专利名称：长途客运票款智能管理方法
技术领域：
本发明涉及一种客运车辆核查上下车人数和所收票款数目的方法，属检测技术领域。
背景技术：
在长途客运运营过程中，客运公司和车主往往会面临一个重要问题“票款的管理”。由于长途客运具有很强的流动性和非在线性，乘务人员在实际运营过程中逃漏票款的问题一直是困扰长途客运公司的普遍现象，由于缺乏有效的管理手段，偷逃票款的猫鼠之战愈演愈烈，严重地干扰了长途客运公司的正常运营，同时，也极大地损害了车主和客运公司的经济利益。目前市场上针对客运票款的监控系统主要是通过在车辆上加装视频监控设备，通过调看浏览视频记录查找偷逃票的蛛丝马迹，这种方式投资大但效果微乎其微，费时费力，且只能解决部分问题，票款的监控工作仍然存在很大漏洞。有鉴于此，客运公司迫切需要开发一种可自动准确识别并记录上下车人数的技术，以杜绝运营过程中逃漏票款的现象发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以自动记录客运车辆的上下车人数、时间和地点，并根据上述信息和预先设定的计费标准，完成票款即时计算稽核、自动生成票款的方法；解决上述问题的技术方案是一种长途客运票款智能管理方法，它利用红外探测器探测乘客上下车信息，由单片机对这些数据进行处理，并按以下步骤进行a.将2个或2个以上主动红外探测电路中的主动红外探测头水平间隔安装在车门入口处，红外线发送二极管定向发送波长为600微米左右的红外线，由红外探测电路中的红外线接收头接收，经解调后输出编码数据群，红外探测电路对进出车门的人和物进行检测，将探测信息输入单片机，单片机按照主动红外探测电路触发的时间顺序和间隔做出分析判断，判定是上车还是下车，并计算出行进速度等数据存储，若只触发某一组或某两组红外探测电路，则由单片机删除该纪录；b.将两个或两个以上被动红外探测头水平间隔安装在车门入口处，被动红外探测头探测人体辐射的中心波长为9～10微米的红外信号，经放大整理后送单片机，单片机对红外探测电路发送的信息数据进行分析判断，判定上下车的是人或物；c.售票员将上下车的人数、目的地输人单片机，单片机根据预先存储的计费标准，比较红外探测器输入的检测数据和售票员输入的信息，进行稽核，完成票款计算和统计；d.单片机判断售票员是否按照规定核收票款，真实记录实际售票额和乘客人数；为解决并排上车乘客的探测问题，上述长途客运票款智能管理方法，在车门的另一侧再安装主动红外探测器，所装数量至少为2个。
上述长途客运票款智能管理方法，所述主动红外探测头的安装高度50～70cm，被动红外探测头的安装高度在1.2～1.6米，各类红外探测器之间的水平间隔距离为20～30cm。
上述长途客运票款智能管理方法，为准确判定车辆停靠站点数据、提供计票依据，在单片机的外设中加装车辆定位装置，所述车辆定位装置为里程速度传感器或GPS卫星定位。
上述长途客运票款智能管理方法，为防止不规范情况发生时需要记录影像数据，在单片机的外设中加装摄像机，由单片机向摄像机发出指令，摄像机将上下乘客或刷卡人的图像采集下来，保存到数据存储器中。
采用本发明可以实现以下功能1.准确统计人数利用红外感应原理，结合上下乘客数据分析程序，可以完全排除人为于扰，自动记录上下车人数、时间和地点，准确计算核查车载人数，准确率高达99.99％以上。
2.自动计算票款根据客运预先设定的计费标准，结合乘客信息，可以很容易实现票款计算。
3.自动核查票据能严格核查票款的真实性和准确性，真实反映实际售票金额和乘客人数是否相符，彻底杜绝偷逃票款的发生。
4.进行图像监控核查通过录像设备储存图像信息，除正常记录乘客信息满足安全防范作用外，还可用于纠纷处理。
5.进行车辆定位采用里程速度传感器或GPS卫星定位，根据实际线路站点之间的距离，车辆定位装置可以准确判定车辆停靠的站点，为计算票款提供信息。
6.便于实现信息显示、语音、下载、打印本装置可提供多种接口，连接各种外设。如用显示屏为乘客提供信息显示和语音文字提示，还可以进行车票打印或数据下载，以方便对客运情况进行分析。
