智慧收費亭人性化設(shè)備控制系統(tǒng)研制

秦安洲 陳霞燕 蒯玲

摘 要：在對人體尺寸和工作狀況進行大量調(diào)查基礎(chǔ)上，以人體靜態(tài)尺寸為依據(jù)，對高速公路收費亭操作臺與座椅的高度提出合理建議；并根據(jù)其工作狀況，對收費亭內(nèi)的人性化輔助設(shè)備（如自動門、自動窗、LED照明、空調(diào)、新風(fēng)、風(fēng)幕、背景音樂、環(huán)境監(jiān)控等），收費系統(tǒng)進行集中、聯(lián)動控制。使收費亭內(nèi)人-機-收費環(huán)境相協(xié)調(diào)，提高收費人員的工作舒適度和高效性，降低職業(yè)病患病率。該控制系統(tǒng)迎合了市場發(fā)展機遇，具有很強的推廣價值。

關(guān)鍵詞：智慧收費亭；人性化設(shè)計；智能控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.147

1 引言

高速公路收費亭的作用不但要保護收費人員的安全[1-2]，還應(yīng)適宜收費人員長時間進行單調(diào)工作，這就要求其內(nèi)部設(shè)備能夠給收費人員提供一個具有相當(dāng)舒適性的工作環(huán)境。2012年高速公路收費亭執(zhí)行規(guī)范沒有對其內(nèi)部環(huán)境進行詳細說明。一方面，不當(dāng)?shù)淖胃叨仁归L時間保持坐姿工作的收費人員血液不能正常循環(huán)，患血栓病的概率大幅度增加[3-4]。在調(diào)查的206名收費人員中，60%以上患有不同程度的頸椎病、腰椎病，10%左右的是血栓易患者?？傊缓侠淼淖酪胃叨扔绊懥耸召M人員的身體健康；另一方面，長時間強制性的單調(diào)工作使收費人員情緒波動大，容易造成精神焦慮。在調(diào)查的206名收費人員中，生活中容易暴怒，不易控制自己情緒，抑郁癥患病傾向明顯提高。因此，對收費亭內(nèi)的一些設(shè)施進行優(yōu)化設(shè)計，并基于人性化考慮設(shè)計亭內(nèi)工作環(huán)境是很有必要的。

2 智慧收費亭的設(shè)計理念

2.1 操作臺與座椅高度優(yōu)化建議

收費員的全部工作幾乎都在放置收費設(shè)施的操作臺上完成。不合理的操作臺高度和座椅，不能保證肩部的舒適姿勢，很容易引起肩周炎、頸椎病等[5]。因此，對操作臺和座椅高度進行合理設(shè)計，以達到收費工作的舒適性尤為重要。

基于人體工程學(xué)，收費員在坐姿狀態(tài)下，應(yīng)該根據(jù)膝腘高度與坐姿肘高之和來確定操作臺的高度。根據(jù)相關(guān)性分析得知，膝腘高度與身高的相關(guān)系數(shù)大于0.8，即膝腘高度與身高高度線性相關(guān)[6]。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，確定男女收費員身高與膝腘高度的回歸參數(shù)，可以得到操作臺高度的計算公式：，。

取被測男收費員的最高身高180cm，女性收費員最低身高160cm，代入上式計算出操作臺高度為86.26cm和73.74cm。因此建議收費亭內(nèi)操作臺的高度應(yīng)在73～87cm范圍內(nèi)。

座椅的高度應(yīng)與操作臺相協(xié)調(diào)，座椅與操作臺之間的高度應(yīng)滿足所有收費員的大腿空間高度最小限值。根據(jù)測量數(shù)據(jù)中女性最小膝腘高度與男性最大膝腘高度確定椅面高度調(diào)節(jié)范圍為41～55cm，滿足收費員大腿空間高度最小限值要求。

2.2 收費亭內(nèi)人性化輔助設(shè)備的聯(lián)動設(shè)計

高速公路收費亭內(nèi)包括自動門、自動窗、LED照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)幕、背景音樂、環(huán)境監(jiān)控、腿部加熱模塊等，這些設(shè)備旨在為收費人員提供一個舒適的工作環(huán)境和優(yōu)良的空氣質(zhì)量氛圍，體現(xiàn)了管理者“以人為本”的管理理念。因此，這些設(shè)備又稱為人性化輔助設(shè)備，為了進一步體現(xiàn)“以人為本”理念，對這些設(shè)備進行特性化和聯(lián)動設(shè)計，進一步提高收費人員的工作舒適度和工作效率。

