楊 潔，劉海民，舒 梅

（1.黔南民族師范學(xué)院 物理與電子科學(xué)系，都勻 558000；2.貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，凱里 556000）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，在城市人口高速增長(zhǎng)的同時(shí)，城市居民出行量迅速提高，造成交通擁擠。而城市公共交通系統(tǒng)的順暢與否直接影響著城市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效率和市民生活的品質(zhì)。我國(guó)城市公共交通運(yùn)輸管理方法研究的狀況是以傳統(tǒng)的公共交通運(yùn)營(yíng)組織以線路調(diào)度為核心，是一種基于傳統(tǒng)設(shè)備和調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度。調(diào)度員通過(guò)電話等工具傳達(dá)調(diào)度指令，手簽路單和目測(cè)客流。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況，破壞正常的行車秩序時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度就出現(xiàn)了所謂“瞎子調(diào)度”的現(xiàn)象。這種狀況很難跟上現(xiàn)代化城市的發(fā)展步伐。由此可見(jiàn)在傳統(tǒng)的城市公交車輛調(diào)度系統(tǒng)上加上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)乘客人數(shù)，對(duì)于突發(fā)事件的發(fā)生就顯得尤為重要了。

本論文利用簡(jiǎn)單的中小規(guī)模集成電路對(duì)車上的人數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車上的乘客數(shù)量。

1 公交車載客人數(shù)電子計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路

為了準(zhǔn)確地記錄車上人數(shù)，計(jì)數(shù)器需要通過(guò)感應(yīng)器進(jìn)行感應(yīng)，然后將結(jié)果送至顯示器及調(diào)度室（如圖1所示）。

圖1 設(shè)計(jì)總框架圖

1.2 各部分電路設(shè)計(jì)

1.2.1 前、后門感應(yīng)器設(shè)計(jì)

公交車的前、后門感應(yīng)器主要用來(lái)感應(yīng)乘客的上下車情況，根據(jù)人是有體溫的特性，我們采用熱釋電紅外傳感器。無(wú)論怎么上下車，人距離傳感器的距離應(yīng)保證在20cm以內(nèi)。無(wú)人售票公交車的前門是乘客上車，后門是乘客下車的必經(jīng)之道。一般門開(kāi)在車身的右邊，前、后門的寬度大約在70cm--80cm，每次僅供一個(gè)人上下車，因此這里可以把傳感器安在車門的左方，也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。前、后門感應(yīng)器電路設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 前、后門感應(yīng)器電路圖

1.2.2 車載計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

公交車輛限載人數(shù)按《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB7258－2004）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“城市公共汽車及無(wú)軌電車按每1人不小于0.125m2核定”，因此計(jì)算公交車的載客人數(shù)，得按每平方米≤8人計(jì)算。那么對(duì)于一輛公交車來(lái)說(shuō)能承載70—80人，最多不該超過(guò)100人，所以我們可以在公交車前門安放一個(gè)百進(jìn)制的加法計(jì)數(shù)器對(duì)上車的人進(jìn)行計(jì)數(shù)，在公交車后門安放一個(gè)百進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器，該百進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器就會(huì)通過(guò)下車人數(shù)進(jìn)行相減。當(dāng)車開(kāi)動(dòng)后，把上車門的計(jì)數(shù)器的數(shù)字與百進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器的數(shù)字進(jìn)行相加，最后得到的就是當(dāng)時(shí)車上的人數(shù)，把該人數(shù)一邊通過(guò)預(yù)置數(shù)的方式預(yù)置到百進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器中，等待下次到站使用，一邊通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。

1)前門計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)，同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160的應(yīng)用

圖3 前門計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

說(shuō)明：（1）圖3中U1和U2組成一個(gè)兩位十進(jìn)制（百進(jìn)制）加法計(jì)數(shù)器。該加法計(jì)數(shù)器對(duì)前門上車人的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)。

（2）圖3中U1是低位，代表百進(jìn)制的個(gè)位；U2是高位，代表百進(jìn)制的十位。U1和U2的A～D都預(yù)置為0000。

（3）計(jì)數(shù)脈沖由前門的感應(yīng)器產(chǎn)生進(jìn)行觸發(fā)。即：每上一個(gè)乘客則有一個(gè)下降沿進(jìn)行觸發(fā)，使該計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)加1。

2）后門計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)，同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS190的應(yīng)用

圖4 后門計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

說(shuō)明：（1）圖4中U3和U4組成一個(gè)兩位十進(jìn)制（百進(jìn)制）減法計(jì)數(shù)器。該減法計(jì)數(shù)器對(duì)后門下車的人的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)。

