CN111986368A - 城市轨道交通自动售检票系统及其控制方法 - Google Patents

城市轨道交通自动售检票系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于城市轨道交通技术领域，具体涉及一种城市轨道交通自动售检票系统及控制方法。该控制方法包括由LC、SC和SLE构成的自动售检票系统，乘客通过票据与票据交互机构进行交互以检票进出站；该系统还包括闸机控制系统，闸机控制系统包括在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时以统计闸机待机时间的闸机计时模组，和统计与管理各闸机计时模组的主控模组，主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态，当出现明显失衡时，可以调节闸机的开启方向。本发明的检票系统及其控制方法。

Description

城市轨道交通自动售检票系统及其控制方法
技术领域
本发明属于城市轨道交通技术领域，具体涉及一种城市轨道交通自动售检票系统及控制方法。
背景技术
城市轨道交通是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大等特点，属绿色环保交通体系，其为居民的日常出行带来了较大的便利。自动售检票系统(Automatic FareCollection system，简称AFC)，是实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分以及管理等全过程的自动处理系统。
为提升城市轨道交通的服务质量与用户体验，有必要进行持续改进。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种设置合理、使用可靠，且能有效提升设备使用效率与乘客通行效率的城市轨道交通自动售检票系统及其控制方法。
作为本发明的第一发明，提供了一种城市轨道交通自动售检票系统的控制方法，该自动售检票系统包括线路中心系统(LC)、车站中心(SC)和AFC设备(SLE)，车站的AFC设备(SLE)均连接至该车站的车站中心(SC)，各车站中心(SC)连接至线路中心系统(LC)，线路中心系统(LC)连接至清结算中心(ACC)。
所述AFC设备(SLE)包括闸机，闸机包括闸机主体、活动机构及票据交互机构，活动机构活动地设置于闸机主体上以打开或关闭闸机通道，票据交互机构设置于闸机主体的至少一侧以识别票据；乘客通过票据与票据交互机构进行交互，票据交互机构依次经车站中心(SC)、线路中心系统(LC)与清结算中心(ACC)通信，收到清结算中心(ACC)返回的结算信息后开启闸机的活动机构以打开闸机通道，允许乘客进出站。所述票据可以是磁票、感应票(即感应式IC卡、非接触式IC卡)、二维码、蓝牙终端、人脸数据或是指纹数据。
作为优选，所述活动机构设置于闸机主体的中部，票据交互机构设置于两侧，两票据交互机构中至多只有一侧开启。也即，该闸机工作时只能是作为进站闸机与出站闸机中的一种，或是停用，而不能双向同时开启，以避免带来管理与使用上的混乱，这在本发明具有开启方向调节时尤为重要。
作为优选，所述票据交互机构为人脸识别模组，人脸识别模组包括相机与补光灯。采用人脸识别作为票据，可以避免实体卡在携带、使用等方便的不足，有利于提高通行效率。
作为优选，还包括人员监控系统，其包括摄像头和视频分析模组。
摄像头设置于闸机通道处并采集实时图像，视频分析模组接收摄像头采集的数据，并对视频图像进行分析以获取实时人员流动情况，用于控制闸机工作状态的闸机控制系统与视频分析模组通信，从而根据视频分析结果调整闸机工作状态，即将闸机由进站状态改为出站，或是由出站改为进站，以使闸机工作状态与进出站人流量相匹配。
作为优选，所述视频分析模组包括人形检测模块与人数统计模块。
人形检测模块，用于利用YOLO算法，将视频图像分成N*N的网络区域，每一个区域称为一个网格，每个网格预测出紧致矩形框与置信度，再利用NMS非极大值抑制法进行筛选，从而得到目标框。
人数统计模块，用于对同一视频图像中检测得到的目标框的数量进行统计，得到各时间点的人数。
