CN111619614B

CN111619614B - 一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统及方法

Info

Publication number: CN111619614B
Application number: CN202010507772.XA
Authority: CN
Inventors: 董文澎; 秦茂轩; 房晓丰; 姜诚华; 赵雅琦; 杨光; 潘志群; 万衡; 刘振勇; 谭冬莲; 苏鹏; 许文武
Original assignee: Shanghai Institute of Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Technology
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2040-06-05
Also published as: CN111619614A

Abstract

本发明公开了一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统及方法，该系统包括：中控单元、车厢数据库、显示单元、若干感应板；若干感应板作为地板铺设于各车厢，并与对应车厢的车厢数据库信号连接，用于检测获取各车厢内乘客和放置物品的地板接触面积，并存储至对应的车厢数据库；中控单元分别与车厢数据库、显示单元信号连接，用于调取车厢数据库中存储的地板接触面积，获取各个车厢的拥挤率，并且根据拥挤率控制显示单元显示各车厢的拥挤程度，以疏导乘客。本发明解决了现有车厢内的乘客拥挤监控精确度差、疏导效果差的技术问题，具有疏导效果好、厢空间资源利用更加均匀、拥挤监控准确性好的技术特点。

Description

一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统及方法

技术领域

本发明属于交通技术领域，尤其涉及一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统及方法。

背景技术

国内外大城市在上下班和节假日期间乘坐如轨道交通工具的乘客特别多，经常发生乘客拥挤堵塞现象，即使在其他时间，也会出现各个车厢乘客多寡不均的问题。调查显示，乘客大都习惯集中在某几个上车方便的车门口上车，导致有的车厢内十分拥挤，同时有的车厢内则很宽松。例如，当入站口楼梯设置在候车区中部时，候车乘客往往会呈现“中间多，两头少”的现象；当入站口楼梯设置在两边时，候车人员往往会出现“两边多，中间少”的现象。这种分布现象在大客流情况下会直接加剧拥堵状况，使乘客无法高效进出候车区，且由于整个列车的局部拥挤堵塞，乘客在人多的车厢内很难走到人少的车厢内，座位和车厢空间资源得不到合理的利用。

现有技术中存在一种方法，在站台屏蔽门前方的地面上设置了脚踏感应装置，以判断各节车厢上/下了多少人，并算出车厢内乘客数，以推算车厢内拥挤程度。但是，该方法存在一些问题：首先，不够精确，可能会误判上/下的乘客；其次，乘客携带的行李同样会增加车厢内拥挤程度，而该方法未能考虑到；最重要的是，地铁的各车厢之间实际上是连通的，乘客能够自由在各车厢之间行走，因此仅根据上下地铁时的情况无法正确判断各节车厢内的乘客数量，这导致该方法在原理上存在重大缺陷。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统及方法

一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统，包括：中控单元、车厢数据库、显示单元、若干感应板；

若干感应板作为地板铺设于各车厢，并与对应车厢的车厢数据库信号连接，用于检测获取各车厢内乘客和放置物品的地板接触面积，并存储至对应的车厢数据库；

中控单元分别与车厢数据库、显示单元信号连接，用于调取车厢数据库中存储的地板接触面积，获取各个车厢的拥挤率，并且根据拥挤率控制显示单元显示各车厢的拥挤程度，以疏导乘客。

在其中一些实施例中，感应板为压感板和/或光感板，感应板作为地板铺设于各车厢除座位区域外的车厢底部区域。

在其中一些实施例中，显示单元包括若干车厢显示子单元、站台显示子单元；

车厢显示子单元设于各个车厢内，站台显示子单元设于各站台上，车厢显示子单元与站台显示子单元均用于根据拥挤率显示各车厢的拥挤程度，以疏导乘客。

在其中一些实施例中，中控单元具体用于将拥挤率与预设的拥挤阈值对比，得到各个车厢的拥挤程度，并控制显示单元进行显示。

在其中一些实施例中，拥挤率n为n＝S1/(S-S2)或者n＝(S1+S2)/S，其中，S表示当前车厢内感应板覆盖区域的总面积，S1表示当前车厢内各乘客的地板接触面积的总和，S2表示当前车厢内各放置物品的地板接触面积的总和。

一种车厢乘客拥挤监控与疏导方法，采用如上述的车厢乘客拥挤监控与疏导系统，包括以下步骤：

S1：通过感应板检测获取各车厢内乘客和放置物品的地板接触面积，并存储至对应的车厢数据库；

S2：调取车厢数据库中存储的地板接触面积，获取各个车厢的拥挤率；

S3：根据拥挤率控制显示单元显示各车厢的拥挤程度。

在其中一些实施例中，步骤S2中，获取各个车厢的拥挤率n为：

n＝S1/(S-S2)

