客車超員檢測研究

張小翠

（新鄉職業技術學院，河南 新鄉 453000）

客車超員檢測研究

張小翠

（新鄉職業技術學院，河南 新鄉 453000）

客車超員運輸給國家和人民帶來了難以彌補的財產損失和心理傷害，為確保人民群眾安全出行，必須遏制超員運輸。在超員檢測方面采用測力傳感器和激光傳感器配合使用，實現乘客人數的自動檢測，它具有簡單實用、實時性強、可靠性高等優點，具有良好的應用參考價值。

激光傳感器；超員檢測

《中華人民共和國道路交通安全法》明確規定汽車超員是違法行為，嚴禁超員超載車輛上路行駛。車輛超員會對汽車自身的制動性能、轉向性能和輪胎產生重大影響，不僅縮短了車輛使用壽命，引發交通擁堵，妨礙道路秩序安全暢通，而且極易誘發群死群傷的特大惡性事故，因此，遏制超員運輸成為交管部門的重要職責，其中超員檢測是難點之一。

1 設計方案

本文通過在客車座位的坐墊下安裝測力傳感器，用以檢測座位上是否有人，同時輸出信號至AT89S51單片機，若計數達到額定值（荷載人數）說明已滿員，此時啟動激光傳感器檢測過道上是否有人/物，若有，將相關信息傳送至單片機，由單片機啟動報警系統，進行下一步的控制和處理。若計數值小于荷載人數值，無須啟動激光傳感器進行過道檢測，汽車正常啟動。

2 系統硬件設計

2.1 單片機的設計。本文采用AT89S51單片機作為主控單元，AT89S51是一個低功耗、高性能的CMOS8位單片機，含有4B ISP（In-systemprogrammable）的可反復擦寫1 000次的Flash只讀程序存儲器。它采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，也方便以后的功能擴展。

2.2 測力傳感器的設計。座椅上檢測人數采用PLD204E圓板式測力傳感器，該傳感器結構簡單，安裝方便，互換性好，工作性能穩定，精準度高，適應能力強，受環境因素干擾小。其主要性能參數如下：輸出靈敏度為2.0±1%mV/V，綜合誤差為0.05-0.1% F.S，零點輸出為±2%F.S，工作溫度范圍為-35°～+65°，輸入阻抗為350±10，輸出阻抗為350±3，建議激勵電壓為5～10V，安全過載為150%F.S，極限過載為200%F.S。測力傳感器分別安裝在每一個客車座椅的底部[1]，用以檢測該座位上是否有人。

2.3 激光傳感器的設計。為了彌補測力傳感器在客車滿載時無法確定有無超載現象，在過道處設置激光傳感器以判定過道處有無人/物。激光傳感器是一種常見的非接觸式測量的工具，由于其輸出回路和輸入回路是光電隔離，沒有電磁聯系，所以其壽命長、抗光電干擾能力強，在機械制造和控制等領域得以很好地應用。按檢測方式激光傳感器可以分為對射式、漫反射式、鏡反射式等。本文采用的是對射式激光傳感器，它是由結構上相互分離但光軸相對放置的發射器和接收器兩部分組成，發射器發出的光線直射入接收器，當不透明的被檢測物體經過發射器和接收器之間時，激光束被中斷，接收端就產生了一個開關變化信號[2]。

系統選擇波長為650nm的高性能激光發射管和接收管作為主要的元器件，將對射式檢測電路的發射管和接收管分別安裝在與車頭、車尾同一光軸上，正對安裝，高度在距離車廂底部50厘米處。發射傳感器發射激光信號，接收傳感器對激光信號進行接收，接收器的out端直接連接到單片機的兩位I/O端口上。當過道處有高于50厘米的人/物存在時，通過判斷發射傳感器被遮擋物擋住激光束，接收管接收不到激光，此時out端為低電平，LED指示燈點亮，確定過道處是有人/物存在；當發射傳感器未被遮擋擋住激光束時，接收器的out端輸出為高電平，LED指示燈熄滅，完成對過道處有無人/物的檢測。

3 系統工作原理

當接通點火開關時，系統開始工作，PLD204E圓板式測力傳感器開始實時檢測座椅的受力情況，如果1號座椅上有乘客，則其底部的傳感器將向單片機發送一個高電平信號，單片機計數為1，如果2號座椅上也有乘客，其底部的傳感器也將向單片機發送一個高電平信號，單片機計數器自動加1，計數為2，以此類推，單片機可實時計算出客車上乘客的數量X，與此同時，單片機將實測的乘客數量值X與客車的額定荷載量Y值比較，如果X＜Y，則單片機判斷為客車未超載，客車正常行使；如果X＝Y，則單片機判斷客車已滿載，此時啟動激光傳感器檢測過道處是否有人/物，如果無，繼續運行，如果有，說明客車已超載，單片機啟動報警單元進行后續控制處理。

4 結論和研究方向

自左而右布置激光傳感器可以精確檢測過道處是否有遮擋物，由于激光的聚光性好，不存在信號交疊干擾問題，測量精度取決于傳感器在過道寬度處的布置間距，在一定的寬度范圍內，傳感器對數越多，檢測精度越高。為了規避司乘人員做偽，可以安裝雙激光傳感器以提高檢測準確性。為更加有效地遏制超員現象，有必要增加控制系統，當檢測到乘客人數超出荷載人數時，啟動報警系統，在規定時間內如果不采取相應措施，則通過繼電器使點火線路斷開從而鎖定客車，待超載解除后即解除聲光報警，客車解鎖恢復運行。乘客人數顯示單元、遠程監控系統都能使系統更加豐滿，同時也是本文下一步的研究方向。

[1]宋永剛，郝飛，王海鳴.激光傳感器在工程機械中的應用[J].建筑機械，2007（9）：62-65.

[2]趙正平，錢久春，陳蘊.一種用于識別車輛進出的激光檢測系統[J].激光雜志，2012（2）：46-47.

[3]朱旭，李麗宏.雙激光傳感器測量車輛高度和寬度[J].電子設計工程，2012（8）：77-79.

TP277

A

1671-0037（2014）12-113-1

張小翠（1984-），女，碩士研究生，講師，研究方向：電力控制教學和研究。