機(jī)械式公交立體車庫(kù)方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討*

陳再興 周正山 劉寶軍

上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司 上海 200125

0 引言

隨著城市的發(fā)展、綠色環(huán)保的要求與土地成本的上升，公共交通越發(fā)成為國(guó)內(nèi)各主要大城市交通出行的主導(dǎo)方式。然而，公交場(chǎng)站的不足嚴(yán)重制約著各地公共交通的發(fā)展，特別是公交車夜間無處安放、占道停車造成了極大的安全隱患。傳統(tǒng)的大面積平面停車場(chǎng)已不適應(yīng)建在城市中心，公交停車立體化將是未來集約化發(fā)展的趨勢(shì)。

機(jī)械式公交立體車庫(kù)為采用機(jī)械式停車設(shè)備存取、停放由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)或新能源驅(qū)動(dòng)的公交車輛的停車庫(kù)。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于機(jī)械式公交立體車庫(kù)的研究技術(shù)處于起步階段，公交車的主要特點(diǎn)是噸位大、尺寸大，其質(zhì)量為15 t，長(zhǎng)度為12 m。停車設(shè)備需要鋼結(jié)構(gòu)具有較大的強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性以及驅(qū)動(dòng)能力。機(jī)械式公交立體車庫(kù)采用高精準(zhǔn)運(yùn)行控制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)、準(zhǔn)確、可靠的達(dá)到指定位置。如圖1、圖2 分別為某科技園立體鋼結(jié)構(gòu)公交車庫(kù)和某兩層簡(jiǎn)易升降類公交車庫(kù)。多層立體建設(shè)公交綜合車場(chǎng)，既提高了土地資源的使用效率，又可以發(fā)揮規(guī)模效益，提高公交企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理效率，能有效解決公交車停車難、充電難等問題。

圖1 某科技園立體鋼結(jié)構(gòu)公交車庫(kù)

圖2 某雙層簡(jiǎn)易升降類公交車庫(kù)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)許多城市在進(jìn)行模式開發(fā)（Transit Oriented Development，TOD），使商業(yè)、住宅、辦公樓、公園和公共建筑設(shè)置在步行可達(dá)的公交站點(diǎn)范圍內(nèi)，并在城市更新、保障房建設(shè)、綜合商業(yè)開發(fā)等都可以將機(jī)械式公交立體車庫(kù)植入其中，既能滿足原有建設(shè)需求，又能很好地解決公交停車難問題，實(shí)現(xiàn)雙向促進(jìn)發(fā)展。

目前，上海、深圳、重慶、成都、青島等地都在探索各類創(chuàng)新政策與模式，促進(jìn)機(jī)械式公交立體車庫(kù)的建設(shè)，從投融資模式，多元化建設(shè)形態(tài)，到收益分配等方面使公交立體車庫(kù)落地實(shí)施。

國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)顯示，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家正在從選型、抬升、充電等方面進(jìn)行研究與探索。美國(guó)某高校公開了一種雙層公交車庫(kù)多目標(biāo)優(yōu)化配置與選型的方法，對(duì)公交車停車場(chǎng)的分配和規(guī)模進(jìn)行了研究；日本某園區(qū)在研一種升降平臺(tái)式公交車庫(kù)；德國(guó)某公交車站對(duì)充電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索建設(shè)。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)和設(shè)計(jì)單位的關(guān)注重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，本文通過公交車庫(kù)的選址、規(guī)模分析、總平面圖設(shè)計(jì)、停車設(shè)備選型、參數(shù)確定、結(jié)果輸出等方面的闡述，從外部條件分析與停車設(shè)備設(shè)計(jì)2 方面來探討公交車庫(kù)方案設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

1 外部條件分析

1.1 選址

立體公交車庫(kù)利用效率與項(xiàng)目運(yùn)行的優(yōu)劣情況很大程度上取決于其選址。選址成功且設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好、管理得當(dāng)將會(huì)取得較好的應(yīng)用效果，否則將可能會(huì)使得效率低下、加劇堵車、浪費(fèi)投資。選址應(yīng)充分考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然、文化、居民生活習(xí)慣、出行方式等因素，如周邊商圈、地鐵、車站等布局情況。

