CN107100385B - 一种智能化节能公交车候车站 - Google Patents

Abstract

一种智能化节能公交车候车站，涉及交通运输信息应用领域，解决现有公交车站结构简单、无法实现取暖、避雨等功能，本发明由防爆玻璃板和钢结构框架组成，钢结构框架与防爆玻璃板通过螺栓紧固件紧固，钢结构框架顶部的前侧设置红外线感应探头，车站本体的底部由双层钢板构成，两侧为旋转式玻璃门，前侧为自动感应门，顶部设置清扫装置，内部设置座椅，还包括光伏板控制仪，PLC控制器，电子显示屏，通讯设备和空调系统；针对北方地区季节特点，对露天候车厅进行技术性优化。使本发明所述的候车站能后起到遮风、档雨雪、冬季厅内可取暖。充分利用候车厅的结构特点，相应国家绿色、节能、环保、可持续的发展的理念。

Description

一种智能化节能公交车候车站

技术领域

本发明涉及交通运输信息应用领域，具体涉及一种智能化节能公交车站。

背景技术

目前，在中国公交车候车室为开放露天结构，由公交车路线标示牌、遮阳板、不锈钢支柱、不锈钢座椅构成。结构简单，夏季、冬季没有封闭的避雨雪、阻挡严寒的空间。使人们在候车时无法避雨、取暖。

另外，在露天公交车站台的路线牌为标示牌，候车人员无法知晓预来的公交车行程进度及到站时间，给人们候车带来不便。

在中国北方，城市街道存在空间利用率低。

本发明提出将太阳能与电取暖结合，充分利用太阳能进行发现，并以此作为冬季可移动候车亭内主要采暖能量来源。不但解决了候车市民冬季等车挨冻的情况，而且节约了公共设施耗电量。

发明内容

本发明为解决现有公交车站结构简单、无法实现取暖、避雨等功能，提供一种公交车候车站。

一种智能化节能公交车候车站，包括车站本体，所述车站本体由防爆玻璃板和钢结构框架组成，钢结构框架与防爆玻璃板通过螺栓紧固件紧固，钢结构框架顶部的前侧设置红外线感应探头，车站本体的底部由双层钢板构成，两侧为旋转式玻璃门，前侧为自动感应门，顶部设置清扫装置，内部设置座椅，其特征是，还包括光伏板控制仪，PLC控制器，电子显示屏，通讯设备和空调系统；所述顶部为太阳能光伏板，太阳能光伏板上部设置有阻隔玻璃层，所述阻隔玻璃层内部设置碳纤维加热丝，所述阻隔玻璃层的长度方向设置导轨凹槽，所述清扫装置包括电滚动轮和雨刷器，电动滚轮沿导轨凹槽滚动带动雨刷器沿阻隔玻璃层运动；

所述座椅下部设置石墨烯电池，座椅表面及前部为碳纤维加热板；所述光伏板控制仪检测太阳能光伏板的发电率，并将电信号传至PLC控制器，所述PLC控制器控制石墨烯电池为碳纤维加热丝和碳纤维加热板供电；所述电子显示屏和通讯设备固定在前侧玻璃板上，空调系统固定在钢结构框架顶部横梁上。

本发明的有益效果：

一、本发明所述的智能化节能公交候车站，针对北方地区季节特点，对露天候车厅进行技术性优化。使本发明所述的候车站能后起到遮风、档雨雪、冬季厅内可取暖。充分利用候车厅的结构特点，相应国家绿色、节能、环保、可持续的发展的理念。利用光伏发电技术自产电能，这对于清洁能源---光伏发电是一个很好的发展空间，并缓解因此发电所产生的城市污染物排放问题。

二、本发明所述的智能化节能公交车候车站，利用其空间可封闭性能，为冬季市民出行等公交车提供了避寒取暖的条件。并且利用太阳能光伏发电，解决了移动式候车亭的电采暖能耗问题，充分利用候车亭顶部空间，进行光电转换为冬季候车亭内电采暖提供了优质清洁能源。

