CN114999034A - 基于轨道交通的综合监控管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于轨道交通的综合监控管理系统，对于任意车辆，在任意停靠站P_i：站点监控模块用于对乘客检票，判断该乘客是否允许通行，若是，获取与该乘客对应的到达站信息和监控信息；站点管理模块用于接收到达站信息和监控信息，依据监控信息获得乘客人数信息，而后获得实际进站人数H_i，依据到达站信息和乘客人数信息获得余下停靠站的到站人数信息；车辆监控模块用于获取全部车门处在车辆停站期间的车辆监控信息；车辆管理模块用于接收到站人数信息和监控信息，依据车辆监控信息统计车辆的监控进站人数G_i和出站人数O_i，预测未下站人数。本发明具有提高对客流量统计的精确度，进而提高对逃票人员分段预测的准确度的有益效果。

Description

基于轨道交通的综合监控管理系统

技术领域

本发明涉及轨道交通监控技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于轨道交通的综合监控管理系统。

背景技术

轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上形式的一类交通工具或匀速系统。轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统，最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统，随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。

轨道交通在进行行程的途中存在逃票现象，特别是对于“两头票”情况，难以通过进站、出站闸机筛选发现，通常采用在车辆行驶过程中通过人工检票的方式进行验票，多次人工检票对于乘客和乘务员均造成极大的困扰，如何结合对交通车辆的监控提高对客流量进行统计的精确，并预测逃票人员个数，已给乘务员是否开展人工验票提供参考依据，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于轨道交通的综合监控管理系统，通过站台监控结合车辆监控，提高对客流量统计的精确度，进而提高对逃票人员分段预测的准确度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于轨道交通的综合监控管理系统，包括车辆管理模块、车辆监控模块、站点管理模块、站点监控模块，其中，对于任意车辆，其全部停靠站由起始至终点依次记为{P₁、P₂、…、P_n}，在任意停靠站P_i：

站点监控模块用于对乘客检票，判断该乘客是否允许通行，若是，获取与该乘客对应的到达站信息和监控信息；

站点管理模块与站点监控模块连接，用于接收到达站信息和监控信息，依据监控信息获得每次通行的乘客人数信息，依据乘客人数信息和通行次数获得实际进站人数H_i，依据到达站信息和乘客人数信息获得余下停靠站的到站人数信息{T_iPi+1、…、T_iPn}，i＜n，T_iPi+1为依据停靠站P_i获得的停靠站P_i+1到站人数信息；

车辆监控模块用于获取全部车门处在车辆停站期间的车辆监控信息；

车辆管理模块与站点管理模块和车辆监控模块连接，用于接收到站人数信息和监控信息，依据历史的到站人数信息获得停靠站P_i的到站人数

i>1，依据车辆监控信息统计车辆的监控进站人数G_i和出站人数O_i，预测未下站人数W_i＝A_i-[O_i-(G_i-H_i)]。

优选的是，每个站点的站点监控模块包括：

至少一个双门闸机，用于对乘客过闸检票，其内设置用于提取票面信息的票面信息提取单元，票面信息包括车次信息、出发站信息、到达站信息，依据车次信息、出发站信息判断该乘客是否允许通行，若是，双门闸机进行一次启闭，允许乘客通过，同步存储通过乘客的到达站信息至站点管理模块；

站点监控单元，其包括设于每个双门闸机正上方的站点摄像机，用于获取乘客过闸检票时的视频形成监控信息。

优选的是，站点监控模块的双门闸机为多个且并排设置。

优选的是，站点管理模块包括：

站点模型训练单元，其与站点监控单元连接，用于从历史的监控信息中提取第一闸门开启后关闭且第二闸门未开启期间的视频片段，基于视频片段获取多帧图像，对多帧图像分别框定双门闸机两侧及一对闸门围成区域后裁剪获得站点乘客数据集，训练得到用于检测乘客目标的第一检测器；

