CN105809896A - 具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统 - Google Patents

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李月明
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杜磊
卢爱臣
马文彬
魏建宇
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贾蓓
白丽娜
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Abstract

本发明公开了一种具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，包括公交车辆信息检测子系统，所述公交车辆信息检测子系统包括：易燃易爆气体监测模块以及客流统计模块。本发明的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，在对易燃易爆气体进行安全预警的同时，能够获得车辆的实时位置信息、公交车客流信息、车辆运行的相关参数，综合运用公交信息基础设施，发布公交车辆预计到站时间以及车厢内拥挤程度等信息至公交站牌，有效提升公共交通的服务水平、方便公众出行、改善公众出行体验。

Description

具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统
技术领域
本发明涉及一种具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，更具体地说，是通过物联网技术对公交车易燃易爆气体、乘客流进行监测，发布公交客流状态信息和车辆到站信息等，对公交调度、运营路线设置提供科学决策，同时对驾驶员技能进行评估的智能公交综合信息系统。
背景技术
在城市，特别是大中城市，公交车对方便市民出行、解决交通拥堵、改善环境污染具有越来越重要作用。地面公交车辆在方便公众出行的同时，由于缺乏类似轨道交通的安检措施，乘员有意或无意携带易燃易爆品，在泄露时无法确知，给公交车营运带来极大的安全隐患。在易燃易爆品中，可燃气体和液体的危害最大，在公交车这种密闭的空间中，其燃烧速度快、波及面积大，造成的危害和损失大。国内近年发生的多起公交车恶意纵火案件带来严重的人员、财产损失及恶劣的社会影响，引起社会公众对公交车运营安全的忧虑。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供对易燃易爆气体和液体挥发物进行检测预警，对于降低其危害，为乘员逃生争取时间等方面具有重要意义的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统。
为了实现上述目的，本发明的一种具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，包括公交车辆信息检测子系统，所述公交车辆信息检测子系统包括：
易燃易爆气体监测模块，包括易燃易爆气体监测CPU、至少一个安装于车厢内的可燃气体传感器、报警器，所述可燃气体传感器、报警器与所述易燃易爆气体监测CPU相连；
客流统计模块，包括客流统计CPU、由多个压电薄膜传感器以阵列式布置组成的感应垫，所述感应垫与所述客流统计CPU相连；所述感应垫为两个，分别设置于上、下车门位置。
所述客流统计模块还包括与所述客流统计CPU相连的两个红外光电传感器，分别设置于上、下车门位置。
所述客流统计模块还包括电能采集模块，所述电能采集模块与所述压电薄膜传感器相连用于采集所述压电薄膜传感器的电能并进行蓄电。
所述公交车辆信息检测子系统还包括车辆检测主模块，所述车辆检测主模块包括：
运动传感器，与车辆信息监测CPU相连，用于采集车辆的运动参数，包括加速度、角加速度及方向角，并将车辆的运动参数信息传输至车辆信息监测CPU；
定位传感器，与车辆信息监测CPU相连，用于采集车辆的位置参数，并将车辆的位置参数信息传输至车辆信息监测CPU；
行车电脑，与车辆信息监测CPU相连，用于监测车辆的实时行车参数，包括实时速度、发动机转速、油门、刹车、方向操作以及车辆的故障码参数，并将车辆的实时参数信息传输至车辆信息监测CPU；