图1是本发明所用监控装置的原理示意框图；图2是主动、被动红外探测器的安装位置示意图；图3是票款计算流程框图；图4是主动红外探测电路的电原理图；图5是被动红外探测电路的电原理图。
图中各标记如下单片机1、主动红外探测电路2、被动红外探测电路3、摄像机4、显示屏5、键盘输入设备6、打印设备7、车辆定位装置8、语音设备9、电源10、振荡电路11、红外发射电路12、红外接收电路13、检测电路14、放大电路15、电压比较器16、温度调节器17。
具体实施例方式
本发明采用多组主动、被动红外线探测电路与单片机相配合，自动监测客运车辆上下车人数，并由单片机对应收票款进行计算统计，以供管理部门对实际收的票款进行核查。
在图1中可以看到，本发明所用装置的基本构成包括主动红外探测电路2、被动红外探测电路3和单片机，除此之外，摄像机4、显示屏5、键盘输入设备6、打印设备7、车辆定位装置8、语音设备9等作为外设设备也构成了该装置的重要组成部分。其具体结构如下主动红外探测电路的探测头最少为4个，被动红外探测电路的探测头最少为2个，将红外探测头分组，每组设至少2个主动红外探测头和一个被动红外探测头，其中，主动红外探测头安装在车门的左右两侧，被动红外探测头在车门的任一侧，各组安装的水平间隔宽度为20-30cm，红外探测电路的输出端分别与单片机的信号输入、输出接口相连接P2或P3门，主动红外探测头的安装高度60cm±10cm左右，被动红外探测头的安装高度在1.2米左右。
所述主动红外探测电路包括振荡电路、红外发射电路、红外接收电路、自检电路；振荡电路由NE555芯片U2、电阻R6、R8、电容C4组成，电阻R6、R8串接后其串接点接于芯片U2的7脚，电阻R8的另一端与电容C4串接，其串接点接在芯片U2的2、6脚，电容C4另一端接地，NE555芯片U2的3脚为输出端，它连接红外发射电路和单片机的输出频率检测接口，即连接红外发光二极管D1，4脚接单片机的光耦电路，红外接收电路由红外接收头U1、三极管Q1组成，红外接收头U1采用BS0038，其输出端接三极管Q1的基极，Q1的发射极接地，电阻R2为集电极负载电阻，三极管Q1的输出接单片机P2.7脚，自检电路由三极管Q2、电阻R4、红外发射二极管D2组成，其中，三极管Q2的基极经过电阻R4接单片机的红外接收检测接口P2.6脚，红外发射二极管D2接于三极管Q2的集电极回路，三极管Q2的发射极接于芯片U2的3脚。
所述被动红外探测电路包括红外探测头V1、放大电路、电压比较器，其中，红外探测头V1的输出端接放大电路的输入端；放大电路由三极管Q3、电阻R17、电容C5组成一级放大，电容C5为耦合电容，由运放器U3组成二级放大电路，运放器U3的输出端接下一级的电压比较器；电压比较器由运放器U4、电阻R15组成，运放器U4的正相端是信号输入端，负相端接由可调电阻R14构成的电压基准电路，输出端通过电阻R15接三极管Q4的基极，三极管Q4和电阻R19组成电平转换电路，其发射极接地，集电极接单片机的信号输入接口P3.2脚；温度调节电路由光耦PC1、电阻R12、R13组成，电阻R12、R13分别串接在光耦PC1的信号发射端，光耦的输出端经电阻R10分别接在运放器U3的负相端和输出端。
为提高探测灵敏度，在被动红外探测头V1的前面加装菲涅耳透镜F1，在其壳体顶面贴有截止波长为7～10微米的滤光片。
图2中显示的是6个主动红外探测头和3个被动红外探测头，主动红外探测头分别为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，被动红外探测头为B1、B2、B3，将它们分为3组，每组有2个主动红外探测头，一个被动红外探测头。每组中有一个主动红外探测头和一个被动红外探测头安放车门的左侧，另一个主动红外探测头安放车门右侧。
