基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通收費系統及方法與流程
2023-07-17 11:37:54 3
1.本發明屬於軌道交通付費技術領域，具體涉及一種基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通收費系統及方法。
背景技術：
2.城市軌道交通是目前大中型城市居民主要的公共出行方式之一，乘客乘坐城市軌道交通時都需要對二維碼等進行核驗，增加了原有的乘坐時間，並伴隨著體溫查驗、行李檢查以及乘車票等，大大降低了乘客的出行效率。
3.近年來，隨著城市軌道交通收費方式的逐步多樣化、便捷化，軌道交通乘車票從最早的實體票、一卡通到手機nfc、手機二維碼、刷臉支付等，大大提高了乘客的進站效率，優化了乘客的出行體驗。但是現有收費形式仍舊需要乘客與計費設備等進行主動交互，實體票購買、一卡通充值、以及手機端的扣費響應等還是會導致現有收費方式的效率不高。
技術實現要素：
4.針對現有技術的以上缺陷或改進需求中的一種或者多種，本發明提供了一種基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統，用以解決現有軌道交通收費系統扣費效率低，影響軌道交通出行速率的問題。
5.為實現上述目的，本發明提供一種基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統，其包括：
6.人臉信息採集模塊，所述人臉信息採集模塊用於對進入軌道交通乘車區域的乘客進行人臉圖像採集；
7.軌跡分析模塊，所述軌跡分析模塊用於記錄乘客的乘車軌跡；
8.計費模塊，所述計費模塊用於基於乘客乘車軌跡進行收費信息計算；
9.數據處理中心，所述數據處理中心與所述人臉信息採集模塊、所述軌跡分析模塊、所述計費模塊和人臉大數據中心通信連接，所述數據處理中心用於將人臉信息採集模塊採集到的人臉信息與人臉大數據中心的人臉信息進行匹配以獲取乘客帳戶信息，並通過將軌跡分析模塊採集的乘車軌跡傳輸至計費模塊進行計算獲取乘客收費信息，並對應在乘客帳戶進行扣費。
10.作為本發明的進一步改進，還包括定位模塊，所述定位模塊與所述數據處理中心通信連接，用於將乘客人臉信息與乘客帳戶信息綁定後對乘客在軌道交通內位置進行定位。
11.作為本發明的進一步改進，所述定位模塊與乘客手機定位系統通信連接，用於實時獲取乘客位置信息。
12.作為本發明的進一步改進，所述定位模塊與軌道交通內定位裝置通信連接，所述定位裝置通過wifi或藍牙對乘客手機進行定位並實時獲取乘客位置信息。
13.作為本發明的進一步改進，所述人臉信息採集模塊包括視頻監視系統交換機和至
少一個人臉識別相機；
14.所述人臉識別相機用於對軌道交通乘車區域乘客人臉圖像進行採集；
15.所述視頻監視系統交換機用於解釋人臉識別相機採集的人臉圖像並對人臉圖像進行處理，並將處理後人臉圖像傳輸至數據處理中心，用於與人臉大數據中心中人臉信息進行比對。
16.作為本發明的進一步改進，所述軌跡分析模塊對應設置軌跡分析伺服器，所述軌跡分析伺服器用於接收所述數據處理中心獲取的人臉信息，並對對應乘客在軌道交通中的乘車軌跡進行記錄。
17.作為本發明的進一步改進，所述計費模塊包括計費系統交換機和計費應用伺服器；所述計費系統交換機與所述軌跡分析模塊和所述計費應用伺服器通信連接，所述計費應用伺服器用於通過所述計費系統交換機獲取所述軌跡分析模塊獲取得到的乘客軌跡信息進行收費信息計算，並傳輸至所述數據處理中心對乘客帳戶進行扣費。
18.作為本發明的進一步改進，還包括二維碼大數據中心，所述二維碼大數據中心與所述數據處理中心通信連接，用於根據所述數據處理中心獲取的人臉信息獲取乘客二維碼。
19.本技術還包括一種基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費方法，其通過上述基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統來實現，其包括如下步驟：
20.s1、採集軌道交通乘車區域處人臉圖像；
21.s2、將軌道交通乘車區域處採集的乘客人臉圖像與人臉數據中心中認證的人臉圖像進行比對，獲得對應乘客在人臉數據中心中的人臉圖像；
22.s3、根據乘客在人臉數據中心中的人臉圖像獲取乘客帳戶；
23.s4、採集乘客在軌道交通中的乘車軌跡，根據乘車軌跡信息計算乘客乘車收費信息；
24.s5、根據乘客的乘車收費信息在對應乘客帳戶中進行扣費。
25.上述改進技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
26.總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有的有益效果包括：
