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(shè)計(jì)來改善社會(huì)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(shè)計(jì)和安裝一款合適的卡位式停車架和電磁智能密碼鎖，引導(dǎo)人們對兩輪電瓶車規(guī)范停放，根治電動(dòng)車亂停亂放的“頑疾”，潛移默化地改變?nèi)藗兊男袨榉绞?，引?dǎo)文明停放。

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 電瓶車 有序停放

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：R

文章編號：1003-0069（2018）03-0120-02

一、設(shè)計(jì)背景

現(xiàn)如今隨著電動(dòng)車的不斷普及，憑借著價(jià)格低廉、上手簡單、環(huán)保性好、污染小的優(yōu)勢，電動(dòng)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(jìn)千家萬戶，因?yàn)槭褂秒y度低，上手起來簡單，駕駛?cè)藳]有經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，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(huì)問題，我國各大城市的非機(jī)動(dòng)車亂停亂放問題非常明顯，非機(jī)動(dòng)車的停放作為各類用地的配件設(shè)施往往考慮不足。雖有不少城市設(shè)立了非機(jī)動(dòng)車停車點(diǎn)，為市民提供免費(fèi)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(shí)設(shè)計(jì)的容納量。在加上非機(jī)動(dòng)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(wù)性較強(qiáng)的公園、醫(yī)院、商場和學(xué)校等處，往往不能提供足夠的外來非機(jī)動(dòng)車停放資源，因此常易發(fā)生因非機(jī)動(dòng)車擠占其他交通空間，使本就布滿動(dòng)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(jī)動(dòng)車出行的考慮較多集中在出行和安全性方面。如：加強(qiáng)非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車的分隔是城市鼓勵(lì)非機(jī)動(dòng)車出行的有效方法之一，在設(shè)置非機(jī)動(dòng)車專用道時(shí)綜合考慮不同類型非機(jī)動(dòng)車的行駛速度。對比歐美和日本等國，我國對于非機(jī)動(dòng)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(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，造成交通堵塞的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此要加強(qiáng)路面交通管理，主要有非機(jī)動(dòng)車行駛規(guī)則管理，路邊停車管理和機(jī)動(dòng)車行駛規(guī)則管理三個(gè)方面。停車設(shè)施應(yīng)分別按照不同的服務(wù)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(shè)施進(jìn)行了分類，并對不同類型的停車場應(yīng)根據(jù)對城市土地、交通、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行考量，停車位的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足停車數(shù)量的需求，同時(shí)避免在資源使用上的浪費(fèi)。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(dǎo)停車，將是不可避免的一個(gè)發(fā)展方向。

二、產(chǎn)品調(diào)研

針對非機(jī)動(dòng)車后亂停亂放問題，市面上有三種經(jīng)典停車架設(shè)計(jì)。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(dú)立式停車架，這種停車架優(yōu)勢在于獨(dú)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(dú)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(diǎn)十分明顯，牢固不易損壞，停車安全，排放有序。但是不可否認(rèn)的是它的缺點(diǎn)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(shè)。

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(diǎn)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(shè)計(jì)方案。

三、設(shè)計(jì)目標(biāo)

該課題旨在改變社會(huì)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(gè)方面：

（一）改變停車無序化

非機(jī)動(dòng)車停車場一直以來都是難以管理的，因?yàn)殡妱?dòng)車等非機(jī)動(dòng)車的停放隨意性比較大，最容易亂停亂放。這樣就嚴(yán)重影響了環(huán)境的整潔和美觀，導(dǎo)致了道路不能暢通，甚至?xí)鸶鞣N交通事故。例如在公園附近，公園本來就是一個(gè)環(huán)境優(yōu)美的地方，在這靚麗的風(fēng)景里兩輪電瓶車的亂停亂放嚴(yán)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(jìn)行了全方位創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，在停車場設(shè)計(jì)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(dǎo)兩輪電瓶車停放。每一輛車都停放的整齊美觀。

（二）保護(hù)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(yán)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(jī)動(dòng)車停車場專門設(shè)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(hù)那一小塊地方，浪費(fèi)人力，且常常出現(xiàn)亂收費(fèi)的現(xiàn)象。

