公共交通客流统计器制造技术

本实用新型专利技术公开一种公共交通客流统计器，把客流随机变量，从数据采集－计数－统计－分析，按“统计工作”与统计资料的定义内容要求工作。本实用新型专利技术组成包括是能够有效采集公共交通客流的ＰＶＤＦ压电元件的敏感元件及电荷放大装置组成的公共交通客流传感器，按建立的公共车辆客流人体踏抬步数学模型和计数原理能高精度的获取公交客流计数信息的单片机１，其输入信号包括客流信号、车门启闭传感信号、线路ＧＩＳ数据、车速传感信号、报站器信号等以及上述数据的采集ＩＣ卡。其特征在于所述的客流信号２是由装在车门踏板上的流量传感器和电荷放大转换装置形成客流信号，经六反相器１９以及踏抬步信号转换器２０，将客流量信号输入单片机中。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是公共交通客流统计系统的用户单元，用于对单车上的交通客流统计，包括计数分析及规律性研究。技术背景智能运输系统已经成为一个国家交通现代化的标志，是政府数字化交通管理重要措施，可以提高路网通行能力20％以上，是解决公共交通运营管理使其畅通规范的技术保证。该系统的基础核心在于公共交通信息的在线实时快速采集传输和应用，其中包括地理信息、电子地图、实时的车流量，在线的客流量、交通管制信息等所有信息。其中在线实时客流量统计是交通管理设备的必须基础数据。目前皆采用人工登记法记录，登记各线路各站点上下车人次，其记录数据的客观性、连续性受到人为因素的极大影响，存在很大误差，数据信息单一，不具有应用的数理统计性，而且需要投入大量人力物力。
技术实现思路
本技术目的是公开一种公共交通客流统计器，把客流随机变量，从数据采集--计数--统计--分析，接“统计工作”与统计资料的定义内容的要求工作。本技术其组成是一个单片微型机1，输入单片计算机的信号包括客流信号2、车门启闭传感信号3、线路GIS数据4、车速传感信号5、报站器信号6、站分点时间信号7、车证信号8、手动开关信号9、乘客IC卡信号10以及预留GPS接口信号11，其输出的显示打印储存信号包括客流量数据12、运营各种相关数据13、站点和非站点车门开关数据14、运营速度数据15、乘车证识别数据16、报站数据17，其组成还有上述数据的采集IC卡18；其特征在于所述的客流信号2是由装在两车门四个台阶踏板上的厚度≤3mm客流传感器的敏感元件，即多点PVDF文件结构的踏板，和电荷放大器装置采集，经六反相器19以及踏抬步信号转换器20，将客流数据信号按踏步、抬步信号参数特征输入单片计算机1中，经“公共交通车辆客流人体踏抬步数据模型”参数及计算原则，判别执行在线实时客流的计数-统计-分析；所述的流量传感器是由上平面钢板21和下平面钢板30组成复合层踏板，两钢板之间的四边由导电橡胶29封闭，形成单元结构导电体，单元结构导电体为“绝缘-屏蔽-绝缘”隔离法的屏蔽部分，以防止电磁干扰，稳定PVDF片表面电势，保持电荷量；在一绝缘电路板28上按设计方案布局，固定PCDF敏感元件26，其接线通过电路板导线条27连接，导电胶层25涂布于PVDF片极端部，和屏蔽线线芯24压紧粘接，内外胶封塑套屏蔽导线31，屏蔽导线由导电胶精密粘接到PCDF片-极相粘接的电路板导线条上，将客流信号引出；上述PVDF敏感元件封装在上下平面钢板之间，并灌封有高绝缘性能粘结胶22，在敏感元件组件板上方的粘结胶22中装有传递压力的特制弹性材料覆盖层23，形成“绝缘-屏蔽-绝缘”隔离法的绝缘部分，防止电荷泄漏和微水分的侵蚀；所述的电荷放大装置、PVDF片两极连接带电容反馈的高输入阻抗高增益的运算放大器反相输入端，其输出端经电容Cf、电阻Rf反馈至输入一端，输出端连接第二级标准运算放大电路、电阻R2、R3、R4、R5电容C2为放大器外围元件、R3调整电压放大倍数。