自动化立体车库介绍及安装施工中监理工作难点重点探讨
张晓峰 梁田升 西安普迈项目管理有限公司 710065
（发表在《陕西建筑》杂志2016年第10期上）
摘要：文章详细描述了从车辆入场、入库、进入停车位，到出库的整个控制过程，突現了安装施工的关键部位及监理工作要点。车库采用设备可控性好，在主要的功能部位，设置了交换机，广泛使用网络技术进行数据交换，自动控制程度高。在立体车库规模和自动化发展的同时，向监理工作提出了更高的要求。促使监理人员必须努力提高自身的技术水平和工作能力。
关键词：数字控制，网络技术，安全装置，抗电磁干扰。
前言: 随着我国城市规模的迅速扩大，城市拥有的车辆总量也在急剧增加。停车车位向空间发展已成必然。停车车位从地面走入地下，这是我们正在经历的，走向空间，在经济发达城市，其规划和建设已经普遍起来。笔者有幸参与西安华联大型自动化程度很高的存取车无人模式、机械垂直提升平面移动式立体车库的监理工作。该工程的业主是一跨国公司，给本地区带来了较新类型工程的冲击。撰写本文意在与立体车库的设计、施工、建设方及监理人员学习交流。
1. 工程概述：垂直提升平面移动式立体车库为所承担项目的一个单项工程。整体工程包含两个单项， 1号楼和2号楼。1号楼为双子塔结构，立体车库独立占有2号楼。 2号楼建筑总高度：26.75米。建筑总面积：2.5万多平方米，有效停车面积约16000平方米。地下二层，地上10层，除一层为设备安装所用并设置了部分地面停车位外，其余各层全部为停车区域。总停车位:1100个。车库设置了八个垂直井道，八套垂直升降机（五套贯通式，三套悬臂式）。每套配置有中跑车、小跑车。每套有自己的转换区、车库出入口。从控制和管理的角度，将相邻两个井道组合为一个分库，立体车库被组分为四个分库。
2. 周边设备及输配电：
2.1 车库设置了火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、视频监控系统和防雷系统。监控中心设在1号楼A塔一层。
2.2 采用自然通风换气方式。
2.3 消防及车库用电为一级负荷。采用三相五线制双电源供电，自动切换。
2.4 供电引自1号楼中心配电室。2号楼的照明、插座用电自成独立系统。
3．系统的构成：系统包括：收费管理系统，停车场出入口管理系统，车库自动控制系统。各个系统通过交换机（数据链路层）完成功能联接。
3.1 收费管理系统，处于系统的最高层。其包括收费中心，自助式取车终端。下面嵌入车库自动控制系统和停车场出入口管理系统。
3.2 停车场出入口管理系统：停车场设置了三个出入口，方便往来于不同方向的车辆。每个入（出）口设置了二个地感线圈、一个道闸、一台语音应答设备、二台车牌数据采集设备、一台枪式摄像头和入口处的剩余车位显示屏。语音应答设备在故障时可以与收费中心通话，也具有语音监听功能。地感线圈的敷设位置，可防止道闸砸伤车。二台车牌数据采集设备的采用，有防止跟车、漏拍的功能。此处采集的车牌数据，将作为绑定车辆的唯一标签，被送进数据管理服务器。
3.3 车库自动控制系统：包括：转换区、井道、升降机、中跑车、小跑车、停车区域、自动控制柜，中央控制室。
3.3.1 系统属于数字控制，是基于西门子PLC程序控制器的集散控制系统。该系统设置了大量的作为检测器的定位、逾位、光电开关、按钮式控制盘等。控制过程以PLC程序控制器为中心，控制器以检测器输出的数字信号为输入信号，进行控制运算，输出控制信号给执行机构。执行机构以变频电机为主，执行控制指令。集散控制系统的优点：监视集中，中央控制室集中监控；危险分散，各存取车系统可以独立运行，不会因为某个设备的故障，使整体运行瘫痪。中央控制室通过敷设于各关键部位的传感器及各子系统的上传信息，监控车库内的运行状况，具有运动检测、实时监控、各种报警系统联动等功能。
3.3.2 各功能部位的信息交换：每套系统控制柜内安装有PLC程序控制器，上位机通过内部网络与中央控制室通讯，下位与柜内的数据链路层（交换机）相接， 在交换机上，连接着做垂直运动的升降机，做平层运动的中跑车、小跑车（利用电力载波模块传递）及与之相邻的井道控制系统（需要说明的是与相邻井道系统的数据连接：如果相邻井道设备发生故障，10分钟之内，本井道就可代替其完成存取车工作）。
3.3.3 现场监控状态由硬盘记录仪记录，硬盘的容量为4×2T。依靠硬盘记录，可以进行历史资料查询及事故追忆。
3.3.4 控制系统设置有故障诊断和故障预警系统，故障诊断能显示故障点和可能发生的原因。故障预警能在故障发生前，由系统进行分析和判断，预先计算出故障可能发生的环节。