站点检测单元，其与站点监控单元和站点模型训练单元连接，用于实时接收监控信息，依据监控信息获得当前次通行的待检图像，并利用第一检测器检测待检图像获得该次通行的乘客人数信息。

优选的是，车辆监控模块包括多个车辆摄像机，多个车辆摄像机一一对应与车辆的多个出入口相对设置，用于获取在停靠站停靠时乘客上下车视频。

优选的是，车辆管理模块包括：

车辆模型训练单元，其与车辆监控单元连接，用于从历史的乘客上下车视频提取多帧图像构成车辆乘客数据集，训练得到用于检测乘客目标的第二检测器；

站点检测单元，其与车辆监控单元和车辆模型训练单元连接，用于接收各出入口的乘客上下车视频，对于每个乘客上下车视频，利用第二检测器检测乘客上下车视频中的乘客目标并获得轨迹信息，依据轨迹信息判断每个乘客上下车视频对应的上车人数、下车人数，全部乘客上下车视频的上车人数加和获得监控进站人数G_i、全部乘客上下车视频的下车人数加和获得监控出站人数O_i。

优选的是，所述站点管理模块、所述车辆管理模块均还包括存储单元和处理单元，存储单元均包括数据输入单元、内存判断单元和警报单元，处理单元包括备份单元、文件日期查询单元和删除单元，具体的：

对于车辆管理单元：

数据输入单元用于将车辆监控单元获得的车辆监控信息输入到存储单元的内部，同时通过车辆的监控时间进行排序输入；

内存判断单元用于判断信息存储单元的内部是否拥有充足的空间进行保存数据输入单元中输入的车辆监控信息；

对于站台管理模块：

数据输入单元用于将站台监控单元获得的站台监控信息输入到存储单元的内部，同时通过站台的监控时间进行排序输入；

内存判断单元用于判断信息存储单元的内部是否拥有充足的空间进行保存数据输入单元中输入的站台监控信息；

进一步，警报单元均用于在内存判断单元判断内存不足时对操作人员进行警报提示；

备份单元均用于对存储模块内部的信息进行备份；

文件日期查询模块均用于对存储模块内部的文件的监控时间进行查询；

删除单元均用于对文件日期查询模块查找到监控时间从早到晚依次进行信息删除至满足当前存储需求。

优选的是，所述站点管理模块、所述车辆管理模块均还包括冗余单元，其包括：

时间计时单元，用于对冗余单元的工作时间进行倒计时，在倒计时结束后冗余单元工作；

内存自检索单元，用于在冗余单元进行工作时对存储模块内部的空间大小进行检索，并将信息传输给内存判定单元；

内存判定单元，用于通过内存自检索单元给予的信息判定内存是否小于百分之十；

清理单元，用于在内存小于百分之十时对存储模块内部的信息进行清理，进而能够对最早日期的文件进行删除。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、通过站台监控结合车辆监控，提高对客流量统计的精确度，进而提高对逃票人员分段预测的准确度，具体的：依据站台监控模块在获取监控信息的过程中，双门闸机的配合设于双门闸机正上方的站点摄像机的设置，获取的待检图像能够有效剔除干扰项，进而保证对每次通行的乘客人数信息采集的准备性，有效获取免票人群的进站信息；站点管理模块依据到达站信息和乘客人数信息获得余下停靠站的到站人数信息配合监控进站人数G_i、出站人数O_i，进一步实际进站人数H_i、到站人数A_i提高预测未下站人数W_i的准确性。

第二、通过存储模块、处理模块配合冗余单元的设置，使得存储模块内部的空间能够一直拥有存储视频的内存，并能够提高视频提取的安全性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述基于轨道交通的综合监控管理系统的结构框图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述到站人数A_i的统计示意图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述存储单元的结构框图；

