CN112069922A - 一种景区人行桥行人流量监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种景区人行桥行人流量监控方法及系统，其包括如下步骤：根据人行桥对人致振动敏感的模态振型，在所述人行桥全长范围内，设置监测点，并拍摄各所述监测点的行人画面；识别各所述监测点的行人画面中，在设定时间内，所述人行桥上的行人数量；根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载；将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值；将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制。本申请能解决相关技术中因行人流量指标不明，行人流量控制松紧度无法准确把握的问题。

Description

一种景区人行桥行人流量监控方法及系统

技术领域

本申请涉及桥梁技术领域，特别涉及一种景区人行桥行人流量监控方法及系统。

背景技术

近年来，我国掀起了在风景区建设人行桥的热潮，而且跨度越来越大，其人致振动问题亦愈发显著。针对人行桥在行人激励下引起的人致振动舒适度评价，我国规范目前均未涉及，仅在在一些技术规范中规定人行天桥的一阶竖向自振频率不应小于3Hz，但是对于大跨度人行桥，其结构频率是不能满足国内规范的要求，必须对其人致振动进行专题研究。

目前，大跨度人行桥人致振动的研究发现，大跨度人行桥低频区多阶次振型密集，模态集中度高，均在人致振动敏感频域，极易发生人致振动现象。当行人流量达到限值时，会引起部分行人不舒适，易导致安全事故，社会影响恶劣。

很多景区人行桥管理者已经认识到上述危害，并采取了通过控制行人流量的措施来减少人致振动，但是具体控制行人流量指标不明，如果控制行人流量太严格，则不利于景区发展，而如果控制行人流量太宽松，则易产生人致振动不舒适。另外，由于行人是流动的，每个人在桥上行走速度快慢方向不一，行走位置各有不同，离散性突出，很难对行人进行统一控制，并要求行人按固定形式通过景区人行桥。

发明内容

本申请实施例提供一种景区人行桥行人流量监控方法及系统，以解决相关技术中因行人流量指标不明，行人流量控制松紧度无法准确把握的问题。

第一方面，提供了一种景区人行桥行人流量监控方法，其包括如下步骤：

根据人行桥对人致振动敏感的模态振型，在所述人行桥全长范围内，设置监测点，并拍摄各所述监测点的行人画面；

识别各所述监测点的行人画面中，在设定时间内，所述人行桥上的行人数量；

根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载；

将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值；

将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制。

一些实施例中，根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载，包括如下步骤：

根据各所述监测点的行人数量，计算各所述监测点的竖向动荷载幅值和横向动荷载幅值；

结合人行桥对人致振动敏感的模态振型，将各所述监测点的竖向动荷载幅值和横向动荷载幅值进行荷载时程工况转换，得到各所述监测点的竖向时程荷载和横向时程荷载。

一些实施例中，根据如下公式(1)，计算第j个所述监测点的竖向动荷载幅值W_y，j：

W_y，j＝A×N_j (1)

根据如下公式(2)，计算第j个所述监测点的横向动荷载幅值W_x，j：

W_x，j＝B×N_j (2)

其中，160≤A≤200，20≤B≤30；N_j为第j个所述监测点的行人数量，j＝1、2、…、n，n为所述监测点的总数；

根据如下公式(3)，计算第j个所述监测点的竖向时程荷载P_y，j：

P_y，j＝sign[{φ}_j]×W_y，j×cos(2πtf) (3)

根据如下公式(4)，计算第j个所述监测点的横向时程荷载P_x，j：

P_x，j＝sign[{φ}_j]×W_x，j×cos(2πtf) (4)

其中，{φ}_j为人行桥对人致振动敏感的模态振型下，第j个所述监测点的振型向量，其正负方向与所述人行桥的有限元模型坐标系一致；sign[{φ}_j]为第j个所述监测点的荷载加载方向判断函数，当第j个所述监测点的振型向量为正时，sign[{φ}_j]值为1，当第j个所述监测点的振型向量为负时，sign[{φ}_j]值为-1；f为人行桥对人致振动敏感的模态振型的自振频率；t为时间变量。

