CN112598384B - 一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统 - Google Patents

一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法，包含步骤：S1、通过若干第一三维网格离散化车站的建筑信息模型为离散化建筑信息模型，转换离散化建筑信息模型为离散化平面建筑信息模型，该离散化平面建筑信息模型包含若干与第一三维网格对应的二维网格；S2、通过若干图像采集装置获取车站监控区域的图像信息，通过若干第二三维网格离散化图像采集装置的拍摄区域；S3、识别图像信息中的人员及其位置信息，根据位置信息将该人员归到对应的第二三维网格，获取归到第二三维网格的人员数并映射到对应的二维网格；S4、对所有二维网格的人员数求和。本发明还提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测系统。

Description

一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统
技术领域
本发明涉及轨道交通车站客流管理技术领域，特别涉及一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统。
背景技术
随着我国城市化进程的加快以及城市人口的增加，城市轨道交通已经成为人们城市出行的主要交通方式，而随着新兴大城市的快速发展，城市年轻人日益增多，导致上下班对轨道交通系统各个领域产生了极大的压力，特别是上下班高峰车站进出及换乘客流的激增，对城市轨道交通中车站的安全管理和客流疏散带来了严重的考验。使得实时监测车站客流情况以及车站工作人员所处位置，提前预警客流激增并有效处理突发情况，切实保证客流顺畅及安全，提升车站的管理水平和效率，优化轨道交通车站内各种资源的配置调度变得非常关键。
目前，各地铁公司运营部门投入大量的人力和物力在地铁车站关键位置布岗，但大多还是采用定点分散客流，按照既有的运营预案进行布岗，对于动态变化的客流以及突发情况缺乏应变性；同时对于客流的统计仍采用人工观察、车站AFC(Automatic FareCollection System自动售检票系统)数据等方式对车站的检票口、重要进出口等重点区域进行对客流以及人员密度的模糊统计，并且实时性比较低；大型的轨道交通中转站占地面积大，站内通道较多，对站内各具体位置的实时客流信息并没有进行精确地统计。而通过手机信令等方式确定实时客流量的同时却因为多个运营商的存在引起统计数据不完全，从而导致客流数据准确率较低。因此如何有效又精确实时地监测城市轨道交通车站客流成为当下需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统，以车站的建筑信息模型为基础，能够根据对车站监控区域采集的图像信息自动、实时、准确的获取车站的实时客流量，并能够发布相应的运营预案给车站工作人员的PC终端；同时本发明还能够自动生成图像中人员的行走路径，并基于该行走路径判断该人员的影响力。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法，包含步骤：
S1、通过若干个第一三维网格离散化车站的建筑信息模型为对应的离散化建筑信息模型；转换所述离散化建筑信息模型为对应的离散化平面建筑信息模型，所述离散化平面建筑信息模型包含若干个与所述第一三维网格对应的二维网格；
S2、通过若干个图像采集装置获取车站监控区域的图像信息；通过若干个第二三维网格离散化所述图像采集装置的拍摄区域，一个所述第二三维网格对应于一个第一三维网格；
S3、识别所述图像信息中的人员及该人员的位置信息，根据人员的位置信息将该人员归到对应的第二三维网格；获取第二三维网格的人员数，将该人员数映射到对应的二维网格中；
S4、对所有二维网格的人员数求和，得到车站监控区域的实时客流量。
优选的，步骤S1中通过将所述建筑信息模型投影到该建筑信息模型的地面平面中，实现转换所述建筑信息模型为对应的平面建筑信息模型。
优选的，步骤S3中还包含：
若二维网格属于N个图像采集装置的重叠拍摄区域，获取与该二维网格对应的N个第二三维网格，该N个第二三维网格分别属于该N个图像采集装置的拍摄区域，其中N≥2；
获取该N个图像采集装置所采集的图像中，分别与该N个第二三维网格对应的人员数P1,L,PN；
令映射到该二维网格的人员数为P＝max{P1,L,PN}。
优选的，步骤S3中还包含：
基于人员的服饰信息，识别图像采集装置获取的图像信息中的人员是否为车站工作人员；若为车站工作人员，该车站工作人员不归至任何第二三维网格。
优选的，所述基于建筑信息模型的车站客流监测方法还包含步骤：
S5、基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图。
优选的，所述基于建筑信息模型的车站客流监测方法还包含步骤：
S6、基于所识别人员的位置信息，获取该人员在离散化平面建筑信息模型的行走路径。
优选的，所述基于建筑信息模型的车站客流监测方法还包含步骤：
