机械式立体车库在既有住区改造中的应用

■ 姚 刚 YAO Gang 吴 斌 WU Bin 赵雪刚 ZHAO Xuegang

1 背景与意义

随着中国经济社会持续快速发展，机动车保有量持续保持快速增长态势。而与快速增长的机动车数量相比，城市停车位的配置大幅滞后，供需矛盾突出，远远不能满足需求，停车难已经成为城市发展的一大痛点，随之带来的随处停车、路边占道等现象愈演愈烈，给居民的生活带来极大不便，也影响了城市风貌景观的营造，解决城市停车难题已经迫在眉睫。

既有住区是当前城市停车难问题的“重灾区”之一。经调查，既有老旧住区停车问题主要体现在以下几个方面：①停车泊位严重短缺，供需矛盾较为突出；②住区乱停车现象严峻，增加管理压力，存在安全隐患；③住区停车挤占居民生活空间，影响环境风貌。

露天停车、地下车库的模式是目前既有住区普遍采用的停车方式。然而，既有住区规划及空间条件参差不齐，空间局促，小区布局道路关系难以改变，种种限制因素导致能增加的停车数量十分有限。如果使用下挖的方式来增建地下车库的话，又将遭遇如何解决早已埋下的地下管网系统、如何进行结构交接等技术难题。

这两种方式在解决停车难问题上的先天不足，越来越难以满足日益增长的停车需求。在有限的土地空间和复杂的场地环境下，要达到高效率的空间使用，机械式立体停车库的建设具有无可企及的优势：机械式立体停车库是从地面普通车库走向立体化空间车库的转变，它使城市停车场的结构逐渐改变，将原有的停车空间进行折叠，提高停车场上单位土地面积的停车位数量，可以有效提升土地空间利用率，在同等占地条件下，停车位较传统平面停车场增加2～4倍，并且能有效提高管理效率，节省管理成本。

机械式立体停车库的特点之一，是对场地的适用性很强，它既能应用于户外、也能置于地下，或是建筑物内部等空间环境中，可以单独安装，也能够由不同的部分组装集合而成，较为灵活，较容易在复杂的既有住区中实现（图1、2）。经过调研得知，社区停车设施改造的空间通常有四处：建筑物内地下室、室外地上、室外地下和公共建筑物顶部（或商业裙楼顶部），这些传统停车方式难以建造或者效率无法提升的位置，机械式立体停车库都体现了良好的适应性，对小区复杂空间、不规则空间都可以高效利用。

当前，国家大力推进发展集约型城市，从停车设施下手，充分提高土地利用率则成为节约城市资源的有效途径。立体停车库已成为公认的发展趋势，在政策和资本的引导下，全国多个城市都将立体停车库纳入城市规划，利用智能化技术手段，大力发展停车设施建设，充分利用空间资源，增加车位供应，以满足市民的停车需求。

我国机械式停车设备经过30多年发展，现在累计建成泊位约500万个，机械立体泊位占传统平面泊位的比例约为2%，而发达国家的比例为20%左右，日本停车设施中机械立体泊位占比高达63.5%，这说明机械立体停车设施在我国还有巨大的发展空间，研究机械式立体车库在既有住区停车改造中的应用，必将在解决我国既有住区停车难上发挥重大作用。

图1 机械式立体停车库出入口

图2 机械式立体停车库工作过程

2 核心要求

机械式立体停车库需要解决的最核心问题是满足基本的停车车位需求，应对城市高速发展的需求，方便居民的生活。分析目前停车方式存在的问题，在既有住区中建造机械式立体停车库有以下5个方面的要求。

（1）安全性要求：“高安全性”。机械式立体停车设施做到安全使用，首先是保障使用者即人的安全，包括司机与日常检验保养人员；第二是要保障车辆安全；第三是停车设备本身的安全；最后要考虑误操作时极端情况下建筑物或构筑的安全。

（2）停车密度要求：“高密度”。既有住区土地资源稀缺，提高土地利用率即是节约资源，则要求使用同样的空间要创造出更多的停车位，由此大幅度提高停车密度。

（3）进出库效率要求：“高效率”。高的停车密度还要有高的效率，需要有单位时间内进出库车辆总数量的要求。不同于传统停车方式，机械式立体停车库的停车效率体现为车库单位时间的实际使用吞吐量，并受车库方案布局、设备三维方向运行速度和司机占用出入口设备时间等方面影响。