一些实施例中，将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值，包括如下步骤：

将各所述监测点的竖向时程荷载和横向时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置；

进行动力时程求解，得到各所述监测点的竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应；

从各所述监测点的竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应中，分别获取各所述监测点的竖向加速度峰值和横向加速度峰值。

一些实施例中，设定的舒适度指标包括多级以舒适度质量排序的舒适度状态，每级所述舒适度状态包括对应的竖向加速度限值和横向加速度限值；

将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制，包括如下步骤：

加速度对比步骤：将所述监测点的竖向加速度峰值和横向加速度峰值，分别与各级所述舒适度状态的竖向加速度限值和横向加速度限值进行对比，得到所述监测点基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态，以及基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态；对比基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态和基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态，将其中更劣一级的舒适度状态作为所述监测点最终的舒适度状态；

重复所述加速度对比步骤，获取各所述监测点最终的舒适度状态；

对比各所述监测点最终的舒适度状态，将其中最劣一级的最终的舒适度状态作为所述人行桥的舒适度状态；

根据所述人行桥的舒适度状态，对行人流量执行相应的控制措施。

一些实施例中，多级所述舒适度状态包括最佳状态、轻微状态、中等状态和危险状态；

所述最佳状态的竖向加速度限值为小于0.4，横向加速度限值为小于0.1；

所述轻微状态的竖向加速度限值为[0.4，0.7)，横向加速度限值为[0.1，0.3)；

所述中等状态的竖向加速度限值为[0.7，1.0)，横向加速度限值为[0.3，0.5)；

所述危险状态的竖向加速度限值为大于等于1.0，横向加速度限值为大于等于0.5；

其中，单位为m/s²。

一些实施例中，当所述人行桥的舒适度状态为最佳状态或轻微状态时，无需对行人流量进行干预；

当所述人行桥的舒适度状态为中等状态时，对景区管理人员发出预警；

当所述人行桥的舒适度状态为危险状态时，控制并减少行人流量。

一些实施例中，将人行桥上，对应于人行桥对人致振动敏感的模态振型的波峰和波谷处设置为监测点。

一些实施例中，采用Newmark-β数值积分法，进行动力时程求解。

第二方面，提供了一种景区人行桥行人流量监控系统，其包括：

监控模块，其用于：对设置在人行桥全长范围内的各监测点进行行人画面的拍摄；其中，各所述监测点根据人行桥对人致振动敏感的模态振型进行布置；

控制模块，其用于：识别各所述监测点的行人画面中，在设定时间内，所述人行桥上的行人数量；根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载；将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值；将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并生成控制指令；

管理模块，其用于：根据所述控制指令，发出相应的控制措施信息。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种景区人行桥行人流量监控方法及系统，在人行桥全长范围内，将监测点设置在人行桥对人致振动敏感的位置，并进行行人画面拍摄，使监测点布置在更加合理；对行人画面中的行人数量进行识别，基于各监测点的行人数量，获取各监测点的时程荷载，并基于有限元模型，进行精确的动力时程解析，将行人数量转化为各个监测点的加速度峰值，最后通过各个监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标的对比结果，得到相应的人行桥的舒适度状态，根据不同的人行桥的舒适度状态，采取不同的行人流量控制措施，进行有的放矢的控制，从而避免因行人流量指标不明，行人流量控制松紧度无法准确把握的问题。

本申请实施例通过有限元算法，精确地计算分析，可以有效、实时管控行人流量，提高了景区人行桥行人的舒适性，避免发生安全事故，对景区管理能力大幅增效，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例提供的景区人行桥行人流量监控方法流程图；

