CN110217245B - 基于受力分析缆车人数重量监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种基于受力分析缆车人数重量监测系统，包括控制模块以及与所述控制模块连接的人数检测模块和重量检测模块，所述控制模块包括控制器，所述控制器上设置有用于计算缆车车厢所承受重量的计算模块。该基于受力分析缆车人数重量监测系统通过人数检测模块识别缆车承载的人数和重量检测模块检测缆车车厢中承受的重量的信息反馈至控制模块的控制器中，从而得到缆车的预设质量比来实现缆车电机效率的最大优化，该控制器的算法运算过程减少，不用对缆车重量进行测量以及，使得控制器中的计算模块简洁，运算更快；达到缆车电机使用优化，使得能源消耗量减少，不会造成能量的浪费。

Description

基于受力分析缆车人数重量监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及缆车技术领域，具体地，涉及一种基于受力分析缆车人数重量监测系统，本发明还提供一种基于受力分析缆车人数重量监测系统的监测方法。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们开始有了更多的空闲假期，闲暇之余出去游览景点，四处走走，看看风景。而山区景点也是游客是最主要的度假场所之一。

对于山区景点来说，虽然存在以爬山为乐趣的游客人群，然而大部分游客关注的是当地景观以及在山峰时的视野；游客常用缆车作为上下山的交通工具，帮助游客快速达到目的地，从而节省时间进行其他旅游事务，同时运营缆车还能够给当地管理部门带来额外的经济收入，因而，缆车项目是很多山区景点愿意经营的项目之一。

缆车是利用钢绳牵引，实现人员或货物输送目的设备的统称通常在崎岖的山坡上运载乘客或货物上下山；而车辆和钢绳在地面沿轨道行走的缆车设备定义为地面缆车。地面缆车由驱动机带动钢丝绳，牵引车厢沿着铺设在地表并有一定坡度的轨道上运行的一种交通工具。

对于现有单轨道缆车，缆车的两个车厢是悬在同一根缆绳上的，山顶的电机驱动牵引绳拉上或者拉下车厢的同时，根据对重原理，缆车运行是通过缆车和乘客的重力在缆车上行或下行的同时对于下行或上行的缆车运行时提供一个重力势能作为行动力，可以降低电机的功率。

以黄山风景区为例，如图10的数据可知，游客在游览参观时，通常只是搭单程的缆车，所以上下行缆车搭乘人数总是不均，现有缆车也未计算出最佳重量的预设比来对缆车上下人数和重量进行监测和调控，所以电机总是无法实现最佳的功率运转，无法实现缆车电机的更佳优化，使得能源消耗量增大，或是造成部分能量的浪费。

因此，需提供一种基于受力分析缆车人数重量监测系统，以解决现有技术的不足。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于受力分析缆车人数重量监测系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于受力分析缆车人数重量监测系统，包括：

控制模块，所述控制模块包括控制器，所述控制器上设置有用于计算缆车车厢允许承载的人数以及重量的计算模块；

人数检测模块，用于在一乘客区域上识别缆车允许乘坐的人员数量并设置于所述乘客区域上；所述人数检测模块包括识别支架以及设置于所述识别支架上的检测部件和显示部件，所述检测部件和所述显示部件分别与所述控制器连接；

重量检测模块，设置于所述缆车上，所述重量检测模块用于检测缆车车厢内所承载的人以及货物的重量；所述重量检测模块与所述控制器连接。

优选地，所述计算模块用于计算缆车运行允许承载的重量以及人数，所述计算模块上设置有计算缆车上下运行承载人数的算法：

P＝FS/t，

F＝mg，

m＝F/g，

(m₁-m₂)g sinαH＝W＝Pt

α为缆车上行坡度，F为缆车向上拉力，m为成年人标准体重，m1为缆车上行允许承载乘客重量，m2为缆车下行允许承载乘客重量，H为缆车上行高度，W为功，t为缆车运行所需时间，A为预设质量比，η_e为缆车电机的工作效率，g为重力加速度；P为缆车电机的运行功率，S为缆车运行的行程，X1'为缆车上行允许承载的人数，X2'为缆车下行允许承载的人数。