作为优选，所述视频分析模组还包括流向检测模块；流向检测模块在人形检测模块完成对帧图像分析完成后，记录所有人的坐标并给每个人分配一个ID序号；再沿图像中心线将其分为左右两部分，利用deepsort算法对所有人的位置进行追踪统计，各ID人员由图像左侧转至图像右侧时，正向流动人员+1，反之逆向流程人员+1，进而可以检测出各向人员流动数量。当然，位置追踪统计时，也可以是对左右对称分割的图像进一步进行再次分割，实际来说，对图像进行竖直4等分、6等分或8等分是较为适宜的，最佳是6等分并相邻块为一组进行位置追踪运算，即有左中右三个计算区域。
进一步地，该系统还包括闸机控制系统，闸机控制系统包括闸机计时模组，闸机计时模组设置于闸机主体内，其在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时，以判断闸机是否空置；闸机控制系统还包括主控模组，主控模组与各个闸机计时模组相连接，闸机计时模组向主控模组传输闸机开启方向信息与计时信息。
设置闸机计时模组计时超过t时间为空闲状态，不超过t时间为忙碌状态，主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态；当出现明显失衡时，调节闸机的开启方向。从而使得车站的闸机工作状态可以与客流相适应，提高设备使用效率与进出站通行率。
作为优选，主控模组按是以下调节方式进行的：
将控制单元内所有开启方式为进站的闸机数量计为A，所有开启方式为出站的闸机数量计为B；设定t为15-300s，将控制单元内所有开启方式为进站且处于忙碌状态的闸机数量计为a，所有开启方式为出站且处于忙碌状态的闸机数量计为b；设定调节阈值m，n，c，k。
当a/A≥m或b/B≥m时，判断b/B≤n或a/A≤n是否满足。
若满足，将k个出站或进站闸机的开启状态设置为反向，k满足：
Figure BDA0002653469750000031
或
Figure BDA0002653469750000032
若不满足则记录而不执行操作。
其中，m为闸机忙碌状态占比(％)，n为闸机空闲状态占比(％)，c为调整比例(％)，k为待调整开启方向的闸机的调整数量，k应为正整数，优选为向下取整后的结果。
上述的控制单元可以是以车站为单位进行，也可以是以车站内的若干闸机组所组成的单位(原则上这些闸机应对应相同或相近的出口)；同时，m、n、c可以在允许范围内进行相应的设置，以使整体最佳。
作为优选，闸机计时模组收到开启方式调整指令时，延迟5-30s进行；所述主控模组优选是按区域设置或按线路集中设置的。
一种城市轨道交通自动售检票系统，包括线路中心系统(LC)、车站中心(SC)和AFC设备(SLE)，车站的AFC设备(SLE)均连接至该车站的车站中心(SC)，各车站中心(SC)连接至线路中心系统(LC)，线路中心系统(LC)连接至清结算中心(ACC)。所述AFC设备(SLE)包括闸机，闸机包括闸机主体、活动机构及票据交互机构，活动机构活动地设置于闸机主体上以打开或关闭闸机通道，票据交互机构设置于闸机主体的至少一侧以识别票据。
乘客通过票据与票据交互机构进行交互，票据交互机构依次经车站中心(SC)、线路中心系统(LC)与清结算中心(ACC)通信，收到清结算中心(ACC)返回的结算信息后开启闸机的活动机构以打开闸机通道，允许乘客进出站。所述票据可以是磁票、感应票、二维码、蓝牙终端、指纹、人脸数据或是指纹数据。
作为优选，所述活动机构设置于闸机主体的中部，其优选为剪切式机构；票据交互机构设置于两侧，两者至多只有一侧开启。
作为优选，还包括感应机构，感应机构包括外侧感应组件与内侧感应组件，并且翼闸的两侧分别设有外侧感应组件与内侧感应组件；内侧感应组件是邻近翼闸设置的，而外侧感应组件是邻近闸机通道的入口或出口设置的。所述外侧感应组件与内侧感应组件均采用红外光电传感器，优选为对射式红外光电传感器。使用时，票据交互机构进行验票操作前，入口侧的内侧感应组件及外侧感应组件启动，以检测闸机通道是否存在非法闯入，若存在非常闯入则中止验票并提示，待消除后继续验票。待验票通过后翼闸打开，入口侧的内侧感应组件及外侧感应组件、出口侧的内侧感应组件及外侧感应组件协同工作以检测乘客是否通过闸机通道，检测到乘客通过后，关闭翼闸。
作为优选所述票据交互机构为人脸识别模组，人脸识别模组包括相机与补光灯。
