自動化立體車庫介紹及安裝施工中監(jiān)理工作難點重點探討
張曉峰 梁田升 西安普邁項目管理有限公司 710065
（發(fā)表在《陜西建筑》雜志2016年第10期上）
摘要：文章詳細描述了從車輛入場、入庫、進入停車位，到出庫的整個控制過程，突現(xiàn)了安裝施工的關鍵部位及監(jiān)理工作要點。車庫采用設備可控性好，在主要的功能部位，設置了交換機，廣泛使用網(wǎng)絡技術進行數(shù)據(jù)交換，自動控制程度高。在立體車庫規(guī)模和自動化發(fā)展的同時，向監(jiān)理工作提出了更高的要求。促使監(jiān)理人員必須努力提高自身的技術水平和工作能力。
關鍵詞：數(shù)字控制，網(wǎng)絡技術，安全裝置，抗電磁干擾。
前言: 隨著我國城市規(guī)模的迅速擴大，城市擁有的車輛總量也在急劇增加。停車車位向空間發(fā)展已成必然。停車車位從地面走入地下，這是我們正在經(jīng)歷的，走向空間，在經(jīng)濟發(fā)達城市，其規(guī)劃和建設已經(jīng)普遍起來。筆者有幸參與西安華聯(lián)大型自動化程度很高的存取車無人模式、機械垂直提升平面移動式立體車庫的監(jiān)理工作。該工程的業(yè)主是一跨國公司，給本地區(qū)帶來了較新類型工程的沖擊。撰寫本文意在與立體車庫的設計、施工、建設方及監(jiān)理人員學習交流。
1. 工程概述：垂直提升平面移動式立體車庫為所承擔項目的一個單項工程。整體工程包含兩個單項， 1號樓和2號樓。1號樓為雙子塔結(jié)構，立體車庫獨立占有2號樓。 2號樓建筑總高度：26.75米。建筑總面積：2.5萬多平方米，有效停車面積約16000平方米。地下二層，地上10層，除一層為設備安裝所用并設置了部分地面停車位外，其余各層全部為停車區(qū)域?？偼＼囄?1100個。車庫設置了八個垂直井道，八套垂直升降機（五套貫通式，三套懸臂式）。每套配置有中跑車、小跑車。每套有自己的轉(zhuǎn)換區(qū)、車庫出入口。從控制和管理的角度，將相鄰兩個井道組合為一個分庫，立體車庫被組分為四個分庫。
2. 周邊設備及輸配電：
2.1 車庫設置了火災自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和防雷系統(tǒng)。監(jiān)控中心設在1號樓A塔一層。
2.2 采用自然通風換氣方式。
2.3 消防及車庫用電為一級負荷。采用三相五線制雙電源供電，自動切換。
2.4 供電引自1號樓中心配電室。2號樓的照明、插座用電自成獨立系統(tǒng)。
3．系統(tǒng)的構成：系統(tǒng)包括：收費管理系統(tǒng)，停車場出入口管理系統(tǒng)，車庫自動控制系統(tǒng)。各個系統(tǒng)通過交換機（數(shù)據(jù)鏈路層）完成功能聯(lián)接。
3.1 收費管理系統(tǒng)，處于系統(tǒng)的最高層。其包括收費中心，自助式取車終端。下面嵌入車庫自動控制系統(tǒng)和停車場出入口管理系統(tǒng)。
3.2 停車場出入口管理系統(tǒng)：停車場設置了三個出入口，方便往來于不同方向的車輛。每個入（出）口設置了二個地感線圈、一個道閘、一臺語音應答設備、二臺車牌數(shù)據(jù)采集設備、一臺槍式攝像頭和入口處的剩余車位顯示屏。語音應答設備在故障時可以與收費中心通話，也具有語音監(jiān)聽功能。地感線圈的敷設位置，可防止道閘砸傷車。二臺車牌數(shù)據(jù)采集設備的采用，有防止跟車、漏拍的功能。此處采集的車牌數(shù)據(jù)，將作為綁定車輛的唯一標簽，被送進數(shù)據(jù)管理服務器。
3.3 車庫自動控制系統(tǒng)：包括：轉(zhuǎn)換區(qū)、井道、升降機、中跑車、小跑車、停車區(qū)域、自動控制柜，中央控制室。
