CN110119885B - 一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轨道交通管理领域，涉及一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法。通过虚拟化技术，对被试人员进行模拟测试，对被试人员逗留时间、行走距离、行走速度、体验满意度指数进行处理分析，得到地铁站台指示牌效用的综合评价结果。本发明通过虚拟现实技术采集数据，计算得到指示牌效率的评价结果，可以应用在地铁站台规划期指示牌布局方案的甄选以及对已有站台的指示牌布局效用做出实时评估，为地铁站台管理工作提供有力的数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通管理领域，特别涉及一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法。
背景技术
近年来，我国各大城市的公共交通事业蓬勃发展，尤其是轨道交通的建设与运营。地铁作为一种运量大、准时快速的公共交通方式，避免了城市地面拥挤和充分利用空间，为人们的日常生活带来诸多便利。然而，随着客流的不断增多，地铁站点的运营管理迎来了更大的挑战。其中对于地铁站的指示牌，存在指引方向与指引信息的匹配不佳，导致出闸的乘客出站或者换乘的时间和行走距离增加等问题。如何对地铁站台指示牌的效用进行评价，是地铁管理部门对于指示牌设置以及出闸口匹配急需解决的问题。
近年来，虚拟现实技术已经日渐成熟，在统一输入标准、追踪身体动作、减少视觉疲劳及不适等方面已经取得了诸多进展。虚拟现实技术是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供视觉、听觉、触觉等感官上的模拟，当使用者进行位置移动时，计算机实时运算产生精确的3D影像并传回系统不断进行图像刷新，让用户沉浸到一个多源信息融合、交互式的动态视景和实体行为仿真环境中。虚拟现实技术现今应用在包括参数仿真、数据采集等多个方面。
CN201711393002.1(详见清华大学等的发明专利申请“基于虚拟现实的室内疏散行为系统的数据采集方法和装置”，公开日为2017年12月21日，公开号为CN108132708A)公开了一种基于虚拟现实的室内疏散行为系统的数据采集方法，通过被测者在预先搭建的仿真平台上检测人员信息，准确的分析出预设范围距离的人员流量、人员的行为动作信息；在仿真平台启动时，被测者身上的皮肤传感器对被测者进行体温、心跳、心率等数据采集并进行存储。
CN201710591286.9(详见大连交通大学的发明专利申请“一种基于虚拟现实的地铁车辆实时运行参数仿真方法”，公开日为2017年10月10日，公开号为CN107240327A)公开了一种基于虚拟现实的地铁车辆实时运行参数仿真方法，利用三维建模技术制作地铁车辆模型和地铁线路周边环境场景模型，将制作后的模型输入至虚拟现实软件平台内；通过连接大型数据库读取地铁线路数据，获取地铁车辆基本信息和运行条件参数；虚拟现实软件平台根据操作员的控制做出相应的逻辑反馈动作，实现真实的驾驶控制；最终实现地铁车辆运行数据状态的实时显示。
目前虚拟现实技术在事物评价方面应用不多，而对于地铁站点管理的研究，关注点多是与其他交通方式的接驳、地铁线路与客流量的分配等方面，对于地铁站点内设施的效用评价相关研究较少，并且都是现场实施人工调查，这在时间和人力成本上是都是不小的消耗。通过虚拟现实技术采集数据，计算得到指示牌效率的评价结果，可以应用在地铁站台规划期指示牌布局方案的甄选以及对已有站台的指示牌布局效用做出实时评估，为地铁站台管理工作提供有效的数据支撑。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法。
本发明采用如下技术方案：
一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，包括如下步骤：
S1、建立地铁站台三维场景模型，将制作好的模型与地铁站台指示牌信息导入虚拟现实软件平台；
S2、选取具有不同社会特征且对地铁站台不熟悉的被试人员，佩戴传感设备进行模拟测试；
S3、每位被试人员结束测试后，通过基于惯性传感器的动作捕捉系统获取每位被试人员i的逗留时间Ti、行走距离Li和行走速度Vi，测试结束后询问被试人员体验满意度指数Si(i＝1，2，3...n)，计算所有被试人员的平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V、平均体验满意度S；
S4、对平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V进行去量纲化处理，得到去量纲化处理后的各评价指标值；
S5、由层次分析法得到各评价指标的相对权重值，计算综合评价值，对照综合评价结果标准表，给出地铁站台指示牌效用的综合评价结果。
进一步地，步骤S3中平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V、平均体验满意度S，计算公式如下：
其中，Ti、Li、Vi、Si分别为不同被试人员的逗留时间、行走距离、行走速度、体验满意度，1≤i≤n，n为被试人员数。
