升降横移类机械式停车设备运行安全分析及改进

摘要：对存取车操作过程中经常发生的几种危险状况的原因进行分析，指出升降横移类机械式停车设备的控制系统存在无法判断存取车过程结束与否，以及地面层和非地面层停车位车辆可以同时被存取等涉及运行安全方面的不足和缺陷。提出一种通过设置红外光电开关，利用开关动作的不同顺序，对出入停车设备的车辆和人员进行辨识的改进方法，以解决升降横移类机械式停车设备控制系统中存在的问题。

关键词：升降横移类机械式停车设备；控制系统；红外光电开关；动作顺序

0 引言

升降横移类机械式停车设备以***、操作简单、使用方便等特点，近年来在国内各大城市的住宅楼、办公楼等场所的地下停车库中安装和使用的数量迅速增长。在使用上，早期一般是采用专职的停车管理人员，在停车设备的控制装置上输入所需的载车板编号，进行存取车操作的方式；近年来，随着停车设备使用的普及和控制技术的日益成熟，越来越多的停车设备采用车主持有相应的ic卡，在停车设备的控制装置上感应刷卡后，进行存取车的操作方式。但随着使用数量的不断增长，该类停车设备在使用过程中也经常发生安全事故，导致人身伤害和车辆受损。

1 使用过程中的几种危险状况

1.1 存车过程

某车主准备将车辆存入停车设备，如果停车设备的地面层有空停车位，车主可以不用对停车设备的控制装置进行任何操作，直接将车辆驶入停车位；或是在控制装置上刷卡后,调取空载车板至地面层，将车辆驶入停车位。车主将车辆停好后，在车内收拾个人物品准备下车。如果此时有另一位车主来存取停放于非地面层停车位的车辆，在没有发现正准备下车的前车内车主的情况下，刷卡操作控制装置使停车设备运行，造成已停放好的前车及其他停车位上的载车板发生升降或是横向移动。前车内的车主由于载车板的突然移动而受到惊吓，慌乱中通常会采取匆忙打开车门下车的做法。但这可能会导致车主在下车时，头部或打开的车门被邻近正在升降的载车板撞击，或是脚部受横向移动的载车板挤压而受伤。

1.2 取车过程

某车主准备将车辆从停车设备取出，如果车辆是停放在停车设备地面层的停车位中，车主不用对停车设备的控制装置进行任何操作，可以直接打开车门进入车辆；或是在控制装置上刷卡,调取所需的车辆至地面层，进入车辆后，启动车辆进行热车。在热车期间，如果有另一位车主来存取停放于非地面层停车位的车辆，在没有发现前车内正在热车的车主的情况下，就在控制装置上刷卡操作，会使停车设备运行。此时前车及其他停车位上的载车板将发生升降或是横向移动，前车内的车主由于受到惊吓，或贸然打开车门下车，导致头部或打开的车门被邻近正在升降的载车板撞击，脚部被横向移动的载车板挤压；或慌乱中径直将车辆驶离正在升降运行的载车板，致使车辆前轮着地，底盘受损。

1.3 结构因素

有一部分安装在住宅楼或办公楼的地下停车库中的升降横移类机械式停车设备，受到地下停车库场地尺寸的限制，采用只有单侧出入口前后联排的结构设计，致使后排车辆出入需要经过前排车辆的空停车位。这种结构设计虽然看似满足了尽可能增加停车位数量的要求，做到了充分利用空间停放车辆，但在实际使用过程中具有一定的安全隐患。

采用该结构设计的停车设备的控制装置通常设置在前排停车位的结构立柱上。车主在操作时，视线受到停车设备前排车辆的遮挡，无法观察到后排车辆的运行情况，对停车设备运行过程中出现的危险无法及时发现并进行处置，如某车主由于视线受限，在其存取车操作前，可能无法发现已经进入停车设备的后排停车位中正在进行存取车的其他车主而继续操作，从而导致发生人身伤害或车辆损坏的事故。

2 造成危险状况的原因分析

2.1 无法判断存取车过程结束与否

升降横移类机械式停车设备的控制系统根据停车位上载车板***一个运行动作的到位信号对存取车过程运行是否结束进行判断。但是，控制系统无法实现对存车过程中，车辆停放好后，车主是否及时离开车辆；以及取车过程中，车主进入车辆后，是否又将车辆驶出停车设备等状态进行判断。即虽然控制系统认为存取车操作过程已结束，但实际上车主可能还停留在停车设备内所存取的车辆中，而且停留的时间不受限制。这样就有可能发生***位车主的存取车过程实际还未完全结束，下一位车主又在进行下一辆车的存取操作的情况，而危险通常就发生在前两个存取车过程的交叉重叠期间。

