CN112232122A - 一种基于pis系统的地铁综合监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道交通运维技术领域，尤其是一种基于PIS系统的地铁综合监控系统和监控方法，包括设置在各个车厢内的动态监控模块、对动态监控模块收集到的信息进行集中处理的PIS控制主机、将PIS控制主机处理后的数据进行直观展示的可视模块、将PIS控制主机处理后的信息进行播报的广播模块和接收PIS控制主机的处理数据后进行人流疏散的智能引流模块，对乘客数量和位置进行实时检测，并且通过广播模块和智能引导模块对人流进行疏散导向，不仅为乘客提供提前站位等车的信息，提高了车厢利用率，提高了乘客的乘坐舒适度，也方便了紧急情况下的人员疏散，保证了地铁运行的安全高效。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通运维技术领域，尤其是一种基于PIS系统的地铁综合监控系统及监控方法。
背景技术
轨道交通PIS系统是依托于多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。地铁PIS系统根据控制功能上分为四个层次：信息源、中心播出控制层、车站及列车播出控制层和车站及列车播出设备；从结构上可分为五个子系统：控制中心子系统、备用控制中心子系统、车站子系统、车载子系统和网络子系统（有线网络和车地无线子系统）。
PIS系统在正常情况下，为乘客提供乘车须知、列车首末车服务时间、列车到站时间、列车时刻表、管理者公告等运营信息及政府公告、媒体新闻、赛事直播、广告等公共媒体信息共同协调使用；在紧急情况下，本着运营信息优先使用的原则，可提供动态辅助性提示，在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下，提供动态紧急疏散提示。使乘客通过正确的服务信息引导，安全、便捷地乘坐轨道交通。
但是现有地铁PIS系统并不能直观为乘客展示车厢内的拥挤情况，随着生活节奏的加快和低碳出行的推广，现在越来越多的人选择乘坐快捷又便利的地铁上下班，但是如今的地铁中缺乏各车厢拥挤程度的监控系统，乘客只能随意进入车厢，导致某些车厢异常拥挤，其余车厢则空着，车厢空间利用率不高，急需一种能对车厢拥挤程度进行实时监测、提前预警和人流引导的系统。
发明内容
为了克服现有的上述的不足，本发明提供了一种基于PIS系统的地铁综合监控系统及监控方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，包括设置在各个车厢内的动态监控模块、对动态监控模块收集到的信息进行集中处理的PIS控制主机、将PIS控制主机处理后的数据进行直观展示的可视模块、将PIS控制主机处理后的信息进行播报的广播模块和接收PIS控制主机的处理数据后进行人流疏散的智能引流模块，动态监控模块采集到的文本图像通过IP方式传输，接口类型采用1000Mbps以太网接口，各模块之间通过VLAN划分成逻辑独立的网络，
动态监控模块，用于实时监测车厢内的乘客数量和分布位置，采用热释电红外监测模块监测车厢内的乘车分布位置，将热释电探头敏感单元采集到的车厢内温度变化转换成相应的电信号输出，并传递给PIS控制主机，采用设置在车厢门和车厢两端过道门处的感应监测模块监测车厢内的乘客进出数量，并通过socket方式将数据信息传送给PIS控制主机；
PIS控制主机，用于整合分析由动态监控模块采集到的数据和图像信息，包括接收单元、发射单元、储存单元、数据分析单元、绘制单元和转换单元，通过接收单元收集到的车厢内乘客信息进入储存单元，以便数据分析单元对乘客信息进行整合分析，经过数据分析单元处理后的信息，通过绘制单元和转换单元的配合由发射单元传送给可视模块；
可视模块，用于将PIS控制主机发射来的信息以动态热成像图和数字的方式进行直观展示，包括CCTV大屏、PC端和移动端，在每个地铁站点等间隔设置CCTV大屏，远程PC端设置在值班室内，移动端为乘客的手机或平板电脑，CCTV大屏和PC端通过有线方式传输，移动端则通过无线方式与PIS控制主体连接；
广播模块，用于向乘客播报各车厢的人流情况，包括设置在各车厢内的车厢广播和设置在各站台的站台广播，车厢广播和站台广播均通过无线电方式与PIS控制主机连接；