图2为本申请实施例提供的景区人行桥的立面图；

图3为本申请实施例提供的人行桥对人致振动敏感的模态振型示意图；

图4为本申请实施例提供的人行桥全长范围内各监测点布置示意图；

图5为本申请实施例提供的人行桥的有限元模型示意图；

图6为本申请实施例提供的获取各监测点的时程荷载流程图；

图7为本申请实施例提供的获取各监测点的加速度峰值流程图；

图8为本申请实施例提供的在设定时间内监测点的加速度时程响应曲线图；

图9为本申请实施例提供的将各监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种景区人行桥行人流量监控方法，其能解决相关技术中因行人流量指标不明，行人流量控制松紧度无法准确把握的问题。

参见图1所示，一种景区人行桥行人流量监控方法，其包括如下步骤：

101：根据人行桥对人致振动敏感的模态振型，在人行桥全长范围内，设置监测点，并拍摄各监测点的行人画面；

参加图2所示，为实施例提供的景区人行桥的立面图，图3为图2中人行桥对人致振动敏感的模态振型示意图，图4为基于图3的模态振型示意图，在桥全长范围内监测点的布置图，从图4中可以看到，这些监测点，分布在人行桥上对应于人行桥对人致振动敏感的模态振型的波峰和波谷处。

102：识别各监测点的行人画面中，在设定时间内，人行桥上的行人数量；

在本步骤中，将动态的行人画面中的人物，通过图像人物识别模块进行识别，设定时间大小可以根据实际需求选取，比如，识别所有监测点在3min、5min或10min内，各个监测点中人行桥桥面上的行人数量，后续以3min、5min或10min作为周期，周期性地进行监测。

103：根据各监测点的行人数量，获取各监测点的时程荷载；

104：将各监测点的时程荷载加载到人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各监测点的加速度峰值；

参见图5所示，图5为根据图2中人行桥，预先构建的有限元模型。

105：将各监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制。

本申请实施例提供的景区人行桥行人流量监控方法，在人行桥全长范围内，将监测点设置在人行桥对人致振动敏感的位置，并进行行人画面拍摄，使监测点布置在更加合理；对行人画面中的行人数量进行识别，基于各监测点的行人数量，获取各监测点的时程荷载，并基于有限元模型，进行精确的动力时程解析，将行人数量转化为各个监测点的加速度峰值，最后通过各个监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标的对比结果，得到相应的人行桥的舒适度状态，根据不同的人行桥的舒适度状态，采取不同的行人流量控制措施，进行有的放矢的控制，从而避免因行人流量指标不明，行人流量控制松紧度无法准确把握的问题。

本申请实施例通过有限元算法，精确地计算分析，可以有效、实时管控行人流量，提高了景区人行桥行人的舒适性，避免发生安全事故，对景区管理能力大幅增效，具有广泛的应用前景。

参见图6所示，在一些优选的实施例中，上述步骤103具体包括如下步骤：

601：根据各监测点的行人数量，计算各监测点的竖向动荷载幅值和横向动荷载幅值；其中，

根据如下公式(1)，计算第j个监测点的竖向动荷载幅值W_y，j：

W_y，j＝A×N_j (1)

根据如下公式(2)，计算第j个监测点的横向动荷载幅值W_x，j：

W_x，j＝B×N_j (2)

其中，160≤A≤200，20≤B≤30；N_j为第j个监测点的行人数量，j＝1、2、…、n，n为监测点的总数；

A和B为经验值，根据实际情况设定，在本实施例中，A＝180，B＝25。

602：结合人行桥对人致振动敏感的模态振型，将各监测点的竖向动荷载幅值和横向动荷载幅值进行荷载时程工况转换，得到各监测点的竖向时程荷载和横向时程荷载。其中，

根据如下公式(3)，计算第j个监测点的竖向时程荷载P_y，j：

P_y，j＝sign[{φ}_j]×W_y，j×cos(2πtf) (3)

