上海城市交通设计院有限公司上海200025
摘要：通过调研，对自动化立体车库的发展特点和发展方向进行了总结，从研究目的、功能需求、分类、优缺点比较及消防安全等方面对“公交机械停车库”这一新技术、新设备在实际车场项目中应用的可行性进行了分析探讨，从而预评估了公交立体机械停车库项目建成后对提高现代城市生活水平的效果。
关键词：机械停车库；立体车库；新技术
一、项目背景
1、“公交优先”是国内大城市交通发展的必然趋势
2、交通部提出创建国家“公交都市”示范城市
3、公交车辆的绿色化、新能源化是可持续发展的必然要求
4、建设公交立体综合车场是响应土地集约化利用的重要手段
二、研究目的
由于城市用地紧张、地价高企，如何在有限的土地资源内，安全、高效的解决新能源公交车辆的停放、保养及配套后勤服务功能成为新的课题。
为尽可能增设公共停车位的要求，主要探讨及研究“公交机械停车库”这一新技术在立体车场项目中实际应用的可行性。
三、机械停车库的分类
目前应用较多的机械停车库主要分为以下三类：
3.1垂直升降类，属塔式。
3.2平面移动类，属智能仓储式。
3.3升降横移式。
四、机械停车库的优缺点和建设、运营成本
4.1优点
空间利用率高，配置灵活;
车辆管理方便;
自动化、智能化停车，
使用非常方便、快捷、舒适。
4.2缺点
建设及运营成本相对传统车库较高；停取车时间较长；设备出现故障及维修时会影响停车能力。
4.2建设、运营成本
机械停车库的后期运营和维护费用也高于普通停车库。
五、消防安全分析
高层机械车库耐火等级为1级。
总平面消防设计上，地块内部道路依地形围绕建筑形成消防环道，其宽度等各方面的要求符合消防车行进的要求，沿建筑长边设置消防登高场地。建筑四周落地，便于消防扑救。场内车行道路宽度均大于4米，转弯半径大于12米，满足消防要求。
建筑防火分区严格按国家相关防火设计规范中的规定合理划分防火分区和防烟分区。整栋建筑均采用自动喷淋系统。火灾自动报警措施。
高层机械式车库，室内无车道及人员停留，设有自动灭火系统，采用防火隔墙和耐火极限不低于1.00h的不燃性楼板分隔成多个停车单元且停车单元内停车数量不大于3辆，应分隔为停车数量不大于300辆的区域。公交机械停车库每个停车区域应至少设置一个楼梯间。
地下室按车库考虑防火设计，防火分区面积小于4000平米。设备用房单独设置防火分区，按照500平方米，划定防火分区。每个防火分区设置至少两个独立的疏散出入口。
消防疏散
每个防火分区设2个安全出口，人员安全出口和汽车疏散出口分开设置。
地下汽车库室内任意一点至最近人员安全出口的疏散距离不大于60m。每个防火分区至少设两个直通室外的安全出口。
高层机械式车库，室内无车道及人员停留，设有自动灭火系统，采用防火隔墙和耐火极限不低于1.00h的不燃性楼板分隔成多个停车单元且停车单元内停车数量不大于3辆，应分隔为停车数量不大于300的区域。
六、专门针对公交立体停车库的工艺流程、进车库高峰时段进行分析
公交进出场站工艺流程及管理
存车操作
驾驶员将车开到车库前，车库门打开。驾驶员将车驶入停车室，此时检测装置对车的长、宽、高进行测量，以确定该车是否适合入库，然后驾驶员熄火、拉制动、下车、锁闭车门，退出停车室，车库门关闭。车库门关闭过程中，人员检测装置可发现进库内是否还有滞留人员。当上述安全性能检测未能通过时，系统会发出警报声，控制室可通过对讲机或者扬声器通知管理人员和驾驶员调整车辆或清理人员。当升降机带着车辆运行至指定层面后，再由搬运器将车辆平移到指定车位，设备完成存车动作。
取车操作
驾驶员或车库管理员在控制盒面板上插入停车卡、或在操作面板上输入指令。搬运器将指定的车辆取出，并送入升降机，再由升降机升降到出入口层，然后车库门自动打开，驾驶员将车开出，完成取车。
场站高峰期交通生成量
评价时段的确定:
根据深圳、上海已有的一些公交停保场调度运营特点和规律，结合项目周边公交线路运营特征进行分析。
（1）公交车离场高峰时间段为6:00-7:00，在离场车辆数占车位总数的60%；
（2）进场出现两个高峰时段，分别为19:30-20:30和22:30-23:30，进场车辆数分别占总车辆的38%和29%。
（3）早高峰进出场总数约占车位总数25%，其中离场比例为85%，进场比例为15%。
（4）其中，工作人员出行时间与公交车进场离场时间错开，且与高峰时段不重叠，故不做考虑。
离场高峰和早高峰，均可能对车场邻近道路节点产生较大影响，考虑最不利情况.