1.2 規(guī)模分析

停車場(chǎng)規(guī)模、車位數(shù)量的確定應(yīng)充分考慮服務(wù)對(duì)象的數(shù)量、公交線路的規(guī)劃、投資估算與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。場(chǎng)地大小與車位數(shù)量在很大程度上決定了公交車庫(kù)的類型。如深圳南山某公交場(chǎng)站，共服務(wù)8 條公交線路，擁車數(shù)為170 輛，原平面停車場(chǎng)僅能停放18 輛公交車，停車位配比嚴(yán)重不足，夜間大量車輛需要?？吭隈R路邊。根據(jù)場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)管理，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站車輛配合，以及排班優(yōu)化，最終站點(diǎn)夜間實(shí)際需求量為50 輛，考慮到未來的發(fā)展情況，場(chǎng)站總需求量為55 個(gè)以上車位。

1.3 總平面圖

總平面圖應(yīng)考慮設(shè)置客流集散區(qū)、站務(wù)用房區(qū)、車輛運(yùn)行區(qū)以及配套設(shè)施區(qū)，如上下客區(qū)、車輛維修工間、車輛清洗區(qū)等。在布局上，應(yīng)滿足人車分流、機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分流，避免人車沖突，通行安全簡(jiǎn)捷。按照規(guī)范要求需設(shè)置上落客區(qū)的場(chǎng)站，應(yīng)設(shè)置人行通道，且應(yīng)與外部市政道路的人行道相連。場(chǎng)站內(nèi)無設(shè)置上落客區(qū)條件的，應(yīng)結(jié)合公交運(yùn)營(yíng)線路走向，在場(chǎng)站外市政道路就近按照規(guī)范設(shè)置上落客區(qū)。

在總平面圖設(shè)計(jì)中，出入口的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)。出入口的數(shù)量、尺寸、位置將直接關(guān)乎場(chǎng)站人車安全、進(jìn)出車效率，甚至?xí)聪蛴绊懼苓厔?dòng)態(tài)交通的通行能力。

JGJ 100-2015《車庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定了停車庫(kù)出入口數(shù)量和車道數(shù)量與停車當(dāng)量之間的關(guān)系，一般公交車按3 輛當(dāng)量小轎車計(jì)算。公交場(chǎng)站的出口與入口宜分開設(shè)置，根據(jù)深圳市《建設(shè)項(xiàng)目機(jī)動(dòng)車出入路口開設(shè)技術(shù)指引（試行）》的規(guī)定，單車道時(shí)寬度不小于4 m，雙車道時(shí)寬度不應(yīng)小于7 m。當(dāng)出口與入口合并設(shè)置時(shí)，寬度不宜小于12 m。另外，出入口應(yīng)能滿足公交車轉(zhuǎn)彎半徑的需求，當(dāng)條件受限時(shí)，可考慮降低路側(cè)沿石高度等有效措施，保證車輛的順利進(jìn)出。為避免造成交叉口處交通組織的混亂，出入口應(yīng)盡量設(shè)置在次干道或支路上，如設(shè)置在主干道旁，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離道路交叉口；如果出入口設(shè)置在交通量很大的干道上，在高峰時(shí)間應(yīng)設(shè)置信號(hào)控制或要求公交車“右進(jìn)右出”。

總平面布置圖還應(yīng)考慮公交場(chǎng)站蓄車數(shù)量、停車設(shè)備綜合存取車效率、車輛排隊(duì)等候時(shí)長(zhǎng)等多方面因素，等候入庫(kù)車輛不得對(duì)外部交通造成較大影響，出庫(kù)車輛能滿足線路運(yùn)營(yíng)要求，車輛組織流線與場(chǎng)站內(nèi)部功能相適應(yīng)。根據(jù)GB 55037-2022《建筑防火通用規(guī)范》，高層建筑應(yīng)至少沿其一條長(zhǎng)邊設(shè)置消防車登高操作場(chǎng)地。未連續(xù)布置的消防車登高操作場(chǎng)地，應(yīng)保證消防車的救援作業(yè)范圍能覆蓋該建筑的全部消防撲救面。