作为优选，该系统还包括闸机控制系统，闸机控制系统包括闸机计时模组，闸机计时模组设置于闸机主体内，其在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时。闸机控制系统还包括主控模组，主控模组与各个闸机计时模组相连接，闸机计时模组向主控模组传输闸机开启方向信息与计时信息。
设置闸机计时模组计时超过t时间为空闲状态，不超过t时间为忙碌状态，主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态；当任一个控制单元的闸机明显失衡时，调节闸机的开启方向。
作为优选，主控模组的调节方式包括：
将控制单元内所有开启方式为进站的闸机数量计为A，所有开启方式为出站的闸机数量计为B；设定t为15-300s，将控制单元内所有开启方式为进站且处于忙碌状态的闸机数量计为a，所有开启方式为出站且处于忙碌状态的闸机数量计为b；设定调节阈值m，n，c，k，
当a/A≥m或b/B≥m时，判断b/B≤n或a/A≤n是否满足；
若满足，将k个出站或进站闸机的开启状态设置为反向，k满足：k＝(1-n)*c*A，或k＝(1-n)*c*B，k向下取整；
若不满足则记录；
其中，m为闸机忙碌状态占比，n为闸机空闲状态占比，c为调整比例，k为调整数量。
进一步地，闸机计时模组收到开启方式调整指令时，延迟5-30s进行；所述主控模组优选是按区域设置的或按线路集中设置的。
自动售检票系统是实现城市轨道交通智能化运行的重要手段，其具有方便快捷、安全高效等特点，本发明的AFC系统，可以根据实时客流情况对闸机的开启方式进行调整，以提高设备使用率与通行效率，避免拥堵。该系统对于进出站不平衡的站点具有非常明显的实际效果，经实际试验表明，在换乘站点、住宅集中区、办公集中区等具有明显潮汐现象的车站，其在高峰时间段内可以提升通行效率50～150％。
附图说明
图1是本发明某一实施例的AFC系统示意图；
图2是图1实施例的控制流程示意图；
图3是本发明另一实施例的闸机的感应机构设置示意图，图中左侧方向为非付费区，右侧为付费区；翼闸竖直地设置于闸机中部，其两侧分别设有内侧感应组件与外侧感应组件，以虚线表示。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，从而对本发明要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本发明的某些具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本发明构思的某些具体实施方式仅是本发明的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本发明，各具体特征并不当然、直接地限定本发明的实施范围。本领域技术人员在本发明构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本发明要求保护的范围内。
一种城市轨道交通自动售检票系统，包括线路中心系统(LC)、车站中心(SC)和AFC设备(SLE)，车站的AFC设备(SLE)均连接至该车站的车站中心(SC)，各车站中心(SC)连接至线路中心系统(LC)，线路中心系统(LC)连接至清结算中心(ACC)。
其中，清结算中心(ACC)，也称清分算中心，是城市轨道交通自动售检票系统的最顶端，其对城市轨道交通的各个路线进行清分结算，还可对接一卡通系统、银行等第三方支付系统，实现相同或不同线路之间的结算及管理；此外，清结算中心(ACC)一般也应兼具业务规程与票务规则制订的功能。线路中心系统(LC)，是交易和审计数据的采集者，同时负责将上述数据传递至清分中心；其主要用于监控和管理全线路的AFC系统运行。车站中心(SC)，主要用于监控和管理本车站的AFC系统的具体运行情况，并能与线路中心系统(LC)通信以交换数据。AFC设备(SLE)，是设置在车站内的终端设置，可用于售票、补票、查询、充值等服务。
所述AFC设备(SLE)还包括闸机，其设置于付费区与非付费区的分隔带上；闸机包括闸机主体、活动机构及票据交互机构，活动机构活动地设置于闸机主体上以打开或关闭闸机通道，票据交互机构设置于闸机主体的至少一侧以识别票据。闸机通道可以是设置于单个闸机内，或是由某一闸机与相邻的闸机或围挡件配合而形成，对此并不局限。
