CN110281979B - 基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统及其运行方法，包括设置于每一地铁车厢内的主控模块、若干压电传感器、灯控模块和显示屏；若干压电传感器分别以分块敷设方式，设置于对应的地铁车厢的站立区的地板表面，并将采集到的信息传送给主控模块；每一显示屏设均置于相应的地铁车厢顶部的内表面，且受到相应的灯控模块的控制；主控模块根据从相应的压电传感器获取的信息，向相应的灯控模块发出指令；每一灯控模块根据相应的主控模块的指令控制相应的显示屏显示图像。本发明能够指引乘客按照车厢顶棚显示屏的密度信息，主动移步至低密度区域，促使车厢内乘客均匀分布，使车厢整体达到均匀分布。

Description

基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及地铁运营辅助装置技术领域，特别涉及基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统及其运行方法。

背景技术

地铁在城市客运交通中起到越来越重要的作用，截止2019年4月，全国已有38个城市开通了地铁。在工作日通勤的早晚高峰时段、有重大赛事举办的特殊时期等，地铁以其时间可靠性、运行稳定性、连通广泛性受到人们的青睐。然而高峰时间车厢内过于拥挤，使地铁的乘车舒适性大为折减。车厢内乘客分布不合理——乘客上车后集中在车门附近，车厢中间乘客密度小，车门附近乘客密度大——加重了地铁的拥挤情况，更导致乘客上下行困难，乘距远的乘客难以穿行到车厢中部。站台上的乘客挤不上车、车门附近的乘客中途被挤下地铁的情况时有发生。

现有技术中存在的问题具体如下：

1.车门附近拥挤度高；

受习惯、惰性、上下车便捷性和地铁行车信息的发布集中在车门附近的影响，部分乘客上车后会偏好选择站立在地铁车门附近。以上海市轨道交通广泛使用的A型地铁列车为例，随机调查不同运行时段的上海地铁A型列车内乘客数量，结果显示选择站在5对地铁车门附近(门内两侧座椅/车厢分隔边界之间的所有区域)人数占车厢内总人数的比例约在40％，而车门附近区域面积约为车厢总面积的30％，车门附近区域拥挤程度大于整个车厢的平均水平。

以上情况说明在拥挤时，地铁车厢内部乘客的自然分布不能实现空间的最佳利用，这种现象不仅使乘客的拥挤感更加严重，而且浪费了地铁在高峰时段的部分运力。

2.车厢内视觉信息发布位置集中；

现状地铁车厢内发布的信息分为视觉信息和听觉信息两种。除广告信息外，视觉信息主要集中在车门上部的信息板，车门两侧的移动电视，以及车厢两端顶部的动态电子显示屏。地铁行车信息的发布集中在车门附近，一方面造成了乘客偏好集中站立在车门附近，另一方面也造成了车厢中间的乘客观察行车信息困难。现状车厢内的大量空间资源未充分利用，视觉信息发布的位置布局可有所改进。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统及其运行方法，实现的目的是能够指引乘客按照车厢顶棚显示屏的密度信息，主动移步至低密度区域，促使车厢内乘客均匀分布，使车厢整体达到均匀分布，避免乘客集中在车门附近，为乘客上下车留出充足空间，提升高峰时段地铁运力。

为实现上述目的，本发明公开了基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统，包括设置于每一地铁车厢内的主控模块，所述主控模块籍由通信传输模块与地铁车辆控制中心进行通讯。