车辆信息监测CPU，与所述运动传感器、定位传感器、行车电脑、易燃易爆气体监测模块、客流统计模块相连，用于接收运动传感器、定位传感器、行车电脑、易燃易爆气体监测模块、客流统计模块所传输的参数信息，并通过数据融合及聚类算法对上述参数进行处理以及分析，以获得车辆状态信息及驾驶员操作信息。
所述定位传感器为北斗传感器或GPS传感器。
所述运动传感器为9轴运动传感器。
所述车辆检测主模块，还包括存储器，所述存储器与所述车辆信息监测CPU相连，用于对车辆检测主模块的数据信息进行存储。
所述具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，还包括云服务子系统，所述云服务子系统通过无线网络与所述公交车辆信息检测子系统相连，用于接收所述公交车辆信息检测子系统传送的信息，用于进行客流分析、信息推送、应急事件响应、驾驶技能评估以及出行信息发布。
所述具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，还包括站牌信息发布子系统，与所述云服务子系统通过无线网络相连，用于接收所述云服务子系统传送的信息并过滤选择所在站点的所有公交车次的客流信息、公交车辆位置、速度、预计到站时间信息进行发布。
所述站牌信息发布子系统，包括无线信号接收装置、站牌信息发布CPU以及显示屏。
采用上述技术方案，本发明的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，在对易燃易爆气体进行安全预警的同时，能够获得车辆的实时位置信息、公交车客流信息、车辆运行的相关参数，综合运用公交信息基础设施，发布公交车辆预计到站时间以及车厢内拥挤程度等信息至公交站牌，有效提升公共交通的服务水平、方便公众出行、改善公众出行体验。同时，系统利用采集的客流数据等，可以为公交公司车辆调度优化、公交线路规划以及站点布设优化提供科学的决策支持，还可利用采集到的车辆运动等相关信息对公交驾驶员驾驶技能进行评估，进行管理的科学化。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明的各模块安装示意图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1、2所示，本实施例提供一种具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，包括公交车辆信息检测子系统、云服务子系统、站牌信息发布子系统。所述公交车辆信息检测子系统、站牌信息发布子系统与所述云服务子系统通过无线网络连接。
参见下表1：
表1：系统构成
所述公交车辆信息检测子系统包括易燃易爆气体监测模块、客流统计模块以及车辆检测主模块。
所述易燃易爆气体监测模块，包括易燃易爆气体监测CPU、至少一个安装于车厢内的可燃气体传感器、报警器、电源管理，所述可燃气体传感器、报警器与所述易燃易爆气体监测CPU相连。所述可燃气体传感器优选为多个，如图2所示，多个所述可燃气体传感器可以安装在公交车前、中、后部的座椅下面。每个可燃气体传感器(如英国城市技术公司的MICROpeL75、200N-E，北京国泰恒安科技的MQK2、2M010等)，对空气中的大多数易燃易爆气体和挥发物浓度进行探测采样，数据由易燃易爆气体监测CPU进行处理，当探测到易燃易爆气体超过设定预警阀值时，将发出声音预警，采样数据通过Zigbee通信协议同步传输到车辆检测主模块。
所述客流统计模块，包括客流统计CPU、由多个压电薄膜传感器以阵列式布置组成的感应垫、红外光电传感器、电源管理，所述感应垫、红外光电传感器与所述客流统计CPU相连；所述感应垫为两个，分别设置于上、下车门位置，同时所述红外光电传感器也至少为两个，分别设置于上、下车门位置。所述客流统计模块还包括电能采集模块，所述电能采集模块与所述压电薄膜传感器相连用于采集所述压电薄膜传感器的电能并进行蓄电，所蓄电能可以用于系统供电。对上、下车客流的采集，通过压电薄膜传感器阵列和红外光电传感器分别采样并进行数据融合，压电薄膜传感器(如贝骨新材料科技有限公司的eTouch-SD传感器)在受到压力作用时会产生电荷，能将压力转化为电信号，多个压电薄膜传感器以阵列式布置组成感应垫，对乘员上、下车的施加至感应垫的踩踏压力转换输出为多路电信号序列，通过电信号序列可以判断出乘客的运动方向，辨析其上车、下车行为。