S7、获取与人员行走路径的间距小于设定距离阈值的若干个二维网格，计算该人员的影响值，所述影响值为被映射到该若干个二维网格的人员数之和。
本发明还提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测系统，用于实现本发明所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，所述系统包含：
若干个图像采集装置，用于获取车站监控区域的图像信息；
图像处理服务器，其包含模型构建模块、人脸识别模块、人员位置信息识别模块、实时客流量计算模块；
所述模型构建模块通过若干个第一三维网格离散化其存储的建筑信息模型为对应的离散化建筑信息模型，并转换所述离散化建筑信息模型为对应的离散化平面建筑信息模型；
所述人脸识别模块用于识别所述图像信息中的人员，并为该人员设置对应的标识号；
人员位置信息识别模块，其通过若干个第二三维网格离散化所述图像采集装置的拍摄区域，确定所识别人员所属的第二三维网格，将该人员归到离散化平面建筑信息模型对应的二维网格中；
实时客流量计算模块，获取映射到二维网格的人员数，对所有二维网格的人员数求和，得到车站监控区域的实时客流量。
优选的，所述基于建筑信息模型的车站客流监测系统还包含：
数据库服务器，其通讯连接所述图像处理服务器，用于存储所述图像信息、所识别人员的标识号、所识别人员对应二维网格的编号、实时客流量；
应用服务器，通讯连接所述数据库服务器、图像处理服务器；所述应用服务器根据所述实时客流量广播其存储的与该实时客流量对应的运营预案给车站工作人员的PC终端；
应用服务器还基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图并发送给所述PC终端；
所述应用服务器还包含客流监测模块，其根据图像信息的采集时间、图像信息中所识别人员的标志号、该人员对应二维网格的编号，为所识别人员生成对应的行走路径。
优选的，所述基于建筑信息模型的车站客流监测系统还包含：
交换机，其通讯连接设置在所述图像采集装置与图像处理服务器之间，用于将图像采集装置获取的图像信息发送至图像处理服务器；
网关服务器，其通讯连接设置在应用服务器与所述PC终端之间，用于实现应用服务器与PC终端之间进行数据传输。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明的基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统通过三维网格划分车站的建筑信息模型，并将其转化为二维网格化的离散化平面建筑信息模型，大大方便对站内人员进行精确位置定位，简化了数据处理步骤，缩短了处理时间，实现了实时获取站内客流数据；
2)本发明将人脸识别模块用于对车站内采集的图像进行检测，可以自动化获取每个二维网格中的人员数量，与传统的客流监测方式相比提高了工作效率；本发明还能更够有效防止错误统计、重复统计站内人员；相对于通过手机信令统计站内人员的现有技术，本发明不会因为遗漏站内人员造成统计数据的不完整性；通过本发明提高了站内客流数据的准确性；
3)本发明能够获取目标人员在车站中经历的二维网格，从而构建人员行走路径，并能够根据目标人员的行走路径获取该人员对其周围人员的影响范围和影响程度；
4)本发明还基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图，实现直观的可视化显示车站内人员分布情况；
5)本发明能够基于实时检测的站内客流数据，自动发送对应的运营预案给车站工作人员的PC终端，有力的保障了车站平稳运营。
附图说明
为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，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为本发明的实施例中，基于建筑信息模型的车站客流监测方法流程图；
图2为本发明的实施例中，基于建筑信息模型的车站客流监测系统结构示意图；
图中：1、图像采集装置；2、图像处理服务器；21、模型构建模块；22、人脸识别模块；23、人员位置信息识别模块；24、实时客流量计算模块；3、数据库服务器；4、应用服务器；41、运营预案发布模块；42、热力图生成模块；43、客流监测模块；5、交换机；6、网关服务器；7、PC终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法，如图1所示，包含步骤：
S1、通过若干个第一三维网格离散化车站的建筑信息模型为对应的离散化建筑信息模型；转换所述离散化建筑信息模型为对应的离散化平面建筑信息模型，所述离散化平面建筑信息模型包含若干个与所述第一三维网格对应的二维网格；对所述二维网格进行编号；
在本发明的实施例中，通过将所述建筑信息模型投影到该建筑信息模型的地面平面中，实现转换所述建筑信息模型为对应的平面建筑信息模型。
S2、通过若干个图像采集装置1获取车站监控区域的图像信息；通过若干个第二三维网格离散化所述图像采集装置1的拍摄区域；将该离散化的拍摄区域融合至所述离散化建筑信息模型，一个所述第二三维网格对应于一个第一三维网格；
