摘要：文章針對高校校園電動自行車充電混亂的現(xiàn)狀，對現(xiàn)有共享電動充電樁進行改良設(shè)計，使其加符合高校校園環(huán)境的特定使用需求。將現(xiàn)場調(diào)查與線上調(diào)研相結(jié)合，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。同時結(jié)合高校校園環(huán)境，以人機工程學(xué)設(shè)計理論為依據(jù)，設(shè)計并建立三維充電樁模型，得到一種適用于高校校園的電動自行車充電樁三維設(shè)計方案。運用上述方法能夠有效設(shè)計出滿足高校校園使用需求的電動自行車充電樁。

關(guān)鍵詞：充電樁 ；高校校園 ；設(shè)計

隨著共享電動自行車的出現(xiàn)與發(fā)展，作為共享電動自行車的衍生產(chǎn)品，電動自行車共享充電樁的需求量也隨之增加。2014 年鄭州市就發(fā)布了《關(guān)于在住宅小區(qū)建設(shè)電動自行車充電庫（棚）的通知》[1]，并指出要增加電動自行車充電庫（棚），同時杜絕私接亂拉現(xiàn)象。電動自行車是高校學(xué)生平時出行的重要交通工具之一，設(shè)計一款適合高校校園環(huán)境，解決充電電纜私拉亂接、電動車亂停亂放現(xiàn)象的電動自行車共享充電樁，能夠有效推進校園和諧和美化建設(shè)。電動車包含電動自行車和電動汽車，因電動自行車共享充電樁品牌較雜，所以本篇論文調(diào)研對象包含電動汽車共享充電樁。

1調(diào)研與分析

1.1充電樁調(diào)研與分析

1.1.1現(xiàn)有充電樁類型

通過對成都市多個小區(qū)和公共場所現(xiàn)場調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，充電樁的形式可分為“一對一式”、“ 一對多式”和“插排式”三類，其顏色主要有簡約色和多彩純色，如圖 1 所示。

1.1.2現(xiàn)有充電樁界面分析

通過調(diào)研得出，現(xiàn)有充電樁存在以下問題 ：(1) 交互界面的較少，傳統(tǒng)按鍵的較多，交互性差；(2) 在誤操作后，不能及時返回；(3)現(xiàn)有售電模式主要有刷卡式和投幣式[2]，大多不支持掃碼支付；(4)在光線不好的環(huán)境下，不易發(fā)現(xiàn)充電樁。

1.2用戶調(diào)研與分析

1.2.1用戶使用體驗調(diào)查研究概述

通過實地問卷調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查的方式，一共收集 200 份用戶對充電樁的使用體驗問卷。針對現(xiàn)有充電樁的造型滿意程度、功能需求程度、不足和對未來充電樁的理想充電時長、期待體驗等方面進行數(shù)據(jù)收集、錄入、篩選、整理，得出的數(shù)據(jù)如表 1 ：

表 1 問卷結(jié)果

1.2.2問卷分析

用戶對現(xiàn)有充電樁造型滿意程度低，主要原因是操作繁瑣和造型呆板，除此之外，數(shù)量較少和充電效率低下也是其原因之一。大多數(shù)用戶的理想充電時長是≤ 30 分鐘，少部分是≤ 60 分鐘和≤ 15 分鐘。所以充電樁設(shè)計時要考慮使用方式的人性化、操作

簡單化、綠色節(jié)能化與充電效率等因素。圖 2 結(jié)果表明 ：對于交互界面不論滿意與否，多數(shù)用戶認為界面中應(yīng)該加入電量、費用、充電時間等信息，而本地時間、溫度等信息卻不看重。圖 3 結(jié)果表明 ：無論是否使用過充電樁，多數(shù)用戶都認為充電時間在≤ 30 分鐘比較合適。

2理論分析

2.1電動自行車共享充電樁概念

設(shè)計與理論

圖 2 交互界面是否滿意和顯示屏應(yīng)提供的信息分析

 圖 3 使用過和認為充電所需時長

（a）        （b）          （c）

圖 4 設(shè)計方案效果圖

電動自行車共享充電樁應(yīng)放置在小區(qū)、醫(yī)院、商場等公共環(huán)境內(nèi)，根據(jù)不同電壓等級為各種型號的電動自行車充電。用戶可自主選擇充電電量或時長，以投幣、掃碼支付、充電卡等付費方式完成充電交易。同時，電動自行車共享充電樁應(yīng)提供充電時長、充電費用及充電電量等主要數(shù)據(jù)信息。