乘客通过票据与票据交互机构进行交互，票据交互机构依次经车站中心(SC)、线路中心系统(LC)与清结算中心(ACC)通信，收到清结算中心(ACC)返回的结算信息后开启闸机的活动机构以打开闸机通道，以允许乘客进、出站。当然，在条件允许情况下，打开闸机通道与结算操作亦可以是同步进行的，即将清结算过程分为验证和结算两个步骤，进、出站时先验证票据是否合法，在验证票据合法后即打开闸机通道放行而不需等待结算结果，这有利于提升售检票效率。
上述的票据可以是多种形式的，例如：磁卡、感应式IC卡(非接触式IC卡)、二维码、蓝牙终端、NFC终端、指纹数据以及人脸数据等等，并不局限。
在某些实施例中，所述活动机构为伸缩设置的翼闸，并设置于闸机主体的中部，其收缩入闸机主体内后，闸机通道打开以允许通行。该翼闸包括翼扇固定座、铰接于翼扇固定座上以伸出或收缩的翼扇以及驱动翼扇进行上述伸缩活动的电机，翼扇的一端通过铰轴可旋转地设置于翼扇固定座上，电机的输出轴通过偏心轮其若干连杆连接至翼闸上，当电机旋转设定角度后，翼闸被驱动从伸出状态缩回，从而实现闸机通道的打开或关闭。
同时，票据交互机构较佳是设置于闸机两侧的，并且两者中至多只有一侧开启，而不能同时开启，这对本申请的控制至关重要。当闸机靠近非付费区一侧的票据交互机构开启时，该闸机为进站闸机，其工作以允许乘客进站，为避免冲突，此时靠付费区一侧的交互机构应是处于非工作状态的；类似的，当靠付费区一侧的票据交互机构开启而靠非付费区的关闭时，该闸机则被设置为出站闸机。处于关闭一侧的票据交互机构可以是关闭电源，关闭交互指引区，或是显示禁止指示或图标等形式，这并不局限。
在另一些实施例中，还包括感应机构，感应机构包括外侧感应组件与内侧感应组件，并且翼闸的两侧分别设有外侧感应组件与内侧感应组件；其中，内侧感应组件是邻近翼闸设置的，而外侧感应组件是邻近闸机通道的入口或出口设置的。所述外侧感应组件与内侧感应组件均采用红外光电传感器，优选为对射式红外光电传感器，其包括发射端与接收端，并分设于闸机通道的两侧。
使用时，票据交互机构进行验票操作前，入口侧的内侧感应组件及外侧感应组件启动，以检测闸机通道是否存在非法闯入，若存在非常闯入则中止验票并提示，待消除后继续验票。待验票通过后翼闸打开，入口侧的内侧感应组件及外侧感应组件、出口侧的内侧感应组件及外侧感应组件协同工作以检测乘客是否通过闸机通道，检测到乘客通过后，关闭翼闸。例如，验票操作前，先检测两内、外侧感应组件是否均未检测到物体，若是进行验票操作，若否报警或提示乘客退出；验票通过后，翼闸开启，依次通过入口侧外侧感应组件、入口侧内侧感应组件、出口侧内侧感应组件与出口侧外侧感应组件，当乘客通过出口侧内侧感应组件且入口侧外侧感应组件与入口侧内侧感应组件未感应到物体时，判定乘客已通过并关闭翼闸。
在其他一些实施例中，所述票据交互机构为人脸识别模组，人脸识别模组包括相机与补光灯，补光灯环绕地设置于相机外围；为使采集的人脸图像清晰，相机优选为高分辨率CCD摄像头。为简化设备结构，所述人脸识别模组不设置图像分析模块，而是将采集的人脸图像传输至车站中心(SC)或线路中心系统(LC)通过人脸匹配算法进行图像处理。
在另一些实施例中，该系统还包括人员监控系统，其包括摄像头和视频分析模组；摄像头设置于闸机通道处并采集实时图像，视频分析模组接收摄像头采集的数据，并对视频图像进行分析以获取实时人员流动情况，闸机控制系统与视频分析模组通信从而根据视频分析结果调整闸机工作状态。
所述视频分析模组包括人形检测模块与人数统计模块。人形检测模块，用于利用YOLO算法，将视频图像分成N*N的网络区域，每一个区域称为一个网格，每个网格预测出紧致矩形框与置信度，再利用NMS非极大值抑制法进行筛选，从而得到目标框。人数统计模块，用于对同一视频图像中检测得到的目标框的数量进行统计，得到各时间点的人数。