3.3.1 系統(tǒng)屬于數(shù)字控制，是基于西門子PLC程序控制器的集散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)設置了大量的作為檢測器的定位、逾位、光電開關、按鈕式控制盤等?？刂七^程以PLC程序控制器為中心，控制器以檢測器輸出的數(shù)字信號為輸入信號，進行控制運算，輸出控制信號給執(zhí)行機構。執(zhí)行機構以變頻電機為主，執(zhí)行控制指令。集散控制系統(tǒng)的優(yōu)點：監(jiān)視集中，中央控制室集中監(jiān)控；危險分散，各存取車系統(tǒng)可以獨立運行，不會因為某個設備的故障，使整體運行癱瘓。中央控制室通過敷設于各關鍵部位的傳感器及各子系統(tǒng)的上傳信息，監(jiān)控車庫內(nèi)的運行狀況，具有運動檢測、實時監(jiān)控、各種報警系統(tǒng)聯(lián)動等功能。
3.3.2 各功能部位的信息交換：每套系統(tǒng)控制柜內(nèi)安裝有PLC程序控制器，上位機通過內(nèi)部網(wǎng)絡與中央控制室通訊，下位與柜內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈路層（交換機）相接， 在交換機上，連接著做垂直運動的升降機，做平層運動的中跑車、小跑車（利用電力載波模塊傳遞）及與之相鄰的井道控制系統(tǒng)（需要說明的是與相鄰井道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接：如果相鄰井道設備發(fā)生故障，10分鐘之內(nèi)，本井道就可代替其完成存取車工作）。
3.3.3 現(xiàn)場監(jiān)控狀態(tài)由硬盤記錄儀記錄，硬盤的容量為4×2T。依靠硬盤記錄，可以進行歷史資料查詢及事故追憶。
3.3.4 控制系統(tǒng)設置有故障診斷和故障預警系統(tǒng)，故障診斷能顯示故障點和可能發(fā)生的原因。故障預警能在故障發(fā)生前，由系統(tǒng)進行分析和判斷，預先計算出故障可能發(fā)生的環(huán)節(jié)。
3.3.5 系統(tǒng)設置有遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過攝像機和計算機的網(wǎng)絡功能，將現(xiàn)場狀況上傳至高層部門，以獲得指導性意見。
3.3.6 系統(tǒng)配置了遠程診斷系統(tǒng)，通過外部網(wǎng)絡對控制軟件進行升級、優(yōu)化，通過監(jiān)控程序迅速判斷故障器件、程序中隱藏的缺陷或問題（BUG），以利于及時處理。
3.4 車庫入(出)口及轉(zhuǎn)換區(qū)：該區(qū)域的設備：地感線圈、車輛底盤限低裝置、回轉(zhuǎn)盤、自動控制柜、車輛尺寸光電檢測裝置、微波移動活體物探測裝置、車牌數(shù)據(jù)采集器、安全檔桿、進車過程LCD顯示屏等。人車分離或駕駛員上車在此進行。入庫車輛在此完成180度調(diào)頭。
3.5 垂直井道和平層移動軌道區(qū)：該區(qū)域的設備：升降機、升降臺、中跑車、小跑車、中跑車控制柜及各類型安全裝置等。
3.6 中央控制室：該區(qū)域的設備：四套操作臺及后臺管理服務器。
4． 立體車庫存取車流程：
4.1 駕駛員的操作：
4.1.1 存車操作：駕駛員駕車進入停車場入口→車牌信息被采集→車輛駛進車庫入口→壓到地感線圈→（如果車輛底盤不低于限車裝置）車庫門自動打開→車輛駛上回轉(zhuǎn)盤→車牌信息第二次被采集→（若二次采集的信息一致）數(shù)據(jù)管理器向控制系統(tǒng)下發(fā)車牌信息合法(系統(tǒng)準備執(zhí)行存車動作)→LCD顯示屏顯示“識別成功” →駕駛員關好車門，收回后視鏡，下車出庫（此時，轉(zhuǎn)換區(qū)空間內(nèi)嚴禁有人員滯留，否則移動物探測器會禁止系統(tǒng)啟動。）→庫外按下〈確認〉按鈕，車庫門自動關閉。如果不符合以上條件，系統(tǒng)將拒絕存車。駕駛?cè)藛T存車手續(xù)完畢，系統(tǒng)會自動完成存車過程。
4.1.2 取車操作：駕駛員到一層收費中心或自助取車終端交完費，按系統(tǒng)打出的小票，到指定的車庫出口取車。系統(tǒng)會自動將車由停車位輸送到回轉(zhuǎn)盤，車庫門自動打開，駕駛員進入轉(zhuǎn)換區(qū)，駕車離開。
4.2 自動存取車流程：