智能引导模块，用于引导乘客分散站位等车，采用机器人系统，包括机械机构、驱动机构、控制机构和感知机构，机械机构包括带行走功能的机身和多自由度的机械臂，驱动机构根据驱动源的不同，可分为电气、液压和气压中的一种或多种的结合，为机械机构供能，控制机构采用闭环控制系统，包括计算机硬件和控制软件，控制软件主要由人与机器人进行联系的人机交互系统和控制算法组成，感知机构由内部传感器和外部传感器组成，其作用是获取机器人内部和外部环境信息，并把获取的信息反馈给控制机构，然后再由控制机构发出疏散乘客的动作指令。
进一步的，还包括设置在各车厢内的自动调温模块，用于实时监测车厢内的温度，并对车厢内温度进行相应调整，采用温度集成传感器芯片，温度集成传感器芯片采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值，并将温度信息传送给PIS控制主机。
进一步的，动态监控模块中的感应监测模块采用进出门双向传感器，可以实时监测对应车厢内的乘客进出数量，并计算出车厢内的乘客总数，并将数据通过可视模块进行展示。
进一步的，可视模块实时展示前一站台和当前站台上的人流动态热成像图、人流量趋势图、人流量统计图和智能机器人的位置。
进一步的，车厢内和站台门上均贴设有便于移动端实时接入和查看人流信息的二维码贴牌。
一种基于PIS系统的地铁综合监控系统的监控方法，包括以下步骤：
S1：通过设置在车厢门和车厢两端过道门处的感应监测模块监测进入车厢的乘客数量和走出车厢的乘客数量，经PIS控制主机的数据整合后，将各车厢内的进入乘客数、走出乘客数和车厢内乘客总数在下一站台的可视模块上展示；
S2：通过设置在各车厢内的热释电红外监测模块监测，以温度变化的方式，监测车厢内的乘车分布位置，并且经PIS控制主机的数据整合后，绘制出动态热成像图在下一站台的可视模块上展示；
S3：前一列车各车厢内的人流量和分布图，乘客们可以在当前车站通过观看CCTV大屏或者用移动端扫描站台门上二维码贴牌的方式进行查看，站点工作人员则可以通过值班室内的PC端进行查看；
S3：当站点工作人员在PC端看到某节车厢外部候车区或者车厢内部人员过多的时候，可以通过车厢广播或者站台广播进行广播疏散，为乘客提供疏散信息，以便乘客提前站位等车；
S4：每个站台配备至少三个智能引导机器人，机器人自带语音模块和视频模块，机器人受PIS控制主机的控制，可以实时采集候车区的乘客图像信息，并且可以对乘客进行语音疏散指导；
S5：当车厢内的自动调温模块检测到车厢内乘客过多温度过高时，会触发空调降温，当车厢内的自动调温模块检测到车厢内乘客较少温度较低时，则会出发空调升温，从而为乘客提供舒适的乘坐环境，同时也提高了能源利用率。
本发明的有益效果是，不仅为乘客提供提前站位等车的信息，提高了车厢利用率，提高了乘客的乘坐舒适度，也方便了紧急情况下的人员疏散，保证了地铁运行的安全高效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，采用工业级环型冗余网络，启动三旺通信工业级冗余环网协议SW-Ring，自愈时间短，有效保证链路故障使传输网络快速自愈，采用工业级芯片、工业级电源模块、低功耗设计的工业以太网交换机保障了系统的可靠性。该系统包括设置在各个车厢内的动态监控模块、对动态监控模块收集到的信息进行集中处理的PIS控制主机、将PIS控制主机处理后的数据进行直观展示的可视模块、将PIS控制主机处理后的信息进行播报的广播模块和接收PIS控制主机的处理数据后进行人流疏散的智能引流模块，动态监控模块采集到的文本图像通过IP方式传输，接口类型采用1000Mbps以太网接口，各模块之间通过VLAN划分成逻辑独立的网络，采用标准的HTTP协议，能轻易穿透防火墙和TAT，将动态监控模块采集到的图像和数据进行DES加密处理并传递给PIS控制主机。
动态监控模块，用于实时监测车厢内的乘客数量和分布位置，采用热释电红外监测模块监测车厢内的乘车分布位置，将热释电探头敏感单元采集到的车厢内温度变化转换成相应的电信号输出，并传递给PIS控制主机，采用设置在车厢门和车厢两端过道门处的感应监测模块监测车厢内的乘客进出数量，并通过socket方式将数据信息传送给PIS控制主机；
热释电人体红外线传感器由敏感单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成，通过热释电探头敏感单元采集到的环境温度的变化，并把其转换成相应的电信号输出。
感应监测模块包括进出门双向传感器和图像采集器，进出门双向传感器可以实时监测对应车厢内的乘客进出数量，并计算出车厢内的乘客总数，并将数据通过可视模块进行展示，图像采集器则采用支持无线WIFI传输的CCD云台摄像机，CCD云台摄像机支持TCP/IP网络远程图像传输，并具有动态监测录像功能，能实时完成车厢内人流量和图像采集，对车厢内部情况进行实时扫描和监控。
