自動(dòng)化立體車庫介紹及安裝施工中監(jiān)理工作難點(diǎn)重點(diǎn)探討
張曉峰 梁田升 西安普邁項(xiàng)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(xì)描述了從車輛入場(chǎng)、入庫、進(jìn)入停車位，到出庫的整個(gè)控制過程，突現(xiàn)了安裝施工的關(guān)鍵部位及監(jiān)理工作要點(diǎn)。車庫采用設(shè)備可控性好，在主要的功能部位，設(shè)置了交換機(jī)，廣泛使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，自動(dòng)控制程度高。在立體車庫規(guī)模和自動(dòng)化發(fā)展的同時(shí)，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(shù)水平和工作能力。
關(guān)鍵詞：數(shù)字控制，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，安全裝置，抗電磁干擾。
前言: 隨著我國城市規(guī)模的迅速擴(kuò)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(jì)發(fā)達(dá)城市，其規(guī)劃和建設(shè)已經(jīng)普遍起來。筆者有幸參與西安華聯(lián)大型自動(dòng)化程度很高的存取車無人模式、機(jī)械垂直提升平面移動(dòng)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(shè)計(jì)、施工、建設(shè)方及監(jiān)理人員學(xué)習(xí)交流。
1. 工程概述：垂直提升平面移動(dòng)式立體車庫為所承擔(dān)項(xiàng)目的一個(gè)單項(xiàng)工程。整體工程包含兩個(gè)單項(xiàng)， 1號(hào)樓和2號(hào)樓。1號(hào)樓為雙子塔結(jié)構(gòu)，立體車庫獨(dú)立占有2號(hào)樓。 2號(hào)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(shè)備安裝所用并設(shè)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(gè)。車庫設(shè)置了八個(gè)垂直井道，八套垂直升降機(jī)（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(gè)井道組合為一個(gè)分庫，立體車庫被組分為四個(gè)分庫。
2. 周邊設(shè)備及輸配電：
2.1 車庫設(shè)置了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)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(shè)在1號(hào)樓A塔一層。
2.2 采用自然通風(fēng)換氣方式。
2.3 消防及車庫用電為一級(jí)負(fù)荷。采用三相五線制雙電源供電，自動(dòng)切換。
2.4 供電引自1號(hào)樓中心配電室。2號(hào)樓的照明、插座用電自成獨(dú)立系統(tǒng)。
3．系統(tǒng)的構(gòu)成：系統(tǒng)包括：收費(fèi)管理系統(tǒng)，停車場(chǎng)出入口管理系統(tǒng)，車庫自動(dòng)控制系統(tǒng)。各個(gè)系統(tǒng)通過交換機(jī)（數(shù)據(jù)鏈路層）完成功能聯(lián)接。
3.1 收費(fèi)管理系統(tǒng)，處于系統(tǒng)的最高層。其包括收費(fèi)中心，自助式取車終端。下面嵌入車庫自動(dòng)控制系統(tǒng)和停車場(chǎng)出入口管理系統(tǒng)。
3.2 停車場(chǎng)出入口管理系統(tǒng)：停車場(chǎng)設(shè)置了三個(gè)出入口，方便往來于不同方向的車輛。每個(gè)入（出）口設(shè)置了二個(gè)地感線圈、一個(gè)道閘、一臺(tái)語音應(yīng)答設(shè)備、二臺(tái)車牌數(shù)據(jù)采集設(shè)備、一臺(tái)槍式攝像頭和入口處的剩余車位顯示屏。語音應(yīng)答設(shè)備在故障時(shí)可以與收費(fèi)中心通話，也具有語音監(jiān)聽功能。地感線圈的敷設(shè)位置，可防止道閘砸傷車。二臺(tái)車牌數(shù)據(jù)采集設(shè)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(biāo)簽，被送進(jìn)數(shù)據(jù)管理服務(wù)器。
3.3 車庫自動(dòng)控制系統(tǒng)：包括：轉(zhuǎn)換區(qū)、井道、升降機(jī)、中跑車、小跑車、停車區(qū)域、自動(dòng)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(shè)置了大量的作為檢測(cè)器的定位、逾位、光電開關(guān)、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(cè)器輸出的數(shù)字信號(hào)為輸入信號(hào)，進(jìn)行控制運(yùn)算，輸出控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)以變頻電機(jī)為主，執(zhí)行控制指令。集散控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：監(jiān)視集中，中央控制室集中監(jiān)控；危險(xiǎn)分散，各存取車系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)設(shè)備的故障，使整體運(yùn)行癱瘓。中央控制室通過敷設(shè)于各關(guān)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(yùn)行狀況，具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、各種報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)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(jī)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)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(jī)）相接， 在交換機(jī)上，連接著做垂直運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)，做平層運(yùn)動(dòng)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(shè)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(chǎng)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(jìn)行歷史資料查詢及事故追憶。