4.2.1 存車流程：駕駛員庫外按下〈確認〉按鈕→出入口卷閘門自動關閉→對中機構啟動，使置于回轉(zhuǎn)盤上的車輪處于中間位置→回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)180度，使車輛頭部朝外→井道出入口卷簾門和安全桿升起，升降臺與轉(zhuǎn)換區(qū)連通→待機于升降臺上的小跑車從中跑車上下來，進入預存車輛之下→小跑車夾桿夾持緊車輛輪胎，承載著車輛返回中跑車上→卷簾門和安全桿落下→升降機垂直升（降）至相應樓層（以車型及就近原則）→中跑車離開升降臺，沿著中跑車跑道，平層運動至相應存車區(qū)→小跑車承載著車輛離開中跑車→沿著小跑車行走軌道，將車輛輸送至車位，車輪落在停車板上，夾桿收回→小跑車返回中跑車→中跑車返回升降臺（如果沒有其他取車申請）→升降機返回一層待命。
4.2.2 取車流程：駕駛員交完費，數(shù)據(jù)管理服務器向控制系統(tǒng)下發(fā)取車指令，控制系統(tǒng)執(zhí)行存車的反方向操作，車輛被輸送至回轉(zhuǎn)盤，車庫門自動打開。
5.適停車型:
車型尺寸（長×寬×高） 重量
≤5.3m×2.05m×1.55m ≤2.5T
≤5.3m×2.05m×2.05m ≤2.5T
6．施工過程中存在的監(jiān)理工作難點、重點和解決方案的探討:
6.1 施工過程中，立體車庫工程質(zhì)量控制資料建立問題： 本工程陜西省建設工程資料管理系統(tǒng)中沒有立體車庫的資料模板可用。關于這個問題的解決，筆者經(jīng)過反復討論和慎重考慮，以已有的垂直升降電梯資料的模板為框架，再以模板中相同或類似表格內(nèi)容為補充，完成大部分工程質(zhì)量控制資料的制作。其余部分以企業(yè)質(zhì)量標準資料、入場設備質(zhì)量證明資料來完善。尚不成熟，特與同行們商討。
6.2 主體結(jié)構板或者施工方法不當造成的問題：在停車區(qū)域，由于安裝小跑車行走軌道、導向軌、停車板等部件，需在結(jié)構板上打大量的密集程度很高的孔，使用膨脹螺栓來固定這些部件，容易造成下層頂板部分混凝土崩裂亦嚴重影響安裝的可靠性。施工剛開始，專業(yè)監(jiān)理工程師就發(fā)現(xiàn)了問題，并采取了相應措施：①及時在監(jiān)理例會上提出，并且特別強調(diào)這個問題的重要性。也引起了甲方、施工方的高度重視。②會后立即在監(jiān)理辦公室召開由監(jiān)理方主持由各相關方參加的專題會議，討論和審查其施工方法，決定由施工方重新修改施工方案。③新方案中，在保證扒地強度足夠的情況下，將原8公分長的膨脹螺栓改為6公分。保證打孔深度并清理干凈孔內(nèi)的渣屑，禁止在孔深不夠的情況下將膨脹螺栓強行砸入等。④監(jiān)理內(nèi)部也對監(jiān)理工作重新部署，將該部位的施工作為旁站計劃的新增項目，派專人逐一測量孔深及植入過程，如果發(fā)現(xiàn)施工單位效果未達到既定要求，即要求二次返工直至最終結(jié)果符合要求。根據(jù)施工情況，多次約見施工方經(jīng)理，提出批評或肯定意見。在采取一系列措施后，施工質(zhì)量有了明顯的提高。但是，對安裝來說，板厚有點薄，下面的剩余量小，結(jié)構板內(nèi)的鋼筋密度又大，還是容易出現(xiàn)下層混凝土崩裂的情況，施工結(jié)果不能令人完全滿意。結(jié)構板厚度按普通的100mm肯定不夠，應適當加厚，或者將膨脹螺栓的有效長度適當縮短一點，這些問題值得在設計之初予以充分考慮。立體車庫對漏水漏油有要求，最直接危害是污染下層車輛。針對該工程結(jié)構板下層不可避免的混凝土崩裂，監(jiān)理對土建專業(yè)在后期進行的修補工作，明確要求采用防滲水泥砂漿修補方案。
6.3 對結(jié)構板水平度、平整度，有較高要求的問題：從現(xiàn)場調(diào)試情況看，小跑車對跑道的要求高。設計時，一定要對土建結(jié)構板的水平度和平整度提出較高要求。其原因是：小跑車由導向軌導向，車輪在安裝于結(jié)構板的行車軌道上跑動。一旦結(jié)構板水平度和平整度差，行車軌道就很難敷設的平滑。小跑車本身減震配置較低，小跑車載著兩噸多重的車輛，以較高的速度，在這樣的跑道上跑起來，顛簸、震動會很大。其引起的噪聲不可輕視，更重要的是，還會加大設備的磨損，增加使用期的維保費用。
