CN108791369A - 一种基于多模态信号的地铁乘客舒适度评测系统 - Google Patents

一种基于多模态信号的地铁乘客舒适度评测系统 Download PDF

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任海川
刘艳红
鲁刚
宋奇
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A61B5/02055—Simultaneously evaluating both cardiovascular condition and temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明公开了一种基于多模态信号的地铁乘客舒适度评测系统，所述系统包括地铁乘客舒适度评测设备和数据处理软件。本发明将加速度传感器、温湿度传感器、气压传感器、噪声监测传感器、CO2浓度传感器、半导体空气品质传感器、人体心率传感器、体温传感器和人体血压压力传感器采集的多模态数据，经数据处理后传递到核心处理器，核心处理器通过数据处理软件，给出相应的地铁舒适度评价结果，并实时显示在设备屏幕上。同时，数据传输模块可通过无线通信将评价结果传输到电脑或手机终端显示及存储。该发明不仅以地铁振动信号为评价指标，还融合乘客实时生理信息和车内环境信息，使地铁乘客的舒适性评价更加全面与准确，具有良好的实用价值。

Description

一种基于多模态信号的地铁乘客舒适度评测系统
技术领域
本发明涉及地铁舒适度评测领域，特别涉及一种基于多模态信号(车辆振动强度、列车冲动强度、车厢内温度、湿度、气压、噪声、CO2浓度、人群密度、空气质量、心率、人体体温、人体血压)的地铁乘客舒适度评测系统。
背景技术
目前，城市居民采用地铁出行方式大幅增加，同时对于地铁的乘坐舒适性的关注也越来越多，但国内在地铁乘客舒适性方面的研究较少，还没有一种明确结合车辆信息、车内环境信息及人体生理信息的地铁乘客舒适度实时测量与评价系统，公知的地铁乘客舒适性测量设备只有以车辆振动为测量条件的设备，通过测量地铁车厢不同位置的振动情况，依靠国际铁路联盟UIC513标准和中国铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范GB5599-85中的测量方法进行舒适度的测量评价，该设备只能单方面的评价列车振动对人体造成的乘坐舒适性变化，用此测量方法测量列车内乘客舒适度性并不全面，此方法没有考虑到车内环境因素、人体生理因素对地铁乘客舒适性的影响，但车内环境因素和人体生理因素在影响乘客舒适度上占很大部分。
因此，本发明针对现有设备不足的问题，发明一种结合车辆信息、车内环境信息、人体生理信息的地铁乘客舒适度实时测量与评价系统。
发明内容
本发明结合车厢振动变化，列车冲动变化，车厢内温度、湿度、气压、噪声、CO2浓度、人群密度、空气质量等车内环境信息，以及人体心率变化、体温变化、血压变化等人体生理信息，发明了一种结构简单，实用性强，评价因素全面，并可实时对地铁乘客舒适度进行评价的地铁乘客舒适性实时测量与评价系统。
本发明所采用的设计方案是：采用加速度传感器采集并获取列车车厢三维方向的振动数据和地铁车辆启动、制动时列车冲动加速度数据，采用温度传感器采集列车车厢内温度数据，采用湿度传感器采集列车车厢内湿度数据，采用气压传感器采集列车车厢内气压数据，采用噪声监测传感器采集列车车厢内噪声强度数据，采用CO2传感器采集列车车厢内CO2浓度数据，采用半导体空气品质传感器采集列车车厢内空气质量数据，采用心率传感器采集人体心率数据、采用人体体温传感器采集人体体温数据，采用人体血压压力传感器采集人体血压数据。
将各个传感器采集的数据经处理后传递给核心处理器，核心处理器再通过数据处理软件进行数据实时处理整合，得到舒适度评价结果，并实时显示在设备显示屏上，同时通过传输模块将数据传输到手机终端或电脑终端进行显示和存储记录，传输模块可包括蓝牙传输模块、红外传输模块、WIFI传输模块。
本发明的效果是：可以综合地铁车辆信息、车内环境信息和人体生理信息，从而准确全面实时地给出地铁舒适度测量与评价结果。
附图说明
图1是本发明的装置原理图。
图2是本发明的装置示意图。
具体实施方式
参看图1装置原理图，各传感器模块采用集成化设计安装，将温度传感器、湿度传感器、气压传感器、CO2浓度传感器、噪声监测传感器、半导体空气品质传感器、人体心率传感器、体温传感器、人体血压压力传感器、加速度传感器集成在同一电路板上。
参看图1装置原理图，该装置对各传感器采集到的数据进行处理，振动数据(加速度、加速度变化率、振动频率)参考国内外舒适度标准GB5599-85及UIC513进行时频域分析，环境数据(温度、湿度、气压、CO2浓度、噪声、空气品质)根据环境舒适度标准进行评级，人体生理数据(心率、体温、血压)依据人体生理舒适度评价量表进行评价，每个指标分为非常舒适(3分)、舒适(1.5分)、不舒适(0分)三个等级，综合各指标的舒适度评价，如果其中一个指标为不舒适，整体的地铁舒适度为不舒适(0分)，其他情况可将地铁舒适度分为非常舒适(大于30分)、舒适(20-30分)、不舒适(小于20分)三等级，并将全面的舒适性评价结果显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，该装置底部预留孔洞安装温度传感器，对湿度传感器获取的外部信息进行处理后，将外部环境的温度信息显