公交車載客人數(shù)電子計數(shù)器的設計

楊 潔，劉海民，舒 梅

（1.黔南民族師范學院 物理與電子科學系，都勻 558000；2.貴州電子信息職業(yè)技術學院，凱里 556000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的高速增長，在城市人口高速增長的同時，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)濟運行的效率和市民生活的品質。我國城市公共交通運輸管理方法研究的狀況是以傳統(tǒng)的公共交通運營組織以線路調度為核心，是一種基于傳統(tǒng)設備和調度員的經(jīng)驗的調度。調度員通過電話等工具傳達調度指令，手簽路單和目測客流。當出現(xiàn)突發(fā)情況，破壞正常的行車秩序時，現(xiàn)場調度就出現(xiàn)了所謂“瞎子調度”的現(xiàn)象。這種狀況很難跟上現(xiàn)代化城市的發(fā)展步伐。由此可見在傳統(tǒng)的城市公交車輛調度系統(tǒng)上加上實時監(jiān)測乘客人數(shù)，對于突發(fā)事件的發(fā)生就顯得尤為重要了。

本論文利用簡單的中小規(guī)模集成電路對車上的人數(shù)進行計數(shù)，實時監(jiān)測車上的乘客數(shù)量。

1 公交車載客人數(shù)電子計數(shù)器的設計

1.1 設計思路

為了準確地記錄車上人數(shù)，計數(shù)器需要通過感應器進行感應，然后將結果送至顯示器及調度室（如圖1所示）。

圖1 設計總框架圖

1.2 各部分電路設計

1.2.1 前、后門感應器設計

公交車的前、后門感應器主要用來感應乘客的上下車情況，根據(jù)人是有體溫的特性，我們采用熱釋電紅外傳感器。無論怎么上下車，人距離傳感器的距離應保證在20cm以內。無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。一般門開在車身的右邊，前、后門的寬度大約在70cm--80cm，每次僅供一個人上下車，因此這里可以把傳感器安在車門的左方，也可以根據(jù)實際情況進行調整。前、后門感應器電路設計如圖2所示。

圖2 前、后門感應器電路圖

1.2.2 車載計數(shù)器的設計

公交車輛限載人數(shù)按《機動車運行安全技術條件》（GB7258－2004）國家標準規(guī)定的“城市公共汽車及無軌電車按每1人不小于0.125m2核定”，因此計算公交車的載客人數(shù)，得按每平方米≤8人計算。那么對于一輛公交車來說能承載70—80人，最多不該超過100人，所以我們可以在公交車前門安放一個百進制的加法計數(shù)器對上車的人進行計數(shù)，在公交車后門安放一個百進制的減法計數(shù)器，該百進制減法計數(shù)器就會通過下車人數(shù)進行相減。當車開動后，把上車門的計數(shù)器的數(shù)字與百進制的減法計數(shù)器的數(shù)字進行相加，最后得到的就是當時車上的人數(shù)，把該人數(shù)一邊通過預置數(shù)的方式預置到百進制的減法計數(shù)器中，等待下次到站使用，一邊通過顯示器顯示出來。

1)前門計數(shù)器的設計，同步十進制加法計數(shù)器74LS160的應用

圖3 前門計數(shù)器的設計

說明：（1）圖3中U1和U2組成一個兩位十進制（百進制）加法計數(shù)器。該加法計數(shù)器對前門上車人的個數(shù)計數(shù)。

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

（3）計數(shù)脈沖由前門的感應器產(chǎn)生進行觸發(fā)。即：每上一個乘客則有一個下降沿進行觸發(fā)，使該計數(shù)器計數(shù)加1。

2）后門計數(shù)器的設計，同步十進制可逆計數(shù)器74LS190的應用

圖4 后門計數(shù)器的設計

說明：（1）圖4中U3和U4組成一個兩位十進制（百進制）減法計數(shù)器。該減法計數(shù)器對后門下車的人的個數(shù)計數(shù)。

（2）圖4中U3為低位，代表百進制的個位，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）計數(shù)脈沖由后門的感應器產(chǎn)生進行觸發(fā)。即：每下一個乘客則有一個上升沿進行觸發(fā)，使該計數(shù)器計數(shù)減1。

（4）開關J1的功能是當車停下客時，選擇LOAD=0，該計數(shù)器處于計數(shù)狀態(tài)，即每下一個客人減1；當車關門開走后，選擇LOAD=1，該計數(shù)器處于預置數(shù)狀態(tài)，把剛統(tǒng)計到的車上總人數(shù)預置到該計數(shù)器中，等待下一次到站對乘客的計數(shù)。

3）開車后車上人數(shù)的統(tǒng)計

開車后，把后門減法計數(shù)器最后剩的數(shù)與前門加法計數(shù)器的數(shù)進行相加，就得到了當時車上的實際人數(shù)。在這里做的是一個兩位十進制數(shù)的相加。

開車后車上人數(shù)統(tǒng)計設計，4位加法器74LS83的應用如圖5所示。

圖5 開車后車上人數(shù)的統(tǒng)計設計

說明：（1）U5的A1～A4接圖4的U1的QA～QD，即前門得到的人數(shù)的個位；U5的B1～B4接圖5的U3的QA～QD，即后門剩下的人數(shù)的個位。U5實現(xiàn)的是前后門的人數(shù)個位數(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是得到的是開車后車上的總人數(shù)的個位數(shù)，U12的S1～S4是得到的是開車后車上的總人數(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。

車載顯示器的設計應用74LS48驅動數(shù)碼管。

圖6 車載顯示器的設計

說明；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顯示兩位十進制（百進制）的個位，U20和U22顯示兩位十進制（百進制）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 車載計數(shù)器的電路仿真

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

圖7 公交車載客人數(shù)電子計數(shù)器設計總電路

2 結束語

隨著社會經(jīng)濟的高速增長，在城市人口高速增長的同時，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)濟運行的效率和市民生活的品質，直接牽制著一個城市，一個國家的發(fā)展。本文只是針對公交車車上乘客人數(shù)的動態(tài)監(jiān)測做了一點小設計，希望通過該設計能讓總站及時了解實時的車載情況，做出相應的措施，也方便下站的乘客選擇乘坐哪輛車。由于作者水平有限，不足之處敬請諒解。

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