PIS控制主机，用于整合分析由动态监控模块采集到的数据和图像信息，包括接收单元、发射单元、储存单元、数据分析单元、绘制单元和转换单元，通过接收单元收集到的车厢内乘客信息进入储存单元，以便数据分析单元对乘客信息进行整合分析，经过数据分析单元处理后的信息，通过绘制单元和转换单元的配合由发射单元传送给可视模块。
可视模块，用于将PIS控制主机发射来的信息以动态热成像图和数字的方式进行直观展示，包括CCTV大屏、PC端和移动端，在每个地铁站点等间隔设置CCTV大屏，远程PC端设置在值班室内，移动端为乘客的手机或平板电脑，CCTV大屏和PC端通过有线方式传输，移动端则通过无线方式与PIS控制主体连接。可视模块实时展示前一站台和当前站台上的人流动态热成像图、人流量趋势图、人流量统计图和智能机器人的位置，可以让乘客直观查看即将到站的列车各车厢内的人流情况，以便选择较为空闲的车厢等候区进行候车。
广播模块，用于向乘客播报各车厢的人流情况，包括设置在各车厢内的车厢广播和设置在各站台的站台广播，车厢广播和站台广播均通过无线电方式与PIS控制主机连接。广播模块包括全自动、半自动、人工广播，实现报站功能、司机或工作人员对客室广播功能、疏散广播功能、紧急广播功能，广播监听，实现司机监听客室广播内容功能，广播音量自动调节，实现客室广播音量自动根据环境进行调节功能，乘客紧急报警和视频联动，实现乘客紧急报警、乘客与司机对讲功能。
智能引导模块，用于引导乘客分散站位等车，采用机器人系统，包括机械机构、驱动机构、控制机构和感知机构，机械机构包括带行走功能的机身和多自由度的机械臂，驱动机构根据驱动源的不同，可分为电气、液压和气压中的一种或多种的结合，为机械机构供能，控制机构采用闭环控制系统，包括计算机硬件和控制软件，控制软件主要由人与机器人进行联系的人机交互系统和控制算法组成，感知机构由内部传感器和外部传感器组成，其作用是获取机器人内部和外部环境信息，并把获取的信息反馈给控制机构，然后再由控制机构发出疏散乘客的动作指令。
还包括设置在各车厢内的自动调温模块，用于实时监测车厢内的温度，并对车厢内温度进行相应调整，采用温度集成传感器芯片，温度集成传感器芯片采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值，并将温度信息传送给PIS控制主机。
一种基于PIS系统的地铁综合监控系统的监控方法，包括以下步骤：
S1：通过设置在车厢门和车厢两端过道门处的感应监测模块监测进入车厢的乘客数量和走出车厢的乘客数量，经PIS控制主机的数据整合后，将各车厢内的进入乘客数、走出乘客数和车厢内乘客总数在下一站台的可视模块上展示；
S2：通过设置在各车厢内的热释电红外监测模块监测，以温度变化的方式，监测车厢内的乘车分布位置，并且经PIS控制主机的数据整合后，绘制出动态热成像图在下一站台的可视模块上展示；
S3：前一列车各车厢内的人流量和分布图，乘客们可以在当前车站通过观看CCTV大屏或者用移动端扫描站台门上二维码贴牌的方式进行查看，站点工作人员则可以通过值班室内的PC端进行查看；
S3：当站点工作人员在PC端看到某节车厢外部候车区或者车厢内部人员过多的时候，可以通过车厢广播或者站台广播进行广播疏散，为乘客提供疏散信息，以便乘客提前站位等车；
S4：每个站台配备至少三个智能引导机器人，机器人自带语音模块和视频模块，机器人受PIS控制主机的控制，可以实时采集候车区的乘客图像信息，并且可以对乘客进行语音疏散指导；
S5：当车厢内的自动调温模块检测到车厢内乘客过多温度过高时，会触发空调降温，当车厢内的自动调温模块检测到车厢内乘客较少温度较低时，则会出发空调升温，从而为乘客提供舒适的乘坐环境，同时也提高了能源利用率。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，其特征在于，包括设置在各个车厢内的动态监控模块、对动态监控模块收集到的信息进行集中处理的PIS控制主机、将PIS控制主机处理后的数据进行直观展示的可视模块、将PIS控制主机处理后的信息进行播报的广播模块和接收PIS控制主机的处理数据后进行人流疏散的智能引流模块，动态监控模块采集到的文本图像通过IP方式传输，接口类型采用1000Mbps以太网接口，各模块之间通过VLAN划分成逻辑独立的网络，
动态监控模块，用于实时监测车厢内的乘客数量和分布位置，采用热释电红外监测模块监测车厢内的乘车分布位置，将热释电探头敏感单元采集到的车厢内温度变化转换成相应的电信号输出，并传递给PIS控制主机，采用设置在车厢门和车厢两端过道门处的感应监测模块监测车厢内的乘客进出数量，并通过socket方式将数据信息传送给PIS控制主机；
