兩輪電瓶車智能公共停車位設計

蔡得利　楊亞萍　蘇鑫悅

摘要：通過兩輪電瓶車智能公共停車位的設計來改善社會中普遍存在的公共場合兩輪電瓶車亂停車問題。在停車位上設計和安裝一款合適的卡位式停車架和電磁智能密碼鎖，引導人們對兩輪電瓶車規(guī)范停放，根治電動車亂停亂放的“頑疾”，潛移默化地改變?nèi)藗兊男袨榉绞?，引導文明停放?/p>

關(guān)鍵詞：單片機 電瓶車 有序停放

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：R

文章編號：1003-0069（2018）03-0120-02

一、設計背景

現(xiàn)如今隨著電動車的不斷普及，憑借著價格低廉、上手簡單、環(huán)保性好、污染小的優(yōu)勢，電動車數(shù)量在我國迅速增長。作為一種新型的交通工具，逐漸走進千家萬戶，因為使用難度低，上手起來簡單，駕駛?cè)藳]有經(jīng)過專業(yè)的培訓，駕駛?cè)藢煌ǚㄒ?guī)、安全意識相對薄弱，這就引起了許多的社會問題，我國各大城市的非機動車亂停亂放問題非常明顯，非機動車的停放作為各類用地的配件設施往往考慮不足。雖有不少城市設立了非機動車停車點，為市民提供免費的停車場地，但是市民在停放的過程中并不按照秩序擺放，大大縮減了施工時設計的容納量。在加上非機動車停放的客流密集區(qū)有城市公共交通大型樞紐、公園、超市和醫(yī)院等，在公共服務性較強的公園、醫(yī)院、商場和學校等處，往往不能提供足夠的外來非機動車停放資源，因此常易發(fā)生因非機動車擠占其他交通空間，使本就布滿動態(tài)交通流線的繁忙區(qū)域使用面積更小。

國外政府及研究部門對非機動車出行的考慮較多集中在出行和安全性方面。如：加強非機動車與機動車的分隔是城市鼓勵非機動車出行的有效方法之一，在設置非機動車專用道時綜合考慮不同類型非機動車的行駛速度。對比歐美和日本等國，我國對于非機動車停放的優(yōu)化組織研究仍有不足。毛保華在探討我國道路交擁擠問題的對策中提到，由于非法停車或停車點設置不當，造成交通堵塞的現(xiàn)象較為嚴重。因此要加強路面交通管理，主要有非機動車行駛規(guī)則管理，路邊停車管理和機動車行駛規(guī)則管理三個方面。停車設施應分別按照不同的服務對象、場地位置、建造型式和管理方式等方面對自行車停車設施進行了分類，并對不同類型的停車場應根據(jù)對城市土地、交通、經(jīng)濟等方面進行考量，停車位的設計應滿足停車數(shù)量的需求，同時避免在資源使用上的浪費。城市化的發(fā)展使得在城市用地上顯得更加緊張，合理使用城市用地，規(guī)范的使用停車位，規(guī)范有序引導停車，將是不可避免的一個發(fā)展方向。

二、產(chǎn)品調(diào)研

針對非機動車后亂停亂放問題，市面上有三種經(jīng)典停車架設計。第一種就是以螺線圈式為代表的多位停車架，這種停車架結(jié)構(gòu)簡單，成本低，功能單一，但不具備鎖車功能，需自帶鎖具。第二種是獨立式停車架，這種停車架優(yōu)勢在于獨立，停車不擁擠，且鎖車方便，同樣需自帶鎖具，但其成本比第一種停車架高。第三種是柱式獨立停車架，其中最常見的就是城市公共自行車停車架。其優(yōu)點十分明顯，牢固不易損壞，停車安全，排放有序。但是不可否認的是它的缺點也十分明顯，體積感過大，占地面積大，成本昂貴，不適合在人流密集區(qū)域大面積鋪設。