（2）圖4中U3為低位，代表百進(jìn)制的個(gè)位，U3的A～D輸入端與圖6的U6的S1～S4輸出端相連；U4為高位，代表百進(jìn)制的十位，U4的A～D輸入端與圖6的U12的S1～S4輸出端相連。

（3）計(jì)數(shù)脈沖由后門的感應(yīng)器產(chǎn)生進(jìn)行觸發(fā)。即：每下一個(gè)乘客則有一個(gè)上升沿進(jìn)行觸發(fā)，使該計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)減1。

（4）開(kāi)關(guān)J1的功能是當(dāng)車停下客時(shí)，選擇LOAD=0，該計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，即每下一個(gè)客人減1；當(dāng)車關(guān)門開(kāi)走后，選擇LOAD=1，該計(jì)數(shù)器處于預(yù)置數(shù)狀態(tài)，把剛統(tǒng)計(jì)到的車上總?cè)藬?shù)預(yù)置到該計(jì)數(shù)器中，等待下一次到站對(duì)乘客的計(jì)數(shù)。

3）開(kāi)車后車上人數(shù)的統(tǒng)計(jì)

開(kāi)車后，把后門減法計(jì)數(shù)器最后剩的數(shù)與前門加法計(jì)數(shù)器的數(shù)進(jìn)行相加，就得到了當(dāng)時(shí)車上的實(shí)際人數(shù)。在這里做的是一個(gè)兩位十進(jìn)制數(shù)的相加。

開(kāi)車后車上人數(shù)統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)，4位加法器74LS83的應(yīng)用如圖5所示。

圖5 開(kāi)車后車上人數(shù)的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)

說(shuō)明：（1）U5的A1～A4接圖4的U1的QA～QD，即前門得到的人數(shù)的個(gè)位；U5的B1～B4接圖5的U3的QA～QD，即后門剩下的人數(shù)的個(gè)位。U5實(shí)現(xiàn)的是前后門的人數(shù)個(gè)位數(shù)的相加。U11的A1～A4接圖4的U2的QA～QD，即前門人數(shù)的十位；U11的B1～B4接圖5的U4的QA～QD，即后門剩下的人數(shù)的十位。U11實(shí)現(xiàn)的是前后門的人數(shù)十位數(shù)的相加。

（2）U6的S1～S4是得到的是開(kāi)車后車上的總?cè)藬?shù)的個(gè)位數(shù)，U12的S1～S4是得到的是開(kāi)車后車上的總?cè)藬?shù)的十位數(shù)。

1.2.3 車載顯示器

顯示器的種類很多，考慮到成本和功能，選用顯示譯碼器就可以了。

車載顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)用74LS48驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。

圖6 車載顯示器的設(shè)計(jì)

說(shuō)明；1）由于車上人數(shù)最多也就70—80人，故選用兩位數(shù)碼顯示系統(tǒng)即可。

2）U19和U21顯示兩位十進(jìn)制（百進(jìn)制）的個(gè)位，U20和U22顯示兩位十進(jìn)制（百進(jìn)制）的十位。U19的A～D輸入端與圖6的U6的S1～S4輸出端相連；U8的A～D輸入端與圖6的U12的S1～S4輸出端相連。

1.3 車載計(jì)數(shù)器的電路仿真

該計(jì)數(shù)器的電路仿真全部采用Multisim11.0來(lái)完成，總圖如圖7所示。

圖7 公交車載客人數(shù)電子計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)總電路

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，在城市人口高速增長(zhǎng)的同時(shí)，城市居民出行量迅速提高，造成交通擁擠，而城市公共交通系統(tǒng)的順暢與否直接影響著城市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效率和市民生活的品質(zhì)，直接牽制著一個(gè)城市，一個(gè)國(guó)家的發(fā)展。本文只是針對(duì)公交車車上乘客人數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)做了一點(diǎn)小設(shè)計(jì)，希望通過(guò)該設(shè)計(jì)能讓總站及時(shí)了解實(shí)時(shí)的車載情況，做出相應(yīng)的措施，也方便下站的乘客選擇乘坐哪輛車。由于作者水平有限，不足之處敬請(qǐng)諒解。

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[2] 李維斌.公路運(yùn)輸組織[M].北京;人民交通出版社,1999.

[3] 柳長(zhǎng)立.美國(guó)公路運(yùn)輸戰(zhàn)略發(fā)展的最新趨勢(shì)[J].國(guó)外公路.1999. (5).

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