CN113034754A - 一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统及方法，涉及闸机识别系统技术领域；为了实现防逃票的功能；该系统包括闸机设备和监控系统，所述监控系统包括控制台电脑内和监控端，所述控制台电脑内搭建有仿真软件，监控端包括两个以上的第一红外传感器；该方法包括如下步骤：第二红外传感器、第一红外传感器和摄像机对经过的行人信息进行采集，并将采集的信号输送至下位机。本发明通过合理安排各传感器位于闸机设备的位置，获取通行乘客经过闸机设备时的运动序列，最终判断通行乘客的通行方式，与此同时，借助摄像机获取通行乘客的身高信息，并且依据识别算法判断通过闸机通道的乘客是否存在逃票现象。

Description

一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统及方法

技术领域

本发明涉及闸机识别系统技术领域，尤其涉及一种防逃票轨道交 通车站闸机识别系统及方法。

背景技术

现代城市轨道交通运营系统主要由信号、电气、运行等控制系统 和车辆、车站、线路三大设备组成。其中，子系统各有分工，车站是 整个城市轨道交通系统的核心。作为车站所有设备中最重要的设备， AFC系统是基于自动控制技术、通信技术、计算机、网络，实现自动 售票、自动检票、自动收费、统计、操作和管理等全过程的自动化处 理系统。闸机作为自动检票的设备，是自动售票系统中的关键设备之 一，也是乘客与自动售票系统直接相接触的硬件设施。

然而目前应用在现实社会中的闸机普遍不具备自动识别逃票行 为的功能。

经检索，中国专利申请号为CN201922452129.7的专利，公开了 一种基于定向音频的闸机口系统，包括闸机系统，以及设置在所述闸 机系统上的定向声音输出装置，所述闸机系统包括左右两侧的闸机机 箱，以及与所述左右两侧闸机机箱连接的控制器和挡板，所述挡板置 于由左右两侧闸机机箱形成的通道内，机箱的端头设有电性连接所述 控制器的门禁装置，所述定向声音输出装置通过固定连接机构设置在 所述闸机机箱内部或外部。上述专利中的闸机口系统存在以下不足： 虽能够满足一定的使用需求，但是不能够起到有效的防逃票效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种 防逃票轨道交通车站闸机识别系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统及方法，包括闸机设备和 监控系统，所述监控系统包括控制台电脑内和监控端，所述控制台电 脑内搭建有仿真软件，监控端包括两个以上的第一红外传感器，且控 制台电脑内设置有下位机，下位机具体为用于接收第一红外传感器信 号的单片机，所述闸机设备包括两个前端刷卡基座和两个出口放行基 座，前端刷卡基座顶部外壁嵌入式安装有读卡器，前端刷卡基座和出 口放行基座之间均设置有步态检测护板，且第一红外传感器嵌入式安 装于一个步态检测护板的一侧外壁；所述出口放行基座上安装有阻挡 机构。

优选的：所述仿真软件与下位机通信将监控端的工作状态予以采 集记录，同时也对下位机进行监控，防止通信过程当中数据丢失的发 生，仿真软件分析采集得到的数据对乘客运动过程当中所存在的事件 进行判断，并将判断结果反馈给工作人员。

进一步的：所述仿真软件内设置有智能识别算法，仿真软件根据 乘客通过检票设备时监控端的工作状态，经过智能识别算法分析，对 乘客通行过程当中所存在的事件做出准确的判断；最后采集实验数据， 并用来检测智能识别方法的准确性。

进一步优选的：所述控制台电脑中设置有特征提取模块、数据测 试模块、数据训练模块和事件识别模块，其数据处理的具体步骤包括：

S01：特征提取模块对监控端传输的数据进行特征提取：

S02：将提取到的数据分别发送至数据测试模块和数据训练模块；

S03：数据测试模块对数据进行模拟测试，得出初步事件识别结 果，并传输至事件识别模块，转到S05步骤；

S04：数据训练模块对数据进行训练，得到识别模型，传输至事 件识别模块；

S05：事件识别模块对初步事件识别结果和识别模型进行比对， 将比对结果输出到控制台电脑的仿真软件中。

作为本发明一种优选的：所述阻挡机构包括阻挡座和阻挡板，所 述阻挡座分别安装于两个出口放行基座相邻一侧外壁，阻挡板旋转滑 动连接于阻挡座一侧内壁，且阻挡座内设置有用于控制阻挡板旋转滑 动的阻挡电机。

