[文章]：智能建筑地下汽车库管理系统电气设计

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智能建筑地下汽车库管理系统电气设计
智能建筑地下汽车库管理系统电气设计
发表日期：2004-12-28 17:35:54  
摘要：结合工程实例，阐述智能建筑地下车库管理系统及其联动接口、电源及接地等设计内容。

某测绘综合楼是集科技、办公为一体的多功能大楼。大楼地上19层，地下2层，建筑面积28803m2。其中，地下两层为汽车库，一个人口，一个出口，车道宽4．5m，每层分四个停车区。总面积5579m2，车位120个。以本单位固定用户为主，少量临时性散户。入口无人职守，使用闭路电视监控，用可视对讲器与收费亭联系。出口实行人工半自动收费管理。本设计通过对楼内地下车库东、西向两个通道口实行控制，科学管理进出车辆，完成车库交通的自动调度，保护了车辆安全，提高了地下车库使用效率，为车主营造了一个安全、舒适、便捷、优质服务的停车环境。
1 设计原则
a．作为智能系统的一个子系统，车库管理系统应能实行计算机管理。可与门禁、保安巡更、电梯、防盗及火灾报警等系统实行联动监控及综合管理。
b．采用感应式智能卡技术，加强车辆出入口控制。
c．优化车流路径，提高车位利用率，给地下车库提供便捷交通。
d．满足各类用户停车需要，优化收费管理，使用年／月租卡、充值卡、时租卡服务，采用定额发票收据。
e．使用图像识别技术，防止和杜绝盗车现象。
f．系统运行简单，维修方便，自动化程度高，与智能建筑的局域网实行信息资源共享。
g．对车库管理设备供电的AC220V电源应可靠，配备UPS(不间断电源系统)，在收费亭或值班室应有明显的电源开断点。
h．设备接地采用等电位系统连接，与大楼综合接地体相连。
2 地下车库管理系统的设备组成与工作流程简述
地下车库管理系统由车辆出入口检测与控制、车位显示与车辆引导、车辆图像自动识别、有人值守半自动收费4个子系统组成。通常设备包括：人口感应式读卡机(自动发卡、读卡、控制、车辆检测)、“车位满”显示器、车辆计数器、通信器、视频切换器、视频分配器、彩色摄像机、超声波探测器及控制器、诱导灯，对讲主机、可视对讲器、旋转报警灯、UPS电源、计算机、打印机、出口感应式读卡机(读卡、控制、车辆检测)、收费读写卡机、金额显示器、收银箱、挡车器。
此外，还包括一套以Windows为操作平台，具有实时监控、设备管理、报表功能、历史查询、参数设置功能的计算机管理软件和数据库系统。
当车位显示器准人时，车辆驶入地下车库人口，临时性停车用户需在人口处，按动读卡机的按钮，从自动读卡机取出临时计时卡。固定用户没有这一环节。持卡车辆进行读卡确认后，影像识别系统抓拍记录车形与车牌图像，存人管理系统数据库，挡车器自动开启，车辆进入停车库。
库内设有车路管制系统，车位显示器与车辆引导指示器会提供车位在某层、某区、某位的准确信息，使车辆在最短的时间内到达停车位。
当车辆离开停车库至出口时，管理系统经感应卡确认停车时间和计算停车费用，经图像识别复核确认。对持临时计时卡车辆，需结账交费。固定用户通过读卡确认有效或扣取费用。收费完成后，挡车器自动开启放行。车位显示屏记录数自动加一。地下车库无停车位时，车库人口处车位显示器显示“车位已满”信息，系统不再允许车辆进入。
3 感应式智能卡系统设计
停车库的票据卡种类繁多，分条码卡、光电卡、磁卡、插卡方式的IC卡、感应IC卡、韦根卡。目前，较流行采用射频技术的非接触式感应智能卡。系统运用同一磁卡技术使用的年／月租卡、充值卡、时租卡，避免了设备重复而增加业主的设备成本。不仅能正确地记录车辆号码和进出场时间，而且能记录该车收、付费情况。感应式智能卡系统采用总线方式现场通讯。