三、本发明在座椅前侧增加碳纤维加热板，解决现有板材的缺点，能够加热，强度高，轻便，碳纤维加热板分布效果好。

四、本发明将车站本体顶部电源线统一从左侧后部的钢管内侧走，看起来美观，不乱。

附图说明

图1为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站的主视图；

图2为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站两侧门示意图；

图3为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站内座椅的示意图；

图4为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站自动感应门的原理图；

图5为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站太阳能光伏板的结构示意图；

图6为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站两侧旋转门电动泵的工作原理图；

图7为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站的电控原理图；

图8为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站中碳纤维加热板的结构示意图；

图9为本发明所述的一种智能化节能公交车候车站中通讯系统的显示屏显示效果图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图9说明本实施方式，一种智能化节能公交车候车站，包括车站本体1，所述车站本体1由防爆玻璃板和钢结构框架组成，钢结构框架与防爆玻璃板通过螺栓紧固件紧固，钢结构框架顶部的前侧设置红外线感应探头2-1，车站本体的底部由双层钢板3构成，两侧为旋转式玻璃门4，前侧为自动感应门2，顶部设置清扫装置，内部设置座椅10，还包括光伏板控制仪9，PLC控制器13，通讯系统15和空调系统5；所述顶部为太阳能光伏板14，太阳能光伏板上部设置有阻隔玻璃层，所述阻隔玻璃层内部设置碳纤维加热丝，所述阻隔玻璃层的长度方向设置导轨凹槽8，所述清扫装置包括电滚动轮7和雨刷器6，电动滚轮7沿导轨凹槽8滚动带动雨刷器6沿阻隔玻璃层的长度方向运动；

所述座椅10下部设置石墨烯电池12，座椅10表面及前部为碳纤维加热板11；所述光伏板控制仪9检测太阳能光伏板14的发电率，并将电信号传至PLC控制器13，所述PLC控制器13控制石墨烯电池12为碳纤维加热板11供电；所述通讯系统15固定在前侧玻璃板上，空调系统5固定在钢结构框架顶部横梁上。

本实施方式所述的车站本体底部的双层钢板3之间设置有横纵交叉焊接的弹性钢梁，三根横钢梁为宽10mm、高为50mm、长度为6米，间隔600mm铺设，七根纵向钢梁为宽10mm、高为50mm、长度为1.2米，间隔600mm铺设。钢板为6*1.2米的钢板，且厚度为3mm，起到支撑整个车体，并保证人员在上面走动，支撑面不变形。所述的钢结构框架由直径为10cm厚度为3mm的钢管构成。

结合图2说明本实施方式，所述车站本体两侧的旋转式玻璃门为5mm厚的防爆玻璃组成，玻璃四周有一圈橡胶边防护。

防爆玻璃通过门合页4-3与钢制门框4-4相连。钢制门框4-4是作为结构柱焊接在钢制结构上下刚性支撑的钢管上的。旋转式玻璃门4的动力由焊接在车站本体的顶部横栏的框架钢管上的电动门泵4-1来决定两旁玻璃门的启闭。在玻璃门内侧有一个电动门启闭按钮，根据人们的需要(夏秋季节刮风，下雨)可依据电动门的启闭按钮来调节两旁玻璃门的启闭，方便候车的人在站台内夏秋季节的自然通风，保暖避雨避风的要求。在每年的11月份到第二年的4月末。电动门启闭按钮失效。电动门泵4-1处于常闭状态，防爆玻璃门处于常闭状态，起到密封保暖的作用。电动门启闭按钮内设自控系统，每年的11月份到第二年的4月末为切断手动按钮回路，电动门泵4-1为常关状态。5月初到10月末为接通回路，可认为通过电动门启闭按钮控制候车亭两旁的电动门的开启关闭。

结合图5说明本实施方式，本实施方式中，所述太阳能光伏板14融雪原理为：

所述太阳能光伏板14由12块光伏板发电模块组成，排出故障模块后，假设发电模块个数为n，设运算程序的算数域为n，进行计算光伏板的误差极限。通过计算误差极限，判定光伏板上的遮挡程度，当达到的极限值，启动融雪功能进行融雪。计算如下：光伏板发电模块数为n。发电总量为An，每个发电模块的发电量为an，则整个光伏板的相对误差在/an-An÷n/＝μ

则每块计算误差限在x＝(an-An÷n)/An÷n.在北方下雪是造成对光伏板遮挡的主要因素。设置正常情况下发电量总量为An，当有雨雪时发电量n*an。当条件同时满足n*an/An足量常情；x＝(an-An÷n)/An说明在雨雪到来时，光伏发电模块发光不稳定，整体发光率下降30％，光伏板表面收雨雪影响发电率。即发电率在正常发电值70％以下。