作为本发明进一步优选的：两个所述出口放行基座的相邻一侧外 壁均安装有第二红外传感器，所述第二红外传感器与下位机的信号输 入端电性连接。

作为本发明再进一步的方案：所述阻挡板一侧内壁安装有等距分 布的阻挡气柱，且出口放行基座内设置有给阻挡气柱充气放气的泵体， 阻挡气柱通过管道与泵体的输出端连接，且管道内设置有气体压力传 感器，所述气体压力传感器与下位机的信号输入端电性连接。

在前述方案的基础上：所述闸机设备依次设置有进口检测区域、 步态检测区域和出口检测区域，进口检测区域设置于两个前端刷卡基 座之间，步态检测区域设置于两个步态检测护板之间，出口检测区域 设置于两个出口放行基座之间，且第一红外传感器的数量为8个；所 述闸机设备一侧设置有摄像机，摄像机的数据输出端接入下位机的数 据输入端。

一种防逃票轨道交通车站闸机识别方法：包括如下步骤：

S11：第二红外传感器、第一红外传感器和摄像机对经过的行人 信息进行采集，并将采集的信号输送至下位机；

S12：下位机并将第二红外传感器、第一红外传感器和摄像机的 工作状态实时传至控制台电脑的特征提取模块；

S13：数据测试模块和数据训练模块对提取的特征进行模拟分析；

S14：事件识别模块对分析结果进行识别；

S15：识别到逃票行为时，及时将结果通知车站站台人员处理；

其中，在运动物体经过进口检测区域、步态检测区域和出口检测 区域的过程中，系统将第一红外传感器工作状态依据时间的先后顺序 以向量形式作为该事件的特征记录下来。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过合理安排各传感器位于闸机设备的位置，获取 通行乘客经过闸机设备时的运动序列，最终判断通行乘客的通行方式， 与此同时，借助摄像机获取通行乘客的身高信息，并且依据识别算法 判断通过闸机通道的乘客是否存在逃票现象，提高了轨道交通闸机识 别系统的智能化水平以及车站工作人员的效率。

2.通过设置第二红外传感器，能够检测到阻挡区域是否有人， 若有人，且读卡器识别有效，阻挡电机控制阻挡板打开放行，直到离 开该区域，阻挡板才会关闭，确保了闸机不会夹伤行人。

3.通过设置阻挡气柱和气体压力传感器，能够提升阻挡面积， 达到进一步防止逃票的目的，且阻挡气柱相对柔软有效避免了夹伤行 人。

4.通过设置气体压力传感器，当行人强行通过而压迫阻挡气 柱时，阻挡气柱的容积必然减小，导致内部气压增大，气体压力传感 器能够及时输送信号至下位机，从而反馈给工作人员，提升了防逃票 的能力。

附图说明

图1为本发明提出的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统中 闸机设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统中 闸机设备一侧的结构示意图；

图3为本发明提出的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统中 闸机设备的阻挡机构结构示意图；

图4为本发明提出的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统的 流程处理图；

图5为本发明提出的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统检 测区域的平面框架图。

图中：1前端刷卡基座、2步态检测护板、3出口放行基座、4第 二红外传感器、5读卡器、6第一红外传感器、7阻挡座、8阻挡板、9 阻挡气柱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说 明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同 或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅 用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、 “外”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专利和简化描述，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 解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以 是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设 置。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 语在本专利中的具体含义。

实施例1：

一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，如图1-5所示，包括闸 机设备和监控系统，所述监控系统包括控制台电脑内和监控端，所述 控制台电脑内搭建有仿真软件，所述监控端包括两个以上的第一红外 传感器6，且控制台电脑内设置有下位机，下位机具体为用于接收第 一红外传感器6信号的单片机，所述闸机设备包括两个前端刷卡基座 1和两个出口放行基座3，前端刷卡基座1顶部外壁嵌入式安装有读 卡器5，前端刷卡基座1和出口放行基座3之间均设置有步态检测护 板2，且第一红外传感器6嵌入式安装于一个步态检测护板2的一侧 外壁；所述出口放行基座3上安装有阻挡机构。

为了提升可靠性；如图1-5所示，所述仿真软件与下位机通信将 监控端的工作状态予以采集记录，同时也对下位机进行监控，防止通 信过程当中数据丢失的发生，仿真软件分析采集得到的数据对乘客运 动过程当中所存在的事件进行判断，并将判断结果反馈给工作人员。