其中，S表示当前车厢内感应板覆盖区域的总面积，S1表示当前车厢内各乘客的地板接触面积的总和，S2表示当前车厢内各放置物品的地板接触面积的总和。

n＝(S1+S2)/S

在其中一些实施例中，步骤S3进一步包括：

将拥挤率与预设的拥挤阈值对比，得到各个车厢的拥挤程度；

根据拥挤程度控制显示单元进行显示，以疏导乘客。

在其中一些实施例中，步骤S3中，拥挤阈值至少包括第一阈值、第二阈值，根据拥挤程度控制显示单元进行显示进一步包括：

当拥挤率小于第一阈值，则控制显示单元显示拥挤程度为不拥挤；

当拥挤率处于第一阈值与第二阈值之间，则控制显示单元显示拥挤程度为较拥挤；

当拥挤率大于第二阈值时，则控制显示单元显示拥挤程度为非常拥挤。

本发明与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明通过感应板作为地板铺设于车厢内，检测地板上的乘客和放置物品的地板接触面积，不仅考虑到了乘客人多本身造成的拥挤，而且考虑到如行李箱、婴儿车等等放置物品造成的拥挤，以该地板接触面积准确地实时获取各个车厢的拥挤率，可以有效地实时反映各个车厢的拥挤程度，并通过显示单元显示给已在车厢内或将要进入车厢的乘客，不仅可以让已在车厢内的乘客疏导到合适的车厢，而且可以让站台上的乘客提前知道即将到站的车厢拥挤情况，以提前疏导到合适的车厢，从而使得车厢空间资源利用更加均匀；

本发明通过地板接触面积区分乘客和放置物品，从总面积中去除地面上的所有较大的行李所占的面积后，再去计算乘客的拥挤率，能够大大减少误差，大大提高系统的拥挤监控和疏导的准确性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统的架构原理图；

图2为本发明的一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统的车厢安装示意图；

图3为本发明的一种车厢乘客拥挤监控与疏导方法的流程图。

附图标记说明：

1-中控单元；2-车厢数据库；3-显示单元；31-车厢显示子单元；32-车站显示子单元；4-感应板；5-轨道交通车厢；51-座位区；52-轨道交通车门。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统及方法作进一步详细说明。

参看图1，本发明提供一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统，包括：中控单元1、车厢数据库2、显示单元3、若干感应板4；

若干感应板4作为地板铺设于各车厢，并与对应车厢的车厢数据库2信号连接，用于检测获取各车厢内乘客和放置物品的地板接触面积，并存储至对应的车厢数据库2；

中控单元1分别与车厢数据库2、显示单元3信号连接，用于调取车厢数据库2中存储的地板接触面积，获取各个车厢的拥挤率，并且根据拥挤率控制显示单元3显示各车厢的拥挤程度，以疏导乘客。

现对本实施例进行详细说明。

本实施例可以应用于轨道交通车厢的乘客拥挤监控与疏导，例如有轨电车、地铁等环境，用于车厢的乘客拥挤监控与疏导，同样地，本实施例也可以应用于公路交通车，用于公路交通车厢内的乘客拥挤监控与疏导，本实施例以下内容以轨道交通车厢为例进行说明，但不仅限于此。

本实施例的感应板可以为压感板和/或光感板，压感板可以是基于压力感应技术，当有外部压力在压感板的一位置上时，该对应位置就可读取到电信号，如此，当乘客或放置物品压在压感板上时，可以根据电信号的点位测算出地板接触面积。而光感板可以是基于光电导效应，当有乘客或放置物品压在光感板的一位置上时，光感板的接触部分将无法接受到外界的光线，使得该区域的电信号将发生改变，如此，根据电信号的点位即可测算出地板接触面积。具体地，参看图2，对于轨道交通车厢5内设有座位区51以及多个轨道交通车门52，本实施例的感应板4作为地板铺设于各车厢5除座位区51外的车厢5底部区域，以避免座位区域的乘客对拥挤监控的干扰，其中，座位区51指座位及座位正下方的区域，座位区51的下方地板上虽然也可以放置物品，但是不能站人的，对实际车厢内部的拥挤情况没有影响，而在车厢地板上的其他区域，无论是站立的乘客、坐着的乘客(坐着的乘客的脚同样会放置在地上)还是放在地上的行李等放置物品，均会对车厢内部的拥挤情况造成显著影响。