优选地，所述乘客区域是由两个护栏和两个闸门围成的容纳待坐缆车人员站立的区域，两个所述护栏还围成一个等待区域。

优选地，所述检测部件用于检测所述等待区域上的人员数量并将检测的人员信息反馈至所述控制器中，所述识别支架的两侧均安装有所述检测部件。

进一步地，所述检测部件为红外传感器。

优选地，所述显示部件设置于所述识别支架的上端，所述显示部件包括显示器和显示灯，所述显示器用于显示所述检测部件检测乘客的人数；所述显示灯用于显示缆车工作状态。

优选地，所述重量检测模块包括重量检测部件，所述重量检测部件为压力传感器。

基于上述的所述基于受力分析缆车人数重量监测系统，本发明还提供一种基于受力分析缆车人数重量监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1：待乘客进入第一位置的所述乘客区域，并通过所述检测部件对进入所述乘客区域的乘客进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器中进行第一位置坐缆车乘客计数，其人数为X并通过所述显示器显示乘客的人数；

S2：第一位置坐缆车乘客进入缆车车厢，所述重量检测部件启动，并检测缆车中的重量m并将检测重量的电信号传送至所述控制器并在所述显示器中显示m的数值，计算第二位置缆车允许承载人数X'；

S3：第二位置的乘客进入第二位置的所述乘客区域，并通过所述检测部件对进入所述乘客区域的第二位置中的乘客进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器中对第二位置乘客进行计数为X”并在所述显示器中显示，判断第二位置中的人数X”与X'是否相等，若果X”＝X'，执行S4；若X”≠X'，执行S5；

S4：所述控制器控制缆车的电机启动运行；

S5：所述控制器控制所述显示器显示“请等待1-2分钟”，1-2分钟之后所述控制器控制所述显示灯亮所述控制器控制缆车的电机启动运行。

在步骤S1和S2中，当所述第一位置为缆车上行地点位置时，所述第二位置为缆车下行地点位置；当所述第一位置为缆车下行地点位置时，所述第二位置为缆车上行地点位置。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，该基于受力分析缆车人数重量监测系统通过人数检测模块识别缆车承载的人数和重量检测模块检测缆车车厢中承受的重量的信息反馈至控制模块的控制器中，从而得到缆车的预设质量比来实现缆车电机效率的最大优化，该控制器的算法运算过程减少，不用对缆车重量进行测量以及，使得控制器中的计算模块简洁，运算更快；达到缆车电机使用优化，使得能源消耗量减少，不会造成能量的浪费。

附图说明

图1为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的结构示意图。

图2为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的框架图。

图3为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的运行流程图。

图4为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的缆车向上运行实施的流程图。

图5为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的缆车向上运行许入人数计算过程分析简图。

图6为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的缆车向上运行的受力分析图。

图7为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的缆车向下运行实施的流程图。

图8为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的缆车向下运行许入人数计算过程分析简图。

图9为本发明所述基于受力分析缆车人数重量监测系统的缆车向下运行的受力分析图。

图10为现有的黄山风景区人们游览参观时乘坐缆车的统计表。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1和图2，本发明的基于受力分析缆车人数重量监测系统，包括控制模块10以及与所述控制模块10连接的人数检测模块20和重量检测模块30。

所述控制模块10包括控制器11，所述控制器11上设置有用于计算缆车车厢所承受重量的计算模块。所述计算模块用于计算缆车运行承载的最大负荷，所述计算模块上设置有计算缆车上下运行承载人数的算法。

所述算法如下：

(m₁-m₂)g sinαH＝W＝Pt

α：缆车上行坡度；F:缆车向上拉力；m：缆车本身的重量；m1：缆车上行允许承载乘客重量；m2：缆车下行允许承载乘客重量；H:缆车上行高度；W：功；t:缆车上行所需时间；A:预设质量比；η_e：缆车电机的工作效率；g＝9.8m/s2，为重力加速度；P为缆车电机的运行功率。

其中，所述计算模块是根据公式P＝FS/t(P：功率，单位瓦特(W)；F：力，单位牛顿(N)；S：路程，单位米(m)；t：时间，单位秒(S))得到缆车电机功率与搭载负荷的关系，因缆车的功率P、运行的行程S以及需要的运行时间t是设定好的，可以推出缆车上下行所承受的重力值F，根据F＝mg(m：重量，单位千克(kg)，g＝9.8m/s2，为重力加速度)从而得到缆车上下运行的重量值，如计算出缆车上行允许承载乘客重量m1；或缆车下行允许承载乘客重量m2。