其中，每一所述地铁车厢内均设有若干压电传感器、灯控模块和显示屏；

若干所述压电传感器分别以分块敷设方式，设置于对应的所述地铁车厢的站立区的地板表面，并将采集到的信息传送给所述主控模块；

每一所述显示屏设均置于相应的所述地铁车厢顶部的内表面，朝向相应的所述地铁车厢内的乘客显示图像，且受到相应的所述灯控模块的控制；

所述主控模块根据从相应的所述压电传感器获取的所述信息，向相应的所述灯控模块发出指令；每一所述灯控模块根据相应的所述主控模块的指令控制相应的所述显示屏显示图像。

优选的，还包括供电模块，所述供电模块设置于每一所述地铁车厢，向所述主控模块、所述通信传输模块、所述压电传感器、所述灯控模块和所述显示屏供电。

更优选的，还包括设备机箱；所述供电模块、所述主控模块、所述通信传输模块、和所述灯控模块均设置于所述设备机箱内。

优选的，每一所述显示屏均为LED屏。

本发明还提供基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，步骤如下：

1)、所述分布诱导系统启动，开始运行；

2)、所述主控模块籍由每一所述压电传感器，在相应的所述地铁车厢的站立区域内，采集所述乘客的分布状态的所述信息，并以电压值的形式将所述信息进行传输；

3)、所述主控模块根据所述电压值计算相应的所述地铁车厢的所述乘客的分布密度，并将所述分布密度数据实时传输给所述灯控模块；

4)、所述灯控模块根据所述分布密度数据向每一所述显示屏发出图案指令；

5)、每一所述显示屏根据所述图案指令，显示相应的所述地铁车厢的乘客群密度分布；

6)、每一地铁到站时，所述主控模块籍由所述信息传输模块从所述地铁车辆控制中心获取行驶信息；

7)、所述主控模块将所述行驶信息传输给所述灯控模块；

8)、所述灯控模块根据所述行驶信息向每一所述显示屏发出到站指令；

9)、每一所述显示屏根据所述到站指令，显示所述行驶信息；

10)、在所述地铁再次启动时，重复执行步骤3)至步骤10)直至所述地铁运营结束时，结束所述分布诱导系统启动的运行。

优选的，所述主控模块根据所述电压值计算相应的所述地铁车厢的所述乘客的分布密度的公式如下：

q_i＝F(V_i)/S；

其中，q_i为第i块所述压电传感器所在位置的所述乘客的分布密度；

V_i为第i块所述压电传感器输出的所述电压值；

F(V_i)为压电转换公式，根据每一所述电压值计算出相应的所述压电传感器的监测区域的总压力，即乘客的总重量；

S为每一所述压电传感器的面积，单位为㎡。

优选的，每一所述显示屏显示的图案均为颜色深浅、星空密度或者雨滴数量，并籍由所述图案显示相应的所述地铁车厢的乘客群密度分布。

本发明的有益效果：

本发明的应用能够指引乘客按照车厢顶棚显示屏的密度信息，主动移步至低密度区域，促使车厢内乘客均匀分布，增加单个乘客周围空间，提升乘客的乘车舒适度。

本发明的应用能够使车厢整体达到均匀分布，避免乘客集中在车门附近，为乘客上下车留出充足空间，提升高峰时段地铁运力。

本发明的利用地铁车厢顶棚作为显示屏，所展示的信息可视范围大，减少乘客查看行车信息的障碍，也丰富了地铁车厢内信息的发布方式。

应用了本发明的地铁车厢，顶棚作为车厢地板压电传感器的输出端，能随着乘客的移动而产生不同的图案，结合星空、水滴、樱花、绿地等不同显示主题，增强乘车过程的趣味性，改善地铁“低头族”聚集的现象，带给乘客以灵感和创意。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例

如图1所示，基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统，包括设置于每一地铁车厢内的主控模块，主控模块籍由通信传输模块与地铁车辆控制中心进行通讯。