S3、识别所述图像信息中的人员及该人员的位置信息，根据人员的位置信息将该人员归到对应的第二三维网格；获取第二三维网格的人员数，将该人员数映射到对应的二维网格中；
若二维网格属于N个图像采集装置1的重叠拍摄区域，获取与该二维网格对应的N个第二三维网格，该N个第二三维网格分别属于该N个图像采集装置1的拍摄区域，其中N≥2；
获取该N个图像采集装置1所采集的图像中，分别与该N个第二三维网格对应的人员数P1,L,PN；
令映射到该二维网格的人员数为P＝max{P1,L,PN}。
由于多个图像采集装置1的拍摄区域存在重叠的可能性，因此可能存在一个二维网格对应多个图像采集装置拍摄区域的第二三维网格，映射到该二维网格对应的人员数并不是预先指定来自哪个图像采集装置1。举例来说，当存在一个二维网格对应两个图像采集装置1拍摄区域的重叠区域，具体的，该二维网格对应其中一个图像采集装置拍摄区域中编号为3的第二三维网格，以及另一个图像采集装置拍摄区域中编号为5的第二三维网格。对于该编号为3的第二三维网格，识别出其中包含4名人员；而对于该编号为5的第二三维网格，由于被建筑物遮挡，仅识别出其中包含3名人员；则将人员数4映射到该二维网格。也即是说本发明从该多个图像采集装置获取的图像数据中分别获取与该二维网格对应的人员数，将获取的人员数取最大值，作为映射到该二维网格的人员数。这样不仅提高对人员计数的准确性，同时还能够避免对该二维网格中的人员数进行重复计算。
在本发明的实施例中，步骤S3中还包含：
基于人员的服饰信息，识别图像采集装置获取的图像信息中的人员是否为车站工作人员；若为车站工作人员，该车站工作人员不归至任何第二三维网格。也即是说，车站工作人员不计入客流人员。
S4、对所有二维网格的人员数求和，得到车站监控区域的实时客流量。
在本发明的实施例中，所述离散化平面建筑信息模型包含M个二维网格，映射到该M个二维网格的人员数分别为C1，L，CM，则实时客流量＝C1+L+CM。
S5、基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图。
S6、基于所识别人员的位置信息，获取该人员在离散化平面建筑信息模型的行走路径。
S7、获取与人员行走路径的间距小于设定距离阈值的若干个二维网格，计算该人员的影响值，所述影响值为被映射到该若干个二维网格的人员数之和。
本发明还提供一种基于建筑信息模型的车站客流监测系统，用于实现本发明所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，如图2所示，所述系统包含：若干个图像采集装置1、图像处理服务器2、数据库服务器3、应用服务器4、交换机5、网关服务器6。
所述若干个图像采集装置1用于获取车站监控区域的图像信息；图像采集装置1可以设置在闸机上方、扶梯上方、车站进出口处、站台等位置。
所述图像处理服务器2包含模型构建模块21、人脸识别模块22、人员位置信息识别模块23、实时客流量计算模块24。
所述模型构建模块21通过若干个第一三维网格离散化其存储的建筑信息模型为对应的离散化建筑信息模型，并转换所述离散化建筑信息模型为对应的离散化平面建筑信息模型；
所述人脸识别模块22用于识别所述图像信息中的人员，并为该人员设置对应的标识号；
所述人员位置信息识别模块23通过若干个第二三维网格离散化所述图像采集装置1的拍摄区域，确定所识别人员所属的第二三维网格以获取该人员的位置信息，将该人员归到离散化平面建筑信息模型对应的二维网格中；
所述实时客流量计算模块24获取映射到二维网格的人员数，对所有二维网格的人员数求和，得到车站监控区域的实时客流量。
所述数据库服务器3通讯连接所述图像处理服务器2，用于存储所述图像信息、所识别人员的标识号、所识别人员对应二维网格的编号、实时客流量；
所述应用服务器4运营预案发布模块41、热力图生成模块42和客流监测模块43。
所述运营预案发布模块41根据所述实时客流量，广播其存储的与该实时客流量对应的运营预案给车站工作人员的PC终端7；
所述热力图生成模块42基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图并发送给所述PC终端7；
所述客流监测模块43根据图像信息的采集时间、图像信息中所识别人员的标志号、该人员对应二维网格的编号，为所识别人员生成对应的行走路径并发送给数据库服务器3。
所述交换机5通讯连接设置在所述图像采集装置1与图像处理服务器2之间，用于将图像采集装置1获取的图像信息发送至图像处理服务器2；
所述网关服务器6通讯连接设置在应用服务器4与所述PC终端7之间，用于实现应用服务器4与PC终端7之间进行数据传输。
本发明的基于建筑信息模型的车站客流监测方法及系统把复杂的车站环境和客流信息整合起来，实现对车站客流信息直观的可视化监测。本发明采用客户端/服务器(C/S)架构，通过图像处理服务器2基于车站的建筑信息模型根据对车站监控区域采集的图像信息自动、实时、准确的获取车站的实时客流量，并能够发布相应的运营预案给车站工作人员的PC终端7；通过应用服务器4广播与实时客流量对应的运营预案、离散化平面建筑信息模型的热力图并发送给PC终端7(也即客户端)。车站工作人员能够基于PC终端7的信息及时采取行动，保障站内平稳运营，有效降低车站调度的复杂度和难度。