根据如下公式(4)，计算第j个监测点的横向时程荷载P_x，j：

P_x，j＝sign[{φ}_j]×W_x，j×cos(2πtf) (4)

其中，{φ}_j为人行桥对人致振动敏感的模态振型下，第j个监测点的振型向量，其正负方向与人行桥的有限元模型坐标系一致，以确保荷载加载方向与模态振型方向是一致的；sign[{φ}_j]为第j个监测点的荷载加载方向判断函数，当第j个监测点的振型向量为正时，sign[{φ}_j]值为1，当第j个监测点的振型向量为负时，sign[{φ}_j]值为-1；f为人行桥对人致振动敏感的模态振型的自振频率；t为时间变量。

参见图7所示，在一些优选的实施例中，上述步骤104具体包括如下步骤：

801：将各监测点的竖向时程荷载和横向时程荷载加载到人行桥的有限元模型的相应位置；

802：采用Newmark-β数值积分法，进行动力时程求解，得到各监测点的竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应；

803：从各监测点的竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应中，分别获取各监测点的竖向加速度峰值和横向加速度峰值。

人行桥的有限元模型，采用多自由度结构体系在人行荷载作用下的系统运动方程表示：

mu″(t)+cu′(t)+ku(t)＝P(t) (5)

其中，m为人行桥的质量矩阵，c为人行桥的阻尼矩阵，k为人行桥的刚度矩阵，u(t)为人行桥的位移向量，P(t)为人行桥的时程荷载，将P_y，j和P_x，j代入上述公式(5)，并进行动力时程求解，即可得到竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应。

参见图8所示，图8为在设定时间内监测点的加速度时程响应曲线图，从该曲线图中，可以得到加速度在设定时间内的最大值，也即加速度峰值。

在一些优选的实施例中，设定的舒适度指标包括多级以舒适度质量排序的舒适度状态，每级舒适度状态包括对应的竖向加速度限值和横向加速度限值；

在本实施例中，多级舒适度状态包括最佳状态、轻微状态、中等状态和危险状态，当然了，根据实际需求，还可以划分成更多级；本实施例中各级舒适度状态的加速度限值如下：

表1：设定的舒适度指标

舒适度状态	竖向加速度限值a<sub>y</sub>(m/s<sup>2</sup>)	横向加速度限值a<sub>x</sub>(m/s<sup>2</sup>)
			最佳状态	a<sub>y</sub>＜0.4	a<sub>x</sub>＜0.1
轻微状态	0.4≤a<sub>y</sub>＜0.7	0.1≤a<sub>x</sub>＜0.3
			中等状态	0.7≤a<sub>y</sub>＜1.0	0.3≤a<sub>x</sub>＜0.5
危险状态	a<sub>y</sub>≥1.0	a<sub>x</sub>≥0.5

参见图9所示，上述步骤105具体包括如下步骤：

901：通过加速度对比步骤，获取监测点最终的舒适度状态；

其中，加速度对比步骤如下：

将监测点的竖向加速度峰值和横向加速度峰值，分别与各级舒适度状态的竖向加速度限值和横向加速度限值进行对比，得到监测点基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态，以及基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态；

对比基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态和基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态，将其中更劣一级的舒适度状态作为监测点最终的舒适度状态；

例如，某一监测点的竖向加速度峰值为0.356m/s²，横向加速度峰值为0.217m/s²，与上述表1对比，0.356小于0.4，基于竖向加速度峰值对比结果，该监测点属于最佳状态，而0.1＜0.217＜0.3，基于横向加速度峰值对比结果，该监测点属于轻微状态，对比最佳状态与轻微状态优劣，可知监测点最终的舒适度状态为轻微状态。

若监测点基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态和基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态相同，则以该相同的舒适度状态作为监测点最终的舒适度状态。例如，某一监测点的竖向加速度峰值为0.356m/s²，横向加速度峰值为0.317m/s²，与上述表1对比，两个加速度峰值均小于0.4，无论基于竖向加速度峰值对比结果，还是基于横向加速度峰值对比结果，该监测点都属于最佳状态，故此时将最佳状态作为该监测点最终的舒适度状态。