3．1 传统的RS422接口方式。通讯器提供总线接口，最多可带16台读卡机控制器终端。通讯器通过RS422接口分别与进出口读卡机相连；通过RS232接口与系统计算机相连。通讯器选EL-0070—008，读卡机选PC—009A系列，挡车器选EB—0300—002。
3．2 Lon works技术。网络无主从结构，不受单一形式的限制，网络拓扑可以自由结合。网络的通讯介质不受限制，可在任何通讯介质下通讯。网络通讯有七层协议保护，优先级明确，特别适用于多进多出的停车场的进出口和中央控制室的通讯。
3．3 CAN(控制局域网络)总线技术。CAN总线组网灵活，具有高可靠性、卓越的抗干扰能力和小于10-13的出错不能检出的失误概率。多主协议赋予每一节点提出突发请求的能力，任一节点在任意时间均可向网上其它节点发出信息。本工程设计采用CAN总线技术。
4 图像识别系统设计
图像识别采用先进的图像压缩技术，保存10万张进出摄像图片仅需要1．5GB的存储空间。完全能满足系统对于长时期大流量进出监控查询的要求。图像识别装置分自动关联、自动识别与自动关联、人工识别模式。图像识别装置一般配置于进出口，采用视频分配方式，一方面将视频信号传给保安监控系统，一方面将抓拍到的车辆主要特征信息，存储到系统的数据库中，待车辆出库时，与存储信息资料作比较。
4．1 方式一。出人口彩色摄像机通过视频电缆与视频分配器相连，视频分配器一路连接CCTV(闭路电视)子系统，广路经视频切换器接至收费亭管理工作站。彩色摄像机选WV—CP464，视频分配器选PIH—6002，视频切换器选DS—4002—001，彩色监视器选WV-CK2020型。
4．2 方式二。出人口彩色／黑白自适应摄像机，接嵌入式数字硬盘录像机，硬盘录像机一路视频输出，接收费亭监视器；另一路数据输出接交换机，通过网络传输接口，与楼宇智能化系统连接。彩色黑白自适应摄像机选TK—C1460BE，数字硬盘录像机选VSl000系列，彩色监视器选14″(35．56cm)CRT(阴极射线管)，清晰度为320线。4．3 方式三。采用双工画面分割器，该机可在录像的同时，进行多画面的监视与回放。画面分割器视频输入接车库出入口彩色／黑白自适应摄像机，视频输出连接收费亭监视器，两台画面分割器可以实现级联。该方式可适应小规模和分散系统。彩色全双工画面处理器选用德立克公司产品，摄像机、监视器、线缆选型同方式二。
4．4 方式四。采用矩阵切换控制系统。允许多台摄像机、多台报警探头、监听头接人，通过控制码输出口，控制恒速和变速云台以及可变镜头等，还可接驳录像设备，接驳多至16台的监视器。该方式用于较大规模的车库监控系统。本工程设计采用方式二。
5 车位显示系统与车辆引导照明系统设计
5．1 车位显示系统可有多种方式实施。首先，采用车辆计数器方式，车辆通过地感线圈发生短路效应而形成检测信号，提供停车车位空位与否信息。计数器自动加、减显示车位数的实时资讯。这种方式只能反映车库停车位的概况，适于分楼层、分大区的车位显示。
其次，采用动态模拟技术，由车位超声波探测器、供电器、控制器、LED发光二极管金属模拟图板组成的系统。探测器安装在车位上方，金属模拟图板安装在地下各层的停车人口处，图板上的LED用红绿二色表示由探测器传感来的有车车位、空车车位的动态实时信息。探测器通过信号线、电源线采用链式联结至控制器。该方式能提供车库停车位有车与否及准确位置，适用于车位信息显示到点，要求较高的场所。
另外，车位显示系统还可以使用对射式红外探测器来进行车位感应。
5．2 车辆引导照明系统使用多媒体技术，该系统由交互式可视对讲器、条形LED显示屏、灯光引导指示牌、控制器等组成。可视对讲器设在人口，随时与系统管理员联系。LED显示屏安装在地下各层的停车入口处金属模拟图板的上方，语音提示和中文滚动显示时间、停车方式及注意事项。每个灯光引导指示牌由两组灯光组成，一组显示“有车位”，一组显示“请直行”。它受车位超声波探测器控制，当一组车位停满时，控制器发出信号，熄灭“有车位”指示灯，司机会根据灯光导引，沿着车位显示指示器“有车位”指示灯寻找车位。