红外光电传感器发射红外信号，当有乘客上下车时，会遮挡红外信号，产生脉冲信号，多个红外光电传感器经过合适布置，能有效减少虚警、误警，根据采集到的信号序列，判断乘客运动方向、及其上车、下车行为；感应垫的压电薄膜传感器阵列输出的电信号序列和红外传感器输出的脉冲序列，输入到客流统计CPU，进行数据处理、融合，解算得到上、下车的乘客数量；相关数据同时通过Zigbee通信协议传输到车辆检测主模块。客流统计模块安装在车前门和后门，压电薄膜传感器阵列组成的感应垫铺设在上下车的台阶上，对乘客上、下车对感应垫施压产生的压力进行计数，红外光电传感器安装在前后车门两边，对乘客的上、下车进行采样。所述客流统计模块的上、下车客流采集所用的压电薄膜传感器阵列，灵敏度高，能承受长期、反复、高强度的冲击，在受到压力作用时会产生电荷，能将压力转化为电能，通过能量收集为低功耗模块持续供电。通过如凌力尔特公司的LTC3588的能量收集芯片，对转化的电能进行收集、管理，并存储在可充电电源中，为客流采集模块及易燃易爆气体监测模块供应电能，免去采用公交车自身电源供电而导致的复杂布线和线路改造工作。
所述车辆检测主模块，包括运动传感器、定位传感器、行车电脑、车辆信息监测CPU以及存储器。所述运动传感器为9轴运动传感器，与车辆信息监测CPU相连，用于采集车辆的运动参数，包括加速度、角加速度及方向角，并将车辆的运动参数信息传输至车辆信息监测CPU；所述定位传感器为北斗传感器或GPS传感器，与车辆信息监测CPU相连，用于采集车辆的位置参数，并将车辆的位置参数信息传输至车辆信息监测CPU；所述行车电脑，与车辆信息监测CPU相连，用于监测车辆的实时行车参数，包括实时速度、发动机转速、油门、刹车、方向操作以及车辆的故障码参数，并将车辆的实时参数信息传输至车辆信息监测CPU；所述车辆信息监测CPU，与所述运动传感器、定位传感器、行车电脑、易燃易爆气体监测模块、客流统计模块相连，用于接收运动传感器、定位传感器、行车电脑、易燃易爆气体监测模块、客流统计模块所传输的参数信息，并通过数据融合及聚类算法对上述参数进行处理以及分析，以获得车辆状态信息及驾驶员操作信息；所述存储器与所述车辆信息监测CPU相连，用于对车辆检测主模块的数据信息进行存储。所述车辆检测主模块，通过ZigBee通信协议和易燃易爆气体监测模块和客流统计模块通信；车辆信息监测CPU通过串口接口获取北斗/GPS传感器的输出的位置、速度等信息；通过I2C总线获取9轴运动传感器检测到的三个方向加速度、角加速度及方向角；通过OBDII协议从行车电脑系统获得车辆状态信息(故障码、发动机转速、车速、油门、转向等)及车辆操作信息；将相关参数暂存于车辆信息检测主模块的存储器中；通过公交基础信息设施(WIFI等)将公交车上采集到的信息传送到云服务子系统，以满足进一步的分析和处理的需要。
所述公交车辆信息检测子系统具有下述功能：(1)易燃易爆气体监测；(2)公交车上、下客流检测及统计分析；(3)车辆位置信息、运动参数、操作参数获取，对车辆状态、驾驶员驾驶技能评估分析；(4)各监测模块通过无线方式进行通信，公交车辆的各检测信息汇集到车辆主模块后，利用公交系统的基础信息设施(WIFI等)加密传输到云服务子系统。公交车辆信息检测子系统基于低功耗的物联网技术，包含易燃易爆气体监测模块、客流监测模块、公交车辆检测主模块等，模块间采用的无线通信方式，可以避免通信布线；易燃易爆气体监测模块、客流监测模块由压电电能收集模块供电，免去各模块的电源布线，使得系统具有易部署性。
所述云服务子系统通过无线网络与所述公交车辆信息检测子系统相连，用于接收所述公交车辆信息检测子系统传送的信息，用于进行客流分析、信息推送、应急事件响应、驾驶技能评估以及出行信息发布。
所述站牌信息发布子系统，包括无线信号接收装置、站牌信息发布CPU以及LED显示屏、电源管理。所述站牌信息发布子系统，与所述云服务子系统通过无线网络相连，用于接收所述云服务子系统传送的信息并过滤选择所在站点的所有公交车次的客流信息、公交车辆位置、速度、预计到站时间信息进行发布，在显示设备上以图形的形式定性显示出公交线路图上所有公交站点及相应路段的拥堵状态，以绿色标识车内客流较少(人员数/座位数<＝80％)，黄色标识车内客流较多(80％<人员数/座位数<＝120％)，红色标识车内客流拥堵(120％<人员数/座位数)；标识公交车辆的位置及显示预计到达时间。