红外探测电路的检测过程如下当一个人上车时，红外探测电路的触发程序是1组、2组、3组；当一个人下车时，红外探测器的触发程序是3组、2组、1组。单片机根据接收红外探测器的顺序来完成上下车的判断，如果只触发某一组或某两组，单片机会自动删除这个纪录，不作为一个人的上下动作。车门另一侧安装的红外探测器Z4、Z5、Z6可防止人员并排上车或是一个人遮挡另一个人下车或上车。
在一些不规范情况发生时，如人员拥挤上下车情况、并列上下车或乘务员可能采取其他作弊形式，单片机会根据其变化的趋势，排除各种不规范情况所带来的假信息，正确记录留存人员的上下车情况。为保证单片机对任何作弊动作都能正确识别，单片机内的存储器中存放有可能发生作弊情况时红外探测器所可采集的触发模式，这些依靠大量模拟试验而采集的各种触发模式被存储在存储器数据库中。当人上下时，单片机将收集的探测器触发的情况同数据库中的数据进行比对，如果满足数据库中的作弊模式，单片机会自动舍弃这个纪录，从而彻底防范人为作弊形式，真实地记录每个上下车的数据。
另外当有人上下时，只要满足设定的触发模式，单片机可设定自动实施图像监控。具体做法是，当非规范动作发生时，或是满足指定基本条件后，单片机会向摄像机发出指令，彩色摄像机会将上下乘客或刷卡人的图像采集下来，并由视频压缩卡将图像压缩后，由单片机指令保存到数据存储器AT29C040或其他型号的数据存储器中，以备查询。
偷逃票款往往采用两种方式一是收钱不上缴或是私载亲友，二是短途当长途卖。对第一种情况，根据上下人的准确判断，单片机能准确的计算出车内人数，如果单片机计算的人数与售票人数出现差额，便会发现票款遗漏，遗漏的数额便是出现差额的站点到单片机计算人数与售票员统计人数吻合站点的票款金额。在实现正确计算车内人数和票款时，首先要求车辆只有一个乘客上下门，或是乘客不能从司机的专用上下门上车或下车。其次，车辆必须先在规定的路线行驶一遍后，取得了路线的定位信息后，经过管理人员预先输入沿途经过站点的数据后，本装置才能正常使用。因此本装置设有车辆定位装置，车辆定位装置采用里程速度传感器或GPS卫星定位，根据实际线路站点之间的距离，车辆定位装置可以准确判定车辆停靠的站点，为计算票款提供信息。
计算过程为自始发站发车，乘客依次进入车内，售票员对每个乘客进行统计，在稽核装置的输人键盘上按照次序输入每个乘客的到站，这时在单片机的存储器中便按照售票员输人的信息统计了上车的总共人数并计算了应收票款，记录了相关的到站信息。同时红外探测器检测的上下人数也在单片机中经过比对完成了人数统计，这时如果售票员正确统计了人数和输入了乘客的到站信息，两个统计的数值应该相等，都是**人。依次类推，到第一站时，如果有乘客上车，按照规定，售票员应正确完成新乘客的输入，红外探测器也依然能检测到上人。经单片机程序处理，得到两个相等的增加数值，如果下一个人，则应该两个数值都减少一人。这样每到一站，不管上人下人，如果在每站两个数值都相等，则到终点站后，单片机最终比对，证明售票员正确完成售票任务，运行终止。返程时系统一同样方式运行，只不过终点站成了始发站，单片机会根据若干条件的满足，自动识别返程信息，自动转换。
在售票员偷逃票款情况时，如果有一个乘客在A站上车，售票员没有输入乘客的信息，这时售票员输入信息的乘车人数便和红外探测器检测的数值有差额，从A站出现的差额便表明该站出现了作弊的现象，单片机的存储器中便会储存了在A站差错的信息，如果这个差错到了第N站，两个数值相等了，便表明了从A站到N站有一个乘客票款流失了，流失的票价是A站到Z站的一人的票款，同样对多个人也是一样，不管一次售票员少输多少人，按照这种输人差值法都能计算出偷逃的票价。