进一步地，步骤S4中为排除各项指标单位及数量级不同对评价带来的影响，同时使评价过程简便易行增强可操作性，根据评价指标分级指数表，运用插值法计算各评价指标的指数值，得到无量纲化处理后的各评价指标值
评价指标分级指数表如表1所示。
表1评价指标分级指数表
进一步地，步骤S5中综合评价值计算公式为：
其中：wj(j＝1，2，3，4)为各评价指标的相对权重值，由层次分析法计算给出。
进一步地，步骤S6中综合评价结果标准表2所示。
表2综合评价结果标准表
| 综合指标值 | [0，20] | [20，40] | [40，60] | [60，80] | [80，100] |
| 效用评价 | 极差 | 较差 | 一般 | 较好 | 极好 |
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明可以为地铁站台指示牌效用评价提供一套系统化、量化、便捷的计算方法。
(2)本发明数据采集方法准确有效，采用虚拟现实技术将地铁站台整体还原，地铁站台指示牌效用评价指标方法兼顾考虑了行人和地铁站台因素。
(3)本发明地铁站台指示牌效用评价指标的标准化依据及由层次分析法得到的指标权重具有普遍适用性。
(4)本发明的效用评价方法可以为地铁站台规划中指示牌设计方案的甄选决策以及现有地铁站台的运营管理提供重要的数据支撑和科学合理的建议。
附图说明
图1是本发明一个实施例中基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，包括如下步骤：
S1、选取广州地铁某地铁站进行实验，利用三维建模技术建立该地铁站台的场景模型，将模型与该站台的指示牌布局信息导入虚拟现实软件平台。
S2、甄选100名具有不同年龄、不同职业并且对该地铁站台不熟悉的被试人员，分别为他们佩戴同一套人体惯性传感设备，所有被试人员在同一间实验室进行测试，所有被试人员在整个测试过程相互隔离，保证除正常测试之外无人员交流。
S3、通过动作捕捉系统获取每位被试人员出站过程的逗留时间、行走距离、行走速度，在每位被试人员测试结束后，询问其对于整个测试过程的体验满意度，打分值为0～100。计算平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V、平均体验满意度S指标值如下：
S4、对应评价指标分级指数表，运用插值法得到去量纲化的各评价指标值。具体计算如下：
S5、由上述得到的去量纲化指标值，以及由层次分析法得到各指标值的相对权重w1＝0.43、w2＝0.16、w3＝0.18、w4＝0.23，计算综合评价值如下：
W＝0.43*63.50+0.16*63.91+0.18*64.00+0.23*79.40＝67.31
对照综合评价标准等级表，可知该地铁站点的指示牌效用属于较好的状态，，可以较好地发挥地铁站台指示牌的指引作用，说明本发明的评价方法准确有效，符合实际情况，具备一定可推广性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立地铁站台三维场景模型，将制作好的模型与地铁站台指示牌信息导入虚拟现实软件平台；
S2、选取具有不同社会特征且对地铁站台不熟悉的被试人员，佩戴传感设备进行模拟测试；
S3、每位被试人员结束测试后，通过基于惯性传感器的动作捕捉系统获取每位被试人员i的逗留时间Ti、行走距离Li和行走速度Vi，测试结束后询问被试人员体验满意度指数Si，1≤i≤n，n为被试人员数，计算所有被试人员的平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V和平均体验满意度S；
S4、对平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V进行去量纲化处理，得到去量纲化处理后的各评价指标值；
S5、由层次分析法得到各评价指标的相对权重值，计算综合评价值，对照综合评价结果标准表，给出地铁站台指示牌效用的综合评价结果。
所述S3中平均逗留时间T、平均行走距离L、平均行走速度V、平均体验满意度S，计算公式如下：
其中，Ti、Li、Vi、Si分别为不同被试人员的逗留时间、行走距离、行走速度、体验满意度，1≤i≤n，n为被试人员数。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，其特征在于，所述S4中去量纲化处理包括根据评价指标分级指数表，运用插值法计算各评价指标的指数值，得到去量纲化处理后的各评价指标值
3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，其特征在于，所述评价指标分级指数表如表1所示：
表1评价指标分级指数表
4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，其特征在于，所述S5中综合评价值计算公式为：
其中：wj为各评价指标的相对权重值，j＝1、2、3、4，由层次分析法计算给出。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的地铁站台指示牌效用评价方法，其特征在于，所述S5中综合评价结果标准表如表2所示：
表2综合评价结果标准表
。
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