2 停車設(shè)備設(shè)計(jì)

停車設(shè)備的設(shè)計(jì)是方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，可從停車設(shè)備類型的選擇、需求參數(shù)的確定、設(shè)備參數(shù)的計(jì)算、安全裝置的設(shè)計(jì)、技術(shù)成果等方面進(jìn)行考慮。

2.1 停車設(shè)備類型的選擇

目前，市面上較常見的機(jī)械式公交立體車庫(kù)類型有垂直升降類、簡(jiǎn)易升降類、平面移動(dòng)類等，每種類型都有各自的特點(diǎn)與適用范圍。

垂直升降類機(jī)械式公交立體車庫(kù)又稱塔庫(kù)，占地面積小，空間利用率高，運(yùn)行速度快，自動(dòng)化程度高，單座占地長(zhǎng)寬約為15 m×12 m，一般建設(shè)高度為45 ～60 m，9 ～12 層較為合適與經(jīng)濟(jì)，可多座并排或背靠背布置，適用于占地要求小，停車數(shù)量要求多的繁華都市區(qū)、公交車首末總站。

某公交總站場(chǎng)站位于深圳繁華都市核心商業(yè)辦公區(qū)，場(chǎng)站總用地面積約4 400 m2，辦公樓、輔助用房等占地約900 m2，除去道路、綠化、地面固定車位等，適合建設(shè)停車設(shè)備的部分約600 m2，但需要立體車位數(shù)約50 個(gè)。此地塊類型特別適合采用垂直升降類停車設(shè)備，單車位占地面積約為12 m2。圖3 為實(shí)際應(yīng)用中公交塔庫(kù)內(nèi)部情況。

圖3 公交塔庫(kù)內(nèi)部

簡(jiǎn)易升降類公交車庫(kù)可單列布置，也可多列并排布置，也可利用邊角地塊，布置靈活，成本低、建設(shè)周期短，總高較低，易于搬遷，當(dāng)多列布置時(shí)，短時(shí)間內(nèi)能出大量車，單座占地長(zhǎng)寬約為12 m×4 m，含2 車位，通常情況下建設(shè)高度為10 m 左右，適用于有限高要求、早晚高峰有大量車進(jìn)出需求的地塊。

圖4 所示為成都某公交場(chǎng)站地塊，占地約3 000 m2，除去辦公樓、輔助用房、綠化、車道等，剩余850 m2適合建設(shè)停車設(shè)備，停車位需求為36 個(gè)，單車位占地約24 m2。

圖4 簡(jiǎn)易升降公交車庫(kù)

平面移動(dòng)類車庫(kù)采用倉(cāng)儲(chǔ)式管理，自動(dòng)化程度高，占地需求較大，單座占地長(zhǎng)寬約在60 m×40 m以上，一般建設(shè)高度在30 ～40 m，適用于大型密集存儲(chǔ)地塊。

停車設(shè)備類型的選擇應(yīng)考慮投資規(guī)模、地塊限高要求、地塊形狀、地塊規(guī)整程度、建設(shè)周期、日后維護(hù)成本與便利性等因素。

2.2 需求參數(shù)的確定

需求參數(shù)是用戶業(yè)主想要達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，及設(shè)計(jì)單位進(jìn)行停車設(shè)備設(shè)計(jì)的輸入信息，如車輛信息、地塊限高要求、車位需求信息、平均存取車時(shí)間、滿庫(kù)時(shí)間、清庫(kù)時(shí)間等。