图4为本发明的其中一种技术方案所述筛盘的冗余单元的结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

<实施例1>

基于轨道交通的综合监控管理系统，如图1所示，包括车辆管理模块、与车辆管理模块连接的车辆监控模块、与车辆管理模块连接的站点管理模块，与站点管理模块连接的站点监控模块，其中，一个车辆对应一个车辆管理模块，每个站点管理模块可以对应多个车辆，对于任意车辆，其全部停靠站由起始至终点依次记为{P₁、P₂、…、P_n}，以始发站为北京南、终点站为温州南的某一车次为例，其全部停靠站如下表1所示：

表1停靠站列表

停靠站序	P<sub>1</sub>	P<sub>2</sub>	P<sub>3</sub>	P<sub>4</sub>
					站名	北京南	济南西	南京南	杭州东
停靠站序	P<sub>5</sub>	P<sub>6</sub>	P<sub>7</sub>
					站名	金华南	丽水	温州南

在任意停靠站P_i：

站点监控模块用于对乘客检票，判断该乘客是否允许通行，若是，获取与该乘客对应的到达站信息和监控信息，具体的：每个站点的站点监控模块包括：

至少一个双门闸机，用于对乘客过闸检票，其内设置用于提取票面信息的票面信息提取单元，票面信息包括车次信息、出发站信息、到达站信息，依据车次信息、出发站信息判断该乘客是否允许通行，若是(车次为当前检票车次，出发站为当前检票车站)，双门闸机进行一次启闭，允许乘客通过，同步存储通过乘客的到达站信息至站点管理模块，其中，双门闸机包括沿通行方向设置的第一闸门、第二闸门，一次启闭判定乘客允许通行后第一闸门开启，待乘客通过第一闸门后第一闸门关闭，而后开启第二闸门，待乘客通过后关闭，实现一次启闭，即乘客通过，通常一张票对应一名乘客，但由于对特殊人群具有免票政策，会出现一张票对应2名乘客的现象，即通过次数与通过人数不对等，优选的，站点监控模块的双门闸机为多个且并排设置；

站点监控单元，其包括设于每个双门闸机正上方的站点摄像机，用于获取乘客过闸检票时的视频形成监控信息，其中，每个双门闸机与对应的站点摄像机构成的站点监控组中，双门闸机与对应的站点摄像机的布局先通过，即多个站点摄像机采集对应的双门闸机的视频的角度相同，每个站点摄像机一俯拍的方式获得对应双门闸机的监控信息；

站点管理模块用于接收到达站信息和监控信息，顺次进行如下操作：

首先，依据监控信息获得每次通行的乘客人数信息，具体的：站点管理模块包括：

站点模型训练单元，其与站点监控单元连接，用于从历史的监控信息(在同一角度下的训练之前获取的监控信息)中提取第一闸门开启后关闭且第二闸门未开启期间的视频片段，基于视频片段获取多帧图像，对多帧图像分别框定双门闸机两侧及一对闸门围成区域后裁剪获得站点乘客数据集，站点乘客数据集训练得到用于检测乘客目标的第一检测器，其中，对多帧图像分别框定双门闸机两侧及一对闸门围成区域后裁剪具体为：多帧图像均在同一视角下获取，标定其中一幅图像以双门闸机两侧及一对闸门围成区域的四角坐标，对每帧图像进行裁剪处理保留四角坐标围成方框范围，有效剔除图像中的周围干扰项，保证对乘客人数信息的准确抓取判断；站点乘客数据集中图像的帧数为2900帧，其中2500帧作为训练集，剩余400帧作为验证集，每一帧图像采用人工标注的方法进行标注，标注部位为头部；

站点检测单元，其与站点监控单元和站点模型训练单元连接，用于实时接收监控信息，依据监控信息获得提取第一闸门开启后关闭且第二闸门未开启期间的视频片段，基于视频片段获取一帧图像，对该帧图像进行裁剪处理保留四角坐标围成方框范围，得待检图像，并利用第一检测器检测待检图像获得乘客目标的个数，作为该次通行的乘客人数信息；

