Микропроцессорная система автоматического учета количества пассажиров транспортного средства

Разработка и проектирование устройства подсчета числа пассажиров, перевозимых транспортным средством на основе микропроцессора. Методика и этапы составления программного обеспечения для организации работы данного устройства, необходимая документация.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

МПС автоматического учёта количества пассажиров транспортного средства

Введение

Внедрение систем учёта пассажиров призвано автоматизировать анализ пассажиропотоков. Знания о загруженности пассажирского транспорта позволяют планировать график движения по маршрутам и оптимизировать назначение на них автобусов большей или меньшей вместимости.

Автоматизированная система мониторинга пассажиропотоков (АСМ-ПП) предназначена для инструментального обследования пассажиропотоков на маршрутах городского наземного пассажирского транспорта и проведения объективного анализа в целях более точного планирования маршрутов и определения расписаний движения. Необходимость внедрения системы мониторинга пассажиропотоков в стране вызвана отсутствием современных данных массовых обследований (последний раз проводилось в 1985 году) и возникшими изменениями направлений и времени поездок автомобилистов. Аппаратура автоматического подсчета пассажиров в Украине применена впервые. За рубежом аналогичное оборудование применяется во многих странах Европы, в США, Канаде и в Южной Америке. При этом если в Киеве АСМ-ПП установлена на 50 единицах транспорта (автобусы, троллейбусы, трамваи), то в ряде городов зарубежья оборудованы сотни и тысячи транспортных средств (например: в Берлине оборудовано 450 автобусов, в Милане - 420, в Лос-Анджелесе - более 2000). Система позволяет вести расчеты планового и необходимого количества транспортных средств на маршруте и обеспечивает оценку качества организации перевозок на каждом конкретном маршруте и уровня комфортности поездок на маршруте по часам суток.

1. Анализ задачи и блок-схема МПС

Целью разработки данного проекта является разработка комплекса, предназначенного для замены существующих натурных ручных методов обследований пассажиропотоков и перехода на использование современных технических средств и технологий. Инструментальные средства позволят осуществить поэтапное создание постоянно действующей автоматизированной системы мониторинга фактически выполненных услуг по перевозке пассажиров.

МПС должна стать информационной основой совершенствования системы управления маршрутизированным наземным пассажирским транспортом общего пользования. Постоянно действующая МПС должна обеспечивать органы управления всех уровней информацией для оценки текущего состояния перевозок и объективных потребностей населения в этом виде услуг, для решения задач совершенствования транспортного обслуживания населения и его перспективного развития. Перед описанием особенностей проектируемого устройства приведём пример существующих подобных систем, решающих задачи подсчёта числа перевезенных пассажиров на городском автотранспорте.

Осуществление подсчета пассажиров перевезенных за отчётный период на существующих видах городского автотранспорта ведётся лишь при расчёте остаточного числа билетов от проданных. Данный метод осуществляется специальными работниками - контролёрами (автобусы, троллейбусы различного типа) или же непосредственно самим водителем транспортного средства (ПАЗ). Также возможен подсчёт перевозимых пассажиров при помощи специальных средств: электронных и механических «контролеров», задачей которых является частичная замена функций контролёров. Однако такая система не может гарантировать надёжный уровень подсчёта пассажиров. Причиной этого является высокий уровень граждан, которые используют льготы на бесплатный проезд в общественном транспорте и не пользуются услугами контролёра и механических средств для приобретения проездных билетов. При подсчете числа перевезенных пассажиров возможны ошибки, так как математические методы, которые используются для расчёта процентного числа льготных пассажиров, использующих данные пассажирский автотранспорт, устарели и не могут дать высокой процентной точности, что приводит к несоответствию с расчётным планом доходов и расходов, а также к нарушению финансового плана автотранспортного предприятия, к которому принадлежит данный пассажирский транспорт.

Кроме выше указанного недостатка, иным недостатками данного метода подсчёта числа пассажиров в пассажирском автотранспорте является финансовые затраты на дополнительный персонал - кондукторы.