5．3 地下车库车辆引导照明宜由收费亭控制，以便随时掌握照明设备工况，进行维护管理。
6 收费系统
系统将用户分为两种，一种为固定用户，一种为临时用户。固定用户采取提前缴费方式(一个月、三个月、六个月或一年)，每次进、出库时不再收费，临时用户出库时根据当时停车时间及费率进行缴费。
6．1 自动计费， 自动收费。车辆出库时，读卡机读卡后根据入场时间与计费标准自动计算费用，固定用户在验卡的同时完成扣费工作。临时车主可在出口交还卡片、结清费用、取得收费凭证。这一功能由多媒体自动柜员机完成。
6．2 自动计费，人工收费。值班员根据用户IC卡，向收费终端取得计价信息，并向停车人显示。停车人则按显示价格支付停车费。费用结清后，收费终端在票据上打印停车费收讫的信息。收费终端使用普通PC机或POS机，安装收费软件，联接挡车器、可控提示牌和车辆检测器等设备，实现收费、打印工作量报表、挡车器开启／关闭、可控提示语音及显示文字功能。
7 联动接口
7．1 所有现场设备通过CAN总线通讯，监控主机通过RS232与工作站相连，工作站通过双网卡与大楼智能化系统连接。同时，实行“一卡通”，与门禁、考勤、巡更系统联网综合管理。
7．2 地下车库管理系统具有输入接口，接人其他强制信号(如火灾、广播、防盗报警、电力中断信号)，使停车库处于只能驶出，不能驶入状态。
7．3 地下车库管理系统具有输出接口，可接驳电视监控系统及车库照明系统，当车辆经过车辆感应器时，自动打开车库照明或摄像机进行录像监控或开启／关闭车库的卷帘门、电动门。
8 电源、接地及其它
8．1 收费亭设一进三出的专用电源配电箱，供引导照明系统、插座、监控主机、读卡机、显示器、挡车器、摄像机等用电。进线开关选AC220V／20A的自动开关，插座选2只15A／220V三孔带接地保护型插座。UPS电源装置具有断电保护功能，当断电时，系统可持续工作4-6个小时，而且30天内所存资料不会丢失。
8．2 收费亭设弱电设备接地端子箱。系统设备与接地端子箱用铜芯线连接，其截面不小于4mm2。接地端子箱引至弱电竖井接地端子排，接地干线线芯为铜芯，其截面不小于25mm2。弱电竖井接地端子排再联接至大楼共用接地体。综合接地电阻不大于1Ω。
8．3 设备配线。设备电源线用铜导线，BV—lkV， 3×4mm2。总线选RVVP—2× 0．75mm2。对讲线选RVVP—4×0.5mm2。视频电缆选SYWV—75—5型，网络线缆选非屏蔽六类双绞线。所有线路穿薄壁钢管暗敷在楼板和地板内。
8．4 收费亭设数据、语音两个信息插座，与大楼智能化系统联网。供收费亭与安防中心、物管中心等各部门联络。同时设报警按钮与安防中心联络。
9 设计思考
9．1 车路管制系统在地下车库管理系统中至关重要，处理不当，会引起交通混乱、阻塞，停车会非常麻烦，失去了智能化管理的意义，应当引起高度重视。
9.2 图像识别装置宜采用自动关联、人工识别模式。收费系统宜采用有人值守、半自动收费系统。二者结合起来，更适合当前社会生活的实际情况。
9．3 车位显示到点、还是显示到分区，要进行综合比较。显示到点自动化程度高，投资相应会大些。显示到分区投资小一点，精确度会稍差些。从安全、便捷的角度看，宜采用车位显示到点方案。
参 考 文 献
1 张言荣等编著．智能建筑安全防范自动化技术．北京：中国建筑工业出版社，2002：401-410
2 杨绍胤主编．智能建筑实用技术．北京：机械工业出版社，2002：344-355
3 刘莹，朱时光．大型地下车库电气综合设计．建筑电气，2002(1)：45-47