所述视频分析模组还包括流向检测模块；流向检测模块在人形检测模块完成对帧图像分析完成后，记录所有人的坐标并给每个人分配一个ID序号；再沿图像中心线将其分为左右两部分，利用deepsort算法对所有人的位置进行追踪统计，各ID人员由图像左侧转至图像右侧时，正向流动人员+1，反之逆向流程人员+1，进而可以检测出各向人员流动数量。当检测到进出人流量明显失衡时，可以对闸机工作状态进行调整，提高通行效率。先通过视频分析获得进出站双向的乘客流量数据，再根据进出站流量数据及当前闸机工作状态，计算进出站闸机的工作负荷，当两者负荷相差明显时即为失衡；例如，进站闸机工作负荷率150％，出站闸机工作负荷率低于30％，此时可以将一部分出站闸机设置为进站开启(闸机工作负荷率100％为正常连续通行，超过说明有拥堵)。
在其他较佳实施例中，该自动售检票系统还可以进一步包括闸机控制系统，闸机控制系统包括闸机计时模组，闸机计时模组优选是设置于闸机主体内的，其在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时。闸机控制系统还包括主控模组，主控模组与设置于各个闸机计时模组通信连接，闸机计时模组向主控模组传输该闸机当前的开启方向信息与实时的计时信息。
定义闸机的工作状态为空闲状态或忙碌状态，当闸机计时模组的计时结果T超过t时间时其为空闲状态，不超过t时间为忙碌状态。主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态，其可以以车站为单位进行管理，或是进一步以各车站内的若干进出口闸机组为单位进行管理；当某一车站的闸机工作状态明显失衡时，调节闸机的开启方向，以尽可能恢复均衡，从而有效提高设备利用率，提升通行效率。
在较佳情况下，上述的主控模组按以下方式进行调节，即：
将某一控制单元内所有开启方式为进站的闸机数量计为A，所有开启方式为出站的闸机数量计为B；设定t为10-300s，更佳为15-210s，最佳为30-90s，T≥t时该闸机为空闲状态，反之为忙碌状态；将控制单元内所有开启方式为进站且处于忙碌状态的闸机数量计为a，所有开启方式为出站且处于忙碌状态的闸机数量计为b；设定调节阈值m，n，c，k。所述的控制单元理论上来说可以是以车站为单位进行，这一般是在线路的各进出口相连通的地下站式、高架站式车站可用；也可以是以车站内的若干闸机组所组成的单位(原则上这些闸机应对应相同或相近的出口)，这往往是在换乘站、枢纽站亦或是地面站式车站与进出口不完全连通的高架站式车站等特定情况下。
当a/A≥m或b/B≥m时，判断b/B≤n或a/A≤n是否满足。
若满足，将k个出站或进站闸机的开启状态设置为反向，k满足。
k＝(1-n)*c*A，或k＝(1-n)*c*B；k应为正整数，优选向下取整后的结果。
其中，m为闸机忙碌状态占比(％)，n为闸机空闲状态占比(％)，c为调整比例(％)，k为待调整开启方向的闸机的调整数量。
若不满足则记录相关数据，但不执行任何操作。不执行操作是因为按设定参数已无调整空间，除非修改调整比例c(这当然也可能是后续调整的方向)；记录相关数据则可以为后续设备优化或参数优化提供素材，确保优化是科学、合理而非臆断的。
每隔一定时间，重复上述操作，以实时更新数据；间隔时间可以是15s、30s、60s或其他时间值(s为时间单位：秒)。
在最佳情况下，闸机计时模组收到开启方式调整指令时，延迟5-30s进行，优选迟延3-10s；在此期间已接收的验票正常进行，新请求不予接受。尽管决策与切换指令是在极短时间内完成的(ms毫秒级)，但特殊情况下可能会在切换期间发生验票的现象，延迟一小段时间有利于保持闸机整体工作状态稳定、良好。
同时，切换的闸机应是相邻而非随机或杂乱的。例如，一排闸机共有10个，当前1-5处于进站状态，6-10处于出站状态，闸机控制系统检测到出站用户较多而进站用户少，并决定将2个闸机由进站状态调整为出站状态，则应是从两者的分界处向外延伸地调整闸机工作状态，即将闸机4、5由进站调整为出站。当然，调整期间的延迟仍是必要的。
所述主控模组优选是按区域设置或按线路集中设置的。虽然，主控模组是以车站或闸机组为单位对闸机开启方式进行管理，但每一车站均设置主机模组一方面成本是较为高昂的，另一方面也不利于后续的参数优化。可以将其按区域设置，将同一线路的一些相邻若干数量的车站中心(SC)共用使用同一个主控模组，或是在整个轨道交通网络中按区域设置若干个区域管理中心，每个管理中心管理相应区域内的车站中心(SC)闸机的开启方式；也可以是以线路为单位进行集中管理，同一线路使用相同的主控模组进行控制，此时其可以设置于线路中心系统(LC)，这在实际部署上来说是更为适宜的。