本实施例的中控单元可以是轨道交通中控室内的计算处理设备、也可以是公路交通中车载系统的计算处理设备，即基于现有的交通工具的计算处理设备，同样地，本实施例的中控单元也可以为相对于现有的交通工具的计算处理设备新添加的计算处理设备，以专门进行车厢乘客拥挤监控与疏导。

在本实施例的一种实施方式中，本申请的中控单元对于乘客和放置物品的地板接触面积进行统一监控，也即是，不区分感应板上的是乘客还是放置物品，统一监控一个两者的接触面积，如此，中控单元可以通过以下公式进行计算拥挤率n：

n＝(S1+S2)/S

其中，S表示当前车厢内感应板覆盖区域的总面积，S1表示当前车厢内各乘客的地板接触面积的总和，S2表示当前车厢内各放置物品的地板接触面积的总和，上述公式中的“S1+S2”的和是直接感应板检测获取的，表述成相加和的形式仅表示地板接触面积包括乘客和放置物品两者占据的面积。该实施方式数据处理难度低、监控简单高效，但是在一些特殊情况下，尤其是对于箱式的底面为平面且底面积较大的行李，会带来较大的误差，不能准去反应乘客的拥挤。例如，在极端情况下，假设车厢内的一半区域放满了底面为平面的行李，而另一半区域完全是空的，则根据上述方法算得的拥挤率已达到0.5，远超第二阈值0.2，这明显并不符合实际情况。

更优地，在本实施例的另一种实施方式中，本申请的中控单元对于乘客和放置物品的地板接触面积进行分别监控，也即是，区分感应板上的是乘客还是放置物品，其中，可以通过预设的地板接触面积的面积阈值，区分是如行李等底面积较大放置物体，还是乘客，如此，中控单元可以通过以下公式进行计算拥挤率n：

n＝S1/(S-S2)

上述的面积阈值例如可设置为400cm²，即单个接触区域的面积达到400cm²时，即认为对应的是放置于地面上的较大的行李，而非乘客，先从总面积中去除地面上的所有较大的行李所占的面积后，再去计算拥挤率，有效排除了一些放置物品，能够大大减少误差，准确反应了乘客本身的拥挤程度，提高了系统的准确度。另外，行李中当然也存在与地面接触面积较小的情况，但是，对于这样的行李来说，其已不存在上述的产生误差的影响，因此即使将这部分接触面积“误判”为乘客接触面积，对最终的结果也几乎没有影响。因此，该中控单元对于乘客拥挤的监控能够进一步消除误差，只要设置了合适的阈值，就可以使得检测结果远比现有的方法准确可靠。

参看图1，本实施例的显示单元包括车厢显示子单元31、站台显示子单元32，具体可以为显示屏和/或指示灯等，具体地，参看图2，本实施例中，车厢显示子单元31采用显示屏进行显示，该显示屏可以基于现有车厢的显示设备，也可以专门设立一块显示屏，以进行各个车厢的拥挤程度显示，可以让已在车厢内的乘客疏导到人较少的车厢内，参看图1，站台显示子单元32采用指示灯进行显示，该指示灯设于站台的屏蔽门处，可以理解的是，站台屏蔽门与某一节车厢是一一对应的，因此可在轨道交通车辆开过来之前，可以通过指示灯的不同颜色或不同发光数量提前告知每个屏蔽门前等候的乘客，即将到站的车厢具体拥挤情况，以提前疏导到人较少的车厢，从而使得车厢空间资源利用更加均匀。显然地，上述显示单元的显示方式仅为本实施例的一种实施方式，例如，站台显示子单元也可直接在轨道交通站台内的显示屏上显示出即将开过来或已开过来的轨道交通不同车厢的拥挤程度，若显示屏不够大，还可滚动显示不同车厢的拥挤程度，对于每个显示子单元也可以同时设置多种显示方式，本实施例对显示方式不作具体限定。

其中，本实施例的中控单元将拥挤率与预设的拥挤阈值对比，得到各个车厢的拥挤程度，并控制显示单元进行显示。例如，可将拥挤程度分为不拥挤、较拥挤、非常拥挤，进一步地，拥挤阈值设定了第一阈值和第二阈值，当拥挤率小于第一阈值时，将拥挤程度分为不拥挤；当拥挤率处于第一阈值与第二阈值之间时，将拥挤程度分为较拥挤；当拥挤率大于第二阈值时，将拥挤程度分为非常拥挤。