其中，每一地铁车厢内均设有若干压电传感器、灯控模块和显示屏；

若干压电传感器分别以分块敷设方式，设置于对应的地铁车厢的站立区的地板表面，并将采集到的信息传送给主控模块；

每一显示屏设均置于相应的地铁车厢顶部的内表面，朝向相应的地铁车厢内的乘客显示图像，且受到相应的灯控模块的控制；

主控模块根据从相应的压电传感器获取的信息，向相应的灯控模块发出指令；每一灯控模块根据相应的主控模块的指令控制相应的显示屏显示图像。

本发明的原理在于，利用地铁车厢的地板布设压电传感器，并籍由压电传感器检测乘客密度分布。

每片压电传感器均与地铁车厢顶部内表面的显示屏相对应，通过显示屏输出密度信号。

显示屏上密度信号可采用多样化的表达方式，如星空、水滴、樱花等，增加乘车的趣味性。

在实际应用中，还可可配合地铁车厢内的广播，提醒乘客移步至低密度区域。

在地铁到站时，显示屏切换为到站信息显示界面，通过车厢顶棚增加车辆行驶信息的可视范围。

在某些实施例中，还包括供电模块，供电模块设置于每一地铁车厢，向主控模块、通信传输模块、压电传感器、灯控模块和显示屏供电。

在某些实施例中，还包括设备机箱；供电模块、主控模块、通信传输模块、和灯控模块均设置于设备机箱内。

在某些实施例中，每一显示屏均为LED屏。

本发明还提供基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，步骤如下：

1)、分布诱导系统启动，开始运行；

2)、主控模块籍由每一压电传感器，在相应的地铁车厢的站立区域内，采集乘客的分布状态的信息，并以电压值的形式将信息进行传输；

3)、主控模块根据电压值计算相应的地铁车厢的乘客的分布密度，并将分布密度数据实时传输给灯控模块；

4)、灯控模块根据分布密度数据向每一显示屏发出图案指令；

5)、每一显示屏根据图案指令，显示相应的地铁车厢的乘客群密度分布；

6)、每一地铁到站时，主控模块籍由信息传输模块从地铁车辆控制中心获取行驶信息；

7)、主控模块将行驶信息传输给灯控模块；

8)、灯控模块根据行驶信息向每一显示屏发出到站指令；

9)、每一显示屏根据到站指令，显示行驶信息；

10)、在地铁再次启动时，重复执行步骤3)至步骤10)直至地铁运营结束时，结束分布诱导系统启动的运行。

在某些实施例中，主控模块根据电压值计算相应的地铁车厢的乘客的分布密度的公式如下：

q_i＝F(V_i)/S；

其中，q_i为第i块压电传感器所在位置的乘客的分布密度；

V_i为第i块压电传感器输出的电压值；

F(V_i)为压电转换公式，根据每一电压值计算出相应的压电传感器的监测区域的总压力，即乘客的总重量；

S为每一压电传感器的面积，单位为㎡。

在某些实施例中，每一显示屏显示的图案均为颜色深浅、星空密度或者雨滴数量，并籍由图案显示相应的地铁车厢的乘客群密度分布。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，包括设置于每一地铁车厢内的主控模块，所述主控模块籍由通信传输模块与地铁车辆控制中心进行通讯；其特征在于：

每一所述地铁车厢内均设有若干压电传感器、灯控模块和显示屏；

若干所述压电传感器分别以分块敷设方式，设置于对应的所述地铁车厢的站立区的地板表面，并将采集到的信息传送给所述主控模块；

每一所述显示屏设均置于相应的所述地铁车厢顶部的内表面，朝向相应的所述地铁车厢内的乘客显示图像，且受到相应的所述灯控模块的控制；

所述主控模块根据从相应的所述压电传感器获取的所述信息，向相应的所述灯控模块发出指令；每一所述灯控模块根据相应的所述主控模块的指令控制相应的所述显示屏显示图像；

每一所述显示屏显示的图案均为颜色深浅、星空密度或者雨滴数量，并籍由所述图案显示相应的所述地铁车厢的乘客群密度分布；

步骤如下：

1)、所述分布诱导系统启动，开始运行；

2)、所述主控模块籍由每一所述压电传感器，在相应的所述地铁车厢的站立区域内，采集所述乘客的分布状态的所述信息，并以电压值的形式将所述信息进行传输；

3)、所述主控模块根据所述电压值计算相应的所述地铁车厢的所述乘客的分布密度，并将所述分布密度数据实时传输给所述灯控模块；

4)、所述灯控模块根据所述分布密度数据向每一所述显示屏发出图案指令；

5)、每一所述显示屏根据所述图案指令，显示相应的所述地铁车厢的乘客群密度分布；

6)、每一地铁到站时，所述主控模块籍由所述通信传输模块从所述地铁车辆控制中心获取行驶信息；

7)、所述主控模块将所述行驶信息传输给所述灯控模块；

8)、所述灯控模块根据所述行驶信息向每一所述显示屏发出到站指令；

9)、每一所述显示屏根据所述到站指令，显示所述行驶信息；

10)、在所述地铁再次启动时，重复执行步骤3)至步骤10)直至所述地铁运营结束时，结束所述分布诱导系统启动的运行。

2.根据权利要求1所述的基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，其特征在于：还包括供电模块，所述供电模块设置于每一所述地铁车厢，向所述主控模块、所述通信传输模块、所述压电传感器、所述灯控模块和所述显示屏供电。

3.根据权利要求2所述的基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，其特征在于：还包括设备机箱；所述供电模块、所述主控模块、所述通信传输模块、和所述灯控模块均设置于所述设备机箱内。

4.根据权利要求1所述的基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，其特征在于：每一所述显示屏均为LED屏。

5.根据权利要求1所述的基于压电传感器的地铁乘客分布诱导系统的运行方法，其特征在于：所述主控模块根据所述电压值计算相应的所述地铁车厢的所述乘客的分布密度的公式如下：

q_i＝F(V_i)/S；

其中，q_i为第i块所述压电传感器所在位置的所述乘客的分布密度；

V_i为第i块所述压电传感器输出的所述电压值；

F(V_i)为压电转换公式，根据每一所述电压值计算出相应的所述压电传感器的监测区域的总压力，即乘客的总重量；

S为每一所述压电传感器的面积，单位为㎡。