每块光伏发电模块上部由2毫米厚度的阻隔玻璃铺设，目的在于防水，避免光伏板因渗水而电路板短路的现象发生。阻隔玻璃中间是碳纤维加热丝。在光伏板控制仪(mppt)检测到光伏发电板整体发电率下降了70％。说明因降雨降雪原因导致光伏板发电率不均匀，而出现了阻挡光伏板发电的现象。mppt给石墨烯基锂离子电池信号，石墨烯基锂离子电池接通融雪电路，阻隔玻璃内层的碳纤维加热丝通电发热，开始融雪。mppt给电动滚轮信号，电动滚轮7带动雨刷器6在导轨凹槽8上往复运行，清楚阻隔玻璃上部的融水，保持太阳能光伏板14上面阻隔玻璃的通透，保证太阳能光伏板发电率的均匀，稳定。

每个发电模块的碳纤维加热丝均间隔5厘米。每个碳纤维加热丝均有内嵌在阻隔玻璃内侧的铜制通电线路并联。

本实施方式中，所述座椅10下部的石墨烯电池为石墨烯基锂离子电池，所述电池外形为宽高20cm，长1.2m的长方体电池。整块电池两端由宽度15cm，厚度2mm钢板包裹，并通过高度为10cm的工字钢焊接在座椅底部的钢板地面的上，所述座椅坐人的上侧与前方正对候车人员双腿的前侧设置碳纤维加热板，所述碳纤维加热板外观与座椅外侧造型一致。电源由石墨烯基锂离子电池提供。通过温度传感器16。内设时间模式，每年11月初到次年4月末，温度传感器16通路，开始工作。维持室内13度左右的温度环境。防止室内设备因过冷冻坏设备，也维持室内候车人员冬季对温暖候车环境的要求。

结合图7说明本实施方式，太阳能光伏板14将光能转换成为电能，通过输电线存入石墨烯电池12内部，所述PLC控制器13与温度传感器连接，当车站内部温度低于13度，PLC控制器13接通电池与碳纤维加热板11连接，发热板加热；当交车站内部温度高于14度，PLC控制器13断开电池与碳纤维加热板11的连接，发热板停止加热供暖。

结合图8说明本实施方式，本实施方式中所述的碳纤维加热板其密度是钢的四分之一，在同体积的情况下质量较轻，强度是钢的十倍耐磨，不易折断，从拉伸角度计算，达到同样的强度钢和碳纤维质量比是40:1

由于在乘客座椅处具有抗剪切应力强，相比于穿透塑钢材料，采用由塑钢与碳纤维结合的新型纤维塑钢板更牢固，承受压力载荷更均衡，使用寿命更长。

碳纤维具有拉断时不起电弧，不漏电。避免了冬季电加热时局部受损引起的漏电现象发生。乘客坐在上面更安全。

本实施方式所述的碳纤维加热板设置在座椅表面及前部位置，碳纤维加热板依次由顶层耐高温塑钢板11-1、碳纤维丝11-2和底层耐高温塑钢板11-3一体压制成型。中间无缝隙密和连接。为了使座椅结构整体性增强，依据剪切应力图计算，所述碳纤维加热板材整体厚度为8mm，碳纤维丝铺设5层厚度共为2mm，底层耐高温塑钢板厚度为1mm，座椅自身承受能力为240kg每平米。乘客坐下时约约80kg每平米，剪切应力符合受力面积的需求。

结合图4说明本实施方式，本实施方式所述的自动感应门为红外线感应门2，通过红外线感应探头2-1感应玻璃门内外一米范围内人员移动情况。当候车人员想进入(出去)候车亭内，走到红外线感应区，由红外线感应探头，在感应区内，有人缘走动(进门或出门)红外线感应探头给电动机2-4开启信号，电动机2-4开启并带动齿轮2-2转动，齿轮与铰链2-5连接，铰链2-5在槽内滑动，通过铰接2-5固定点与玻璃门连接，此时玻璃门滑动在U型轨道2-3内滑动，红外线感应门开启。当人员离开红外线感应区，同理红外线感应门闭合。这种方法方便人们进出，体现出智能化的公交车候车站的理念。

本实施方式所述的空调系统为空气源热泵式空调，悬挂在钢结构框架顶部的横梁上，电力系统由石墨烯基锂离子电池供给。工作时间可自行认为设定。工作时间在每年的5月到8月末的上午10点到下午3点，它是用来夏季公交车候车亭降温用的。自带温度感应器，站内温度超过24度，降温系统开启，为站内降温。尽力保持站内温度维持在24度左右。给候车人员带来凉爽。

本实施方式所述的空调系统为空气源热泵式空调，其自身为一个独立系统，不用人员维护，制冷不用水，直接是空气源热泵，利用自身制冷系统制冷，给站内降温。将热量通过散热片和风扇排到厅外的空气中。空气源热泵式空调设置在候车站内侧，热风通过钢管排到室外空气中，避免在玻璃上钻孔5-1。造成的比例碎裂的危险。