为了提升防逃票的可靠性；所述仿真软件内设置有智能识别算法， 仿真软件根据乘客通过检票设备时监控端的工作状态，经过智能识别 算法分析，对乘客通行过程当中所存在的事件做出准确的判断；最后 采集实验数据，并用来检测智能识别方法的准确性。

为了便于更可靠的识别人体动作；如图4、图5所示，所述控制 台电脑中设置有特征提取模块、数据测试模块、数据训练模块和事件 识别模块，其数据处理的具体步骤包括：

S01：特征提取模块对监控端传输的数据进行特征提取：

S02：将提取到的数据分别发送至数据测试模块和数据训练模块；

S03：数据测试模块对数据进行模拟测试，得出初步事件识别结 果，并传输至事件识别模块，转到S05步骤；

S04：数据训练模块对数据进行训练，得到识别模型，传输至事 件识别模块；

S05：事件识别模块对初步事件识别结果和识别模型进行比对， 将比对结果输出到控制台电脑的仿真软件中。

为了便于阻挡和放行；如图3所示，所述阻挡机构包括阻挡座7 和阻挡板8，所述阻挡座7分别安装于两个出口放行基座3相邻一侧 外壁，阻挡板8旋转滑动连接于阻挡座7一侧内壁，且阻挡座7内设 置有用于控制阻挡板8旋转滑动的阻挡电机；通过设置阻挡座7、阻挡板8，能够通过阻挡电机控制阻挡板8的工作，从而实现对行人的 阻挡和放行。

为了提升使用安全性；如图2、图3所示，两个所述出口放行基 座3的相邻一侧外壁均安装有第二红外传感器4，所述第二红外传感 器4与下位机的信号输入端电性连接；通过设置第二红外传感器4， 能够检测到阻挡区域是否有人，若有人，且读卡器5识别有效，阻挡电机控制阻挡板8打开放行，直到离开该区域，阻挡板8才会关闭， 确保了闸机不会夹伤行人，其中，所述第一红外传感器6和第二红外 传感器4型号均可采用GP2Y0A02YK0F。

为了提升阻挡效果；如图3所示，所述阻挡板8一侧内壁安装有 等距分布的阻挡气柱9，且出口放行基座3内设置有给阻挡气柱9充 气放气的泵体，阻挡气柱9通过管道与泵体的输出端连接，且管道内 设置有气体压力传感器，所述气体压力传感器与下位机的信号输入端 电性连接；气体压力传感器的型号可采用BMP280；通过设置阻挡气 柱9和气体压力传感器，能够提升阻挡面积，且阻挡气柱9相对柔软 有效避免了夹伤行人，由于设置了气体压力传感器，当行人强行通过 而压迫阻挡气柱9时，阻挡气柱9的容积必然减小，导致内部气压增 大，气体压力传感器能够及时输送信号至下位机，从而反馈给工作人 员，提升了防逃票的能力。

为了提升数据收集能力；如图5所示，所述闸机设备依次设置有 进口检测区域、步态检测区域和出口检测区域，进口检测区域设置于 两个前端刷卡基座1之间，步态检测区域设置于两个步态检测护板2 之间，出口检测区域设置于两个出口放行基座3之间，且第一红外传 感器6的数量为8个；所述闸机设备一侧设置有摄像机，摄像机的数 据输出端接入下位机的数据输入端；通过设置摄像机，能够借助摄像 机获取通行乘客的身高信息，并且依据识别算法判断通过闸机通道的 乘客是否存在逃票现象以及乘客基本信息收集。

实施例在使用时：当有乘客经过闸机通道时，被遮挡的第一红外 传感器6发射的红外线被反射回来，当第一红外传感器6检测到反射 回来的红外线时，其输出端由高电平(5V)变为低电平(0V)；8个第一 红外传感器6位于步态检测区域，进口检测区域、出口检测区域分别 用于闸机检票，安放阻挡座7、阻挡板8。进口检测区域，允许乘客 停留以方便刷卡。在该区域或进入该区域之前有效刷卡，阻挡板8打 开，第二红外传感器4检测乘客走出的情况，同时借助摄像机获取通 行乘客的身高信息，并且依据识别算法判断通过闸机通道的乘客是否 存在逃票现象以及乘客基本信息收集。

