趋严重,传统的停车模式已不能满足停车需求,立体车库的出现有效的解决了这个问题,但是目前立体车库存在智能化程度低,用户排队等待和车库服务时间过长等一系列问题,降低了车库的运营效率。因此优化立体车库控制系统,特别是车库存取车策略,具有很大的研究意义。本文主要研究了巷道堆垛式立体车库的机械结构和控制系统,重点研究了控制系统存取车策略算法,具体内容如下:(1)对立体车库的机械结构进行了设计。设计了单巷式巷道堆垛式立体车库的机械结构,主要包括车库框架,堆垛机,搬运器的设计,并说明了其结构组成和工作原理。(2)立体车库控制系统的硬件设计。控制系统主要采用伺服控制系统,相比传统的开环控制系统,伺服控制系统通过位置反馈,提高了系统的控制精度。具体是按照车库功能进行I/O分配,PLC及其他原件的选型,设计了伺服驱动系统的控制方法和整个系统硬件电路。(3)影响立体车库运营服务效率主要是控制系统软件部分的存取车调度策略算法,而用户排队与车库服务效率息息相关。本文对立体车库用户排队问题进行了建模,分析了先来先服务策略(FCFS)高峰期和平峰期排队指标参数,结果表明高峰期排队人数过多,等待总时间过长。因此提出了以存取车调度优化策略减少用户等待时间,对立体车库调度的主要存取策略进行了数学建模。存取车调度算法对提高车库的效率具有重要作用,为进一步提高存取车效率,本文结合粒子群算法(PSO),遗传算法(GA),模拟退火算法(SA)各自优势,提出了改进粒子群算法(PSO-GA-SA),并将PSO-GA-SA算法运用于立体车库的存取策略时间模型,寻找存取车最优时间和最优排序。利用排队指标,通过PSO-GA-SA算法的存取调度策略与FCFS策略进行对比,结果表明PSO-GA-SA算法明显优于FCFS策略。(4)根据车库所需功能将PSO-GA-SA算法应用于立体车库控制系统软件设计。即将PSO-GA-SA算法通过上位机进行计算,再将计算的库位排序优化结果传给PLC,PLC按照接收到的排序结果发出高速脉冲给伺服驱动器,伺服驱动器驱动伺服电机控制堆垛机的运动和搬运器的行走运动,采用模拟量输出控制比例流量控制阀的流量大小完成搬运器齿梳升降,完成立体车库的存取车。完成了系统的软件程序设计,主要包括主程序、存取车子程序(算法应用)及其他功能程序的设计。通过系统的软件设计完成了立体车库自动的存车和取车,避免了用户长时间的进行排队等候,提高了车库运营效率和管理水平。
【图文】：

平面图,巷道,车平面,堆垛

因此下面对其机械结构进行设计。道堆垛式立体车库的工作原理堆垛式立体车库的框架具有多层次多通道的设计特点，一般多层多垛式立体车库平面图如图 2-1，主要由巷道，，车库，出入口组成。巷道，前向通道和后向通道组成，便于堆垛机运行，主巷道两边为每个巷道下方的第一个泊车位作为车库出入口位置，便于车库出入垛式立体车库存取车是在空间进行三维运动，设水平方向(X)为堆，垂直方向(Y)为堆垛机升降方向，Z 方向为搬运器存取运动。存主要是堆垛机在水平方向(X)和垂直方向（Y)的运动，搬运器在 Z运动。不同车库的通道数可能不同，即存取动作中 Y 方向运动不道车库库位排列相同，对应的库位存取动作中 X 和 Z 方向的运动以又可以用单巷式巷道堆垛式立体车库作为车库的研究模型，如图

立体车库,堆垛,巷道,车库

其三维结构模型如图2-2 所示，包括车库框架、堆垛机、搬运器三部分。图 2-2 单巷式巷道堆垛式立体车库(1)车库框架车库框架是承受整个立体车库的载体，一般都用钢筋混泥土修建，如图 2-3，为了便于堆垛机进行存取车，本文车库内部采用固定叉梳式车位，与一般的车位相比，叉梳式车位可以更好的方便车库日常维护，减少维护工作量。每个泊车位中安装车辆信号采集传感器。图 2-3 车库框架
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.71

【参考文献】