如下表所示站编号 A B C D E F售票员输入的人数 10 12 15 19 21 0红外探测器检测人数 11 16 17 20 23 0差额人数 1 4 2 1 2 0差额票价 a b c d e fa＝0b＝1×(A-B)c＝(4-2)×(B-C)+1×(A-B)d＝(2-1)×(C-D)+(4-2)×(B-C)+1×(A-B)e＝1×(D-E)+(2-1)×(C-D)+(4-2)×(B-C)+1×(A-B)f＝(2-0)×(E-F)+(1-1)×(D--E)+(2-1)×(C-D)+(4-2)×(B-C)+1×(A-B)在计算本站的差额票价时应注意，当本站的差额人数小于前一站的差额人数，应加人一个上站差额人数-本站的差额人数后再乘以两站之间的票价；本站的差额人数大于前一站的差额人数，应直接加入一个上站的差额人数乘以两站之间的票价。由此可以看出，单片机可根据不同的路线情况利用不同的计算公式求出这个遗漏票款的正确数值。
第二种情况是出现短途客票当长途客票出售。这种情况发生的可能性必须满足一个条件，即在某一站有人下车时必须有一个乘客上车，如果这个条件不能满足，单片机就会按照第一种情况的处理方式一样发现作弊，如果在实际工作中碰巧满足了这个条件，当然售票员不可能对事件进行准确的预测，单片机的软件通过模拟方式同样会发现这种情况并对票款进行纠正核查，彻底解决了短途当长途票款出售的可能。
主动红外探测电路包括振荡电路11、红外发射电路12、红外接收电路13、自检电路14。其工作原理是首先由单片机C8051020向光耦PC521输出一特定代码，由光耦PC521去控制NE555芯片U2第4脚使其具有脉冲编码调控功能。随后由芯片U2及电阻R6、R8、电容C4等组成调制频率为38KHZ的振荡电路开始振荡，由芯片U2第3脚输出，红外线发送二极管D1向角度为15度左右的空间发送波长为600微米的红外线，当有人员通过时，被阻挡的一部分红外线通过物体反射照到BS0038型红外线接收头U1上，经其解调后输出峰值为0-5伏左右的编码群，然后再经三极管Q1放大后输出给单片机P2.7脚(或经光耦PC521隔离更好一些)，单片机判断接收回的编码是否是其发送的脉冲信号，如果是则判断该主动探测头被触发。单片机会根据不同红外探测电路被触发的时间顺序来判断人员的上和下，从而完成主动红外探测头对人或物的上下信号采集。
当车辆起动系统开始工作后，单片机C8051F022会对主动红外探测器进行自检。原理是对NE555芯片U2发送的载波频率进行测量，以判断其工作频率是否正常。然后，检测电压、电流，以确保其在最佳范围内工作。如果一切正常的话，单片机就会对BS0038红外接收头U1进行数据即时测量，看其是否能够接收数据，如果一切正常即转入工作程序，否则即进入报警程序。主动红外探测器的自检过程如下当系统刚起动时，单片机经光藕向三极管Q2、红外线发送二极管D2发送一特定的检测代码，看BS0038红外接收头U1是否能正常解出其代码，如能则说明此红外探测器工作正常，反之在三次以后会自动确认该红外探测器有故障。一旦探测发生故障，单片机会自动检测芯片NE555芯片U2的频率。
图5是被动红外探测电路的电原理图。
被动红外探测电路包括菲涅耳透镜F1、红外探测单元V1、放大电路15、电压比较器16、温度调节器17。被动红外探测电路的红外探测头V1选用TO-5型金属封装双探测单元的P2288，在壳体顶面贴有截止波长为7-10μm的滤光片，使人体辐射波长为9-10μm的红外线通过。为加大探测距离，在前面加装菲涅耳透镜F1，使遥感距离达到10米左右，否则仅有几十厘米。其工作原理是当人体通过时，经P2288红外探测头V1接收红外辐射信号后，由三极管Q3组成的放大电路15将红外辐射信号放大约20倍左右，再经运放器U3进一步放大而变成一个0-5V的变化电压，与由运放器U4组成的电压比较器16进行动态电压变换比较，以判断是否有无动作，如果有，则由三极管Q4进行电平变换后供单片机进行判断，没有则等待。芯片PC1组成的是一个温度动态调整器，来调整U3的放大倍数以适应室温变化对被动探测器的影响，以保持较高灵敏度，增加系统的适应性。图中JP1、JP2为单片机的接口；芯片U5为三端稳压器，用于向红外信号处理电路提供一个稳定的供电电压，可采用MC7806T；芯片PC1采用光耦PC521；三极管采用9014；运放器采用CA3014；发光二极管采用5MM-1。
