[发明专利]基于排队论的全自动无性别公厕

权利要求书

1.基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：包括有公厕，公厕内设有隔间区，位于隔间区的两侧对称设置有男入口与女入口、男出口与女出口、男等待区域与女等待区域、男洗手池与女洗手池；所述隔间区包括若干个首尾相连的厕所隔间，每个厕所隔间分别设置有男厕门、女厕门，男厕门、女厕门分别对着男等待区域、女等待区域，每个厕所隔间内分别设有超声波传感器；所述男入口、女入口处分别设置有计数模块，所述男侧门、女厕门、男入口、女入口处分别设有可变色的指示灯，所述男等待区域、女等待区域、男入口、女入口处分别设有等待时间显示板，所述男厕门、女厕门上分别安装有控制开关锁；所述各个超声波传感器、指示灯、计数模块、等待时间显示板、控制开关锁分别与主控制器电连接，主控制器还与电源模块、计时器电连接，主控制器控制同一个隔间的男厕门、女厕门只能同时开启一边；所述主控制器内设置有进入男等待区域、女等待区域的人数阈值，且进入男等待区域、女等待区域的人采用计时放行规则。

2.根据权利要求1所述的基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：所述公厕内设有温度传感器、湿度传感器 、排气扇、通风窗口，所述每个隔间内设置有烟雾传感器、火焰传感器、报警器，所述温度传感器、湿度传感器 、排气扇、通风窗口、烟雾传感器、火焰传感器、报警器分别与主控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：所述计数模块统计的位于男等待区域或女等待区域的人数未达到相应阈值时，则男等待区域或女等待区域外的指示灯显示为绿色，提示外面的下一人可进入；计数模块统计的位于男等待区域或女等待区域的人数达到相应阈值时，则男等待区域或女等待区域外的指示灯显示为红色，提示外面的人不可进入。

4.根据权利要求1所述的基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：所述主控制器接收到超声波传感器采集到有人离开隔间并关上相应侧的厕门的信息时，会控制该厕门的控制开关锁将厕门临时锁定，再根据男等待区域、女等待区域的等候者的等候顺序判断开启男厕门或女厕门。

5.根据权利要求4所述的基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：所述计时器实时记录男等待区域、女等待区域的等候者进入公厕的时间，当一个隔间的位置被释放出时，自动解锁等候时间较长的等候者所在侧的厕门，且该侧门上的指示灯显示为绿色，另一侧的侧门保持锁定状态且指示灯显示红色。

6.根据权利要求1所述的基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：所述男等候区域、女等候区域的人数阈值分别为2和4，等候区的具体计时放行规则为：

为男女内等待区设置席位，女性四人、男性两人，分别为席位 1、席位 2、席位 3、席位4、席 5、席位 6；

并为每个席位安装超声波传感器，监测席位状态 ；

席位状态为释放则返回 0 ；返回值为0的座位为 1-4 时女性入口亮绿灯，示意“可进内等待区 1 人次”，返回值为 0 的座位为 5-6 时男性入口亮绿灯示意“可进内等待区 1人次”；

席位状态占用，则记录占用时间为 t1,t2,t3,t4,t5,t6，比较女性首席与男性首席席位占用时间 t1 和 t5；

若 t1>t5，即女性首席所等时间更长， 则当有隔间释放时，女性内等待区亮绿灯示意可进 1 人次使用， 此时女性首席释放，席位 2-席位 4 向前补位，保留之前等待时间，在此基础上计时；席位 4 释放，返回 0；

若 t1<t5，即男性首席所等时间更长，则当有隔间释放时，男性内等待区亮绿灯示意“可进 1 人次使用”， 此时男性首席释放，席位 6 向前补位， 保留之前等待时间，在此基础上计时；席位 6 释放，返回 0。

7.根据权利要求1所述的基于排队论的全自动无性别公厕，其特征在于：所述等待时间显示板上显示的预测等待时间的计算是基于排队论中的 M／M／n 排队系统构造数学模型，具体计算方法为：

设公厕共有 n 个服务设施，且各设施的服务是相互独立的；

男女顾客均按泊松流到达，到达强度分别为λ1和λ2，顾客到达总强度λ=λ1+λ2 ；

各设施服从平均服务率为μ的负指数分布，其平均服务率为 nμ；

记，表示排队系统中 n 个服务设施的服务强度；当 时系统回达到平衡状态，记此时系统中有 k 人的概率为；

平衡时，该系统的性能指标如下：

空闲概率 ：

平均排队等待：

平均等待时间：

输入参数：男顾客到达强度λ1 、女顾客到达强度λ2、顾客如厕平均时间、服务设施隔间数 得到结果预计等待时间 Tw传递给等待区的等待时间显示板。