请参照图5和图6，若缆车向上运行，缆车车厢允许承载的人数为X1'，其计算算法为：

所述缆车上行允许承载乘客重量m1为M为缆车本身的重量，F为缆车向上的拉力。

请参照图8和图9，若缆车向下运行，缆车车厢允许承载的人数为X2'，其计算算法为：

所述缆车下行允许承载乘客重量m2为M为缆车本身的重量，F为缆车向下的拉力，f为缆车向下的摩擦力。

所述人数检测模块20主要用于在一乘客区域40上识别缆车允许乘坐的人员数量，所述人数检测模块20设置于所述等待区域40上，所述人数检测模块20包括识别支架21以及设置于所述识别支架21上的检测部件22和显示部件23。在本实施例中，所述乘客区域40是由两个护栏41和两个闸门42围成的容纳待坐缆车人员站立的区域，两个所述护栏41还围成一个等待区域43。

所述检测部件22安装在所述识别支架21的两侧，所述检测部件22与所述控制器11电性连接，所述检测部件22用于检测所述等待区域40上的人员数量并将检测的人员信息反馈至所述控制器11中，所述控制器11得到所述等待区域40中待坐缆车的人数。在本实施例中，所述检测部件22优选为红外传感器。

所述显示部件23设置于所述识别支架21的上端，所述显示部件23与所述控制器11电性连接。在本实施例中，所述显示部件23包括显示器和显示灯，所述控制器11将所述检测部件22采集的人员数量信息通过所述显示器显示，所述显示器尤其为光学显示器；所述显示灯用于显示缆车工作状态，禁止乘客或货物的乘载。

所述重量检测模块30用于检测缆车车厢内所承载的人以及货物的重量，所述重量检测模块30包括与所述控制器11电性连接的重量检测部件31。其中，所述重量检测部件31固定设置于缆车车厢上。在本实施例中，通过所述重量检测部件31检测缆车车厢内所承受的人以及货物的重量，所述重量检测部件31优选为重量传感器或者压力传感器。

请参照图3至图6，实施例一，为缆车向上运行的缆车人数重量监测系统，

上行乘客先通过所述等待区域43进入所述乘客区域40，所述检测部件22对进入所述乘客区域40的上行乘客进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器11中进行计数并通过所述显示器显示人数的数量，所述检测部件22采集的缆车上行乘客的人数X1，之后，上行乘客进入缆车车厢后，所述重量检测部件31启动，所述重量检测部件31检测缆车的重量m1的电信号并传送至所述控制器11并在所述显示器上显示m1的数值，此时根据所述重量检测部件31检测缆车上行的重量m1，所述控制器11计算缆车下行允许承载的人数X2'，下行乘客开始通过下行的所述等待区域43进入所述乘客区域40中，所述检测部件22对进入所述乘客区域40的下行乘客数量进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器11中进行计数为X2并通过所述显示器显示乘客的数量X2，并通过所述控制器11判断进入所述乘客区域40中的乘客的人数X2是否达到下行缆车车厢允许承载人数X2'，若X2＝X2'，则所述控制器11控制所述显示灯亮，所述闸门42关闭阻止乘客的进入所述乘客区域40中，缆车启动向上运行。

当下行乘客的人数X2未达到下行缆车车厢允许承载人数X2'，所述控制器11控制所述显示器显示“请等待1-2分钟”，1-2分钟之后所述控制器11控制所述显示灯亮，阻止上行乘客的进入缆车从车厢，缆车开始向上运行，避免乘客等候时候长，耽误乘客行程。

请参照图3、图7、图8和图9，实施例二，为缆车向下运行的缆车人数重量监测系统，

下行的乘客先通过所述等待区域43进入所述乘客区域40，所述检测部件22对进入所述乘客区域40的下行的乘客数量进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器11中进行计数并通过所述显示器显示人数的数量，所述检测部件22采集的缆车下行乘客的人数X2，之后，下行乘客进入缆车车厢后，所述重量检测部件31启动，所述重量检测部件31检测缆车的重量m2的电信号并传送至所述控制器11，此时根据所述重量检测部件31检测缆车上行的重量m2并在所述显示器上显示m2的数值，此时根据所述重量检测部件31检测缆车上行的重量m2，所述控制器11计算缆车上行允许承载的人数X1'，上行的乘客开始通过所述等待区域43进入所述乘客区域40中，所述检测部件22对进入所述乘客区域40的上行的乘客数量进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器11中进行计数为X1并通过所述显示器显示乘客的数量X1，并通过所述控制器11判断进入所述乘客区域40中的乘客的人数X1是否达到下行缆车车厢允许承载人数X1'，若X1＝X1'，则所述控制器11控制所述显示灯亮，所述闸门42关闭阻止乘客的进入所述乘客区域40中，缆车启动向下运行。