В данный момент одно среднестатистическое АТП города с населением более 1 миллиона жителей располагает 80 автобусами типа «ПАЗ», «МАЗ», «ЛАЗ», а также микроавтобусами «ГАЗель». Ежедневный план для одной транспортной единицы - 621 гр. (стоимость проезда -1,5 гр.). Все расходы, связанные с эксплуатацией машины, оплачивает предприятие, зарплата водителя (если он выполняет план) составляет 1800-2500 гривен (+ соцпакет, оплачиваемый отпуск). Проведенное Исследование показало, что АТП могло бы получать ежедневно с одного автобуса 6000 гр. (исследование проводилось в летний период, когда пассажиропоток несколько ослабевает: нет студентов и школьников). 30-40 гривен в день можно выделить на дополнительные расходы, которые несут кондуктор и водитель: питание, вода. После несложных расчетов получается, что предприятие недополучает около 150 гривен в день - в год, как минимум, 547 тыс. гривен с одного автобуса. Следующая ситуация, довольно часто возникающая при расчетах с водителями, заявляющими, что они не выполнили план (не было пассажиров, пробки, мелкий ремонт и т.п.).

Достаточно часто встречается и другая ситуация: продажа «левых» билетов или невыдача билетов пассажирам. Поэтому для эффективной экономической политики и создания благоприятных условий развития городских пассажирских перевозок необходимо создание автоматизированных подсистем и систем учета пассажиров на маршруте. Определив проблемы и потребности в данной сфере компьютеризации, выделим основные части и особенности разрабатываемой МПС.

Особенностью проектируемого устройства является его непосредственное расположение на самом объекте автоматизации: как его функциональных звеньев, так и центрально микропроцессора. Питание данных функциональных звеньев осуществляется от бортовой сети объекта автоматизации. Основной принцип работы разрабатываемого устройства должен содержать основной принцип автоматического подсчета количества перевезенных пассажиров:

Инструментальный метод автоматического подсчета основных характеристик пассажиропотока реализуется специально оборудованными транспортными средствами (ТС) городского пассажирского транспорта в процессе выполнения ими транспортной работы.

Транспортные средства (автобус, троллейбус, трамвай) оборудуются специальной аппаратурой для подсчета количества перевезенных пассажиров в течении всего рабочего дня или недели в зависимости от загруженности маршрута движения ТС. В комплект аппаратуры входят: микроконтроллер МК-51 фирмы ATMEL, кнопки-переключатели - датчики для подсчета числа пассажиров перевезенных, статического цифрового дисплея, кнопки сброса, соединительных проводов.

Процесс подсчета пассажиров должен быть автоматический и не может отвлекать водителя. Погрешность подсчета общего числа вошедших и вышедших пассажиров в течение одного рейса от 4 до 10%, в зависимости от наполнения салона ТС.

На основе особенностей проектируемого устройства составим его функциональную блок-схему алгоритма (Рис. 1.1).

Размещено на

Размещено на

Рисунок 1.1 - Укрупненная блок-схема алгоритма проектируемого устройства

2. Разработка функциональной схемы МПС

Разработка функциональной схемы МПС основана на её представлении в виде блоков и описания каждого из них проектируемого устройства (Рис. 1.1).

2.1 Модуль ввода информации

программный обеспечение устройство микропроцессор

Разрабатываемая микропроцессорная система имеет несколько модулей ввода, различающихся по функциям и назначению. Первый из них осуществляет основную функцию МПС - подсчёт числа перевезенных пассажиров.

Данный модуль ввода состоит из двух кнопок-переключателей, вмонтированных в первую и вторую входные ступеньки транспортного средства. Устройство данного модуля представляет собой два контактных провода на каждой кнопки, которые замыкаются между собой при нажатии на кнопку, во время входа пассажиров в ТС. При этом контактные провода производят заземление текущего порта МК, что приводит к появлению низкого уровня напряжения на данном. Далее в соответствии с программным обеспечением адекватно реагирует на входной импульс.

Второй модуль, аналогично предыдущему, состоит из кнопки-переключателя, непосредственно связанной с портом микроконтроллера. Данное устройство расположено вблизи от водителя ТС и служит для сброса информации, которая выводится на статический индикатор. При нажатии на данную кнопку на одном из портов МК, соединённого с кнопкой-переключателем, происходит заземление тока, что приводит к появлению низкого уровня напряжения на текущем выводе. При наличии данного уровня напряжения микроконтроллер производит сброс результатов подсчёта числа пассажиров, которое отображается на статическом индикаторе.

Третий модуль представляет собой кнопку-переключатель с фиксацией, предназначенную для перевода МПС в режим ожидания (включение / выключение). Данная функция является неотъемлемой для разрабатываемого устройства, так как микропроцессор имеет ограниченное число рабочих циклов и подержание его рабочего состояния в момент времени, когда транспортное средство не выполняет полезной работы....