以上三種停車架是市面上使用最多的停車架，各自有著優(yōu)勢，同樣缺點也很明顯，這使得停車架的使用率很低，或者是根本不使用停車架，車子自身的鎖車系統(tǒng)就能滿足使用者的需求，但是車子自身的鎖車系統(tǒng)并不能規(guī)范使用者的停車行為，亂停亂放的現(xiàn)象就很明顯，針對以上產(chǎn)品的調(diào)研分析，建立在對已有的停車架調(diào)研的基礎(chǔ)上，主要針對停車秩序混亂的問題，課題組提出了新的設計方案。

三、設計目標

該課題旨在改變社會中普遍存在的問題——公共場合兩輪電瓶車亂停亂放問題。具體總結(jié)為以下兩個方面：

（一）改變停車無序化

非機動車停車場一直以來都是難以管理的，因為電動車等非機動車的停放隨意性比較大，最容易亂停亂放。這樣就嚴重影響了環(huán)境的整潔和美觀，導致了道路不能暢通，甚至會引起各種交通事故。例如在公園附近，公園本來就是一個環(huán)境優(yōu)美的地方，在這靚麗的風景里兩輪電瓶車的亂停亂放嚴重的破壞了公園的環(huán)境。這一問題一直困擾著人們。

為了解決這些問題，課題組對兩輪電瓶車停車場進行了全方位創(chuàng)新性的設計，在停車場設計和安裝一款合適的卡位式停車架，這種停車架可以幫助人們引導兩輪電瓶車停放。每一輛車都停放的整齊美觀。

（二）保護停車安全性

無論是在大城市還是小城市，偷盜電瓶車的現(xiàn)象還是十分嚴重的。而且在小城市該現(xiàn)象有愈演愈烈的節(jié)奏。這大大損害了車主的利益。如何杜絕這類事件的發(fā)生也是國家急需解決的問題之一。有部分非機動車停車場專門設立人員看管停車場。雖然能杜絕偷車的現(xiàn)象，但是也只能保護那一小塊地方，浪費人力，且常常出現(xiàn)亂收費的現(xiàn)象。

為了解決這些問題，課題組在每個停車架上創(chuàng)新性地設立智能鎖模塊。一個固定在地面上的鎖能夠加大偷盜難度，不可能搬走帶鎖的車輛，從而起到防盜作用。

四、設計方案

（一）停車架工作原理

經(jīng)過對用戶使用二輪電瓶車的行為習慣的調(diào)查研究，最終將鎖車方式設計為旋轉(zhuǎn)碾入式，碾入的動作符合用戶行為語意的內(nèi)容。

旋轉(zhuǎn)碾入式（如圖1）所示：可活動的擋板，被前輪碾壓后隨弧面一起做滾動運動，擋板的三角部分觸發(fā)接近式開關(guān)，傳遞信號給單片機，單片機控制電路。通電的電磁鐵1產(chǎn)生磁場，將活動插銷吸引靠近，卡住擋板，從而起到鎖車作用，鎖車工作實景（如圖2）所示。同時鎖車時單片機編碼形成獨特的條形碼，通過微型打印機打印出來。當要開鎖時，用紅外掃描條形碼，單片機控制電路，電磁鐵2通電，吸引活動插銷，車鎖打開，車輪移出，停車架擋板復位。

（二）使用流程

在設計整個使用流程時，將用戶體驗放于第一位，將鎖車取車的動作步驟盡量縮減到最簡單的模式，具體內(nèi)容如下：

首先是鎖車流程，（如圖3）所示。用戶僅需將電瓶車推入停車架，然后取出條形碼即可離開。而設施運轉(zhuǎn)流程為電瓶車前輪攆入弧形擋板，三角板觸發(fā)接近式開關(guān)。接近式開關(guān)向單片機傳輸脈沖信號。單片機接收到信號后控制電磁鐵1通電，活動插銷被吸往左邊，通過三角板的方口，卡住三角板。之后電磁鐵1斷電。再之后單片機根據(jù)接受到的脈沖信號進行編碼，并將信息傳輸?shù)酱蛴C，最后打印機打印出條形碼。