上述第一阈值和第二阈值均为拥挤程度阈值，可根据实际情况计算得到。例如，第一阈值可设置为0.1，第二阈值可设置为0.2；分别表示接触面积达到了压感板1覆盖区域的总面积的10％和20％。根据经验可知每只鞋底与地面的接触面积一般在100-200cm²，双脚则是200-400cm²，取中间值300cm²即0.03m²，乘以上述的每平方米达到“非常拥挤”情况的人数(6-7人)，便可得第二阈值约为0.2，即第二阈值0.2对应于每平方米的乘客数约为6-7人，即可认为属于“非常拥挤”的情况了；相应地，第一阈值0.1对应于每平米的乘客数约为3-4人，当低于该拥挤程度时，可认为车厢内处于“不拥挤”的情况。

在其他实施例中，若需要更精确地区分车厢内的拥挤情况，也可将拥挤程度分为更多等级，并可增设相应的拥挤程度阈值来进行区分。例如，可在“非常拥挤”的拥挤程度后增加“已满员”，二者间的拥挤程度阈值例如可为0.3。另外，可在“不拥挤”的拥挤程度前增加“有空位”，二者间的阈值可根据车厢座位数及设计满载乘客数进行计算，假设车厢内设有20个空位，而车厢设计时最多能容纳200人，即车厢内满员时的乘客数为车厢内座位恰好坐满时的乘客数的10倍，则二者间的阈值可设为0.3/10＝0.03，0.3表示假设的车厢内满员时的拥挤率。

参看图3，本发明还提供一种车厢乘客拥挤监控与疏导方法，采用如上实施例的车厢乘客拥挤监控与疏导系统，包括以下步骤：

S3：根据拥挤率控制显示单元显示各车厢的拥挤程度。

现结合上述实施例再对本实施例进行说明，其中，部分内容请参看上述实施例的描述，在此不再赘述。

在本实施例的另一种实施方式中，步骤S2中，将单节车厢内的压感板获取的接触面积除以该车厢内的压感板覆盖区域的总面积，得到拥挤率，具体拥挤率n为：

n＝(S1+S2)/S

可以理解的是，车厢内的拥挤程度原本是空间上的三维问题，而本发明通过上述方法计算得到拥挤率，将其转化为了平面上的二维问题；考虑到实际情况，该方法是完全可行的。但是，该方法也存在误差：同样的接触面积下，放在地上的行李和乘客造成的拥挤程度是存在区别的，尤其是对于箱式的底面为平面且底面积较大的行李，会带来较大的误差。例如，在极端情况下，假设车厢内的一半区域放满了底面为平面的行李，而另一半区域完全是空的，则根据上述方法算得的拥挤率已达到0.5，远超第二阈值0.2，这明显并不符合实际情况。

因此，更优选地，在本实施例的另一种实施方式中，为了消除上述误差，步骤S2中，利用预设的面积阈值，将单节车厢内的感应板获取的不同的接触面积分为乘客接触面积与物品接触面积，具体拥挤率n为：

n＝S1/(S-S2)

进一步地，上述的面积阈值例如可设置为400cm²，即单个接触区域的面积达到400cm²时，即认为对应的是放置于地面上的较大的行李，而非乘客，先从总面积中去除地面上的所有较大的行李所占的面积后，再去计算拥挤率，能够大大减少误差。可以理解的是，行李中当然也存在与地面接触面积较小的情况，但是，对于这样的行李来说，其已不存在上述的产生误差的影响，因此即使将这部分接触面积“误判”为乘客接触面积，对最终的结果也几乎没有影响。

因此，该优选方法能够进一步消除误差，只要设置了合适的阈值，利用该方法得到的检测结果远比现有的方法准确可靠。

具体地，本实施例的步骤S3，将拥挤率与预设的拥挤阈值对比，得到各个车厢的拥挤程度；根据拥挤程度控制显示单元进行显示，以疏导乘客。其中，拥挤阈值至少包括第一阈值、第二阈值，根据拥挤程度控制显示单元进行显示进一步包括：当拥挤率小于第一阈值，则控制显示单元显示拥挤程度为不拥挤；当拥挤率处于第一阈值与第二阈值之间，则控制显示单元显示拥挤程度为较拥挤；当拥挤率大于第二阈值时，则控制显示单元显示拥挤程度为非常拥挤。