结合图9说明本实施方式，本实施方式所述的通讯系统15包括电子显示屏和通讯设备；所述电子显示屏通过无线网络与公交车网络信息平台通信，用于实时显示公交车到站时间。

所述通讯设备包括GPS定位系统和RFID射频接收器，

所述RFID射频接收器用于接收公交车上的RFID电子射频发射器的信号传送至公交车网络信息平台；所述公交车网络信息平台将公交车到达公交车站的信息进行实时更新并通过网络刷新公交车站的电子显示屏的信息。

通过本实施方式所述的电子显示屏把公交车到站时间，公交车班次，上传到公交车信息网络云平台，并通过通讯设备自动接收公交车信息网络云平台传来的更新信息，显示在电子显示屏上公交车候车站的所在站台显示绿色，公交车所到的站台显示红色。并显示预来最近一班公交车所到该站台的时间，显示在----下列车所到时间。

Claims (10)

1.一种智能化节能公交车候车站，包括车站本体，所述车站本体由防爆玻璃板和钢结构框架组成，钢结构框架与防爆玻璃板通过螺栓紧固件紧固，钢结构框架顶部的前侧设置红外线感应探头，车站本体的底部由双层钢板构成，两侧为旋转式玻璃门，前侧为自动感应门，顶部设置清扫装置，内部设置座椅，其特征是，还包括光伏板控制仪，PLC控制器，电子显示屏，通讯设备和空调系统；所述顶部为太阳能光伏板，太阳能光伏板上部为阻隔玻璃层，所述阻隔玻璃层内部设置碳纤维加热丝，所述阻隔玻璃层的长度方向设置导轨凹槽；

所述清扫装置包括电滚动轮和雨刷器，电动滚轮沿导轨凹槽滚动带动雨刷器沿阻隔玻璃层运动；

所述座椅下部设置石墨烯电池，座椅表面及前部为碳纤维加热板；

所述光伏板控制仪检测太阳能光伏板的发电率，并将电信号传至PLC控制器，所述PLC控制器控制石墨烯电池为碳纤维加热板供电；

还包括固定在前侧玻璃板上的通讯系统和固定在钢结构框架顶部横梁上的空调系统。

2.根据权利要求1所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，所述车站本体底部的双层钢板之间设置有横纵交叉焊接的弹性钢梁，横钢梁为宽10mm、高为50mm、长度为6米，间隔600mm铺设，纵向钢梁为宽10mm、高为50mm、长度为1.2米，间隔600mm铺设。

3.根据权利要求1所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，在钢结构框架顶部横梁上固定电动门泵，所述旋转式玻璃门通过门合页与钢制门框相连，所述电动门泵驱动门框带动旋转式玻璃门开启和关闭；

旋转式玻璃门的门板由厚度为5mm的防爆玻璃组成，玻璃门四周有一圈橡胶边防护。

4.根据权利要求1所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，所述光伏板控制仪检测太阳能光伏板的发电率，当太阳能光伏板的发电率在标准值的70％以下，则光伏板控制仪向PLC控制器发送信号，所述PLC控制器控制石墨烯电池接通碳纤维加热丝进行加热，同时光伏板控制仪向电动滚轮发送电信号，所述电动滚轮带动雨刷器进行清扫运动。

5.根据权利要求1所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，还包括温度传感器，所述PLC控制器根据温度传感器采集的信息，控制石墨烯电池与碳纤维加热板的连接供电。

6.根据权利要求4所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，太阳能光伏板上部的阻隔玻璃层厚度为2mm，碳纤维加热丝均间隔5cm，每个碳纤维加热丝均由内嵌在阻隔玻璃层内侧的铜制通电线路并联。

7.根据权利要求1所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，所述石墨烯电池的两端通过钢板包裹，所述钢板并通过高度为10cm的工字钢焊接在座椅底部的钢板上。

8.根据权利要求5所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，所述石墨烯电池为宽高20cm，长1.2m的长方体电池，电池两端的钢板的宽度为15cm，厚度为2mm。

9.根据权利要求1所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，所述通讯系统包括电子显示屏和通讯设备；所述电子显示屏通过无线网络与公交车网络信息平台通信，用于实时显示公交车到站时间。

10.根据权利要求9所述的一种智能化节能公交车候车站，其特征在于，所述通讯设备包括GPS定位系统和RFID射频接收器，

所述RFID射频接收器用于接收公交车上的RFID电子射频发射器的信号传送至公交车网络信息平台；所述公交车网络信息平台将公交车到达公交车站的信息进行实时更新并通过网络刷新公交车站的电子显示屏的信息。