其次是取車流程，（如圖4）所示。用戶僅需將掃描條形碼，匹配成功即可取車離開。設施運轉(zhuǎn)流程為掃碼槍掃描條形碼，將光信號傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為電信號，并傳輸?shù)絾纹瑱C。若密碼匹配成功，單片機控制電磁鐵2通電，活動插銷被吸往右邊，離開三角板，之后電磁鐵2斷電。最后弧形擋板滾動，電瓶車離開。

（三）技術(shù)支持

在整個產(chǎn)品功能設想及造型設計完成后，為了停車設施功能的實現(xiàn)，主要運用了以下幾種技術(shù)支持。

1.單片機技術(shù)。該設計中，使用的單片機具有存儲RAM，電路驅(qū)動，編碼等功能，在裝置中具有中央電腦的作用?；趩纹瑱C條形碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)充分利用單片機內(nèi)部可編程，實現(xiàn)單片機對條形碼的采集識別，控制開關(guān)閉合。

2.微型打印機。打印機啟動后，由內(nèi)部單片機執(zhí)行程序，就可以接受和分析主機送來的數(shù)據(jù)和命令，然后通過控制電路，實現(xiàn)對打印頭機械動作的控制，進行打印。微型打印機將生成的條形碼數(shù)據(jù)進行打印。

3.電磁鎖。電磁鎖主要運用了電磁感應原理。生成磁力來吸引活動插銷。

4.條形碼數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)。紅外線采集圖形信號，并在光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，通過接口電路送給單片機進行數(shù)據(jù)處理與管理，完成條形碼辨讀的過程。辨讀成功，開關(guān)閉合，車輛解鎖。

五、創(chuàng)新點及應用前景

（一）創(chuàng)新點

設施的創(chuàng)新點主要是三個方面上的創(chuàng)新：

1.簡約優(yōu)雅的停車架設計。整個設計的造型小巧簡約，色彩亮麗，對于用戶來說，表現(xiàn)得十分友好，可以讓用戶快速接受并且喜歡。

2.改變上鎖的方式。采用智能鎖的方式，即停即鎖，將鎖的核心放入地面以下，提高了停車的安全性，可以讓用戶放心使用。

3.以上兩個方面上的創(chuàng)新引導出最后一個行為學上的創(chuàng)新點——引導市民有序停車，培養(yǎng)良好的停車習慣，提高國民素質(zhì)，改善市容市貌。

（二）應用前景

目前而言，非機動車停車位屬于公共設施。根據(jù)黃巖在《非機動車交通組織及停放研究》中停車設施的三級分類，這款停車位設計屬于二級停車設施，即用來鎖兩輪電瓶車車架和車輪的設施，但不保護附件，費用較高且需要維護。因此這款停車架最主要的價值不在于它的商業(yè)價值，而是用于規(guī)范人們的停車行為習慣和保護市民的財產(chǎn)安全。

當停車架投入量產(chǎn)，在城市主要客流密集區(qū)，例如醫(yī)院，商場，居民樓地鐵口等擁擠地段，設立這樣的一個個停車架，能夠充分利用好每一寸空間，從而減少密集地區(qū)的交通擁擠情況，疏通人流，改善交通。使城市市容得到巨大的改善。這是停車架對于城市的最大價值。

當大量用戶使用了停車架，隨之而來的可以產(chǎn)生一定的宣傳效益。借助了互聯(lián)網(wǎng)平臺，可在平臺上投放小廣告，這是停車架巨大的商業(yè)價值。

總而言之，停車架將改善電動車亂停亂放的“頑疾”，潛移默化地改變?nèi)藗兊男袨榉绞?，引導著文明停放！停車架不僅改善停車狀況，最大化地合理利用使用空間；同時改善市容，美化城市，提高市民素質(zhì)。