同时本发明还能够自动生成图像中人员的行走路径，并基于该行走路径判断该人员的影响力及影响范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于建筑信息模型的车站客流监测方法，其特征在于，包含步骤：
S1、通过若干个第一三维网格离散化车站的建筑信息模型为对应的离散化建筑信息模型；转换所述离散化建筑信息模型为对应的离散化平面建筑信息模型，所述离散化平面建筑信息模型包含若干个与所述第一三维网格对应的二维网格；
S2、通过若干个图像采集装置获取车站监控区域的图像信息；通过若干个第二三维网格离散化所述图像采集装置的拍摄区域，一个所述第二三维网格对应于一个第一三维网格；
S3、识别所述图像信息中的人员及该人员的位置信息，根据人员的位置信息将该人员归到对应的第二三维网格；获取第二三维网格的人员数，将该人员数映射到对应的二维网格中；
步骤S3中还包含：
若二维网格属于N个图像采集装置的重叠拍摄区域，获取与该二维网格对应的N个第二三维网格，该N个第二三维网格分别属于该N个图像采集装置的拍摄区域，其中N≥2；
获取该N个图像采集装置所采集的图像中，分别与该N个第二三维网格对应的人员数P1,…,PN；
令映射到该二维网格的人员数为P＝max{P1,…,PN}；
S4、对所有二维网格的人员数求和，得到车站监控区域的实时客流量；
S6、基于所识别人员的位置信息，获取该人员在离散化平面建筑信息模型的行走路径。
2.如权利要求1所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，其特征在于，步骤S1中通过将所述建筑信息模型投影到该建筑信息模型的地面平面中，实现转换所述建筑信息模型为对应的平面建筑信息模型。
3.如权利要求1所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，其特征在于，步骤S3中还包含：
基于人员的服饰信息，识别图像采集装置获取的图像信息中的人员是否为车站工作人员；若为车站工作人员，该车站工作人员不归至任何第二三维网格。
4.如权利要求1所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，其特征在于，还包含步骤：
S5、基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图。
5.如权利要求1所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，其特征在于，还包含步骤：
S7、获取与人员行走路径的间距小于设定距离阈值的若干个二维网格，计算该人员的影响值，所述影响值为被映射到该若干个二维网格的人员数之和。
6.一种基于建筑信息模型的车站客流监测系统，用于实现如权利要求1至5任一所述的基于建筑信息模型的车站客流监测方法，其特征在于，包含：
若干个图像采集装置，用于获取车站监控区域的图像信息；
图像处理服务器，其包含模型构建模块、人脸识别模块、人员位置信息识别模块、实时客流量计算模块；
所述模型构建模块通过若干个第一三维网格离散化其存储的建筑信息模型为对应的离散化建筑信息模型，并转换所述离散化建筑信息模型为对应的离散化平面建筑信息模型；
所述人脸识别模块用于识别所述图像信息中的人员，并为该人员设置对应的标识号；
人员位置信息识别模块，其通过若干个第二三维网格离散化所述图像采集装置的拍摄区域，确定所识别人员所属的第二三维网格，将该人员归到离散化平面建筑信息模型对应的二维网格中；
实时客流量计算模块，获取映射到二维网格的人员数，对所有二维网格的人员数求和，得到车站监控区域的实时客流量。
7.如权利要求6所述的基于建筑信息模型的车站客流监测系统，其特征在于，还包含：
数据库服务器，其通讯连接所述图像处理服务器，用于存储所述图像信息、所识别人员的标识号、所识别人员对应二维网格的编号、实时客流量；
应用服务器，通讯连接所述数据库服务器、图像处理服务器；所述应用服务器根据所述实时客流量广播其存储的与该实时客流量对应的运营预案给车站工作人员的PC终端；
应用服务器还基于映射到二维网格的人员数，为二维网格设置对应的颜色，生成所述离散化平面建筑信息模型的热力图并发送给所述PC终端；
所述应用服务器还包含客流监测模块，其根据图像信息的采集时间、图像信息中所识别人员的标志号、该人员对应二维网格的编号，为所识别人员生成对应的行走路径。
8.如权利要求6所述的基于建筑信息模型的车站客流监测系统，其特征在于，还包含：
交换机，其通讯连接设置在所述图像采集装置与图像处理服务器之间，用于将图像采集装置获取的图像信息发送至图像处理服务器；
网关服务器，其通讯连接设置在应用服务器与所述PC终端之间，用于实现应用服务器与PC终端之间进行数据传输。
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