（1） 自動門采用門禁系統(tǒng)，收費人員只能憑借已注冊的工作卡開門，門自動開啟，安裝于門框之上風(fēng)幕自動啟智慧收費亭人性化設(shè)備控制系統(tǒng)研制

秦安洲，陳霞燕，蒯 玲，陳 旺，楊正理

（三江學(xué)院，南京 210012）

摘 要：在對人體尺寸和工作狀況進行大量調(diào)查基礎(chǔ)上，以人體靜態(tài)尺寸為依據(jù)，對高速公路收費亭操作臺與座椅的高度提出合理建議；并根據(jù)其工作狀況，對收費亭內(nèi)的人性化輔助設(shè)備（如自動門、自動窗、LED照明、空調(diào)、新風(fēng)、風(fēng)幕、背景音樂、環(huán)境監(jiān)控等），收費系統(tǒng)進行集中、聯(lián)動控制。使收費亭內(nèi)人-機-收費環(huán)境相協(xié)調(diào)，提高收費人員的工作舒適度和高效性，降低職業(yè)病患病率。該控制系統(tǒng)迎合了市場發(fā)展機遇，具有很強的推廣價值。

關(guān)鍵詞：智慧收費亭；人性化設(shè)計；智能控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.147操作臺和座椅高度。確認(rèn)收費終端上的個人信息無誤后，輸入收費密碼并確認(rèn)。該收費車道的通行燈由紅變綠，車道欄桿自動抬起，收費亭左側(cè)收費窗口窗簾自動升起，收費窗口開啟，安裝于收費窗口上方的風(fēng)幕系統(tǒng)開啟，進入收費模式。

（3） 當(dāng)通行車輛進入收費區(qū)域后，收費窗口的風(fēng)幕系統(tǒng)關(guān)閉，收費人員開始收費操作。收費完成，車輛離開收費區(qū)域后，收費窗口的風(fēng)幕系統(tǒng)開啟，將亭內(nèi)、外空氣隔開，起到防塵、防污染、防蚊等作用。

（4） 智慧收費亭一體化操作控制器自動檢測收費亭內(nèi)溫、濕度，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動啟動、關(guān)閉收費亭內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)，使亭內(nèi)溫、濕度保持最適宜狀態(tài)。收費人員也可以根據(jù)自身條件和身體狀態(tài)人工啟動、關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)。

（5） 智慧收費亭一體化操作控制器自動檢測收費亭內(nèi)PM2.5、M10等顆粒濃度，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動啟動、關(guān)閉收費亭內(nèi)的新風(fēng)系統(tǒng)，實時使亭內(nèi)空氣與亭外100m之外的空氣進行不間斷交換，對智慧亭內(nèi)空氣進行過濾、滅毒、殺菌、增氧，保持亭內(nèi)空氣質(zhì)量能達到優(yōu)良狀態(tài)；如果室外空氣質(zhì)量不好時，收費人員也可以人工新風(fēng)系統(tǒng)，停止亭內(nèi)、外空氣交換。

（6）智慧收費亭一體化操作控制器自動檢測收費亭內(nèi)照明度，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動開啟、調(diào)節(jié)、關(guān)閉收費亭內(nèi)的照明系統(tǒng)。收費人員也可以人工對亭內(nèi)的照明系統(tǒng)進行干預(yù)。

收費亭內(nèi)人性化輔助設(shè)備的聯(lián)動設(shè)計如圖1所示。圖中實線表示該設(shè)備可通過收費亭一體化操作機或傳統(tǒng)方式進行人工控制，圖中虛線表示該設(shè)備可實現(xiàn)自動控制。

3 結(jié)論

本文以人性化設(shè)計為目標(biāo)，對高速公路收費亭提出了以下幾個方

面建議：

（1） 以人體靜態(tài)尺寸為依據(jù)，對收費亭操作臺與座椅的高度提出合理建議。

（2） 根據(jù)收費人員的工作狀況，對收費亭內(nèi)的人性化輔助設(shè)備，如自動門、自動窗、LED照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)幕、背景音樂、環(huán)境監(jiān)控等進行集中控制，并與收費系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。

（3） 采用組態(tài)軟件對收費亭內(nèi)的人性化輔助設(shè)備的工作狀態(tài)進

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