27.(1)本發明的基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統，其通過人臉信息採集模塊、軌跡分析模塊、計費模塊和數據處理中心的組合設置，能夠對進入軌道交通乘車區域的乘客的人臉進行識別採集，並通過人臉信息獲取乘客的帳戶信息，通過軌跡分析模塊和計費模塊識別計算乘客的乘車軌跡後對應算出乘客的乘車費用，並在乘客的帳戶上進行劃扣，實現了乘客軌道交通付費的無接觸化計算和扣費，無需乘客再進行主動購票或刷卡等，大大提高了乘客的乘車效率。
28.(2)本發明的基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統，其通過人臉信息採集模塊對乘客的人臉信息採集，並通過人臉大數據中心對乘客的人臉信息進行調用，通過人臉比對確保獲取的乘客的人臉信息的準確性，並利用人臉大數據中心的人臉信息匹配對應乘客的帳戶信息，完成對乘客乘車的扣費，人臉的比對識別確保了系統對乘客信息識別的準確度，有效避免了錯誤扣費的問題。
29.(3)本發明的基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統，其通過在計費系
統中併入二維碼大數據中心，在利用人臉信息採集模塊獲取乘客的人臉圖像後，通過與人臉大數據中心比對獲取乘客的準確人臉信息後，對應調用二維碼大數據中心中乘客的二維碼信息，以獲取乘客二維碼，保障乘車人員的健康安全。
附圖說明
30.圖1是本發明實施例中基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統的系統架構示意圖；
31.圖2是本發明實施例中基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統的方法流程示意圖。
32.在所有附圖中，同樣的附圖標記表示相同的技術特徵，具體為：
33.1、人臉識別相機；2、視頻監視系統交換機；3、數據處理中心；4、定位伺服器；5、計費系統交換機；6、計費應用伺服器；7、軌跡分析伺服器。
具體實施方式
34.為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
35.在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
36.此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
37.在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
38.在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
39.實施例：
40.請參閱圖1、圖2，本發明優選實施例中的基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通
計費系統，其包括有人臉信息採集模塊、軌跡分析模塊、計費模塊和數據處理中心3，該數據處理中心3分別與上述模塊相連，並且與人臉大數據中心通信連接，以用於各模塊間的數據處理和交換傳輸等。
41.具體地，該數據中心包括核心交換機和數據處理器，用以對各模塊的數據進行交換傳輸和識別處理。
42.具體地，該人臉信息採集模塊用於對進入軌道交通乘車區域的乘客進行人臉圖像採集。該人臉信息採集模塊包括人臉識別相機1和視頻監視系統交換機2；其中，人臉識別相機1與視頻監視系統交換機2通信連接，視頻監視系統交換機2與數據處理中心3通信連接，該人臉識別相機1用於採集識別人臉圖像，視頻監視系統交換機2用於將識別到的人臉圖像數據傳輸至數據處理中心3。
43.優選地，此處人臉識別相機1為設置在軌道交通乘車區域的多個，多個人臉識別相機1沿該軌道交通乘車區域的沿線進行間隔布置。優選地，相鄰兩人臉識別相機1的布置間距在1～2m左右，在針對同一乘客時可通過多個人臉識別相機1在不同角度處進行採集，以提高人臉識別相機1採集獲得的人臉圖像的完整性和準確性。進一步優選地，人臉識別相機1可以是在不同高度或不同方向進行布置，以將不同視角下人臉信息進行採集，獲得乘客準確的人臉圖像。
44.進一步地，作為本發明的優選實施例，本技術中的人臉信息採集模塊還包括有視頻處理伺服器，該視頻處理伺服器主要用於對人臉識別相機1採集的人臉圖像進行處理。在實際處理過程中，多個人臉識別相機1可針對同一乘客識別獲取多個人臉圖像，但是由於視角因素，各人臉識別相機1獲取的人臉特徵均存在缺失問題，該視頻監視處理伺服器可將多個視角下的同一乘客的人臉圖像進行合成處理，得到較為全面的人臉圖像信息，以便於與人臉數據中心中的人臉信息進行比對。優選地，在乘客搭乘軌道交通的實際過程中，人臉識別相機1獲取的人臉圖像除了多個視角下的人臉特徵不完全問題，還有在不同光影、不同遠近、不同亮暗的問題。因此，上述視頻處理伺服器除了可將多個視角下的人臉圖像進行合成，還可對人臉識別相機1獲取的圖像進行處理，包括遠近識別、圖像放大縮小、圖像亮暗度調節等。