其次，依据乘客人数信息和通行次数获得实际进站人数H_i，通行次数为l次，第j次通行的通行人数为x_j，具体的

最后，依据到达站信息和乘客人数信息获得余下停靠站到站人数信息{{T_iPi+1、…、T_iPn}，i＜n，T_iPi+1为依据停靠站P_i获得的停靠站P_i+1到站人数信息；站点管理模块依据检票车次，将到站人数信息发送至与检票车次对应的车辆管理模块；

车辆监控模块用于获取全部车门在车辆停站期间的车辆监控信息，具体的，车辆监控模块包括多个车辆摄像机，多个车辆摄像机一一对应与车辆的多个出入口相对设置，用于获取在停靠站停靠时乘客上下车视频，具体的，在每一停靠站，开启的出入口不同，可设置为依据设定开启的出入口，开启不同的车辆摄像机进行乘客上下车视频的获取；

车辆管理模块接收到站人数信息和监控信息，顺次进行如下操作：

首先，依据历史的到站人数信息统计获得停靠站P_i的到站人数A_i，

i>1，具体的，如图2所示，当i＝6时，历史的到站人数信息包括T_1P6(依据停靠站P₁获得的停靠站P₆到站人数信息)、T_2P6(依据停靠站P₂获得的停靠站P₆到站人数信息)、T_3P6(依据停靠站P₃获得的停靠站P₆到站人数信息)、T_4P6(依据停靠站P₄获得的停靠站P₆到站人数信息)、T_5P6(依据停靠站P₅获得的停靠站P₆到站人数信息)；

其次，依据车辆监控信息统计车辆的监控进站人数G_i和出站人数O_i，具体的：车辆管理模块包括：

车辆模型训练单元，其与车辆监控单元连接，用于从历史的乘客上下车视频提取多帧图像构成车辆乘客数据集，训练得到用于检测乘客目标的第二检测器；

站点检测单元，其与车辆监控单元和车辆模型训练单元连接，用于接收各出入口的乘客上下车视频，对于每个乘客上下车视频，利用第二检测器检测乘客上下车视频中的乘客目标并获得轨迹信息，依据轨迹信息判断每个乘客上下车视频对应的上车人数、下车人数，全部乘客上下车视频的上车人数加和获得监控进站人数G_i、全部乘客上下车视频的下车人数加和获得监控出站人数O_i；

在上述技术方案中，获得轨迹信息采用目标跟踪方法对视频中的目标对象进行连续的跟踪，依据轨迹信息判断每个乘客上下车视频对应的上车人数、下车人数具体包括以下步骤：

判断目标是否属于上下车行为，具体的，可采用在车门处设置基准线的操作，如果获得的乘客的轨迹信息对应的运动线与基准线相交作为判断条件；

若是，判断是属于上车还是下车，分别归类于上车人数、下车人数中，其中，为了进一步判断属于上车还是下车，可依据运行轨迹的方向进行判断。

最后，依据实际进站人数H_i、到站人数A_i、监控进站人数G_i、监控出站人数O_i获得预测未下站人数W_i＝A_i-[O_i-(G_i-H_i)]，依据该预测数值，乘务员在停靠站P_i到停靠站P_i+1的过程中依据补票情况，进一步判断是否需要进行人工检票，该判断方法可以为依据数值大小，并结合漏检率确定，即为是否进行人工检票提供科学依据，减少乘务员不必要的工作，提高工作效率。

<实施例2>

基于轨道交通的综合监控管理系统，如图3所述，在<实施例1>的基础上车辆管理模块、站台管理模块均还包括存储单元和处理单元，存储单元均包括数据输入单元、内存判断单元和警报单元，处理单元包括备份单元、文件日期查询单元和删除单元，具体的：