2.2 地面层和非地面层停车位的车辆同时存取

升降横移类机械式停车设备由于没有设置转换区，允许车主进入工作区进行存取车，因此该类停车设备具有以下优点：对于停放在地面层停车位的车辆，可以不用操作控制装置而直接进行存取，而且可以允许多名车主同时在地面层停车位进行存取车。与其他类型停车设备相比较，存取车效率相对较高。但在效率提高的同时，存取车操作过程中也容易发生其他危险状况，如因为允许多名车主同时进行存取车，当某车主正在存取停放在地面层停车位的车辆时，如果有其他车主操作控制装置，同时存取停放在非地面层停车位的车辆，此时就会对存取地面层停车位车辆的车主造成危险。特别是对前述采用单侧出入口前后联排结构设计的停车设备，当车主在控制装置上刷卡操作时，很难发现在停车设备内是否有其他车主正在进行存取车。因此，如果有两名车主在同一台停车设备上，同时对地面层和非地面层停车位的车辆进行存取操作，将极易导致存取车过程中发生危险状况。

3 防止危险状况发生的改进方法

为避免发生上述危险状况，业内也提出许多解决方法：1）在停车设备的控制装置上采用插卡操作，车主需要在存取车前先将ic卡插入控制装置，存取车完成后再将ic 卡拔出。该方法虽然可以借助插拔ic卡的两次动作来判断存取车过程结束与否，但存取车效率明显下降，易造成拥堵等问题。2）在电气控制系统中增设红外线激光防撞仪，利用车门开启时对红外线的阻隔来进行判断。但该方法必须在车门开启的情况下才能实现，从而导致其在应用上具有一定的局限性。3）在载车板上设置重量传感器，但受传动方式的限制，重量传感器只能设置在非地面层的载车板上，无法避免地面层和非地面层停车位同时存取车时可能发生的危险状况。上述几种解决方法，在应用上都存在一定的局限性，因而无法在实际工程中得以推广使用。本文提出一种利用光电开关动作顺序进行判断的方法。

在升降横移类机械式停车设备出入口左右两侧的立柱上设置两个红外光电开关（a 开关和b 开关），要求a 开关和b开关均安装在离地高度约为500 mm 的同一水平位置，开关之间的距离为80 ～ 100 mm。当人员或车辆出入停车设备时，a 开关和b开关的红外光电信号会被依次遮挡。利用a 开关和b 开关触发动作顺序的不同，可以给控制系统的plc输入“进入”或“出去”的信号，从而实现对停车设备内是否有人正在存取车以及存取车过程结束与否进行判断。

以存车过程为例进行说明，某车主准备将车辆停放在停车设备的地面层停车位。在该车主将车辆驶入停车设备的过程中，车身会遮挡红外光电信号，先触发a开关，后触发b 开关。通过plc 中a 开关和b 开关动作的顺序（先a后b），可以给控制系统输入一个“进入”的信号。当车主将车辆停好，走出停车设备时，人体会再一次遮挡红外光电信号，此时是先触发b开关，后触发a 开关。plc 会根据a 开关和b 开关动作顺序的不同（先b 后a），给控制系统输入一个“出去”的信号。

控制系统在获得“出去”的信号后，做出存车过程已结束、车主已离开停车设备的判断。在控制系统未获得“出去”的信号之前，任何存取非地面层车辆的控制指令都不会被执行。取车过程类似，只是开关动作顺序相反。因为升降横移类机械式停车设备允许多名车主同时在地面层停车位进行存取车，因此，要求控制系统对获得的“进入”和“出去”信号次数进行累计。只有在获得的“出去”信号次数与“进入”信号次数相同的情况下，控制系统才会认为存取车过程已结束，才允许执行下一条存取非地面层停车位车辆的控制指令，以避免发生地面层和非地面层停车位车辆同时存取的情况。

4 结束语

通过在升降横移类机械式停车设备的出入口位置设置两个红外光电开关，利用开关动作顺序的不同，实现对车辆和人员进出停车设备进行辨识。该改进方法不但可以实现对存取车过程是否结束进行判断，还可以避免地面层和非地面层停车位车辆被同时存取的情况。从而保证了车主在存取车过程中不会发生由上述原因导致的人身伤害和车辆损坏事故，提高了升降横移类机械式停车设备运行和使用的安全性能。