902：重复加速度对比步骤，获取各监测点最终的舒适度状态；

903：对比各监测点最终的舒适度状态，将其中最劣一级的最终的舒适度状态作为人行桥的舒适度状态；

各监测点最终的舒适度状态进行对比时，若出现对比的两个监测点最终的舒适度状态相同，则该相同的最终的舒适度状态作为对比结果继续与下一个监测点最终的舒适度状态进行对比。

各监测点最终的舒适度状态进行对比时，可以按照监测点序号顺次对比，也可以按照监测点布置的位置，将所有的监测点，分成波峰位置和波谷位置两组，组内对比完成后进行组间对比；

904：根据人行桥的舒适度状态，对行人流量执行相应的控制措施。

具体地，当人行桥的舒适度状态为最佳状态或轻微状态时，无需对行人流量进行干预；

当人行桥的舒适度状态为中等状态时，对景区管理人员发出预警，让景区管理人员提高警惕，并做好随时控制行人流量的准备，防止中等状态向危险状态转变；

当人行桥的舒适度状态为危险状态时，景区管理人员需要立马采取控制措施以减少行人流量，避免发生安全事故。

此外，景区管理人员还应提供应急管理模式，以应对景区人行桥发生突发事件，当视频监测到桥面行人不正常行为，危及行人安全，启动应急管理模式，对景区管理人员发出指令，暂时疏散行人及封闭景区人行桥运营，待查明原因及重新评估后再开放运营。

本申请实施例还提供了一种景区人行桥行人流量监控系统，其包括监控模块、控制模块和管理模块，其中：

监控模块用于：对设置在人行桥全长范围内的各监测点进行行人画面的拍摄；其中，各监测点根据人行桥对人致振动敏感的模态振型进行布置；

控制模块用于：识别各监测点的行人画面中，在设定时间内，人行桥上的行人数量；根据各监测点的行人数量，获取各监测点的时程荷载；将各监测点的时程荷载加载到人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各监测点的加速度峰值；将各监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取人行桥的舒适度状态，并生成控制指令；

管理模块用于：根据控制指令，发出相应的控制措施信息。景区管理人员根据该控制措施信息，可以对行人流量进行控制。

在一些优选的实施例中，该系统还包括存储模块，存储模块用于：实时存储监控模块拍摄的行人画面。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于，其包括如下步骤：

根据人行桥对人致振动敏感的模态振型，在所述人行桥全长范围内，设置监测点，并拍摄各所述监测点的行人画面；

识别各所述监测点的行人画面中，在设定时间内，所述人行桥上的行人数量；

根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载；

将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值；

将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制。

2.如权利要求1所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于，根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载，包括如下步骤：

根据各所述监测点的行人数量，计算各所述监测点的竖向动荷载幅值和横向动荷载幅值；

结合人行桥对人致振动敏感的模态振型，将各所述监测点的竖向动荷载幅值和横向动荷载幅值进行荷载时程工况转换，得到各所述监测点的竖向时程荷载和横向时程荷载。

3.如权利要求2所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于：

根据如下公式(1)，计算第j个所述监测点的竖向动荷载幅值W_y，j：

W_y，j＝A×N_j (1)

根据如下公式(2)，计算第j个所述监测点的横向动荷载幅值W_x，j：

W_x，j＝B×N_j (2)

其中，160≤A≤200，20≤B≤30；N_j为第j个所述监测点的行人数量，j＝1、2、…、n，n为所述监测点的总数；

根据如下公式(3)，计算第j个所述监测点的竖向时程荷载P_y，j：

P_y，j＝sign[{φ}_j]×W_y，j×cos(2πtf) (3)