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，将湿度传感器安装在该装置底部，该装置预留孔洞安装湿度传感器，且能保证湿度传感器能完整读取到外界环境湿度信息，该装置对湿度传感器获取的外部信息进行处理后，将外部环境的湿度信息显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，将气压传感器安装在装置底部，该装置预留孔洞安装气压传感器，且能保证湿度传感器能完整读取到外界环境气压信息，该装置对气压传感器获取的信息进行处理后，将外部环境的气压信息显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，将CO2浓度传感器安装在该装置底部，该装置预留孔洞安装湿度传感器，且能保证CO2浓度传感器能完整读取到外界环境CO2浓度信息，该装置对CO2浓度传感器获取的外部信息进行处理后，将外部环境的CO2浓度信息显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，将噪声监测传感器安装在该装置顶部，该装置预留孔洞安装噪声监测传感器，且能保证噪声监测传感器能完整读取到外界环境噪声强度信息，该装置对噪声监测传感器获取的外部信息进行处理后，将外部环境的噪声强度信息显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，将半导体空气品质传感器安装在该装置顶部，该装置预留孔洞安装半导体空气品质传感器，且能保证半导体空气品质传感器能完整读取到外界环境噪声强度信息，该装置对半导体空气品质传感器获取的外部信息进行处理后，将外部环境的空气品质数据显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，人体心率传感器通过线缆将采集到的人体心率信息传递给该装置，该装置对人体心率传感器采集到的信号进行处理后，将人体心率数据显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，人体体温传感器通过线缆将采集到的人体体温信息传递给该装置，该装置对人体体温传感器采集到的信号进行处理后，将人体体温数据显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，人体血压压力传感器通过线缆将采集到的人体血压信息传递给该装置，该装置对人体血压压力传感器采集到的信号进行处理后，将人体血压数据显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，加速度传感器内置在该装置中，该装置对加速度传感器采集到的数据进行处理后，将得到的列车加速度、加速度变化率及振动频率显示在显示屏上。
参看图1装置原理图，该装置可通过无线通信将处理后得到的温度值、湿度值、气压值、CO2浓度值、噪声强度值、空气品质值、心率值、体温值、血压值、加速度值、加速度变化率、振动频率及舒适度评价结果传输到电脑终端或手机移动端，并进行保存。
参看图2装置示意图，装置前面板由一块显示屏及三个按键组成，显示屏可以显示温度值、湿度值、气压值、CO2浓度值、噪声强度值、空气品质值、心率值、体温值、血压值、加速度值、加速度变化率及舒适度实时评价结果。
具体实施例子如下。
参看图2装置示意图，按键分别为电源开关、开始按键、停止按键及复位按键，评测开始时，打开电源开关，该装置各个传感器开始工作，左大拇指放置于体温传感器上，左食指放置于心率传感器上；采集到的多模态数据显示到屏幕上，同时也可实时传输、保存并显示在电脑或手机移动端；待各传感器数据稳定后，按下开始按键，该装置开始进行舒适度评价，评价结果显示在显示屏上；按下停止按键后，该装置舒适度评价停止；按下复位键后，该装置所有传感器数据重置。
以上显示和描述了本发明的基本原理、实施过程和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.本发明公开了一种基于多模态信号的地铁乘客舒适度评测系统，其特征是：该系统通过将加速度传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、CO2传感器、噪声监测传感器、半导体空气品质传感器、心率传感器、人体体温传感器、人体血压压力传感器采集到的多模态数据，经放大电路、滤波电路处理后，传递到核心处理器，核心处理器基于开发的数据处理软件对数据进行融合及处理，评价结果实时在显示屏上显示；同时，通过传输模块，评价结果也可被传输到手机终端及电脑终端进行显示及记录。
2.根据权利要求1所述的加速度传感器采集并获取列车车厢启动、正常运动及制动时三维方向上的振动数据，温度传感器采集列车车厢内温度数据，湿度传感器采集列车车厢内湿度数据，气压传感器采集列车车厢内气压数据，CO2传感器采集列车车厢内CO2浓度数据，噪声监测传感器采集列车车厢内噪声强度数据，半导体空气品质传感器采集列车车厢内空气质量数据，心率传感器实时采集人体的心率变化，人体体温传感器采集人体体温数据，人体血压压力传感器采集人体血压数据，这些数据后经放大电路、滤波电路处理后，将数据传递到核心处理器中。
3.根据权利要求1所述的地铁乘客舒适度实时评测系统不仅以地铁振动信号为评价指标，还融合乘客实时生理信息和车内环境信息，使地铁乘客的舒适性评价更加全面与准确。
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