3.3.4 控制系統(tǒng)設(shè)置有故障診斷和故障預(yù)警系統(tǒng)，故障診斷能顯示故障點(diǎn)和可能發(fā)生的原因。故障預(yù)警能在故障發(fā)生前，由系統(tǒng)進(jìn)行分析和判斷，預(yù)先計(jì)算出故障可能發(fā)生的環(huán)節(jié)。
3.3.5 系統(tǒng)設(shè)置有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)功能，將現(xiàn)場(chǎng)狀況上傳至高層部門，以獲得指導(dǎo)性意見。
3.3.6 系統(tǒng)配置了遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，通過外部網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制軟件進(jìn)行升級(jí)、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(shí)處理。
3.4 車庫入(出)口及轉(zhuǎn)換區(qū)：該區(qū)域的設(shè)備：地感線圈、車輛底盤限低裝置、回轉(zhuǎn)盤、自動(dòng)控制柜、車輛尺寸光電檢測(cè)裝置、微波移動(dòng)活體物探測(cè)裝置、車牌數(shù)據(jù)采集器、安全檔桿、進(jìn)車過程LCD顯示屏等。人車分離或駕駛員上車在此進(jìn)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(dòng)軌道區(qū)：該區(qū)域的設(shè)備：升降機(jī)、升降臺(tái)、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(shè)備：四套操作臺(tái)及后臺(tái)管理服務(wù)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(jìn)入停車場(chǎng)入口→車牌信息被采集→車輛駛進(jìn)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(dòng)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(zhǔn)備執(zhí)行存車動(dòng)作)→LCD顯示屏顯示“識(shí)別成功” →駕駛員關(guān)好車門，收回后視鏡，下車出庫（此時(shí)，轉(zhuǎn)換區(qū)空間內(nèi)嚴(yán)禁有人員滯留，否則移動(dòng)物探測(cè)器會(huì)禁止系統(tǒng)啟動(dòng)。）→庫外按下〈確認(rèn)〉按鈕，車庫門自動(dòng)關(guān)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(huì)自動(dòng)完成存車過程。
4.1.2 取車操作：駕駛員到一層收費(fèi)中心或自助取車終端交完費(fèi)，按系統(tǒng)打出的小票，到指定的車庫出口取車。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將車由停車位輸送到回轉(zhuǎn)盤，車庫門自動(dòng)打開，駕駛員進(jìn)入轉(zhuǎn)換區(qū)，駕車離開。
4.2 自動(dòng)存取車流程：
4.2.1 存車流程：駕駛員庫外按下〈確認(rèn)〉按鈕→出入口卷閘門自動(dòng)關(guān)閉→對(duì)中機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，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(tái)與轉(zhuǎn)換區(qū)連通→待機(jī)于升降臺(tái)上的小跑車從中跑車上下來，進(jìn)入預(yù)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(jī)垂直升（降）至相應(yīng)樓層（以車型及就近原則）→中跑車離開升降臺(tái)，沿著中跑車跑道，平層運(yùn)動(dòng)至相應(yīng)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(tái)（如果沒有其他取車申請(qǐng)）→升降機(jī)返回一層待命。
4.2.2 取車流程：駕駛員交完費(fèi)，數(shù)據(jù)管理服務(wù)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(dòng)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(diǎn)、重點(diǎn)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(shè)工程資料管理系統(tǒng)中沒有立體車庫的資料模板可用。關(guān)于這個(gè)問題的解決，筆者經(jīng)過反復(fù)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(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)資料、入場(chǎng)設(shè)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(gòu)板或者施工方法不當(dāng)造成的問題：在停車區(qū)域，由于安裝小跑車行走軌道、導(dǎo)向軌、停車板等部件，需在結(jié)構(gòu)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(yán)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(yīng)措施：①及時(shí)在監(jiān)理例會(huì)上提出，并且特別強(qiáng)調(diào)這個(gè)問題的重要性。也引起了甲方、施工方的高度重視。②會(huì)后立即在監(jiān)理辦公室召開由監(jiān)理方主持由各相關(guān)方參加的專題會(huì)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(qiáng)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(qiáng)行砸入等。④監(jiān)理內(nèi)部也對(duì)監(jiān)理工作重新部署，將該部位的施工作為旁站計(jì)劃的新增項(xiàng)目，派專人逐一測(cè)量孔深及植入過程，如果發(fā)現(xiàn)施工單位效果未達(dá)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(píng)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(duì)安裝來說，板厚有點(diǎn)薄，下面的剩余量小，結(jié)構(gòu)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(gòu)板厚度按普通的100mm肯定不夠，應(yīng)適當(dāng)加厚，或者將膨脹螺栓的有效長度適當(dāng)縮短一點(diǎn)，這些問題值得在設(shè)計(jì)之初予以充分考慮。立體車庫對(duì)漏水漏油有要求，最直接危害是污染下層車輛。針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)板下層不可避免的混凝土崩裂，監(jiān)理對(duì)土建專業(yè)在后期進(jìn)行的修補(bǔ)工作，明確要求采用防滲水泥砂漿修補(bǔ)方案。