附图说明图1为本技术原理方框图；图2为本技术实施例客流传感器的多点PVDF敏感元件结构图；图3为电荷放大装置线路图。具体实施方式本技术的敏感原件采用压电薄膜PVDF及结构，直接响应和感受被测量的乘客上下车足踏压力的部份。根据公交客流乘客于上下车门台阶上的踏、抬步作用力的特点及力点点位分布的随机性，表明其作用力为动态冲击力和压力点为多作用点。由此显示出是接触面上的压力与应力的测量、非协调表面接触及动态接触的问题。同时表明踏踩应力成份应包括动态应力分布、接触面积、最大应力、平均应力间的相关性。据显示和表明内容，敏感原件采用适合于压力分布测量的压电薄膜PVDF以实现非电量电测的目的。PVDF材料可以是聚偏氟乙烯，可由施加的机械运动产生电信号，其压电常数较高，密度小，频响宽，材料薄，可达几微米，柔软，可弯曲，不脆不碎，有良好的响应性和时间、温度的稳定性，同时，材料对变形恢复的滞后效应较小，适应高频往复压力变化的动态压力测量。因此，采用多点位压电薄膜PVDF为传感器的敏感原件，以及相应结构，以采集乘客踏踩力信号，实现其动态压力分布测量的能力。PVDF敏感原件的形状。根据PVDF压电敏感元件的纵向电压效应及介电常数性能，PVDF片制成一定规格的园形及矩形片。PVDF薄膜敏感元件具有厚度极薄且柔软，可以方便的裁剪成多块，每块有一定面积，按特定排列、组合成多测点图形方式，形成多点分布测量力点网，达到多点PVDF测力功能。由于它是在外力作用下产生的电荷，只有在无泄漏下才能保存，因此，它适用于动态力即压力、冲击力的应力测量，即可应用在公交客流乘客踏踩上、下车的台阶板上的应力分布测量。这种分布测量最可取之处它可以自动的确定受力位置，力的点位及大小重量。PVDF敏感元件安装位置PVDF敏感元件俗称为“踏板”，分别用螺丝紧固安装在公交车前后门的第一台阶板和第二台阶板上，即四个“踏板”采集与识别客流乘客于前后车门处，当乘客上/下、下/上车时，足踩“踏板”产生信号。配制弹性覆盖层材料及层的结构，使其具有对敏感元件PVDF高的空间分辩率，即对PVDF产生最有效的应力分布，且该材料层具有抗温，-40℃-+80℃和抗振和良好绝缘性能。由于传感器组成单元PVDF敏感元件受压应力后，会有电荷产生该电荷量不能直按测量，必须经传感器的转换元件-电荷放大装置将电荷信号转换成电压信号，进行采集和检测。用于对多点电荷测量很难对信号源电荷进行有效切换而共用一个电荷放大器。因此采用设计简单、价廉的直接与PVDF敏感元件及其相应结构相连接，且可远距离连接的多通道电荷放大装置为传感器的转换元件，完成对多点PVDF表面分布压力信号转换为电信号。电荷放大器作为压电式传感器测量系统的输入电路。它将被测量力、冲击力转换成电荷输出，且把电荷送入放大器，使放大器输出电压正比于输入电荷的一种放大器，它利用电容反馈并具有高增益的一种运算放大器，其反相输入端与传感器相连，其输出经电容Cf反馈至输入端，若Ad开环放大倍数很大，则反相输入端虚地点对地电位趋近于零。放大器的直流输入电阻很高，则敏感元件PVDF输出电荷Q(∑q)只对电容Cf上的充电，电压为电荷放大器的输出电压，电荷放大器实际上是一种电容反馈的负反馈放大器。