45.進一步地，上述人臉信息採集模塊獲取乘客的人臉圖像後上傳至數據處理中心3，數據處理中心3調用人臉數據中心中的人臉圖像信息，通過比對人臉信息採集模塊採集的人臉圖像與人臉數據中心的人臉圖像，匹配完全後可獲得乘客在人臉數據中心的人臉圖像。同時，人臉數據中心除了儲存人臉圖像信息，還儲存有乘客的帳戶信息，通過人臉圖像對比獲取得到乘客的帳戶信息，以便於後續系統的直接扣費。
46.優選地，上述數據處理中心3獲取乘客的帳戶信息後，將乘客的帳戶信息與乘客對應匹配，在通過軌跡分析模塊和計費模塊獲得乘客的乘車費用後，可直接通過數據處理中心3在乘客的帳戶中進行扣費。
47.進一步地，該軌跡分析模塊包括軌跡分析伺服器7，伺服器主要用於採集乘客的位置信息，可從乘客進站點到出站點的位置進行記錄，最後通過計費模塊對乘客的搭乘距離進行計算，以獲取具體的乘車費用。
48.進一步地，作為本發明的優選實施例，本技術中的基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統中的軌跡分析模塊包括有定位模塊，該定位模塊優選為定位伺服器4，該
定位模塊與數據處理中心3通信連接，其主要用於對乘客在軌道交通內的位置進行精確定位，。
49.作為其中一種可選實施例，該定位模塊與乘客的手機定位系統通信連接，其主要用於實時獲取乘客的位置信息。優選地，該定位模塊與軌道交通內的定位裝置通過wifi或者藍牙對乘客的手機進行定位並實時獲取乘客的位置信息。具體地，手機內的定位系統與定位裝置採用lte微蜂窩三角定位技術，通過網絡層收集乘客手機的上行信號強度，上報至平臺層，通過三角定位算法計算得到乘客的用戶位置坐標；或由平臺層將乘客坐標作為輸入上報至融合定位系統，經算法處理後輸出得到最終的乘客位置坐標。該軌跡分析伺服器7通過乘客定位伺服器4獲取乘客的進站位置坐標和出站位置坐標，以獲得乘客的乘車軌跡。
50.進一步地，該計費模塊包括計費應用伺服器6和計費系統交換機5，計費系統交換機5與數據處理中心3通信連接，其可通過數據處理中心3接收乘客定位伺服器4和軌跡分析伺服器7獲取的乘客乘車軌跡信息，計費應用伺服器6通過乘客的乘車軌跡計算得到乘客的乘車費用，在上傳至數據處理中心3，通過該數據處理中心3對乘客的帳戶進行扣費。
51.優選地，上述進入軌道交通乘車區域為進入到軌道交通工具的候車區域，僅通過對進入候車區域的乘客的人臉圖像進行採集，以降低人臉信息採集模塊的圖像數據採集量，並適應降低軌跡分析模塊、計費模塊和數據處理中心3的數據處理量和傳輸量等，確保該軌道交通計費系統高效快速運行。優選地，通過將軌道交通候車區域限定為軌道交通乘車區域，可以避免人臉信息採集模塊對通過軌道交通站點不同進出口進出的非乘車需求乘客的錯誤採集，降低軌道交通計費系統的運行負荷。
52.同時，優選實施例中的上述系統除了前述組成部分，還包括有對應的通信協議以及光纜等，以完成個模塊之間的信息傳輸交互。可選地，各模塊之間除了採用光纜等有線連接方式，還可以是無線通信連接。
53.本發明還包括一種基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費方法，其通過基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統來實現，具體包括如下步驟：
54.s1、採集軌道交通乘車區域處人臉圖像；
55.s2、將軌道交通乘車區域處採集的乘客人臉圖像與人臉數據中心中認證的人臉圖像進行比對，獲得對應乘客在人臉數據中心中認證的人臉圖像；
56.s3、根據乘客在人臉數據中心中的人臉圖像獲取乘客帳戶；
57.s4、採集乘客在軌道交通中的乘車軌跡，根據乘車軌跡計算乘客乘車收費信息；
58.s5、根據乘客的乘車收費信息在對應乘客帳戶中進行扣費。
59.具體地，人臉識別相機1對進入軌道交通乘車區域的乘客進行人臉圖像採集，然後視頻監視系統交換機2將人臉圖像信息傳遞至數據處理中心3，數據處理中心3通過人臉識別相機1採集的人臉信息與人臉數據中心中留存的人臉圖像進行比對，將乘客與人臉數據中心中的人臉圖像進行匹配，再通過人臉數據中心獲取乘客的帳戶信息，以將乘客與對應帳戶信息進行匹配，再通過軌跡分析模塊獲得乘客在軌道交通站點內的移動軌跡，並通過計費模塊根據乘客的移動軌跡計算得到乘客的乘車費用，最後數據處理中心3通過乘車費用在乘客的帳戶內進行對應扣費。
60.本發明中的基於高精度定位及軌跡分析的軌道交通計費系統，其通過人臉信息採集模塊、軌跡分析模塊、計費模塊和數據中心的組合設置，對進入軌道交通乘車區域內的乘
客的人臉進行識別採集，並通過人臉信息獲取乘客的帳戶信息，通過軌跡分析模塊和計費模塊識別計算乘客的乘車軌跡後對應算出乘客的乘車費用，並在乘客的帳戶上進行劃扣，實現了乘客軌道交通付費的無接觸化計算和扣費，無需乘客再進行主動購票或刷卡，大大提高了乘客的乘車效率。
61.本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。