3.3.5 系统设置有远程监控系统，通过摄像机和计算机的网络功能，将现场状况上传至高层部门，以获得指导性意见。
3.3.6 系统配置了远程诊断系统，通过外部网络对控制软件进行升级、优化，通过监控程序迅速判断故障器件、程序中隐藏的缺陷或问题（BUG），以利于及时处理。
3.4 车库入(出)口及转换区：该区域的设备：地感线圈、车辆底盘限低装置、回转盘、自动控制柜、车辆尺寸光电检测装置、微波移动活体物探测装置、车牌数据采集器、安全档杆、进车过程LCD显示屏等。人车分离或驾驶员上车在此进行。入库车辆在此完成180度调头。
3.5 垂直井道和平层移动轨道区：该区域的设备：升降机、升降台、中跑车、小跑车、中跑车控制柜及各类型安全装置等。
3.6 中央控制室：该区域的设备：四套操作台及后台管理服务器。
4． 立体车库存取车流程：
4.1 驾驶员的操作：
4.1.1 存车操作：驾驶员驾车进入停车场入口→车牌信息被采集→车辆驶进车库入口→压到地感线圈→（如果车辆底盘不低于限车装置）车库门自动打开→车辆驶上回转盘→车牌信息第二次被采集→（若二次采集的信息一致）数据管理器向控制系统下发车牌信息合法(系统准备执行存车动作)→LCD显示屏显示“识别成功” →驾驶员关好车门，收回后视镜，下车出库（此时，转换区空间内严禁有人员滞留，否则移动物探测器会禁止系统启动。）→库外按下〈确认〉按钮，车库门自动关闭。如果不符合以上条件，系统将拒绝存车。驾驶人员存车手续完毕，系统会自动完成存车过程。
4.1.2 取车操作：驾驶员到一层收费中心或自助取车终端交完费，按系统打出的小票，到指定的车库出口取车。系统会自动将车由停车位输送到回转盘，车库门自动打开，驾驶员进入转换区，驾车离开。
4.2 自动存取车流程：
4.2.1 存车流程：驾驶员库外按下〈确认〉按钮→出入口卷闸门自动关闭→对中机构启动，使置于回转盘上的车轮处于中间位置→回转盘旋转180度，使车辆头部朝外→井道出入口卷帘门和安全杆升起，升降台与转换区连通→待机于升降台上的小跑车从中跑车上下来，进入预存车辆之下→小跑车夹杆夹持紧车辆轮胎，承载着车辆返回中跑车上→卷帘门和安全杆落下→升降机垂直升（降）至相应楼层（以车型及就近原则）→中跑车离开升降台，沿着中跑车跑道，平层运动至相应存车区→小跑车承载着车辆离开中跑车→沿着小跑车行走轨道，将车辆输送至车位，车轮落在停车板上，夹杆收回→小跑车返回中跑车→中跑车返回升降台（如果没有其他取车申请）→升降机返回一层待命。
4.2.2 取车流程：驾驶员交完费，数据管理服务器向控制系统下发取车指令，控制系统执行存车的反方向操作，车辆被输送至回转盘，车库门自动打开。
5.适停车型:
车型尺寸（长×宽×高） 重量
≤5.3m×2.05m×1.55m ≤2.5T
≤5.3m×2.05m×2.05m ≤2.5T
6．施工过程中存在的监理工作难点、重点和解决方案的探讨:
6.1 施工过程中，立体车库工程质量控制资料建立问题： 本工程陕西省建设工程资料管理系统中没有立体车库的资料模板可用。关于这个问题的解决，笔者经过反复讨论和慎重考虑，以已有的垂直升降电梯资料的模板为框架，再以模板中相同或类似表格内容为补充，完成大部分工程质量控制资料的制作。其余部分以企业质量标准资料、入场设备质量证明资料来完善。尚不成熟，特与同行们商讨。
6.2 主体结构板或者施工方法不当造成的问题：在停车区域，由于安装小跑车行走轨道、导向轨、停车板等部件，需在结构板上打大量的密集程度很高的孔，使用膨胀螺栓来固定这些部件，容易造成下层顶板部分混凝土崩裂亦严重影响安装的可靠性。施工刚开始，专业监理工程师就发现了问题，并采取了相应措施：①及时在监理例会上提出，并且特别强调这个问题的重要性。也引起了甲方、施工方的高度重视。②会后立即在监理办公室召开由监理方主持由各相关方参加的专题会议，讨论和审查其施工方法，决定由施工方重新修改施工方案。③新方案中，在保证扒地强度足够的情况下，将原8公分长的膨胀螺栓改为6公分。保证打孔深度并清理干净孔内的渣屑，禁止在孔深不够的情况下将膨胀螺栓强行砸入等。④监理内部也对监理工作重新部署，将该部位的施工作为旁站计划的新增项目，派专人逐一测量孔深及植入过程，如果发现施工单位效果未达到既定要求，即要求二次返工直至最终结果符合要求。根据施工情况，多次约见施工方经理，提出批评或肯定意见。在采取一系列措施后，施工质量有了明显的提高。但是，对安装来说，板厚有点薄，下面的剩余量小，结构板内的钢筋密度又大，还是容易出现下层混凝土崩裂的情况，施工结果不能令人完全满意。结构板厚度按普通的100mm肯定不够，应适当加厚，或者将膨胀螺栓的有效长度适当缩短一点，这些问题值得在设计之初予以充分考虑。立体车库对漏水漏油有要求，最直接危害是污染下层车辆。针对该工程结构板下层不可避免的混凝土崩裂，监理对土建专业在后期进行的修补工作，明确要求采用防渗水泥砂浆修补方案。