采用上述技术方案，本发明的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，在对易燃易爆气体进行安全预警的同时，能够获得车辆的实时位置信息、公交车客流信息、车辆运行的相关参数，综合运用公交信息基础设施，发布公交车辆预计到站时间以及车厢内拥挤程度等信息至公交站牌，有效提升公共交通的服务水平、方便公众出行、改善公众出行体验。同时，系统利用采集的客流数据等，可以为公交公司车辆调度优化、公交线路规划以及站点布设优化提供科学的决策支持，还可利用采集到的车辆运动等相关信息对公交驾驶员驾驶技能进行评估，进行管理的科学化。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于，包括公交车辆信息检测子系统，所述公交车辆信息检测子系统包括：
易燃易爆气体监测模块，包括易燃易爆气体监测CPU、至少一个安装于车厢内的可燃气体传感器、报警器，所述可燃气体传感器、报警器与所述易燃易爆气体监测CPU相连；
客流统计模块，包括客流统计CPU、由多个压电薄膜传感器以阵列式布置组成的感应垫，所述感应垫与所述客流统计CPU相连；所述感应垫为两个，分别设置于上、下车门位置。
2.如权利要求1所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述客流统计模块还包括与所述客流统计CPU相连的两个红外光电传感器，分别设置于上、下车门位置。
3.如权利要求2所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述客流统计模块还包括电能采集模块，所述电能采集模块与所述压电薄膜传感器相连用于采集所述压电薄膜传感器的电能并进行蓄电。
4.如权利要求1所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述公交车辆信息检测子系统还包括车辆检测主模块，所述车辆检测主模块包括：
运动传感器，与车辆信息监测CPU相连，用于采集车辆的运动参数，包括加速度、角加速度及方向角，并将车辆的运动参数信息传输至车辆信息监测CPU；
定位传感器，与车辆信息监测CPU相连，用于采集车辆的位置参数，并将车辆的位置参数信息传输至车辆信息监测CPU；
行车电脑，与车辆信息监测CPU相连，用于监测车辆的实时行车参数，包括实时速度、发动机转速、油门、刹车、方向操作以及车辆的故障码参数，并将车辆的实时参数信息传输至车辆信息监测CPU；
车辆信息监测CPU，与所述运动传感器、定位传感器、行车电脑、易燃易爆气体监测模块、客流统计模块相连，用于接收运动传感器、定位传感器、行车电脑、易燃易爆气体监测模块、客流统计模块所传输的参数信息，并通过数据融合及聚类算法对上述参数进行处理以及分析，以获得车辆状态信息及驾驶员操作信息。
5.如权利要求4所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述定位传感器为北斗传感器或GPS传感器。
6.如权利要求4所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述运动传感器为9轴运动传感器。
7.如权利要求4所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述车辆检测主模块，还包括存储器，所述存储器与所述车辆信息监测CPU相连，用于对车辆检测主模块的数据信息进行存储。
8.如权利要求1-7任一项所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，还包括云服务子系统，所述云服务子系统通过无线网络与所述公交车辆信息检测子系统相连，用于接收所述公交车辆信息检测子系统传送的信息，用于进行客流分析、信息推送、应急事件响应、驾驶技能评估以及出行信息发布。
9.如权利要求8所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，还包括站牌信息发布子系统，与所述云服务子系统通过无线网络相连，用于接收所述云服务子系统传送的信息并过滤选择所在站点的所有公交车次的客流信息、公交车辆位置、速度、预计到站时间信息进行发布。
10.如权利要求9所述的具有易燃易爆气体及乘客流监测分析功能的公交综合信息系统，其特征在于：所述站牌信息发布子系统，包括无线信号接收装置、站牌信息发布CPU以及显示屏。
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