综上所述，本实施例通过感应板作为地板铺设于车厢内，检测地板上的乘客和放置物品的地板接触面积，不仅考虑到了乘客人多本身造成的拥挤，而且考虑到如行李箱、婴儿车等等放置物品造成的拥挤，以该地板接触面积准确地实时获取各个车厢的拥挤率，可以有效地实时反映各个车厢的拥挤程度，并通过显示单元显示给已在车厢内或将要进入车厢的乘客，不仅可以让已在车厢内的乘客疏导到合适的车厢，而且可以让站台上的乘客提前知道即将到站的车厢拥挤情况，以提前疏导到合适的车厢，从而使得车厢空间资源利用更加均匀。同时，通过地板接触面积区分乘客和放置物品，可以有效减小拥挤率的误差，大大提高系统的拥挤监控和疏导的准确性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种车厢乘客拥挤监控与疏导系统，其特征在于，包括：中控单元、车厢数据库、显示单元、若干感应板；

若干所述感应板作为地板铺设于各车厢，并与对应车厢的所述车厢数据库信号连接，用于检测获取各车厢内乘客和放置物品的地板接触面积，并存储至对应的所述车厢数据库；

所述中控单元分别与所述车厢数据库、所述显示单元信号连接，用于调取所述车厢数据库中存储的所述地板接触面积，对乘客和放置物品的地板接触面积分别进行监控，通过预设的地板接触面积的面积阈值，区分感应板上的是乘客还是放置物品；在所述地板接触面积达到面积阈值时，确认为放置物品而非乘客，从总面积中去除地面上的所述放置物品所占面积后，再去计算拥挤率；

获取各个车厢的拥挤率，所述拥挤率n为n=S1/（S-S2）或者n=（S1+S2）/S，其中，S表示当前车厢内所述感应板覆盖区域的总面积，S1表示当前车厢内各乘客的所述地板接触面积的总和，S2表示当前车厢内各放置物品的所述地板接触面积的总和；

并且根据所述拥挤率控制所述显示单元显示各车厢的拥挤程度，以疏导乘客；

其中，所述中控单元具体用于将所述拥挤率与预设的拥挤阈值对比，得到各个车厢的拥挤程度，并控制所述显示单元进行显示；所述拥挤阈值至少包括第一阈值、第二阈值，所述根据所述拥挤程度控制显示单元进行显示进一步包括：当所述拥挤率小于所述第一阈值，则控制所述显示单元显示所述拥挤程度为不拥挤；当拥挤率处于所述第一阈值与所述第二阈值之间，则控制所述显示单元显示所述拥挤程度为较拥挤；当拥挤率大于第二阈值时，则控制所述显示单元显示所述拥挤程度为非常拥挤。

2.根据权利要求1所述的车厢乘客拥挤监控与疏导系统，其特征在于，所述感应板为压感板和/或光感板，所述感应板作为地板铺设于各车厢除座位区域外的车厢底部区域。

3.根据权利要求1所述的车厢乘客拥挤监控与疏导系统，其特征在于，所述显示单元包括若干车厢显示子单元、站台显示子单元；

所述车厢显示子单元设于各个车厢内，所述站台显示子单元设于各站台上，所述车厢显示子单元与所述站台显示子单元均用于根据所述拥挤率显示各车厢的拥挤程度，以疏导乘客。

4.一种车厢乘客拥挤监控与疏导方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任意一项所述的车厢乘客拥挤监控与疏导系统，包括以下步骤：

S1：通过感应板检测获取各车厢内乘客和放置物品的地板接触面积，并存储至对应的车厢数据库，对乘客和放置物品的地板接触面积分别进行监控，通过预设的地板接触面积的面积阈值，区分感应板上的是乘客还是放置物品，在所述地板接触面积达到面积阈值时，确认为放置物品而非乘客，从总面积中去除地面上的所述放置物品所占面积后，再去计算拥挤率；

S2：调取所述车厢数据库中存储的所述地板接触面积，获取各个车厢的拥挤率；所述获取各个车厢的拥挤率n为：

n=S1/（S-S2），或者 n=（S1+S2）/S

其中，S表示当前车厢内所述感应板覆盖区域的总面积，S1表示当前车厢内各乘客的所述地板接触面积的总和，S2表示当前车厢内各放置物品的所述地板接触面积的总和； S3：根据所述拥挤率控制所述显示单元显示各车厢的拥挤程度；将所述拥挤率与预设的拥挤阈值对比，得到各个车厢的所述拥挤程度；根据所述拥挤程度控制显示单元进行显示，以疏导乘客；

其中，所述拥挤阈值至少包括第一阈值、第二阈值，所述根据所述拥挤程度控制显示单元进行显示进一步包括：当所述拥挤率小于所述第一阈值，则控制所述显示单元显示所述拥挤程度为不拥挤；当拥挤率处于所述第一阈值与所述第二阈值之间，则控制所述显示单元显示所述拥挤程度为较拥挤；当拥挤率大于第二阈值时，则控制所述显示单元显示所述拥挤程度为非常拥挤。