6.4 橫梁高度的問題：設計時，一定要注意橫跨停車位上部的橫梁，它會嚴重限制實際存車高度。
6.5 重視安全部件和安全防護：筆者查閱相關標準和案例后認為，安全問題是立體車庫是否能為人們正常所用的生命線。在該立體車庫的監(jiān)理工作中，我們將以下工作列為監(jiān)理工作的重點：
6.5.1 鋼結(jié)構：工程采用的是加長焊接主導軌和配重導軌，采用鋼構件在井道頂部進行無機房曳引機安裝。施工剛開始，監(jiān)理人員就發(fā)現(xiàn)，施工中，金屬熔化焊接深度不夠、有氣孔、夾雜等問題。就此監(jiān)理現(xiàn)場組織核查了所有電焊工的焊接技術，發(fā)現(xiàn)有相當數(shù)量的人員無證上崗，立即責令停工，要求施工單位所在公司更換不合格電焊工，并對已施工部分進行整改。采取這一措施后，焊接質(zhì)量明顯得到了提高。
6.5.2 防墜落、擋車、防重疊裝置：
6.5.2.1升降機防墜落機構，由電機驅(qū)動。升降機受安裝于地坑的激光測距儀和升降臺底部的反光板的位置數(shù)據(jù)控制，按需要停止于相應層后，立即啟動機械插銷裝置，將升降機鎖死在該層。由電機驅(qū)動的防墜落桿安裝強度和防墜落座焊接強度以及防墜落座相對于平層的焊接位置，桿和座的適配度，都是監(jiān)理現(xiàn)場檢查工作的重要內(nèi)容。
6.5.2.2 中跑車擋車裝置，防止中跑車誤入相鄰井道而墜落。推桿由電機驅(qū)動，擋車裝置上包含有限位開關連鎖機構。當中跑車在軌道上即將跑出預定范圍時，擋車裝置動作，起到阻車作用。監(jiān)理現(xiàn)場的工作是檢查機械擋塊的安裝高度要與中跑車上的推桿位置相適應，焊接或安裝強度要能耐得起中跑車的沖擊，擋車機構上的限位開關要先于機械推桿觸到機械擋塊，以及限位開關要能及時可靠的切斷中跑車運行電源，這也是現(xiàn)場檢查工作的重點。
6.5.2.3 中跑車防重疊機構：在預存車位已有車輛的情況下，禁止小跑車重復存車，防止損車事故的發(fā)生。這部分的監(jiān)理工作是檢查安裝于中跑車上的遠紅外線發(fā)射（接受）器安裝是否可靠，是否能經(jīng)得起震動、顛簸，安裝于停車區(qū)域的反光板安裝是否可靠，檢查遠紅外線發(fā)射器是否對準反光板。
6.5.3 抗電磁干擾與屏蔽：在機電一體化的自動控制領域，由于弱電控制信號電平很低，干擾和抗干擾常是一個很重要的問題。在有關立體車庫的國家標準中，明確指出電磁干擾可能產(chǎn)生的危害：如設備意外啟動，緊急停止命令失效，有關安全的相關電路的控制紊亂等。這也是立體車庫建設中監(jiān)理工作的一項重要內(nèi)容。監(jiān)理采取的措施是：安裝單位進場時，就要向現(xiàn)場經(jīng)理明確提出要求，強調(diào)立體車庫建設中抗干擾的重要性，并要求：
6.5.3.1 做好所有電機，電氣柜、盤、臺、箱的屏蔽接地工作。
6.5.3.2 做好橋架的接地工作，車庫控制線纜必須另設獨立橋架。
6.5.3.3 做好屏蔽線屏蔽層的接地連接。
7．結(jié)束語：大型自動化立體車庫在發(fā)達國家已不是新鮮事，隨著我國城市化進程加快，車庫走向立體空間并高度自動化成為必然趨勢。本文僅是對車庫建設的粗淺體會，愿與同類建設的讀者分享、交流。
參考文獻：
1. JB/T10475-2004《垂直升降類機械式停車設備》
2. JB/T10545-2006《平面移動類機械式停車設備》
3. GB17907-2010《機械式停車設備 通用安全要求》
4. GB500672014《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》
5. JG5106-1998《機械式停車場安全規(guī)范總則》
6. JGJ/T326-2014《機械式停車庫工程技術規(guī)范》
作者簡介：
張曉峰，土木工程本科畢業(yè)，從事工程監(jiān)理工作十五年，國家注冊監(jiān)理工程師，項目總監(jiān)理工程師。
梁田升， 國家注冊監(jiān)理工程師，從事工業(yè)自動控制設計、現(xiàn)場技術服務、工程監(jiān)理三十多年。
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