車輛信息主要有公交車的長(zhǎng)度、寬度、高度、質(zhì)量、主要車型占比，當(dāng)車輛信息更全時(shí)，設(shè)計(jì)將會(huì)更具針對(duì)性，如車輛軸距、輪胎數(shù)量及型號(hào)、前后輪距、軸荷、前懸、后懸、離地間隙等。長(zhǎng)寬高重信息主要涉及車庫(kù)的外形尺寸、樓層凈高、層高等，車輛軸距涉及搬運(yùn)、夾持裝置的承載部件的設(shè)計(jì)，軸荷涉及車輛載荷的分布情況，前懸、后懸、軸距信息關(guān)乎車輛停車定位、轉(zhuǎn)彎半徑等，離地間隙涉及坡道大小、搬運(yùn)器高度等。

地塊的限高信息對(duì)于停車設(shè)備類型的選擇至關(guān)重要，當(dāng)?shù)貕K允許建設(shè)高度超過40 m 時(shí)，適合建設(shè)垂直升降類停車設(shè)備，其額定起升速度能發(fā)揮出來，效率高，單車位占地面積小，土地利用率高。當(dāng)?shù)貕K限高在20 m 以內(nèi)時(shí)，適合建設(shè)簡(jiǎn)易升降類停車設(shè)備，如此有大量地面停車位，能解決高峰時(shí)間段大量進(jìn)出車的需求。當(dāng)?shù)貕K限高約30 m，形狀規(guī)整，面積較大時(shí)，適合建設(shè)平面移動(dòng)類停車設(shè)備，其額定橫移速度能發(fā)揮出來，停車存儲(chǔ)量大，降低單車位設(shè)備費(fèi)用。

車位需求信息是停車規(guī)模指標(biāo)的重要表現(xiàn)，關(guān)乎停車設(shè)備類型的選擇及各車庫(kù)的布置形式，通過不同的布置方式，可以改變車位總數(shù)。

公交場(chǎng)站對(duì)存取車效率有一定要求，如平均存取車時(shí)間關(guān)乎發(fā)車調(diào)度管理、場(chǎng)地蓄車數(shù)量、排隊(duì)等候時(shí)長(zhǎng)等。當(dāng)早高峰發(fā)車時(shí)，大量公交車集中出庫(kù)，清庫(kù)時(shí)間尤為重要。當(dāng)晚高峰收車時(shí)，大量公交車集中入庫(kù)，滿庫(kù)時(shí)間是重要指標(biāo)。當(dāng)涉及夜間輪換存取車進(jìn)行充電時(shí)，清庫(kù)與滿庫(kù)時(shí)間，交叉作業(yè)時(shí)間很重要，在程序上可以設(shè)置存車優(yōu)先模式和出車優(yōu)先模式，能節(jié)省大量設(shè)備空行程時(shí)間，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率。一般自動(dòng)化程度高的公交車庫(kù)滿庫(kù)或清庫(kù)時(shí)間在1.5 h 以內(nèi)較為宜。

2.3 設(shè)備參數(shù)的設(shè)計(jì)

設(shè)備參數(shù)主要有占地面積、車位凈高、層高、總高、各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度、功率大小，設(shè)備出入口數(shù)量、設(shè)備效率、裝機(jī)容量、設(shè)備平均耗電量等。

設(shè)備占地面積是根據(jù)停車設(shè)備類型而定，會(huì)影響總平面布置圖。車位凈高與停車設(shè)備類型有關(guān)，不同停車設(shè)備運(yùn)行方式不同，所需要的凈空高度則不同。凈空高度再結(jié)合消防管路、消防設(shè)施、通風(fēng)管路、建筑承載等建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，可計(jì)算出各層層高，會(huì)影響建筑立面圖，并影響建筑消防等級(jí)分類，建設(shè)成本將有較大區(qū)別。

各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度（如起升機(jī)構(gòu)、橫移機(jī)構(gòu)、縱移機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)等）根據(jù)停車設(shè)備類型初定運(yùn)行速度，根據(jù)各行程尺寸與效率要求再詳細(xì)計(jì)算各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度。根據(jù)速度再結(jié)合機(jī)構(gòu)運(yùn)行方式、做功方式、載荷信息等計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率的大小，并初步選擇相應(yīng)的機(jī)械電氣主要配套件型號(hào)及規(guī)格。