2.2設(shè)計理念

用戶體驗是電動自行車共享充電樁設(shè)計中重要的設(shè)計參考依據(jù)，用戶研究是電動自行車共享充電樁設(shè)計流程中*的環(huán)節(jié)。將用戶的產(chǎn)品功能需求、心理需求、使用目標(biāo)和生理需求與設(shè)計原則相匹配，后續(xù)解決方案加注重用戶體驗 [3]。在適應(yīng)高校校園環(huán)境的基礎(chǔ)上針對現(xiàn)有電動自行車共享充電樁功能結(jié)構(gòu)的不足，解決實際問題并實現(xiàn)產(chǎn)品的實用性，注重考慮防護功能、交互體驗及整體規(guī)劃。

3化設(shè)計

3.1人機化設(shè)計

3.1.1電動自行車共享充電樁人機尺寸

根據(jù) GB10000——1998 我國成年人人體尺寸國家標(biāo)準(zhǔn)中的人體立姿尺寸 [4]，我們認為電動自行車共享充電樁整體高度范圍“在 1247 毫米——1357 毫米”之間，操作平臺至地面高度在“1023毫米——1067 毫米”之間，符合其人體工學(xué)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2電動自行車共享充電樁人機操作界面

初始界面 ：隨意點擊初始界面，直接進入電動自行車共享充電樁的選擇插頭的界面，選擇 1 插口、2 插口或 3 插口充電并選擇充電模式，如需返回點擊右下角返回鍵，即可退出界面。

選擇計費方式界面：按確認鍵后進入下級選擇計費方式界面， 根據(jù)需求選擇充電模式為按時間、按金額、按電量，點擊右下角返回鍵即可退出界面，返回上級界面，選擇左下角的退出按鍵退出此界面。同時，界面彈出小窗口提示用戶連接充電插頭，以確保充電周全，如果已正確連接則直接進入支付方式界面，否則將會跳出提醒界面，進行連接檢查提醒。

充電模式界面 ：按時間充電計費選項分別是 15 分鐘、30 分鐘、60 分鐘 ；按金額充電計費選項分別是 1 元、3 元、5 元 ； 按電量充電計費界面，車主根據(jù)自身需求輸入充電電量即可，以千瓦時為單位，進行充電電量的輸入及操作。

支付信息確認界面 ：點擊確認鍵進入支付信息確認界面，界面信息包括此次充電消費金額、充電量和時間等，車主確認后進入下一界面，發(fā)生錯誤可以直接選擇退出充電。

付款界面 ：確認鍵進入付款界面，用戶可選擇刷一卡通、支付寶掃碼支付選項，進行支付。

3.2外觀化設(shè)計

（1）造型 ：簡約、大氣、實用、雅觀，方圓有機結(jié)合 ；（2）色彩 ：提取西南交通大學(xué)校徽的主要顏色（白、藍）；（3）材料 ： 充電樁殼體、電子屏幕及組件上使用不銹鋼材料，顯示與刷卡區(qū)使用 PC 材料，擁有經(jīng)受重壓、自熄、阻燃等點。

3.3功能化設(shè)計

（1）觸摸屏為彩色 LED 屏，具有充電信息、充電狀態(tài)、消費金額、實時界面顯示功能，同時具有語音提示和紅外探測功能 ； 內(nèi)置音箱系統(tǒng)，擁有廣播和報警提示功能 ；（2） 擁有可用于夜間照明的燈帶，便于夜間充電 ；（3） 采用校園一卡通和支付寶掃碼支付 ；（4）充電樁具有較好的可收納性，自動回彈外置電線以減少其暴露時間過長引起的快速老化問題，避免外置電線因老化或磨損劃傷而引起漏電事故 ；（5）充電狀態(tài)會有 LED 燈指示，可以遠距離進行觀察 ；（6）充電樁帶有手機充電線，可以讓急需充電但是沒有攜帶充電線的同學(xué)進行充電。

3.4排布化設(shè)計

排布方式根據(jù)高校校園所規(guī)劃的停車位置進行排布，在相應(yīng)的非機動車停車區(qū)安裝電動自行車共享充電樁。因本化設(shè)計的電動自行車共享充電樁可以同時滿足三輛電動自行車充電，所以兩個電動自行車共享充電樁之間的距離為 3500 毫米，可停放三輛電動自行車。為避免資源浪費，在排布時留出一部分區(qū)域不安裝電動自行車共享充電樁，留給無需充電的用戶停放電動自行車。這樣的排布方式可以有效地解決在校生充電電纜私拉亂接、電動自行車亂停亂放的現(xiàn)象。

