一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統的製作方法

2023-12-05 12:36:46 2

專利名稱：一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及地鐵客流安全保障技術領域，尤其是一種城市軌道交通客流 監控與緊急疏散系統。
背景技術：
城市軌道交通是我國未來十年建設規模最大、發展最迅速、對我國社會經 濟發展具有戰略決定性意義的產業。包括北京、上海和廣州在內的十幾個城市 正在形成規模巨大的軌道交通地下線網。這種線網的特殊性在於複雜環境下的 客流可控性差、突變性強、疏散條件差。從國內外實際需求來看，由於城市軌 道交通線網多數運行於地下封閉區域，因此加強對實時客流的監控，緩解短時 間內的大客流衝擊，以及在發生突發事件造成列車運行延誤條件下，採取乘客 疏散措施，_降低站臺候車區客流密度和擁擠程度，是城市軌道交通運營的核心 問題。因此，在封閉式複雜環境條件下，如何加強對突發大客流的監控及快速 疏散能力，是防止突發事件引起整個城市軌道交通癱瘓乃至演變成社會危機所 面臨的嚴峻挑戰，是線網必須解決的難題。
儘管我國城市軌道交通已經部署了大量的安全監控系統，在保障運營安全 方面發揮了重要作用。但是，這些監控裝置和系統主要是面向設備狀態監控的， 客流監控仍然依靠人工繁重的、高強度的不間斷查看監視器來實現，無法對客 流特徵進行自動識別和判斷。對擁擠大客流的緊急疏散處理過程全靠人工實 現，難以科學地優化疏散處理。車站雖然普遍安裝了大量的攝像頭，換乘站仍 然出現客流失控現象。分析網絡化條件下客流失控的原因，主要是因為各條線 路在多處交匯，大型客流換乘站是延誤的主要發生源和傳播媒介，乘客的選擇行為也通過換乘站將延誤的影響擴散到整個網絡。當產生延誤後，在整個軌道 交通網絡中會產生被延誤客流，在多條線路交匯的大型換乘站，這部分乘客有 可能改變其出行(換乘)路徑，使得客流在整個軌道交通網絡重新分布，會導 致某些線路的客流量出現突增，短時間內就會出現大量乘客滯留車站的現象， 而且晚點時間越長，滯留人數越多，使晚點時間更加延長，形成城市軌道交通 客流運輸的惡性循環。更為嚴重的是即使發生大客流衝擊情況，運營管理人員 仍然無法準確掌握車站的實際人數，原因在於車站採用的自動檢票機只能獲得 一個車站的進出站人數，難以得到換乘客流量，只能通過不間斷地觀察監視器 獲得的客流數量。這種完全依賴人工估算的方法，工作強度大，準確性差。同 時，這些技術手段難以在緊急情況下自動提供應急處置優化決策支持功能。所 以，地下軌道交通作為人流密度大的公共聚集場所，面臨突發的各種事故，特 別是在人群擁擠的高峰時期安全事故屢見不鮮，因此，客流的安全監控和疏散 任務十分嚴峻。線網運營者急需能夠對實時客流進行自動監控，並在緊急事件 發生時提供自動判別客流擁擠程度和快速客流疏導預案生成優化決策支持技 術，彌補當前大量布設的視頻監控和疏散技術的不足。

發明內容
本發明的目的是提供一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，實現對 線網客流的監控和應急疏散的處置。
本發明的技術方案是 一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，其特 徵是所述系統包括硬體和軟體兩個部分；其中，
硬體部分包括車站攝像頭、多路視頻切換控制器、高速閣像數據採集處理 機、車站調度中心處理機和線網指揮中心處理機，車站攝像頭通過多路視頻切 換控制器與高速圖像數據採集處理機連接，高速圖像數據採集處理機與車站調 度中心處理機連接，車站調度中心處理機與線網指揮中心處理機連接；軟體部分包括數字視頻成像及分析程序、車站客流監控與緊急疏散系統以 及線網的客流監控與緊急疏散系統，數字視頻成像及分析程序固化在高速圖像 數據採集處理機中，車站客流監控與緊急疏散系統運行在車站調度中心處理機 中，線網的客流監控與緊急疏散系統運行在線網指揮中心處理機中。
所述數字視頻成像及分析程序，實現客流計算、密度監控以及數據上傳， 其方法包括如下步驟
步驟21:執行高速圖像處理機中的數字視頻成像及分析程序，分析軌道交 通場景人群成像的特殊性，基於頻譜分析建立濾除圖像高頻噪波的動態關係模 型，解決非線性多維空間坐標下的圖像失真還原問題，構造人群成像動態模型， 實現對複雜環境下的人群成像實時動態分離，獲得乘客的運行數據；
步驟22:過濾客流的地下複雜場景幹擾，提取客流輪廓，計算客流流量、 乘客分布以及客流密度；
步驟23:在地下站場圖上表達客流的流量、分布以及密度特徵； 步驟24:基於模式識別技術對人群運動目標定位、鎖定和自動跟蹤，形成 運動人群特徵軌跡；