PIS控制主机，用于整合分析由动态监控模块采集到的数据和图像信息，包括接收单元、发射单元、储存单元、数据分析单元、绘制单元和转换单元，通过接收单元收集到的车厢内乘客信息进入储存单元，以便数据分析单元对乘客信息进行整合分析，经过数据分析单元处理后的信息，通过绘制单元和转换单元的配合由发射单元传送给可视模块；
可视模块，用于将PIS控制主机发射来的信息以动态热成像图和数字的方式进行直观展示，包括CCTV大屏、PC端和移动端，在每个地铁站点等间隔设置CCTV大屏，远程PC端设置在值班室内，移动端为乘客的手机或平板电脑，CCTV大屏和PC端通过有线方式传输，移动端则通过无线方式与PIS控制主体连接；
广播模块，用于向乘客播报各车厢的人流情况，包括设置在各车厢内的车厢广播和设置在各站台的站台广播，车厢广播和站台广播均通过无线电方式与PIS控制主机连接；
智能引导模块，用于引导乘客分散站位等车，采用机器人系统，包括机械机构、驱动机构、控制机构和感知机构，机械机构包括带行走功能的机身和多自由度的机械臂，驱动机构根据驱动源的不同，可分为电气、液压和气压中的一种或多种的结合，为机械机构供能，控制机构采用闭环控制系统，包括计算机硬件和控制软件，控制软件主要由人与机器人进行联系的人机交互系统和控制算法组成，感知机构由内部传感器和外部传感器组成，其作用是获取机器人内部和外部环境信息，并把获取的信息反馈给控制机构，然后再由控制机构发出疏散乘客的动作指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，其特征是，还包括设置在各车厢内的自动调温模块，用于实时监测车厢内的温度，并对车厢内温度进行相应调整，采用温度集成传感器芯片，温度集成传感器芯片采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值，并将温度信息传送给PIS控制主机。
3.根据权利要求1所述的一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，其特征是，所述动态监控模块中的感应监测模块采用进出门双向传感器，可以实时监测对应车厢内的乘客进出数量，并计算出车厢内的乘客总数，并将数据通过可视模块进行展示。
4.根据权利要求1所述的一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，其特征是，所述可视模块实时展示前一站台和当前站台上的人流动态热成像图、人流量趋势图、人流量统计图和智能机器人的位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于PIS系统的地铁综合监控系统，其特征是，所述车厢内和站台门上均贴设有便于移动端实时接入和查看人流信息的二维码贴牌。
6.根据权利要求1所述的一种基于PIS系统的地铁综合监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过设置在车厢门和车厢两端过道门处的感应监测模块监测进入车厢的乘客数量和走出车厢的乘客数量，经PIS控制主机的数据整合后，将各车厢内的进入乘客数、走出乘客数和车厢内乘客总数在下一站台的可视模块上展示；
S2：通过设置在各车厢内的热释电红外监测模块监测，以温度变化的方式，监测车厢内的乘车分布位置，并且经PIS控制主机的数据整合后，绘制出动态热成像图在下一站台的可视模块上展示；
S3：前一列车各车厢内的人流量和分布图，乘客们可以在当前车站通过观看CCTV大屏或者用移动端扫描站台门上二维码贴牌的方式进行查看，站点工作人员则可以通过值班室内的PC端进行查看；
S3：当站点工作人员在PC端看到某节车厢外部候车区或者车厢内部人员过多的时候，可以通过车厢广播或者站台广播进行广播疏散，为乘客提供疏散信息，以便乘客提前站位等车；
S4：每个站台配备至少三个智能引导机器人，机器人自带语音模块和视频模块，机器人受PIS控制主机的控制，可以实时采集候车区的乘客图像信息，并且可以对乘客进行语音疏散指导；
S5：当车厢内的自动调温模块检测到车厢内乘客过多温度过高时，会触发空调降温，当车厢内的自动调温模块检测到车厢内乘客较少温度较低时，则会出发空调升温，从而为乘客提供舒适的乘坐环境，同时也提高了能源利用率。
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