1 数字道闸的结构及工作原理分析
1.1 数字道闸的结构成分
智能数字道闸作为停车场系统中最为重要的一部分，主要安装在停车场的门口。由机箱、电动装置、离合系统、机械传动杆、升降杆、电子控制系统等部分组成，是高度集成的机电一体化产品。
道闸主要构件：①箱体；②一体化机芯：机芯将蜗轮减速箱，变矩机构，主轴支承，主托架等四大件集成于一体；③变频电机；④行程控制系统；⑤力矩平衡机构；⑥电气控制单元：采用微芯片为核心的高可靠性，高度集成化控制系统。
1.2 数字道闸的工作原理
在自动道闸工作时，道闸控制板先根据接收到的指令去控制开关进行正方向的转动，使减速机正常工作，而减速机则会带动机械摇杆在水平角度上进行工作，减速机摇杆在大量转动轴承带动下在上下范围里开始做工，主驱动转轴在由平衡杠杆所组成的平衡设置中平衡升降杆的力度。
自动道闸的升降杆升到该有的位置是由转轮上的凸起机构进行关键控制，同样的，平行运动也是由平行位置上的凸起进行控制。自动道闸不工作的时候，可以用手动装置来进行手动开启，利用手摇把进行人工操作。
2 数字道闸在停车场管理系统中的功能分析
智能数字道闸是停车场管理系统中的重要设备和管理系统，具有强大功能，起着关键作用。
2.1 硬件化模块设计与互锁式计算发卡系统
硬件化模块设计，即使用模块化设计在控制系统上新预留多个扩展插口，可以对各地停车场所使用的条带型读写器、光电卡读写器等外设进行对接，应用广泛、兼容性强。既有利于系统功能的多样化，又方便各个停车场自己根据具体情况进行特色功能选择，以及设备维修更换；互锁式计算发放装置，即利用设备控制程序设置有车读卡、无车读卡、有车出卡、无车出卡等管理出卡，具体设置可以各大停车场自行选择，方便灵活、通用性强，基本上杜绝了人情车等车辆不取卡不缴费就进场的混乱现象，彻底实现无人智能化管理。
2.2 一车一杆功能与系统实时监控功能
一车一杆功能，即在车主读卡交费后，系统进行锁定，升杆后提示车主进入停车场，车辆驶入后系统自行解锁落杆等待下一车辆的读卡交费，这一功能不但杜绝了汽车抢位追尾的混乱事件的发生，也解决了排队插队的发生，提高了安全性；系统实时监控功能，即在采用新型智能道闸后，道闸与监控系统进行对接，通过电脑对升降杆进行监控管理，并对道闸进行自检，实时监测道闸的开启情况，然后将数据传输给管理人员，做到人机对话，这项功能的运用既有利于停车场对各个功能的选择，又有利于对现场实施管理。
2.3 多任务管理模式与数据传输与保存功能
多任务管理模式，即系统开启多线程模式对道闸发出多道指令进行多重控制，使道闸的运行更加稳定可靠，避免了传统道闸管理系统在高峰期造成的拥挤现象；完善的收费标准系统，即规范化的多样性制定收费标准，突破了传统系统中一成不变的收费格式；数据传输与保存功能，数据及时传输至云端保证了数据传输的完整性和安全性；外设搭载的中英双语显示屏功能可根据要求实时更新显示内容，投放宣传广告、管理信息、天气预报及车位显示等，显示模式多样化、人性化和智能化，满足停车场各种管理与宣传要求。
2.4 多样化模式管理系统、脱机运行功能、远距离读卡系统及打印纸票功能
多样化模式管理系统，即利用一塔爱控制器可以分别管理多台道闸，根据要停车的车辆类型分别采用不同的管理方式，这样既对车位进行了有效利用，又可以减少设施投资成本提高安全性；脱机运行功能，即在断开网络连接下道闸系统依旧能够继续顺利运行并将数据保存在本地，维持照常工作；远距离读卡系统，在兼容了本系统的读卡机前，无须走近读卡就可以使用远距离磁卡进行出入信息采集；打印纸票功能，即利用打印机连接到数据信息终端进行收费信息采集对停靠车辆进行管理，进入停车场时由车主自行在打印票据机内取出条型码纸票，出停车场时由管理人员用扫描器读取条码内的信息或者由卡片机智能读取，然后根据该条形码信息核对车牌及收取相应费用。
2.5 智能车辆出入管理识别功能
智能数字道闸还有一项极为重要的功能，即基于车牌识别系统所建立的智能车辆出入管理识别系统，利用显示屏外设、摄像头和数字道闸集合为一体，利用摄像头对出入车辆信息进行抓取，再通过采集卡将图片信息转换成数据信息上传至终端电脑进行车辆数据的分析与运算，运算结束后再讲数据发回进行识别，最后由显示屏进行显示。在以往传统道闸管理上，这项工作一般都是由工作人员凭借肉眼与记忆来完成，这种方式有成本高、效率低下、智能化与集成化低、安全性差等诸多弊端。而这项功能在一定程度上利用了机械自动控制与检测系统、数字图像处理能力、信息传输技术，有效地解决了车辆出入控制系统识别困难和信息共享程度不高的问题，大大提高了停靠车辆的安全性和管理效率。
3 数字道闸系统在停车场管理中的作业流程