出场能力情况分析
停车场会出现早上的出场高峰，以及晚上的进场高峰，由于出场时只需要考虑机械车库运转时间。停车库总停车数为380辆，早高峰期间一小时出场率为70%，共需出场266辆。估计平均取车时间150秒每次。
进场排队情况分析
根据上海及深圳公交司机实测倒车入库水平，倒车入库时间为90秒/辆
情景一：单车周转时间需要4分钟（倒车时间+取车时间），机械停车总共有10组，考虑最优化情况，一组需要停15辆车。
根据排队理论计算如下：λ=15μ=60/4=15ρ=λ/μ=1
该情况下车辆将持续拥堵，系统不能承受。
情景二：若垂直机械式车库平均单次运转时间可以提高到90秒每次
则单车周转时间需要3分钟
根据排队理论计算如下：λ=15μ=60/3=20ρ=λ/μ=0.75
平均排队车辆数：L=ρλ/(μ-λ）=0.75*15/(20-15)=2.25
该情况下平均一组机械式停车有2.25辆车排队，整个停车场共有22辆车排队，停车效率大大提高。目前车场内外的空间可以满足23辆车排队，可以接受。
情景三：机械式停车停车规模200辆,平均取车时间150秒每次。
因此，单车周转时间需要4分钟，机械停车总共有10组，考虑最优化情况，一组需要停8辆车。
根据排队理论计算如下：λ=8μ=60/4=15ρ=λ/μ=8/15
平均排队车辆数：L=ρλ/(μ-λ)=0.6
因此，该情况下，车场内总共6辆车排队，系统可以接受。
情景四：若平均取车时间150秒每次，车场停车排队长度最大为23辆车的最大规模。
单车周转时间需要4分钟
根据排队理论计算如下：μ=60/4=15
平均排队车辆数：L=ρλ/(μ-λ）==λ/μ*λ/(μ-λ）=2.3
λ=11.5
机械车库进出场结论：
停车场停车规模应为287辆左右。
七、案例分析
北京首钢公交立体机械车库案例北京首钢公交立体机械车库是由北京首钢城运控股有限公司与北京公交集团战略合作，研发出的国内首例智能公交车立体车库，将智能机械式立体车库首次应用于公交场站，释放土地资源，解决供需矛盾。
出入口通常设置垂直升降机，这种车库自动化程度高，且全封闭式建造，车辆安全性较好，集公交车存取、光伏发电系统、修车及自动洗车系统、充电系统、公交智能调度系统、储能系统等功能于一身，最多可停放38辆12米长的公交车。
相关技术参数:
车库层数：4层
停车数量：38辆
样机最大外形尺寸：42.5m*23.5m*30m
单车位占地面积：26.3㎡
单车位用钢量：23.68t
最远端存车时间：270s
最远端取车时间：265s
八、公交机械车库需要满足的要求
1、确保公交机械车库满足新能源公交车辆停放及充电功能，并符合新能源车的安全要求。
2、要确保进出场效率满足预测要求。
实际运营中，由于实际操作和环境影响，机械车库的进出车效率是否满足运营要求，建议进行专项模拟研究。由于进场车辆的到达不可控，实际运营会产生到场车辆排队问题。
3、要充分考虑公交机械车库后续运营、维护成本，及出现故障时对公交线路运营的影响。
4、满足消防要求：
暖通：如果是高层公交机械式停车库，其机械排烟的形式和排烟量的确定应做专门的消防论证。
给排水：高层停车楼部分需要设置自动喷水灭火系统和消火栓系统，建议进行相关的消防专题论证。
九、公交机械车库在今后运营中的隐患
1、新能源公交车的充电及安全问题；
2、进出场效率达不到运营要求，造成车辆积压，拥堵；
3、后续运营、维护成本比较高；
4、停电、设备故障，造成停取车的困难造成大量车辆积压，必须设计有备用电源。
十、结束语
公交机械车库不同与小型机械车库，需要确保设备安全、消防安全、运营安全，否则会影响一大片市民的出行，造成大的社会影响。虽然理论进出场效率满足预测要求，但充分考虑公交机械车库进出车辆的频率和场站调度需求配合、协调的要求。并且实际运营中，由于实际操作和环境影响，机械车库的进出车效率是否满足运营要求，建议进行专项模拟研究。由于进场车辆的到达不可控，实际运营会产生到场车辆排队问题。