实施例一
一种城市轨道交通自动售检票系统，包括线路中心系统LC、车站中心SC和AFC设备SLE，车站的AFC设备SLE均连接至该车站的车站中心SC，各车站中心SC连接至线路中心系统LC，线路中心系统LC连接至清结算中心ACC。
所述AFC设备SLE还包括闸机，其设置于付费区与非付费区的分隔带上；闸机包括闸机主体、活动机构及票据交互机构，活动机构活动地设置于闸机主体上以打开或关闭闸机通道，票据交互机构设置于闸机主体的至少一侧以识别票据。所述活动机构为伸缩设置的翼闸，并设置于闸机主体的中部，该翼闸包括翼扇固定座、铰接于翼扇固定座上以伸出或收缩的翼扇以及驱动翼扇进行上述伸缩活动的电机，当电机旋转设定角度后，翼闸被驱动从伸出状态缩回，从而实现闸机通道的打开或关闭。
所述票据交互机构为人脸识别模组，人脸识别模组包括高分辨率CCD摄像头与补光灯，补光灯环绕地设置于CCD摄像头外围，闸机的人脸识别模组不设置图像分析模块，而是将采集的人脸图像传输至车站中心SC，由车站中心SC通过人脸匹配算法进行图像处理以匹配用户ID。作为票据交互机构的人脸识别模组设置于闸机两侧，并且两者中至多只有一侧开启，其只能作为进站闸机、出站闸机或停用而不能双向通行。采用人脸数据为乘客进出站的票据，以避免因携带交通卡带来的不便。
该自动售检票系统还包括闸机控制系统，闸机控制系统包括闸机计时模组，闸机计时模组设置于闸机主体内，其在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时。闸机控制系统还包括主控模组，主控模组与设置于各个闸机计时模组通信连接，闸机计时模组向主控模组传输该闸机当前的开启方向信息与实时的计时信息。主控模组以线路为单位进行集中管理，同一线路使用相同的主控模组进行控制，其设置于线路中心系统LC。
该系统还包括人员监控系统，其包括摄像头和视频分析模组；摄像头设置于闸机通道处并采集乘客进出站的实时图像，视频分析模组接收摄像头采集的数据，并对视频图像进行分析以获取实时人员流动情况，闸机控制系统与视频分析模组通信从而根据视频分析结果调整闸机工作状态。
所述视频分析模组包括人形检测模块与人数统计模块。人形检测模块，用于利用YOLO算法，将视频图像分成N*N的网络区域，每一个区域称为一个网格，每个网格预测出紧致矩形框与置信度，再利用NMS非极大值抑制法进行筛选，从而得到目标框。人数统计模块，用于对同一视频图像中检测得到的目标框的数量进行统计，得到各时间点的人数。
所述视频分析模组还包括流向检测模块；流向检测模块在人形检测模块完成对帧图像分析完成后，记录所有人的坐标并给每个人分配一个ID序号；再沿图像竖直方向将其分为6等分区域，3个计算块，并利用deepsort算法对所有人的位置进行追踪统计，各ID人员由图像计算块的左侧转至图像右侧时，正向流动人员+1，反之逆向流程人员+1，进而可以检测出各向人员流动数量。当检测到进出人流量明显失衡时，可以对闸机工作状态进行调整，提高通行效率。
定义闸机的工作状态为空闲状态或忙碌状态，当闸机计时模组的计时结果T超过t时间时其为空闲状态，不超过t时间为忙碌状态。主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态，并以闸机组为单位进行管理；当某一车站的闸机工作状态明显失衡时，调节闸机的开启方向，以尽可能恢复均衡，从而有效提高设备利用率，提升通行效率。
上述的主控模组按以下方式进行调节：
将某一控制单元内所有开启方式为进站的闸机数量计为A，所有开启方式为出站的闸机数量计为B；设定t为45s，当计时T≥t时该闸机为空闲状态，反之为忙碌状态；将该控制单元内所有开启方式为进站且处于忙碌状态的闸机数量计为a，所有开启方式为出站且处于忙碌状态的闸机数量计为b；设定调节阈值m＝90％，n＝60％，c＝50％，k。
当a/A≥90％或b/B≥90％时，判断b/B≤60％或a/A≤60％是否满足；
若满足，将k个出站或进站闸机的开启状态设置为反向，k满足：
Figure BDA0002653469750000101
或
Figure BDA0002653469750000102
k应为正整数，优选向下取整后的结果，以
Figure BDA0002653469750000103
表示。