4 安科瑞充電樁運營管理平臺

安科瑞電動自行車充電樁通過GPRS模塊與云端進行通信和數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)能夠?qū)﹄妱幼孕熊嚦潆姌兜娜粘顟B(tài)、充電過程進行監(jiān)控；實現(xiàn)充電支付對接：支持投幣、刷卡支付等多種支付方式，保證支付交易過程的完整性，對充電過程中的異常情況進行有效預(yù)警；實現(xiàn)對下游站級平臺的清算、對賬功能。平臺可對接消防物聯(lián)網(wǎng)平臺、小程序等，提供相關(guān)異常數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電動車充電管理的網(wǎng)絡(luò)化、可視化。

①　周全預(yù)警

對平臺連接的所有充電樁狀態(tài)進行監(jiān)視，充電樁發(fā)生異常情況時可通過APP、短信及時向運營人員發(fā)出報警信號，及時消除火災(zāi)隱患。

②　交易結(jié)算管理

平臺為運營方提供充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表等，支持投幣、刷卡和掃碼充電。

③　充電服務(wù)

可通過軟件搜索附近充電樁，并查看充電樁狀態(tài)，并導(dǎo)航至可用充電樁。可通過在線自助支付實現(xiàn)充電。

④　運營分析

對訂單進行數(shù)據(jù)化分析，通過柱狀圖、報表方式直觀展示數(shù)據(jù)，并支持和第三方平臺對接。

⑤　小程序

可通過小程序掃碼充電，充電賬單支付。運營商和物業(yè)管理人員均可通過小程序管理，監(jiān)測充電樁狀態(tài)和充電交易情況。

充電樁型號

 ACX10A-YH

(1)可同時充10輛電瓶車。
(2)尺寸空間大，投幣箱容量大，內(nèi)部空間充裕，具備充足的電氣穩(wěn)定性。
(3)實體按鍵設(shè)計，手感實在，使用壽命長。
(4)顯示投幣數(shù)、IC刷卡次數(shù)、IC卡余額，卡內(nèi)余額語音播報。
(5)每次扣費和充電時間可調(diào)，可多次投幣刷卡，充電時間自動累計。
(6)可根據(jù)客戶需求開通免費充電功能、月卡功能和刷卡退費。
(7)可使支付寶支付、APP 支付。
(8)自動識別出現(xiàn)故障的線路，并伴有字母和語音提示。
(9)具有斷電記憶功能，當(dāng)出現(xiàn)斷電，來電后可以繼續(xù)使用剩余的時間充電。
(10)具有拔掉斷電功能，當(dāng)用戶拔掉充電器，及時自動斷電。
(11)具有充滿自停功能，自動檢測電瓶車充電狀態(tài)，如充滿則停止供電，計費時間清零。
(12)具有過載保護功能，能識別大功率電器，自動暫停供電，防止用戶私接插線板給多臺電瓶車充電。
(13)具有短路保護功能，當(dāng)出現(xiàn)短路，保險絲熔斷確保穩(wěn)定。
(14)具有按功率給時間功能，根據(jù)檢測到的功率，按照設(shè)定時間開啟充電。
(15)可選配聯(lián)網(wǎng)煙感，當(dāng)出現(xiàn)火情，可發(fā)送短信給責(zé)任人。
(16)過溫保護功能，當(dāng)檢測機箱溫度過高，停止充電。
(17)夜間斷電功能，可設(shè)定夜間整機斷電黑屏，禁止夜間充電。
(18)遠程抄表，485電表數(shù)據(jù)采集上報。

5總結(jié)

為解決高校校園內(nèi)電動自行車充電亂象，設(shè)計出符合校園特定環(huán)境的電動自行車共享充電樁，本文在分析現(xiàn)有產(chǎn)品的提下， 在使用功能、功能排布、造型尺寸、交互界面和支付方式等方面進行討論和化。

參考文獻 

[1]鄭州市，關(guān)于在住宅小區(qū)建設(shè)電動自行車充電庫（棚）的通告 [N]．2014.8.1（5）

[2]劉彥如，孫語晨，魏曼婷，高校校園電動自行車共享充電樁分析與化設(shè)計

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2019.11版