对于车辆管理单元：

数据输入单元用于将车辆监控单元获得的车辆监控信息输入到存储单元的内部，同时通过车辆的监控时间进行排序输入，从而防止信息错乱；

内存判断单元用于判断信息存储单元的内部是否拥有充足的空间进行保存数据输入单元中输入的车辆监控信息，进而防止信息不能够进行保存；

警报单元用于在内存判断单元判断内存不足时对操作人员进行警报提示；

备份单元用于对存储模块内部的信息进行备份，防止误删除导致的信息丢失；

文件日期查询模块用于对存储模块内部的文件的监控时间进行查询；

删除单元用于对文件日期查询模块查找到监控时间从早到晚依次进行信息删除至满足当前存储需求；

当内存充足时直接对信息进行保存，当内存不够时，通过警报模块对操作人员进行提示，然后通过数据处理模块中的备份模块首先对存储模块内部的信息进行备份，防止信息丢失，在通过文件日期查询模块查找到监控日期较早的信息，通过删除单元进行删除。

对于站台管理模块：

数据输入单元用于将站台监控单元获得的站台监控信息输入到存储单元的内部，同时通过站台的监控时间进行排序输入，从而防止信息错乱；

内存判断单元用于判断信息存储单元的内部是否拥有充足的空间进行保存数据输入单元中输入的站台监控信息，进而防止信息不能够进行保存；

警报单元用于在内存判断单元判断内存不足时对操作人员进行警报提示；

备份单元用于对存储模块内部的信息进行备份，防止误删除导致的信息丢失；

文件日期查询模块用于对存储模块内部的文件的监控时间进行查询；

删除单元用于对文件日期查询模块查找到监控时间从早到晚依次进行信息删除至满足当前存储需求；

当内存充足时直接对信息进行保存，当内存不够时，通过警报模块对操作人员进行提示，然后通过数据处理模块中的备份模块首先对存储模块内部的信息进行备份，防止信息丢失，在通过文件日期查询模块查找到监控日期较早的信息，通过删除单元进行删除。

<实施例3>

基于轨道交通的综合监控管理系统，如图4所示，在<实施例2>的基础上车辆管理模块、站台管理模块均还包括冗余单元，用于定期对存储模块内部的空间大小进行检索；

冗余单元包括时间计时单元、内存自检索单元、内存判定单元和清理单元；

时间计时单元用于对冗余单元的工作时间进行倒计时，进而能够在倒计时结束后让冗余单元进行工作；

内存自检索单元用于在冗余单元进行工作时对存储模块内部的空间大小进行检索，并将信息传输给内存判定单元；

内存判定单元用于通过内存自检索单元给予的信息判定内存是否小于百分之十；

清理单元用于在内存小于百分之十时对存储模块内部的信息进行清理，进而能够对最早日期的文件进行删除；

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，包括车辆管理模块、车辆监控模块、站点管理模块、站点监控模块，其中，对于任意车辆，其全部停靠站由起始至终点依次记为{P₁、P₂、…、P_n}，在任意停靠站P_i：

站点监控模块用于对乘客检票，判断该乘客是否允许通行，若是，获取与该乘客对应的到达站信息和监控信息；

站点管理模块与站点监控模块连接，用于接收到达站信息和监控信息，依据监控信息获得每次通行的乘客人数信息，依据乘客人数信息和通行次数获得实际进站人数H_i，依据到达站信息和乘客人数信息获得余下停靠站的到站人数信息{T_iPi+1、…、T_iPn}，i＜n，T_iPi+1为依据停靠站P_i获得的停靠站P_i+1到站人数信息；

车辆监控模块用于获取全部车门处在车辆停站期间的车辆监控信息；

车辆管理模块与站点管理模块和车辆监控模块连接，用于接收到站人数信息和监控信息，依据历史的到站人数信息获得停靠站P_i的到站人数

i>1，依据车辆监控信息统计车辆的监控进站人数G_i和出站人数O_i，预测未下站人数W_i＝A_i-[O_i-(G_i-H_i)]。

2.如权利要求1所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，每个站点的站点监控模块包括：

至少一个双门闸机，用于对乘客过闸检票，其内设置用于提取票面信息的票面信息提取单元，票面信息包括车次信息、出发站信息、到达站信息，依据车次信息、出发站信息判断该乘客是否允许通行，若是，双门闸机进行一次启闭，允许乘客通过，同步存储通过乘客的到达站信息至站点管理模块；