其中，m为闸机忙碌状态占比(％)，n为闸机空闲状态占比(％)，c为调整比例(％)，k为待调整开启方向的闸机的调整数量。
若不满足则记录相关数据以为后续科学、合理的设备优化或参数优化提供数据支持，但不执行任何操作。
每隔30秒，重复上述操作，以实时更新数据。
同时，闸机计时模组收到开启方式调整指令时，还应延迟5s进行；由于采用人脸识别进行进出站验票，通行效率得以提升，延迟5s足够原有乘客通行。
该城市轨道交通自动售检票系统在乘客进出站明确失衡时，可以先通过视频分析技术进行初步的人流分析，并据此在乘客达到闸机前，对闸机工作状态进行预调整；但这一调节过程可能并不十分恰当。为此，该系统还进一步通过能监测闸机实际工作状态的闸机控制系统，对车站进出站的闸机工作状态进行更为科学的控制，确保进出站闸机工作效率基本一致，避免一侧闸机高负荷工作而另一侧闸机空置。
实际应用与测试表明，该系统对于进出站不平衡的站点具有非常明显的实际效果，经实际试验表明，在换乘站点、住宅集中区、办公集中区等具有明显潮汐现象的车站，其在高峰时间段内可以提升通行效率50～150％。这主要是因为在上述车站，经常出现分时聚集现场，本发明的系统可以自动、有序调整闸机，以确保整体通行效率，是非常有效且实用的改良。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通自动售检票系统的控制方法，该自动售检票系统包括线路中心系统(LC)、车站中心(SC)和AFC设备(SLE)，车站的AFC设备(SLE)均连接至该车站的车站中心(SC)，各车站中心(SC)连接至线路中心系统(LC)，线路中心系统(LC)连接至清结算中心(ACC)；
其特征在于，所述AFC设备(SLE)包括闸机，闸机包括闸机主体、活动机构及票据交互机构，活动机构活动地设置于闸机主体上以打开或关闭闸机通道，票据交互机构设置于闸机主体的至少一侧以识别票据；乘客通过票据与票据交互机构进行交互，票据交互机构依次经车站中心(SC)、线路中心系统(LC)与清结算中心(ACC)通信，收到清结算中心(ACC)返回的结算信息后开启闸机的活动机构以打开闸机通道，允许乘客进出站；所述票据可以是磁票、感应票、二维码、蓝牙终端、指纹、人脸数据或是指纹数据。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述活动机构设置于闸机主体的中部，票据交互机构设置于两侧，两票据交互机构中至多只有一侧开启；
作为优选，所述票据交互机构为人脸识别模组，人脸识别模组包括相机与补光灯。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，还包括人员监控系统，其包括摄像头和视频分析模组；
摄像头设置于闸机通道处并采集实时图像，视频分析模组接收摄像头采集的数据，并对视频图像进行分析以获取实时人员流动情况，用于控制闸机工作状态的闸机控制系统与视频分析模组通信，以根据视频分析结果调整闸机工作状态、调节进出闸机数量。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述视频分析模组包括人形检测模块与人数统计模块；
人形检测模块，用于利用YOLO算法，将视频图像分成N*N的网络区域，每一个区域称为一个网格，每个网格预测出紧致矩形框与置信度，再利用NMS非极大值抑制法进行筛选，从而得到目标框；
人数统计模块，用于对同一视频图像中检测得到的目标框的数量进行统计，得到各时间点的人数；
作为优选，所述视频分析模组还包括流向检测模块；流向检测模块在人形检测模块完成对帧图像分析完成后，记录所有人的坐标并给每个人分配一个ID序号；再沿图像中心线将其分为左右两部分，利用deepsort算法对所有人的位置进行追踪统计，各ID人员由图像左侧转至图像右侧时，正向流动人员+1，反之逆向流程人员+1，进而可以检测出各向人员流动数量。
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，该系统还包括闸机控制系统，闸机控制系统包括闸机计时模组，闸机计时模组设置于闸机主体内，其在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时；闸机控制系统还包括主控模组，主控模组与各个闸机计时模组相连接，闸机计时模组向主控模组传输闸机开启方向信息与计时信息；