实施例2：

一种防逃票轨道交通车站闸机识别方法，如图1-5所示，包括如 下步骤：

S11：第二红外传感器4、第一红外传感器6和摄像机对经过的 行人信息进行采集，并将采集的信号输送至下位机；

S12：下位机并将第二红外传感器4、第一红外传感器6和摄像 机的工作状态实时传至控制台电脑的特征提取模块；

S13：数据测试模块和数据训练模块对提取的特征进行模拟分析；

S14：事件识别模块对分析结果进行识别；

S15：识别到逃票行为时，及时将结果通知车站站台人员处理；

其中，在运动物体经过进口检测区域、步态检测区域和出口检测 区域的过程中，系统将第一红外传感器6工作状态依据时间的先后顺 序以向量形式作为该事件的特征记录下来。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，包括闸机设备和监控系统，所述监控系统包括控制台电脑内和监控端，所述控制台电脑内搭建有仿真软件，监控端包括两个以上的第一红外传感器(6)，且控制台电脑内设置有下位机，下位机具体为用于接收第一红外传感器(6)信号的单片机，所述闸机设备包括两个前端刷卡基座(1)和两个出口放行基座(3)，前端刷卡基座(1)顶部外壁嵌入式安装有读卡器(5)，前端刷卡基座(1)和出口放行基座(3)之间均设置有步态检测护板(2)，且第一红外传感器(6)嵌入式安装于一个步态检测护板(2)的一侧外壁；所述出口放行基座(3)上安装有阻挡机构。

2.根据权利要求1所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，所述仿真软件与下位机通信将监控端的工作状态予以采集记录，同时也对下位机进行监控，防止通信过程当中数据丢失的发生，仿真软件分析采集得到的数据对乘客运动过程当中所存在的事件进行判断，并将判断结果反馈给工作人员。

3.根据权利要求2所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，所述仿真软件内设置有智能识别算法，仿真软件根据乘客通过检票设备时监控端的工作状态，经过智能识别算法分析，对乘客通行过程当中所存在的事件做出准确的判断；最后采集实验数据，并用来检测智能识别方法的准确性。

4.根据权利要求3所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，所述控制台电脑中设置有特征提取模块、数据测试模块、数据训练模块和事件识别模块，其数据处理的具体步骤包括：

S01：特征提取模块对监控端传输的数据进行特征提取：

S02：将提取到的数据分别发送至数据测试模块和数据训练模块；

S03：数据测试模块对数据进行模拟测试，得出初步事件识别结果，并传输至事件识别模块，转到S05步骤；

S04：数据训练模块对数据进行训练，得到识别模型，传输至事件识别模块；

S05：事件识别模块对初步事件识别结果和识别模型进行比对，将比对结果输出到控制台电脑的仿真软件中。

5.根据权利要求4所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，所述阻挡机构包括阻挡座(7)和阻挡板(8)，所述阻挡座(7)分别安装于两个出口放行基座(3)相邻一侧外壁，阻挡板(8)旋转滑动连接于阻挡座(7)一侧内壁，且阻挡座(7)内设置有用于控制阻挡板(8)旋转滑动的阻挡电机。

6.根据权利要求5所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，两个所述出口放行基座(3)的相邻一侧外壁均安装有第二红外传感器(4)，所述第二红外传感器(4)与下位机的信号输入端电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，所述阻挡板(8)一侧内壁安装有等距分布的阻挡气柱(9)，且出口放行基座(3)内设置有给阻挡气柱(9)充气放气的泵体，阻挡气柱(9)通过管道与泵体的输出端连接，且管道内设置有气体压力传感器，所述气体压力传感器与下位机的信号输入端电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种防逃票轨道交通车站闸机识别系统，其特征在于，所述闸机设备依次设置有进口检测区域、步态检测区域和出口检测区域，进口检测区域设置于两个前端刷卡基座(1)之间，步态检测区域设置于两个步态检测护板(2)之间，出口检测区域设置于两个出口放行基座(3)之间，且第一红外传感器(6)的数量为8个；所述闸机设备一侧设置有摄像机，摄像机的数据输出端接入下位机的数据输入端。

9.一种防逃票轨道交通车站闸机识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S11：第二红外传感器(4)、第一红外传感器(6)和摄像机对经过的行人信息进行采集，并将采集的信号输送至下位机；

S12：下位机并将第二红外传感器(4)、第一红外传感器(6)和摄像机的工作状态实时传至控制台电脑的特征提取模块；

S13：数据测试模块和数据训练模块对提取的特征进行模拟分析；

S14：事件识别模块对分析结果进行识别；

S15：识别到逃票行为时，及时将结果通知车站站台人员处理；

其中，在运动物体经过进口检测区域、步态检测区域和出口检测区域的过程中，系统将第一红外传感器(6)工作状态依据时间的先后顺序以向量形式作为该事件的特征记录下来。

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