电路的输出电压Ua只与敏感元件产生的电荷Q(∑q)和反馈电容Cf有关，而与连接的电缆的电容无关，即放大器的测量灵敏度与电缆长度无关。此外放大器的输出与频率无关，及其低频响应良好。多通道电荷放大装置由运算放大器集成元件组成二级放大放置。第一级是一个带有电容反馈的高输入阻抗高增益的运算放大器。对于敏感元件PVDF表面，静态绝缘内阻约为1TΩ，动态受力时当频率为10HZ-100HZ时，其内阻降至100MΩ-10MΩ，根据如上特点，选用CA3140E高输入阻抗运算放大器。第二级电压放大级运算放大电路实现对电荷放大级产生250-±300MV电压要进行倍数为19-16倍的放大，其产生近±5V电压。根据如上要求，选用LM741A电压级运算放大器。主要电参数输入失调电压0.8MV，输入失调电压调整范围最小值±10mA，输入失调电流典型值3.0nA，平均输入失调电流漂移最大值0.5nA/℃，输入偏流典型值30n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种公共交通客流统计器，其组成是一个单片微型机（１），输入单片计算机的信号包括：客流信号（２）、车门启闭传感信号（３）、线路ＧＩＳ数据（４）、车速传感信号（５）、报站器信号（６）、站分点时间信号（７）、车证信号（８）、手动开关信号（９）、乘客ＩＣ卡信号（１０）以及预留ＧＰＳ接口信号（１１），其输出的显示打印储存信号包括：客流量数据（１２）、运营各种相关数据（１３）、站点和非站点车门开关数据（１４）、运营速度数据（１５）、乘车证识别数据（１６）、报站数据（１７），其组成还有上述数据的采集ＩＣ卡（１８）；其特征在于：所述的客流信号（２）是由装在两车门四个台阶踏板上的厚度≤３ｍｍ客流传感器的敏感元件，即多点ＰＶＤＦ文件结构的踏板，和电荷放大器装置采集，经六反相器（１９）以及踏抬步信号转换器（２０），将客流数据信号按踏步、抬步信号参数特征输入单片计算机（１）中，经“公共交通车辆客流人体踏抬步数据模型”参数及计算原则，判别执行在线实时客流的计数－统计－分析；所述的流量传感器是由上平面钢板（２１）和下平面钢板（３０）组成复合层踏板，两钢板之间的四边由导电橡胶（２９）封闭，形成单元结构导电体，单元结构导电体为“绝缘－屏蔽－绝缘”隔离法的屏蔽部分；在一绝缘电路板（２８）上按设计方案布局，固定ＰＣＤＦ敏感元件（２６），其接线通过电路板导线条（２７）连接，导电胶层（２５）涂布于ＰＶＤＦ片极端部，和屏蔽线线芯（２４）压紧粘接，内外胶封塑套屏蔽导线（３１），屏蔽导线由导电胶精密粘接到ＰＣＤＦ片（－）极相粘接的电路板导线条上，将客流信号引出；上述ＰＶＤＦ敏感元件封装在上下平面钢板之间，并灌封有高绝缘性能粘结胶（２２），在敏感元件组件板上方的粘结胶（２２）中装有传递压力的特制弹性材料覆盖层（２３），形成“绝缘－屏蔽－绝缘”隔离法的绝缘部分；所述的电荷放大装置、ＰＶＤＦ片两极连接带电容反馈的高输入阻抗高增益的运算放大器反相输入端，其输出端经电容Ｃ↓［ｆ］、电阻Ｒ↓［ｆ］反馈至输入一端，输出端连接第二级标准运算放大电路、电阻Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５电容Ｃ２为放大器外围元件、Ｒ３调整电压放大倍数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹野源，
申请(专利权)人：曹野源，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]