当上行乘客的人数X1未达到下行缆车车厢允许承载人数X1'，所述控制器11控制所述显示器显示“请等待1-2分钟”，1-2分钟之后所述控制器11控制所述显示灯亮，阻止上行乘客的进入缆车从车厢，缆车开始向上运行，避免乘客等候时候长，耽误乘客行程。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，包括：

控制模块，所述控制模块包括控制器，所述控制器上设置有用于计算缆车车厢允许承载的人数以及重量的计算模块；

人数检测模块，用于在等待区域上识别待乘坐缆车的人员数量并设置于乘客区域上；所述人数检测模块包括识别支架以及设置于所述识别支架上的检测部件和显示部件，所述检测部件和所述显示部件分别与所述控制器连接；

重量检测模块，设置于所述缆车上，所述重量检测模块用于检测缆车车厢内所承载的人以及货物的重量；所述重量检测模块与所述控制器连接；

通过所述人数检测模块识别待乘坐缆车的人数和所述重量检测模块检测进入缆车车厢后承受的乘客的总重量的信息反馈至所述控制模块的控制器中进行计算另一位置缆车下行允许承载的人数或缆车上行允许承载的人数。

2.根据权利要求1所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，所述计算模块用于计算缆车运行允许承载的重量以及人数X’为或/>缆车的预设质量比A为/>m1为缆车上行允许承载乘客重量，m2为缆车下行允许承载乘客重量，η_e为缆车电机的工作效率，α为缆车上行坡度，g为重力加速度，P为缆车电机的运行功率，H为缆车上行高度，t为缆车运行所需时间，m为成年人标准体重。

3.根据权利要求1所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，所述检测部件用于检测所述等待区域上的人员数量并将检测的人员信息反馈至所述控制器中，所述识别支架的两侧均安装有所述检测部件。

4.根据权利要求3所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，所述检测部件为红外传感器。

5.根据权利要求2所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，所述显示部件设置于所述识别支架的上端，所述显示部件包括显示器和显示灯，所述显示器用于显示所述检测部件检测乘客的人数；所述显示灯用于显示缆车工作状态。

6.根据权利要求5所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，所述重量检测模块包括重量检测部件，所述重量检测部件为压力传感器。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，所述乘客区域是由两个护栏和两个闸门围成的容纳待坐缆车人员站立的区域，两个所述护栏还围成一个等待区域。

8.基于受力分析缆车人数重量监测方法，根据权利要求6所述的基于受力分析缆车人数重量监测系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：待乘客进入第一位置的所述乘客区域，并通过所述检测部件对进入所述乘客区域的乘客进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器中进行第一位置坐缆车乘客计数，其人数为X并通过所述显示器显示乘客的人数；

S2：第一位置坐缆车乘客进入缆车车厢，所述重量检测部件启动，并检测缆车中的重量m’，并将检测重量的电信号传送至所述控制器并在所述显示器中显示m’的数值，计算第二位置缆车允许承载人数X'；

S3：第二位置的乘客进入第二位置的所述乘客区域，并通过所述检测部件对进入所述乘客区域的第二位置中的乘客进行检测并将检测的电信号传送至所述控制器中对第二位置乘客进行计数为X”并在所述显示器中显示，判断第二位置中的人数X”与X'是否相等，如果X”＝X'，执行S4；若X”≠X'，执行S5；

S4：所述控制器控制缆车的电机启动运行；

S5：所述控制器控制所述显示器显示“请等待1-2分钟”，1-2分钟之后所述控制器控制所述显示灯亮所述控制器控制缆车的电机启动运行。

9.根据权利要求8所述的基于受力分析缆车人数重量监测方法，其特征在于，在所述步骤S1和S2中，当所述第一位置为缆车上行地点位置时，所述第二位置为缆车下行地点位置；当所述第一位置为缆车下行地点位置时，所述第二位置为缆车上行地点位置。