根据如下公式(4)，计算第j个所述监测点的横向时程荷载P_x，j：

P_x，j＝sign[{φ}_j]×W_x，j×cos(2πtf) (4)

其中，{φ}_j为人行桥对人致振动敏感的模态振型下，第j个所述监测点的振型向量，其正负方向与所述人行桥的有限元模型坐标系一致；sign[{φ}_j]为第j个所述监测点的荷载加载方向判断函数，当第j个所述监测点的振型向量为正时，sign[{φ}_j]值为1，当第j个所述监测点的振型向量为负时，sign[{φ}_j]值为-1；f为人行桥对人致振动敏感的模态振型的自振频率；t为时间变量。

4.如权利要求3所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于，将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值，包括如下步骤：

将各所述监测点的竖向时程荷载和横向时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置；

进行动力时程求解，得到各所述监测点的竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应；

从各所述监测点的竖向加速度时程响应和横向加速度时程响应中，分别获取各所述监测点的竖向加速度峰值和横向加速度峰值。

5.如权利要求4所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于：

设定的舒适度指标包括多级以舒适度质量排序的舒适度状态，每级所述舒适度状态包括对应的竖向加速度限值和横向加速度限值；

将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并对行人流量进行控制，包括如下步骤：

加速度对比步骤：将所述监测点的竖向加速度峰值和横向加速度峰值，分别与各级所述舒适度状态的竖向加速度限值和横向加速度限值进行对比，得到所述监测点基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态，以及基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态；对比基于竖向加速度峰值对比结果的舒适度状态和基于横向加速度峰值对比结果的舒适度状态，将其中更劣一级的舒适度状态作为所述监测点最终的舒适度状态；

重复所述加速度对比步骤，获取各所述监测点最终的舒适度状态；

对比各所述监测点最终的舒适度状态，将其中最劣一级的最终的舒适度状态作为所述人行桥的舒适度状态；

根据所述人行桥的舒适度状态，对行人流量执行相应的控制措施。

6.如权利要求5所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于：

多级所述舒适度状态包括最佳状态、轻微状态、中等状态和危险状态；

所述最佳状态的竖向加速度限值为小于0.4，横向加速度限值为小于0.1；

所述轻微状态的竖向加速度限值为[0.4，0.7)，横向加速度限值为[0.1，0.3)；

所述中等状态的竖向加速度限值为[0.7，1.0)，横向加速度限值为[0.3，0.5)；

所述危险状态的竖向加速度限值为大于等于1.0，横向加速度限值为大于等于0.5；

其中，单位为m/s²。

7.如权利要求6所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于：

当所述人行桥的舒适度状态为最佳状态或轻微状态时，无需对行人流量进行干预；

当所述人行桥的舒适度状态为中等状态时，对景区管理人员发出预警；

当所述人行桥的舒适度状态为危险状态时，控制并减少行人流量。

8.如权利要求1所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于：将人行桥上，对应于人行桥对人致振动敏感的模态振型的波峰和波谷处设置为监测点。

9.如权利要求1所述的景区人行桥行人流量监控方法，其特征在于：采用Newmark-β数值积分法，进行动力时程求解。

10.一种景区人行桥行人流量监控系统，其特征在于，其包括：

监控模块，其用于：对设置在人行桥全长范围内的各监测点进行行人画面的拍摄；其中，各所述监测点根据人行桥对人致振动敏感的模态振型进行布置；

控制模块，其用于：识别各所述监测点的行人画面中，在设定时间内，所述人行桥上的行人数量；根据各所述监测点的行人数量，获取各所述监测点的时程荷载；将各所述监测点的时程荷载加载到所述人行桥的有限元模型的相应位置，并进行动力时程求解，获取各所述监测点的加速度峰值；将各所述监测点的加速度峰值与设定的舒适度指标进行对比，获取所述人行桥的舒适度状态，并生成控制指令；

管理模块，其用于：根据所述控制指令，发出相应的控制措施信息。

Images