被动红外探测器的自检同主动红外探测器的检测原理基本相同，当主动红外探测器检测完毕后，单片机继续对被动红外探测器进行检测，一旦发现异常，既自动转人报警程序以防止检测器带病工作。其工作过程是车辆启动后，即对p2288红外探测单元V1进行在线式电压电流测试，检查整个电路的工作状态，有无断线或异常情况，以判读其是否有损坏，如有同样系统会自动提示故障信息，以防系统带病工作。
本发明中的各部件作如下选择单片机1采用美国的CygnaI公司生产的超高速单片机C8051F022，也可采用相当性能的其他型号。存储器为F25C256铁电存储器或功能相近的其他存储器，容量大于256K。
显示屏5为日本产的SIN256色5.7寸液晶屏或配置更高的显示屏。另外，此系统还配有模拟的输出显示接口，可直接接车载显示器或其他外接的显示设备。
打印设备7采用微型打印机，能够自动将车票或其它数据打印出来。
语音设备9采用美国ISD公司的ISD4004语音芯片。
权利要求
1.一种长途客运票款智能管理方法，它利用红外探测器探测乘客上下车信息，由单片机对这些数据进行处理，其特征在于，它按以下步骤进行a.将2个或2个以上主动红外探测电路中的主动红外探测头水平间隔安装在车门入口处，红外线发送二极管定向发送波长为600微米左右的红外线，由红外探测电路中的红外线接收头接收，经解调后输出编码数据群，红外探测电路对进出车门的人和物进行检测，将探测信息输入单片机，单片机按照主动红外探测电路触发的时间顺序和间隔作出分析判断，判定是上车还是下车，并计算出行进速度等数据存储，若只触发某一组或某两组红外探测电路，则由单片机删除该纪录；b.将两个或两个以上被动红外探测头水平间隔安装在车门入口处，被动红外探测头探测人体辐射的中心波长为9～10微米的红外线信号，经放大整理后送单片机，单片机对红外探测头发送的信息数据进行分析判断，判定上下车的是人或物；c.售票员将上下车的人数、目的地数据输入单片机，单片机根据预先存储的计费标准，比较红外探测器输入的检测数据和售票员输入的信息，进行稽核，完成票款计算和统计；d.单片机判断售票员是否按照规定核收票款，真实记录实际售票额和乘客人数。
2.根据权利要求1所述的长途客运票款智能管理方法，其特征在于，在车门入口的另一侧再安装一组主动红外探测头，所装数量至少为2个。
3.根据权利要求2所述的长途客运票款智能管理方法，其特征在于，所述主动红外探测头的安装高度在50～70cm，被动红外探测头的安装高度在1.2～1.6米，各红外探测器之间的水平间隔距离为20-30cm。
4.根据权利要求3所述的长途客运票款智能管理方法，其特征在于，在单片机的外设中加装车辆定位装置，所述车辆定位装置为里程速度传感器或GPS卫星定位。
5.根据权利要求4所述的长途客运票款智能管理方法，其特征在于，在单片机的外设中加装摄像机，由单片机向摄像机发出指令，摄像机将上下乘客或刷卡人的图像采集下来，保存到数据存储器中。
全文摘要
一种长途客运票款智能管理方法，属检测技术领域，用于解决客运车辆载客数据和票款之间的检测与稽核问题。其技术方案是它采用多组主动红外探测器、被动红外探测器与单片机相配合的方法，对车辆的入口进行扫描，由单片机根据分析程序判断上下车的人数、应收票款，并进行自动核对和统计。本发明能准确统计人数、自动计算票款、核查票据，彻底杜绝偷逃票款发生。除此之外，它还能进行图像监控核查、进行车辆定位、以及实现信息显示、打印等功能，以方便对客运情况进行事后分析。
文档编号G07C9/00GK1670773SQ20051001239
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月16日 优先权日2005年3月16日
发明者薄中学, 郧文庆, 封英杰 申请人:石家庄市风云网络系统有限公司