6.3 對(duì)結(jié)構(gòu)板水平度、平整度，有較高要求的問題：從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況看，小跑車對(duì)跑道的要求高。設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)土建結(jié)構(gòu)板的水平度和平整度提出較高要求。其原因是：小跑車由導(dǎo)向軌導(dǎo)向，車輪在安裝于結(jié)構(gòu)板的行車軌道上跑動(dòng)。一旦結(jié)構(gòu)板水平度和平整度差，行車軌道就很難敷設(shè)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(dòng)會(huì)很大。其引起的噪聲不可輕視，更重要的是，還會(huì)加大設(shè)備的磨損，增加使用期的維保費(fèi)用。
6.4 橫梁高度的問題：設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意橫跨停車位上部的橫梁，它會(huì)嚴(yán)重限制實(shí)際存車高度。
6.5 重視安全部件和安全防護(hù)：筆者查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和案例后認(rèn)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(diǎn)：
6.5.1 鋼結(jié)構(gòu)：工程采用的是加長焊接主導(dǎo)軌和配重導(dǎo)軌，采用鋼構(gòu)件在井道頂部進(jìn)行無機(jī)房曳引機(jī)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(chǎng)組織核查了所有電焊工的焊接技術(shù)，發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)數(shù)量的人員無證上崗，立即責(zé)令停工，要求施工單位所在公司更換不合格電焊工，并對(duì)已施工部分進(jìn)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(jī)防墜落機(jī)構(gòu)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。升降機(jī)受安裝于地坑的激光測(cè)距儀和升降臺(tái)底部的反光板的位置數(shù)據(jù)控制，按需要停止于相應(yīng)層后，立即啟動(dòng)機(jī)械插銷裝置，將升降機(jī)鎖死在該層。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的防墜落桿安裝強(qiáng)度和防墜落座焊接強(qiáng)度以及防墜落座相對(duì)于平層的焊接位置，桿和座的適配度，都是監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)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(jī)驅(qū)動(dòng)，擋車裝置上包含有限位開關(guān)連鎖機(jī)構(gòu)。當(dāng)中跑車在軌道上即將跑出預(yù)定范圍時(shí)，擋車裝置動(dòng)作，起到阻車作用。監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)的工作是檢查機(jī)械擋塊的安裝高度要與中跑車上的推桿位置相適應(yīng)，焊接或安裝強(qiáng)度要能耐得起中跑車的沖擊，擋車機(jī)構(gòu)上的限位開關(guān)要先于機(jī)械推桿觸到機(jī)械擋塊，以及限位開關(guān)要能及時(shí)可靠的切斷中跑車運(yùn)行電源，這也是現(xiàn)場(chǎng)檢查工作的重點(diǎn)。
6.5.2.3 中跑車防重疊機(jī)構(gòu)：在預(yù)存車位已有車輛的情況下，禁止小跑車重復(fù)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(yuǎn)紅外線發(fā)射（接受）器安裝是否可靠，是否能經(jīng)得起震動(dòng)、顛簸，安裝于停車區(qū)域的反光板安裝是否可靠，檢查遠(yuǎn)紅外線發(fā)射器是否對(duì)準(zhǔn)反光板。
6.5.3 抗電磁干擾與屏蔽：在機(jī)電一體化的自動(dòng)控制領(lǐng)域，由于弱電控制信號(hào)電平很低，干擾和抗干擾常是一個(gè)很重要的問題。在有關(guān)立體車庫的國家標(biāo)準(zhǔn)中，明確指出電磁干擾可能產(chǎn)生的危害：如設(shè)備意外啟動(dòng)，緊急停止命令失效，有關(guān)安全的相關(guān)電路的控制紊亂等。這也是立體車庫建設(shè)中監(jiān)理工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。監(jiān)理采取的措施是：安裝單位進(jìn)場(chǎng)時(shí)，就要向現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)理明確提出要求，強(qiáng)調(diào)立體車庫建設(shè)中抗干擾的重要性，并要求：
6.5.3.1 做好所有電機(jī)，電氣柜、盤、臺(tái)、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(shè)獨(dú)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(dòng)化立體車庫在發(fā)達(dá)國家已不是新鮮事，隨著我國城市化進(jìn)程加快，車庫走向立體空間并高度自動(dòng)化成為必然趨勢(shì)。本文僅是對(duì)車庫建設(shè)的粗淺體會(huì)，愿與同類建設(shè)的讀者分享、交流。
參考文獻(xiàn)：
1. JB/T10475-2004《垂直升降類機(jī)械式停車設(shè)備》
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3. GB17907-2010《機(jī)械式停車設(shè)備 通用安全要求》
4. GB500672014《汽車庫、修車庫、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》
5. JG5106-1998《機(jī)械式停車場(chǎng)安全規(guī)范總則》
6. JGJ/T326-2014《機(jī)械式停車庫工程技術(shù)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(cè)監(jiān)理工程師，項(xiàng)目總監(jiān)理工程師。
梁田升， 國家注冊(cè)監(jiān)理工程師，從事工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)、工程監(jiān)理三十多年。
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