站点监控单元，其包括设于每个双门闸机正上方的站点摄像机，用于获取乘客过闸检票时的视频形成监控信息。

3.如权利要求2所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，站点监控模块的双门闸机为多个且并排设置。

4.如权利要求2所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，站点管理模块包括：

站点模型训练单元，其与站点监控单元连接，用于从历史的监控信息中提取第一闸门开启后关闭且第二闸门未开启期间的视频片段，基于视频片段获取多帧图像，对多帧图像分别框定双门闸机两侧及一对闸门围成区域后裁剪获得站点乘客数据集，训练得到用于检测乘客目标的第一检测器；

站点检测单元，其与站点监控单元和站点模型训练单元连接，用于实时接收监控信息，依据监控信息获得当前次通行的待检图像，并利用第一检测器检测待检图像获得该次通行的乘客人数信息。

5.如权利要求1所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，车辆监控模块包括多个车辆摄像机，多个车辆摄像机一一对应与车辆的多个出入口相对设置，用于获取在停靠站停靠时乘客上下车视频。

6.如权利要求5所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，车辆管理模块包括：

车辆模型训练单元，其与车辆监控单元连接，用于从历史的乘客上下车视频提取多帧图像构成车辆乘客数据集，训练得到用于检测乘客目标的第二检测器；

站点检测单元，其与车辆监控单元和车辆模型训练单元连接，用于接收各出入口的乘客上下车视频，对于每个乘客上下车视频，利用第二检测器检测乘客上下车视频中的乘客目标并获得轨迹信息，依据轨迹信息判断每个乘客上下车视频对应的上车人数、下车人数，全部乘客上下车视频的上车人数加和获得监控进站人数G_i、全部乘客上下车视频的下车人数加和获得监控出站人数O_i。

7.如权利要求1所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，所述站点管理模块、所述车辆管理模块均还包括存储单元和处理单元，存储单元均包括数据输入单元、内存判断单元和警报单元，处理单元包括备份单元、文件日期查询单元和删除单元，具体的：

对于车辆管理单元：

数据输入单元用于将车辆监控单元获得的车辆监控信息输入到存储单元的内部，同时通过车辆的监控时间进行排序输入；

内存判断单元用于判断信息存储单元的内部是否拥有充足的空间进行保存数据输入单元中输入的车辆监控信息；

对于站台管理模块：

数据输入单元用于将站台监控单元获得的站台监控信息输入到存储单元的内部，同时通过站台的监控时间进行排序输入；

内存判断单元用于判断信息存储单元的内部是否拥有充足的空间进行保存数据输入单元中输入的站台监控信息；

进一步，警报单元均用于在内存判断单元判断内存不足时对操作人员进行警报提示；

备份单元均用于对存储模块内部的信息进行备份；

文件日期查询模块均用于对存储模块内部的文件的监控时间进行查询；

删除单元均用于对文件日期查询模块查找到监控时间从早到晚依次进行信息删除至满足当前存储需求。

8.如权利要求7所述的基于轨道交通的综合监控管理系统，其特征在于，所述站点管理模块、所述车辆管理模块均还包括冗余单元，其包括：

时间计时单元，用于对冗余单元的工作时间进行倒计时，在倒计时结束后冗余单元工作；

内存自检索单元，用于在冗余单元进行工作时对存储模块内部的空间大小进行检索，并将信息传输给内存判定单元；

内存判定单元，用于通过内存自检索单元给予的信息判定内存是否小于百分之十；

清理单元，用于在内存小于百分之十时对存储模块内部的信息进行清理，进而能够对最早日期的文件进行删除。

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