其中，设备运行速度对车库运行效率影响不是决定性的，还要综合考虑车库布局方案，尽量提高使用效率。好的车库方案不仅空间利用率高、车库安全，而且能够重叠司机占用设备时间，实现存取车动作之间的“接力”，这样的车库方案在设计阶段要下功夫研究现场环境、空间利用、模块接力、出入口通畅等。

（4）成本要求：“高性价比”。成本主要包括建设成本和运营成本两大方面，需要控制单位泊位的土地、土建、停车设备等综合成本，并对运营成本进行预估和控制，主要是设备电耗、管理人工、设备保养等。

（5）停车体验要求：“高停车体验”。机械式立体停车设施存取车的体验与传统平面停车场大不相同，提高停车体验，是其能够被用户接受的关键。

3 类型与特点

按照工作原理的差异性，机械式立体车库可细分多种类型，其特点和应用条件也各不相同，如果对机械式车库的认识不足，出现选址、选型不合理的现象，必将影响其运营效果。经调研，很多既有住区中机械式立体车库利用率低、满意度差的问题，主要是由此引发。

机械式立体车库的主要构成要素为建筑和设施两大部分。机械式停车设施有平面移动PPY、巷道堆垛PXD、升降横移类PSH、简易升降PJS、垂直循环PCX、水平循环PSX、多层水平循环PDX和汽车升降机PQS类等9种基本类型（图3）。按照设备和建筑的关系，可以划分成以下三类：①机器人搬运立体车库，对应的停车设施有2类（PPY、PXD）；②多层机械立体停车库，对应的停车设施有6类（PSH、PJS、PCX、PSX、PDX、PCS）；③传统多层平面停车场，对应的停车设施有1类（PQS）。

机器人搬运立体车库的重要特点是停车位为楼板，停车位固定，车辆由机器人搬运到泊位上。由于车辆停放在建筑楼板上，安全性高，停车设备的数量较少，所以日常保养工作量较少，故障率低；从使用方面，机器设备可以自动调转车头，对停偏车辆自动纠正，在进出口无需倒车，操作简便（图4、5）。

多层机械立体停车库的基本特征为建筑仅提供一个大的空间，具体的停车位为金属板构成，整个车库可以看做安装在一个建筑空间里的设备，即“金属鸟笼子”。人员、车辆、停车设备共处一个建筑空间。停车位以金属制成，可以随着设备移动。停车时司机将车辆停到地面载车板上，设备将车辆停放到设定好的停车空间。由于建筑只需提供一个大空间，仅起到围护作用，建造较为简单，设备和建筑之间的关系较为灵活。

传统多层平面停车库对应PQS汽车升降机，不具备单独提供车辆保管功能。这种停车场即为以坡道或汽车升降机联系的多层停车场，将平面的地面停车场折叠成了多层，需要司机将车辆开到泊位，但这一方式也最接近人们的停车习惯。

在实际建造中，需要根据场地条件进行合理选型，同时，结合既有住区整体的交通规划进行内部交通规划布置。

在既有住区中，车库建筑的空间位置通常是地上、地下、楼下、楼中、楼顶和楼侧；车库的截面形状有方形、圆形、多边形和不规则形状等。无论是方形、圆形、多边形，还是向上或向下的“瘦长”车库，内部基本都可以安装PPY平面移动类、PCS垂直升降类等设备。

机械式立体车库内部安装的停车设备是其运行的核心，建筑必须为停车设备工艺服务，同样是沉井式车库，井内可以安装有车板塔库、无车板塔库，平面移动自动车库可以安装折叠臂机器人、固定臂机器人、伸缩臂机器人、浮动臂机器人，停车体验大不相同。

图3 机械式立体停车设施分类图

图4 平面移动类停车设备

图5 平面移动类停车设备

4 停车智能化

发展智能化是建设智慧社区、智慧城市的必然要求，停车智能化是提高居民生活品质的重要环节，进行智慧化、智能化的停车设备研发是技术转型、促进产业发展的重要部分。加快互联网+、大数据为代表的信息技术与停车设备的融合，发展智能停车，方便与智慧城市其他系统的互通互联。