步驟25:將以上客流參數傳遞給車站調度中心處理機。 所述車站客流監控與緊急疏散系統，其工作流程包括以下步驟 步驟31:接收高速圖像處理機中的數字視頻成像及分析程序傳遞的數據； 步驟32:提取客流分布的時空特徵，基於數據融合技術挖掘客流密度和分
布；
步驟33:建立客流密度與乘客滯留時間的評測模型，和軌道車站的客流預 測的0-D矩陣；
步驟34:建立乘客疏散的分級方案，優化配置應急疏散裝備，在發生突發 事件時自動啟動應急預案。
所述線網的客流監控與緊急疏散系統用於接收車站客流監控與緊急疏散系統的數據；監控不同車站，不同時刻，不同人群密度下的車站客流運動情況; 運行該處理機上的基於地理信息系統的客流監控與應急疏散組織應急處置軟 件系統，在監控全線網客流的基礎上，自動管理應急處置過程。
所述車站客流監控與緊急疏散系統的步驟33中，乘客滯留時間不僅包括
乘客在站臺等候列車的候車時間，還包括乘客進站直至到達站臺的中間運行時 間。
本發明的效果在於，實時地對客流量和客流分布進行監控，並能實時地根 據需要自動啟動應急處置過程，對服務系統進行調整。


圖1是一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統結構圖。
圖2是數字視頻成像及分析程序工作原理圖。
圖3是基於地理信息系統的客流監控與應急疏散組織應急處置軟體系統示 意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅 僅是示例性的，而不是為了限制本發明的範圍及其應用。
附圖l是一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統結構圖。圖中，將 分布在城市軌道交通車站不同位置的攝像頭通過多路視頻切換控制器與高速 圖像數據採集處理機連接，再與車站調度監控指揮中心處理機連接，形成面 向車站的客流監控及緊急疏散系統。在高速圖像數據採集處理機上固化了視 頻成像及分析程序，能夠基於數字視頻成像及分析，提取客流分布輪廓，統 計客流分布密度，能夠基於模式識別技術對人群運動目標定位，鎖定、和自 動跟蹤，形成運動人群特徵軌跡。車站的客流監控及緊急疏散系統採用神經 網絡融合實時客流的數據，並在站場布局圖上展示客流聚集、滯留情況，表示客流密度及其時空分布規律，在發生突發事件時啟動系統內置的應急預案; 另外，遠端工作檯還可以在該系統中，通過對多路視頻切換控制器的控制， 實現對車站攝像頭的操作，以實時監控站內客流情況。各車站客流監控與緊 急疏散系統與線網的客流監控與緊急疏散系統連接，實現對整個城市軌道交 通網絡的客流監控與緊急疏散。線網系統能夠對各車站切換監控，特別是對 換乘站多股客流監視。線網系統能夠在發生突發事件時，根據事件的類別和 級別啟動相應的客流疏導處置過程，對全線網各車站的客流緊急協調。
附圖2是數字視頻成像及分析程序工作原理圖。圖中，數字視頻成像及
分析程序運行在高速圖像數據採集處理機中，實現客流計算、密度監控以及 數據上傳。其步驟如下，
步驟1:執行高速圖像處理機中的數字視頻成像及分析程序，分析軌道 交通場景人群成像的特殊性，基於頻譜分析建立濾除圖像高頻噪波的動態關 系模型，解決非線性多維空間坐標下的圖像失真還原問題，構造人群成像動 態模型，實現對複雜環境下的人群成像實時動態分離，獲得乘客的運行數據。
步驟2:過濾客流的地下複雜場景幹擾，提取客流輪廓，計算客流流量、 乘客分布以及客流密度。
步驟3:在地下站場圖上表達客流的流量、分布以及密度特徵。
步驟4:基於模式識別技術對人群運動目標定位，鎖定、和自動跟蹤， 形成運動人群特徵軌跡。
步驟5:將以上客流參數傳遞給車站調度中心處理機，為決策支持提供 依據。
車站客流監控與緊急疏散系統，建立乘客疏散的分級方案，在發生突發 事件時，啟動應急預案。其工作流程包括以下步驟
步驟1:接收高速圖像處理機中的數字視頻成像及分析程序傳遞的數據。 步驟2:建立客流密度與乘客滯留時間的評測模型，和軌道車站的客流預測的0-D矩陣。這裡的乘客在車站的滯留時間不僅包括乘客在站臺等候列 車的候車時間，還包括乘客進站直至到達站臺的中間運行時間。前者是關於 列車運營來決定的，後者則受車站布局的影響。車站走廊寬窄對於客流速度 的影響是顯而易見的，但出入口的位置選取，樓梯開口取向等因素則是平常 研究所經常忽略的地方，而上述這些因素決定了最終的滯留時間。
步驟3:建立乘客疏散的分級方案，優化配置應急疏散裝備，在發生突 發事件時自動啟動應急預案。