设置闸机计时模组计时超过t时间为空闲状态，不超过t时间为忙碌状态，主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态；当出现明显失衡时，调节闸机的开启方向。
6.根据权利要求5任一项所述的控制方法，其特征在于，主控模组按以下调节方式进行：
将控制单元内所有开启方式为进站的闸机数量计为A，所有开启方式为出站的闸机数量计为B；设定t为15-300s，将控制单元内所有开启方式为进站且处于忙碌状态的闸机数量计为a，所有开启方式为出站且处于忙碌状态的闸机数量计为b；设定调节阈值m，n，c，k，
当a/A≥m或b/B≥m时，判断b/B≤n或a/A≤n是否满足；
若满足，将k个出站或进站闸机的开启状态设置为反向，k满足：
Figure FDA0002653469740000021
或
Figure FDA0002653469740000022
若不满足则记录。
7.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法，其特征在于，闸机计时模组收到开启方式调整指令时，延迟5-30s进行；所述主控模组优选是按区域设置或按线路集中设置的。
8.一种城市轨道交通自动售检票系统，包括线路中心系统(LC)、车站中心(SC)和AFC设备(SLE)，车站的AFC设备(SLE)均连接至该车站的车站中心(SC)，各车站中心(SC)连接至线路中心系统(LC)，线路中心系统(LC)连接至清结算中心(ACC)；
其特征在于，所述AFC设备(SLE)包括闸机，闸机包括闸机主体、活动机构及票据交互机构，活动机构活动地设置于闸机主体上以打开或关闭闸机通道，票据交互机构设置于闸机主体的至少一侧以识别票据；
乘客通过票据与票据交互机构进行交互，票据交互机构依次经车站中心(SC)、线路中心系统(LC)与清结算中心(ACC)通信，收到清结算中心(ACC)返回的结算信息后开启闸机的活动机构以打开闸机通道，允许乘客进出站；
所述票据可以是磁票、感应票、二维码、蓝牙终端、指纹、人脸数据或是指纹数据；
作为优选，所述活动机构设置于闸机主体的中部，其优选为剪切式机构；票据交互机构设置于两侧，两者至多只有一侧开启。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括感应机构，感应机构包括外侧感应组件与内侧感应组件，并且翼闸两侧分别设有外侧感应组件与内侧感应组件；所述外侧感应组件与内侧感应组件均采用红外光电传感器，优选为对射式红外光电传感器；
所述票据交互机构优选为人脸识别模组，人脸识别模组包括相机与补光灯。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，该系统还包括闸机控制系统，闸机控制系统包括闸机计时模组，闸机计时模组设置于闸机主体内，其在闸机完成单次进出站验票操作后进行计时；
闸机控制系统还包括主控模组，主控模组与各个闸机计时模组相连接，闸机计时模组向主控模组传输闸机开启方向信息与计时信息；
设置闸机计时模组计时超过t时间为空闲状态，不超过t时间为忙碌状态，主控模组统计各车站所有闸机的开启方向与工作状态；当任一车站的闸机明显失衡时，调节闸机的开启方向；
作为优选，主控模组的调节方式包括：
将控制单元内所有开启方式为进站的闸机数量计为A，所有开启方式为出站的闸机数量计为B；设定t为15-300s，将控制单元内所有开启方式为进站且处于忙碌状态的闸机数量计为a，所有开启方式为出站且处于忙碌状态的闸机数量计为b；设定调节阈值m，n，c，k，
当a/A≥m或b/B≥m时，判断b/B≤n或a/A≤n是否满足；
若满足，将k个出站或进站闸机的开启状态设置为反向，k满足：k＝(1-n)*c*A，或k＝(1-n)*c*B，k向下取整；
若不满足则记录；
其中，m为闸机忙碌状态占比，n为闸机空闲状态占比，c为调整比例，k为调整数量；
进一步地，闸机计时模组收到开启方式调整指令时，延迟5-30s进行；所述主控模组优选是按区域设置或按线路集中设置的。
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