近年来,立体车库的应用有效缓解了城市车位少和交通拥堵等“停车难”问题。与其他类型立体车库相比,平面移动式立体车库具有车位多、空间利用率大和自动化程度高等特点,但普遍存在存取机构复杂、存车效率低和顾客排队时间长等问题,导致顾客存车体验差。为解决以上不足,本文以平面移动式立体车库为对象,分别以立体车库搬运及存取结构、存车效率和顾客排队时间为优化目标,开展以下方面研究:首先,设计一种子母车搬运及存取结构,并提出基于子母车缓存池的立体车库存取车方案。基于传统载车板重量大、搬运能耗高的缺点,对子车结构进行优化设计与强度校核。为减少搬运和存取设备数量,在横向搬运母车上设计纵向丝杠存取机构,通过母车丝杠的两段推移行程与子车底部的锁扣座和定位槽交替配合,实现子车存取功能。在此基础上,充分利用立体车库第一层空间优势,提出子母车缓存池存车方案并设计缓存池搬运系统的工作流程。通过缓存池母车回收取车缓存池的子车,并连续提供子车给存车缓存池,可实现多辆汽车临时停放,减少顾客排队时间和传统载车板搬运时间,提高立体车库存车效率。其次,基于子母车工作原理分析立体车库存车效率,并提出多层循环车位分配策略优化立体车库存车效率。为了实现立体车库多层母车并行存车功能,提出从立体车库底层向顶层顺序循环且每层车位随机分配的多层循环车位分配策略。然后,考虑升降货梯和母车的搬运加速度,通过存车时间序列特征分析立体车库在多层循环车位分配策略的存车效率,并仿真立体车库存车流程,验证在多层循环车位分配策略下,立体车库连续存车数量越多,存车效率越高。在此基础上,提出基于顾客存取车频次进行车位分配优化的方案,实现存车频次较高的顾客车辆存取路径更短,提高立体车库存取车效率。最后,基于排队论建立M/M/n顾客存车模型,分析不同车辆到达速率下,立体车库服务强度、顾客平均排队队长及排队时间等系统运行指标。由于子母车缓存池能够实现存、取车缓存池的子车缓存位相互转换,对不同子车缓存位数量下的顾客存车排队指标进行分析,并采用matlab编程仿真顾客存车过程,验证基于子母车缓存池的存车方案能够大幅减少顾客存车排队时间。在此基础上,结合顾客容忍度和存车成本因素,确定停车库数量规模,为停车场建设提供决策依据。