6.3 对结构板水平度、平整度，有较高要求的问题：从现场调试情况看，小跑车对跑道的要求高。设计时，一定要对土建结构板的水平度和平整度提出较高要求。其原因是：小跑车由导向轨导向，车轮在安装于结构板的行车轨道上跑动。一旦结构板水平度和平整度差，行车轨道就很难敷设的平滑。小跑车本身减震配置较低，小跑车载着两吨多重的车辆，以较高的速度，在这样的跑道上跑起来，颠簸、震动会很大。其引起的噪声不可轻视，更重要的是，还会加大设备的磨损，增加使用期的维保费用。
6.4 横梁高度的问题：设计时，一定要注意横跨停车位上部的横梁，它会严重限制实际存车高度。
6.5 重视安全部件和安全防护：笔者查阅相关标准和案例后认为，安全问题是立体车库是否能为人们正常所用的生命线。在该立体车库的监理工作中，我们将以下工作列为监理工作的重点：
6.5.1 钢结构：工程采用的是加长焊接主导轨和配重导轨，采用钢构件在井道顶部进行无机房曳引机安装。施工刚开始，监理人员就发现，施工中，金属熔化焊接深度不够、有气孔、夹杂等问题。就此监理现场组织核查了所有电焊工的焊接技术，发现有相当数量的人员无证上岗，立即责令停工，要求施工单位所在公司更换不合格电焊工，并对已施工部分进行整改。采取这一措施后，焊接质量明显得到了提高。
6.5.2 防坠落、挡车、防重叠装置：
6.5.2.1升降机防坠落机构，由电机驱动。升降机受安装于地坑的激光测距仪和升降台底部的反光板的位置数据控制，按需要停止于相应层后，立即启动机械插销装置，将升降机锁死在该层。由电机驱动的防坠落杆安装强度和防坠落座焊接强度以及防坠落座相对于平层的焊接位置，杆和座的适配度，都是监理现场检查工作的重要内容。
6.5.2.2 中跑车挡车装置，防止中跑车误入相邻井道而坠落。推杆由电机驱动，挡车装置上包含有限位开关连锁机构。当中跑车在轨道上即将跑出预定范围时，挡车装置动作，起到阻车作用。监理现场的工作是检查机械挡块的安装高度要与中跑车上的推杆位置相适应，焊接或安装强度要能耐得起中跑车的冲击，挡车机构上的限位开关要先于机械推杆触到机械挡块，以及限位开关要能及时可靠的切断中跑车运行电源，这也是现场检查工作的重点。
6.5.2.3 中跑车防重叠机构：在预存车位已有车辆的情况下，禁止小跑车重复存车，防止损车事故的发生。这部分的监理工作是检查安装于中跑车上的远红外线发射（接受）器安装是否可靠，是否能经得起震动、颠簸，安装于停车区域的反光板安装是否可靠，检查远红外线发射器是否对准反光板。
6.5.3 抗电磁干扰与屏蔽：在机电一体化的自动控制领域，由于弱电控制信号电平很低，干扰和抗干扰常是一个很重要的问题。在有关立体车库的国家标准中，明确指出电磁干扰可能产生的危害：如设备意外启动，紧急停止命令失效，有关安全的相关电路的控制紊乱等。这也是立体车库建设中监理工作的一项重要内容。监理采取的措施是：安装单位进场时，就要向现场经理明确提出要求，强调立体车库建设中抗干扰的重要性，并要求：
6.5.3.1 做好所有电机，电气柜、盘、台、箱的屏蔽接地工作。
6.5.3.2 做好桥架的接地工作，车库控制线缆必须另设独立桥架。
6.5.3.3 做好屏蔽线屏蔽层的接地连接。
7．结束语：大型自动化立体车库在发达国家已不是新鲜事，随着我国城市化进程加快，车库走向立体空间并高度自动化成为必然趋势。本文仅是对车库建设的粗浅体会，愿与同类建设的读者分享、交流。
参考文献：
1. JB/T10475-2004《垂直升降类机械式停车设备》
2. JB/T10545-2006《平面移动类机械式停车设备》
3. GB17907-2010《机械式停车设备 通用安全要求》
4. GB500672014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》
5. JG5106-1998《机械式停车场安全规范总则》
6. JGJ/T326-2014《机械式停车库工程技术规范》
作者简介：
张晓峰，土木工程本科毕业，从事工程监理工作十五年，国家注册监理工程师，项目总监理工程师。
梁田升， 国家注册监理工程师，从事工业自动控制设计、现场技术服务、工程监理三十多年。
通信地址：陕西省西安市太白南路139号荣禾云图中心4层，邮编：710065 |