公交車智能安全隔離門

楊穎 曹力壬 李林臻

目前，公交車上的隔離門主要分為半封閉式和全封閉式。半封閉式安全隔離門門體較矮，無法很好地保護(hù)司機(jī)。全封閉式隔離門雖能保護(hù)司機(jī)免受干擾，但在司機(jī)因傷病或高強(qiáng)度工作而暈倒時，也會影響乘客對司機(jī)的救援，甚至還會使公交車因無人駕駛而失控，造成更大的損失。

所以，我們決定對公交車全封閉式隔離門的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

一、設(shè)計(jì)思路

在全封閉式隔離門的內(nèi)部設(shè)置一個監(jiān)測裝置，當(dāng)司機(jī)倒下時能接通聲、光報(bào)警系統(tǒng)，使周圍車輛知道此車有危險，隨后能控制剎車系統(tǒng)緩緩剎車，并且打開隔離門以便乘客及時對司機(jī)實(shí)施救援。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該裝置的一組光電開關(guān)被安裝于司機(jī)頭部后方的座椅上，其上的激光發(fā)生器會打出一束激光到相應(yīng)的接收器上。

司機(jī)正常工作時，頭部阻斷信號，系統(tǒng)不報(bào)警;當(dāng)司機(jī)倒下時信號接通，這時連接的電路會瞬間被激發(fā)，有源蜂鳴器及車內(nèi)、外顯示牌發(fā)出聲光警報(bào)，提醒車內(nèi)、外的人們車上出現(xiàn)了緊急情況，并提醒后面的車輛減速，隨后車內(nèi)剎車系統(tǒng)被接通，強(qiáng)制車輛緩緩剎車。

同時，連接隔離門的電磁鐵被斷電，乘客可從外部直接推開隔離門，避免救援司機(jī)時受阻。模型圖如圖1所示。

通過數(shù)十位志愿者現(xiàn)場模擬實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，倒下時人體位置變低，激光無阻擋，信號自然接通，說明該設(shè)計(jì)完全可行。

三、電路設(shè)計(jì)

如圖2所示，電路上設(shè)置了兩個激光發(fā)生器，會打出兩束激光。司機(jī)位置一側(cè)的為中束，遠(yuǎn)離司機(jī)一側(cè)的為右束。

兩束激光分別連接一個有源蜂鳴器，有人觸碰時，電路瞬間通電，有源蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。同時，兩束激光控制的電路利用或非門連接，當(dāng)中束先被觸發(fā)時，說明司機(jī)自身出現(xiàn)危險，中側(cè)電路被接通，連接聲光報(bào)警系統(tǒng)及剎車系統(tǒng)，提醒乘客救援。

倒下的司機(jī)會觸發(fā)右側(cè)電路，然而由于或非門的存在，右側(cè)電路被鎖死而無法觸發(fā)。若右側(cè)電路先被觸發(fā)，說明有人試圖攻擊司機(jī)。在有源蜂鳴器被觸發(fā)的同時，設(shè)計(jì)的攻擊電路會被觸發(fā)（由于攻擊電路的危險性難以評估與實(shí)驗(yàn)，所以攻擊電路只是設(shè)想，雖然我們在電路設(shè)計(jì)中預(yù)留了攻擊電路的空間，但在實(shí)際的模型中并沒有體現(xiàn)），也會連接剎車系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)復(fù)位的需要以及誤碰時的取消，我們利用密特觸發(fā)器（相當(dāng)于普通非門）來實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位以及在激光被觸碰時才激發(fā)電路的設(shè)計(jì)。（指導(dǎo)老師：賈文俊）