可通過設(shè)計(jì)停車設(shè)備出入口的位置與數(shù)量，確定整個(gè)設(shè)備的使用效率，并通過仿真模擬進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外，設(shè)備設(shè)置更多出入口，既能提高出入庫(kù)效率，也能緩解當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，不能進(jìn)出車的情況，通過冗余設(shè)計(jì)，保證車輛正常進(jìn)出車，當(dāng)然成本與車位數(shù)也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。

明確各機(jī)構(gòu)功率之后，可以確定設(shè)備的裝機(jī)容量。當(dāng)有充電需求或預(yù)留充電位時(shí)，應(yīng)綜合考慮充電樁的形式、類別、容量等。

通過各電源的設(shè)計(jì)，可以計(jì)算得設(shè)備單次運(yùn)行的耗電量，再結(jié)合設(shè)備使用頻繁程度，計(jì)算得出單位時(shí)長(zhǎng)平均耗電量，同時(shí)低能耗的設(shè)備更具吸引力。

2.4 安全裝置的設(shè)計(jì)

只有在滿足安全與使用功能的前提下，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)既能保證人員生命與身體健康、物品的財(cái)產(chǎn)安全、確保設(shè)備正常使用，又能節(jié)約成本，提高效率。

停車設(shè)備安全裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T 39980-2021《機(jī)械式停車設(shè)備 設(shè)計(jì)規(guī)范》、TSG 51-2023《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)國(guó)家及行業(yè)規(guī)范要求。通過機(jī)械、電氣、程序上的設(shè)計(jì)保證停車設(shè)備精準(zhǔn)運(yùn)行。公交立體車庫(kù)根據(jù)類型的不同，需要設(shè)置不同的安全裝置，比如車輛長(zhǎng)/寬/高/限制裝置、阻車裝置、防墜落裝置、緩沖器、控制聯(lián)鎖功能等。

安全裝置在方案設(shè)計(jì)階段可不必詳細(xì)設(shè)計(jì)，但其涉及到智能化運(yùn)行與管理，通過各類感知單元進(jìn)行控制、監(jiān)控、預(yù)判等。

2.5 結(jié)果輸出

通過前述設(shè)計(jì)可得到設(shè)備布置圖、各層平面圖、各向立面圖、各項(xiàng)主要技術(shù)參數(shù)表、交通流線圖等各類圖紙。為了更好地向客戶及業(yè)主展示并提出各類優(yōu)化建議，還可以進(jìn)行外裝飾設(shè)計(jì)、三維建模、動(dòng)畫仿真演示，讓非專業(yè)人員也能理解設(shè)備的運(yùn)行及指標(biāo)，通過包裝設(shè)計(jì)吸引更多潛在需求者。

2.6 其他

停車設(shè)備的正常運(yùn)行還需要外圍接口的支持，如土建載荷信息、預(yù)埋點(diǎn)位的接口信息、電源、網(wǎng)絡(luò)需求信息、場(chǎng)站及車庫(kù)內(nèi)車輛的充電需求，與公交場(chǎng)站的運(yùn)營(yíng)管理接口，輔助用房需求等。

3 結(jié)論

本文通過國(guó)內(nèi)外公交車庫(kù)的現(xiàn)狀簡(jiǎn)述，設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)輸入輸出等信息的整理，總結(jié)了機(jī)械式公交車庫(kù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從外部條件分析和停車設(shè)備設(shè)計(jì)2 方面著手，重點(diǎn)介紹了總平面圖和停車設(shè)備參數(shù)的確定，可以快速提供一體化解決方案。在對(duì)具體地塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要特別關(guān)注用戶的痛點(diǎn)，滿足安全與功能要求的同時(shí)，兼顧美觀性與經(jīng)濟(jì)性，推動(dòng)機(jī)械式公交立體車庫(kù)行業(yè)高質(zhì)量健康發(fā)展。