為了解決這些問題，課題組在每個(gè)停車架上創(chuàng)新性地設(shè)立智能鎖模塊。一個(gè)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(shè)計(jì)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(xí)慣的調(diào)查研究，最終將鎖車方式設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)碾入式，碾入的動(dòng)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(dòng)的擋板，被前輪碾壓后隨弧面一起做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，擋板的三角部分觸發(fā)接近式開關(guān)，傳遞信號給單片機(jī)，單片機(jī)控制電路。通電的電磁鐵1產(chǎn)生磁場，將活動(dòng)插銷吸引靠近，卡住擋板，從而起到鎖車作用，鎖車工作實(shí)景（如圖2）所示。同時(shí)鎖車時(shí)單片機(jī)編碼形成獨(dú)特的條形碼，通過微型打印機(jī)打印出來。當(dāng)要開鎖時(shí)，用紅外掃描條形碼，單片機(jī)控制電路，電磁鐵2通電，吸引活動(dòng)插銷，車鎖打開，車輪移出，停車架擋板復(fù)位。

（二）使用流程

在設(shè)計(jì)整個(gè)使用流程時(shí)，將用戶體驗(yàn)放于第一位，將鎖車取車的動(dòng)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(shè)施運(yùn)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(jī)傳輸脈沖信號。單片機(jī)接收到信號后控制電磁鐵1通電，活動(dòng)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(jī)根據(jù)接受到的脈沖信號進(jìn)行編碼，并將信息傳輸?shù)酱蛴C(jī)，最后打印機(jī)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(shè)施運(yùn)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(jī)。若密碼匹配成功，單片機(jī)控制電磁鐵2通電，活動(dòng)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(dòng)，電瓶車離開。

（三）技術(shù)支持

在整個(gè)產(chǎn)品功能設(shè)想及造型設(shè)計(jì)完成后，為了停車設(shè)施功能的實(shí)現(xiàn)，主要運(yùn)用了以下幾種技術(shù)支持。

1.單片機(jī)技術(shù)。該設(shè)計(jì)中，使用的單片機(jī)具有存儲(chǔ)RAM，電路驅(qū)動(dòng)，編碼等功能，在裝置中具有中央電腦的作用?；趩纹瑱C(jī)條形碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)充分利用單片機(jī)內(nèi)部可編程，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對條形碼的采集識別，控制開關(guān)閉合。

2.微型打印機(jī)。打印機(jī)啟動(dòng)后，由內(nèi)部單片機(jī)執(zhí)行程序，就可以接受和分析主機(jī)送來的數(shù)據(jù)和命令，然后通過控制電路，實(shí)現(xiàn)對打印頭機(jī)械動(dòng)作的控制，進(jìn)行打印。微型打印機(jī)將生成的條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。

3.電磁鎖。電磁鎖主要運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理。生成磁力來吸引活動(dòng)插銷。

4.條形碼數(shù)據(jù)采集的實(shí)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(jī)進(jìn)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(diǎn)及應(yīng)用前景

（一）創(chuàng)新點(diǎn)

設(shè)施的創(chuàng)新點(diǎn)主要是三個(gè)方面上的創(chuàng)新：

1.簡約優(yōu)雅的停車架設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)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(gè)方面上的創(chuàng)新引導(dǎo)出最后一個(gè)行為學(xué)上的創(chuàng)新點(diǎn)——引導(dǎo)市民有序停車，培養(yǎng)良好的停車習(xí)慣，提高國民素質(zhì)，改善市容市貌。

（二）應(yīng)用前景

目前而言，非機(jī)動(dòng)車停車位屬于公共設(shè)施。根據(jù)黃巖在《非機(jī)動(dòng)車交通組織及停放研究》中停車設(shè)施的三級分類，這款停車位設(shè)計(jì)屬于二級停車設(shè)施，即用來鎖兩輪電瓶車車架和車輪的設(shè)施，但不保護(hù)附件，費(fèi)用較高且需要維護(hù)。因此這款停車架最主要的價(jià)值不在于它的商業(yè)價(jià)值，而是用于規(guī)范人們的停車行為習(xí)慣和保護(hù)市民的財(cái)產(chǎn)安全。

當(dāng)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(shè)立這樣的一個(gè)個(gè)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(jià)值。

當(dāng)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(jià)值。

總而言之，停車架將改善電動(dòng)車亂停亂放的“頑疾”，潛移默化地改變?nèi)藗兊男袨榉绞?，引?dǎo)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(shí)改善市容，美化城市，提高市民素質(zhì)。