線網的客流監控與緊急疏散系統用於接收車站客流監控與緊急疏散系統 的數據；監控不同車站，不同時刻，不同人群密度下的車站客流運動情況。 如附圖3是基於地理信息系統的客流監控與應急疏散組織應急處置軟體系 統。運行該處理機上的基於地理信息系統的客流監控與應急疏散組織應急處 置軟體系統，在監控全線網客流的基礎上，自動管理應急處置過程。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不 局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可 輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明 的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1、一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，其特徵是所述系統包括硬體和軟體兩個部分；其中，硬體部分包括車站攝像頭、多路視頻切換控制器、高速圖像數據採集處理機、車站調度中心處理機和線網指揮中心處理機，車站攝像頭通過多路視頻切換控制器與高速圖像數據採集處理機連接，高速圖像數據採集處理機與車站調度中心處理機連接，車站調度中心處理機與線網指揮中心處理機連接；軟體部分包括數字視頻成像及分析程序、車站客流監控與緊急疏散系統以及線網的客流監控與緊急疏散系統，數字視頻成像及分析程序固化在高速圖像數據採集處理機中，車站客流監控與緊急疏散系統運行在車站調度中心處理機中，線網的客流監控與緊急疏散系統運行在線網指揮中心處理機中。
2、 根據權利要求]所述的一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，其 特徵是所述數字視頻成像及分析程序，實現客流計算、密度監控以及數據上傳， 其方法包括如下步驟步驟21:執行高速圖像處理機中的數字視頻成像及分析程序，分析軌道交通 場景人群成像的特殊性，基於頻譜分析建立濾除圖像高頻噪波的動態關係模型， 解決非線性多維空間坐標下的圖像失真還原問題，構造人群成像動態模型，實現 對複雜環境下的人群成像實時動態分離，獲得乘客的運行數據；步驟22:過濾客流的地下複雜場景幹擾，提取客流輪廓，計算客流流量、乘 客分布以及客流密度；步驟23:在地下站場圖上表達客流的流量、分布以及密度特徵；步驟24:基於模式識別技術對人群運動目標定位、鎖定和自動跟蹤，形成運 動人群特徵軌跡；步驟25:將以上客流參數傳遞給車站調度中心處理機。
3、 根據權利要求1所述的一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，其 特徵是所述車站客流監控與緊急疏散系統，其工作流程包括以下步驟步驟31:接收高速圖像處理機中的數字視頻成像及分析程序傳遞的數據； 步驟32:提取客流分布的時空特徵，基於數據融合技術挖掘客流密度和分布; 步驟33:建立客流密度與乘客滯留時間的評測模型，和軌道車站的客流預測 的0-D矩陣；步驟34:建立乘客疏散的分級方案，優化配置應急疏散裝備，在發生突發事 件時自動啟動應急預案。
4、 根據權利要求1所述的一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，其特徵是所述線網的客流監控與緊急疏散系統用於接收車站客流監控與緊急疏散系統的數據；監控不同車站，不同時刻，不同人群密度下的車站客流運動情況； 運行該處理機上的基丁-地理信息系統的客流監控與應急疏散組織應急處置軟體 系統，在監控全線網客流的基礎上，自動管理應急處置過程。
5、 根據權利要求3所述的一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統，其 特徵是所述車站客流監控與緊急疏散系統的步驟33中，乘客滯留時間不僅包括 乘客在站臺等候列車的候車時間，還包括乘客進站直至到達站臺的中間運行時 間。
全文摘要
本發明公開了地鐵客流安全保障技術領域的一種城市軌道交通客流監控與緊急疏散系統。技術方案是，該系統由硬體和軟體兩部分組成；硬體部分包括車站攝像頭、多路視頻切換控制器、高速圖像數據採集處理機、車站調度中心處理機和線網指揮中心處理機，車站攝像頭通過多路視頻切換控制器與高速圖像數據採集處理機連接，高速圖像數據採集處理機與車站調度中心處理機連接，車站調度中心處理機與線網指揮中心處理機連接；軟體部分包括數字視頻成像及分析程序、車站客流監控與緊急疏散系統以及線網的客流監控與緊急疏散系統。本發明實時地對客流量和客流分布進行監控，並能實時地根據需要自動啟動應急處置過程，對服務系統進行調整。
文檔編號B61L27/00GK101445122SQ20081024654
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者熙 李, 勇 秦, 蔡國強, 賈利民, 高軍偉 申請人:北京交通大學