3.1 长期停车管理
在数字道闸系统工作时可以实现智能无人运作，在包月或储值卡等长期停车用户进入停车场时，首先要将车辆按照显示屏指示驾驶到指定位置，道闸系统自动感应是否有车辆出去或者进入，然后由车主自行读卡，系统感应磁卡上的数据信息，经过计算判定后向磁卡中写入数据并留下数据备份上传至终端电脑，入场时电子显示屏开始滚动显示账户余额等信息，终端在同时发出指令打开道闸，车辆进入停车场，防止升降杆砸车，检测系统检测车辆通过，道闸开始自动回落。出场时，读卡机发出出场指令，电子显示屏则显示相应车辆信息，同时系统调出该卡入场时所抓拍的图像，由终端电脑根据两幅图像进行信息对比（如车牌号码、车型等），无误后，道闸系统自动感应开闸。道闸开启，车辆驶离小区，防止升降杆砸车，检测器系统检测车辆通过，道闸自动回落。
3.2 临时停车管理
一次性或者临时停靠车辆在进出停车场时，先由管理人员对车辆信息进行临时采集信息并上传至信息处理终端，由电脑制作临时通行磁卡，车辆用户在拿到卡后，由管理人员或者系统自行输出控制指令，道闸系统自动感应开闸，车辆进入停车场之后，防止升降杆砸车，检测器系统检测车辆通过，道闸自动开始回落。临时停靠车辆在出场时，先由车主自行将车辆开至指定位置，然后由管理人员进行临时卡片收回，然后交由系统读取卡片上的信息，系统在对出场车辆与卡片信息进行对比之后，计算应收取的停车费用，交由管理人员收取相应费用，之后由管理人员按开关开闸，升降杆抬起，临时车辆驶离停车场，防止升降杆砸车，检测器系统检测车辆通过，道闸自动回落。
3.3 免费停车管理
免费车辆或者特殊勤务等特殊车辆进出场时，进入停车场时直接由管理人员手动开闸，数字道闸系统将自动记录该车辆进入信息，道闸自动打开，车辆进入停车场后，防止升降杆砸车检测器系统检测车辆通过，道闸自动回落。出停车场时同样由工作人员手动打开道闸，数字道闸系统自动读取记录信息，并与进入停车场时的信息对比正确后，道闸自动开启，车辆驶离停车场，为了防止升降杆突然掉落，检测器系统检测车辆通过，道闸开始自动回落。
4 数字道闸的性能与相较传统道闸的性能对比分析
4.1 设计更为合理
新型智能数字道闸相较传统道闸系统在产品设计方面具有极大优势，数字道闸具有选择方便、技术成熟、适应性强等特点，不但实现了换向、自锁等必要功能，相较以前还降低了成本，延长了使用寿命，优化了机芯外箱尺寸和空间，可靠性更强，操作更加简单。
4.2 构造更为优化
新型数字道闸相较传统道闸机械结构进一步优化，构造更加合理，并添加了大量新技术新功能，使用寿命大大延长。
4.3 性能更加可靠
新型数字道闸在防湿防尘方面已经做到行业极致，极大地减少了道闸因进水进尘导致的机械故障，明显提高了机芯寿命。安装也极其便利，无须培训，直流交流电通用使用环境要求低，便于现场安装，安全性与可靠性都得到了极大提升。
5 新型智能数字道闸在停车场管理系统中的应用分析
作为整个停车场管理系统中最为重要的设备，道闸管理系统在停车场中的作用日益显现且要求越来越高。现代化的道闸系统不仅要具有一体化管理能力、自动离合装置、遇阻回弹能力与防强行冲卡脱杆装置，还必须具有智能防抬功能、自升温能力和风力降温系统。因此，传统道闸系统已无法满足现如今各个停车场对道闸系统的多样化需要。
同时，因为道闸系统是停车场管理系统中运行频率最高的系统，所以出现故障的频率也是最高的，而道闸系统如果不能正常运行，就会导致整个停车场系统无法开始工作。传统道闸系统在日常的使用过程中经常会出现如升降杆升降不到位，即升降杆上升与下降未到达原有水平、汽车经过后升降杆未落下，即车辆通行过后升降杆没有降至水平位置、升降杆在运行过程中不停晃动，即升降杆升杆或者落杆是不停晃动、运行电机发出的噪声大等系列故障，这些故障都会严重影响停车场的正常运行和车辆进出的安全。
因此，在停车场管理系统中使用新型的数字道闸管理系统取代落后的传统道闸系统，是提高停车场管理效率和安全性的必然要求，更是社会发展和科技进步的必然选择。
6 结语
我国作为机动车保有量大国，日益增加的汽车数量对设备上的要求也越来越高，作为停车场管理系统的主要系统，很多停车场也开始对道闸的性能提出了更高更先进的技术要求，但是传统意义上的停车场道闸管理系统已无法满足现代停车场管理的需要，采用先进的智能数字道闸管理系统终将成为未来停车场建设管理中的必然选择。
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收稿日期：2018-07-15
作者简介：胡立峰（1966-），男，安徽桐城人，安徽省桐城市环境卫生管理处工程师，研究方向：机械及机电一体化。