机械式立体车库必须以人性化为核心，须摒弃以简单建设“铁架子”来满足规划要求的方式，要以满足用户安全、便捷停车为目的。智能化是实现人性化的重要手段：在设计阶段，合理规划停车系统，真正实现全自动、全封闭，以及高密度、智能化，同时简化车辆存取动作和简约存取步骤；而在生产阶段，通过智能控制、模块化工厂生产，实现装配式、绿色建造与施工；在运营阶段，导入智能管理与控制功能，实现智能化便捷停车及收费管理，实现停车数据的远程统计，完成停车诱导和车位预约。通过智能控制系统，并入城市智能交通网络将更加便利，停车空间、出入口与道路可以灵活配置，停车空间能有效得到利用。

在既有住区中，建造智能化机械式立体车库需重视以下几个方面。

（1）设备智能化：智能化机械式立体停车库采用搬运机器人方式存取车辆，其特点是安全可靠、操作简单、管理方便、存取速度快，同时，防盗性和防护性较高。可以配置遥控、预约等功能，提高存取效率，可采用升降导向装置，降低噪声，增强车库的适应性。

（2）操作智能化：智能化机械式立体停车库采用人性化界面，如利用触摸屏、IC卡等，考虑人性化需求，降低上手难度，并可设有紧急开关、实效控制、纠错等功能。

（3）安全模式智能化：安全是机械式立体停车库的重中之重，智能化安全措施有防震装置、双保险限位开关、光电保护装置、停车定位及固定装置、四点电磁防坠落装置，以及确保人车安全的机电连锁装置、安全栅保护连锁等，以智能化的手段进行安全防护。

（4）监控智能化：智能化机械式立体停车库可配备自动检测和识别设备，可查询车位状态，提供信息，引导停车，实现遥控检车，避免误区、失窃等现象。

（5）维保智能化：引入智能维保系统，可以检测设备的运行情况，降低故障的发生，使设备能够长期处于良好的运行状态，降低维护费用。

（6）管理系统智能化：智能化机械式立体停车库配有智能管理系统，包括即时计价和收费、信息管理等功能，便于用户和管理人员的使用。

（7）“线上线下互通互联”：包括多套智慧停车系统之间联网（库内多系统平衡）、多个出入口之间联网（不同出入口负荷平衡）、小区或单位配建车库与公共停车库联网（平衡不同时段车位供需）、区域或城市内多座车库之间联网（车辆与车位）、城市之间停车设施联网（城市交通、分时租赁）、静态交通与动态交通联网（道路空车位实时发布、停车诱导）、停车设施与智能建筑联网（智能大厦门禁、闸机等）；人车位联网（城市静态交通网络、手机移动网络APP、大数据云端网）、线上线下两张网互动（车联网、物联网与互联网）。便于统筹管理，也方便用户选择合适的停车场所。

5 结语

基于既有住区的种种限制因素，建设机械立体停车库是解决停车问题的主要途径。为了应对既有住区停车的各方面问题，机械式立体停车库在应用时需要针对性的技术策略：①因地制宜进行设备选型，在设计规划阶段应对既有住区的停车需求、场地特性、社会效益、资金能力等多方面进行综合考虑，选择适宜的设备类型，才能将其价值最大化；②停车效率与效益优化，既有住区的停车需求不仅体现在数量上，还体现在效率和综合效益上，提出了便捷、高效、易于维护管理等要求，以缓解乃至解决停车问题；③智能化技术的应用，随着新科技融入到居民生活的方方面面，对停车设施也提出了智能化、智慧化的要求，以满足未来新型智慧社区的发展需要。

“十三五”期间，国家着力解决既有住区现存问题，切实提高居民生活水平。既有居住建筑宜居改造及功能提升关键技术被列为国家“十三五”重点研发项目，该项目设有既有居住建筑停车关键技术研究与示范课题，并由江苏中泰停车产业有限公司承担，根据研发计划，中泰停车率先开发出了“四高”机器人纵向交换智能车库、“四高”机器人侧向交换智能车库以及直径12m 深井式智能立体车库，并在厦门、常州、青岛、南京和上海分别开展了示范工程的建设，随着课题推进和更多研发成果落地，相信能够为缓解既有住区停车难问题提供更多更有效的解决方案。