一種公交車擁擠程度可視化方法與流程
2023-12-04 08:37:21 3
技術領域：
本發明屬於公共運輸優化技術領域，涉及一種公交車輛擁擠程度的優化方案，特別涉及一種公交車擁擠程度可視化方法，通過設置的壓感器和攝像頭結合調度中心數據實現公交車擁堵程度的可視化。
背景技術：
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公共運輸出行是緩解日益擁堵的城市道路通行的有效方式，其中公交車的作用最為強大，其價格低廉，運力較大，運行穩定的特點是人們選擇公交出行重要原因。但是，由於時段不同，公交車線路不同，路況的不同會導致公交車運力不均的情況產生，往往前一輛公交車已經擁擠不堪，後一輛公交車還是空空如也，即便經過調度中心的調度會減輕這種情況的發生，但終究解決不了這個問題；另外，乘客出行時因為不能預知公交車輛何時能到站，到站的車輛是否擁擠，會逐漸產生畏難心理，從而轉乘私家車。因此，尋求設計一種公交車擁擠程度可視化方法，乘客通過查詢手機終端即可合理選擇空閒舒適的公交車輛，能夠有效的增加公共運輸出行量，降低城市道路擁堵，有著良好的經濟效益和社會效益。
技術實現要素：
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本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種公交車擁擠程度可視化方法，通過設置的多個傳感器識別並計算公交車的實時擁堵情況，以便乘客查詢參考。
本發明涉及的公交車擁擠程度可視化方法是在公交車擁擠程度可視化系統中實現，具體包括以下步驟：
(1)獲取座椅佔用數據
公交車的座椅位置空閒時座椅壓感器的數值為w，座椅傳感器檢測的壓力數值記為w，w和w的單位為千克，車載處理器中的壓感處理單元讀取座椅壓感器的數據，當w-w＞0.5kg時則該座椅為非空閒狀態，將該座椅進行標記，車輛座椅總數為n，被標記的座椅數為n，座椅的擁擠程度值記為y1＝3n/n；
(2)獲取車廂站立數據
將公交車的車廂除去座椅佔用的底面空間劃分為s個30cm×30cm面積大小的小塊，每個小塊設定位置坐標，每個小塊下方的車廂壓感器在無人站立的情況下的壓力值為m，車廂壓感器實時檢測到的壓力值為m，m和m的單位為千克，壓感處理單元讀取車廂壓感器的數據，當m-m＞25kg時則該小塊上為有人站立狀態，將該小塊標記，被標記的小塊數為s，則車廂站立擁擠程度值記為y2＝7s/s；
(3)判斷非成人佔用數據
圖像處理單元實時接收四個攝像頭傳來的一幀一幀的圖像，對四個方向的圖像進行處理識別車廂內乘客人數r，並標記出沒有成人站立的車廂位置坐標，則該位置為非成人佔用位置面積記為f；
(4)生成擁擠程度灰度數據
數據處理單元提取壓感處理單元和圖像處理單元的數據，根據步驟(3)中非成人佔用位置面積f的坐標匹配出與其有重合的幾個小塊，然後根據壓感處理單元提供的每個有重合面積的小塊位置的車廂壓感器檢測的m-m差值數據，重合小塊的m-m＞25kg的個數為a，則該a個小塊的平均擁擠程度較非重合的小塊上的平均擁擠程度偏低，則糾正後的車廂站立擁擠程度值記為y3＝7(s-1/2a)/s；最後生成整個公交車的擁擠程度灰度數據值為y＝y1+y3，其中0≤y≤10；數據處理單元將擁擠程度灰度數據發送至信號傳送裝置
(5)生成可視化顯示信息
調度數據處理中心的線路資料庫提取其存儲的公交線路數據和該線路中運行的公交車的特徵識別信息，與運行中的公交車內設置的信號傳送裝置傳送的公交車特徵識別信息匹配並識別提取每輛公交車的擁擠程度灰度數據及車輛位置信息，調度數據處理中心的渲染單元提取公交線路上運行的公交車的擁擠程度灰度數據進行渲染處理，其中，當0≤y＜2時為空閒，渲染為綠色顯示，當2≤y＜3時為不擁擠，渲染為黃色顯示，當3≤y＜5時為適中，渲染為橙色顯示，當5≤y＜8時為擁擠，渲染為紅色顯示，當8≤y≤10時為非常擁擠，渲染為紫色顯示；調度數據處理中心的分發單元提取公交線路上運行的公交車的位置信息和對應匹配的擁擠程度渲染信息分發給請求查詢的手機終端中，以供用戶讀取。
本發明涉及的公交車擁擠程度可視化系統主要包括公交車、車輛定位裝置、座椅壓感器、車廂壓感器、車載攝像頭、車載處理器、信號傳送裝置、調度數據處理中心和手機終端；公交車內部座椅下設置有座椅壓感器，以便檢測座椅是否有人落座，並將壓感信號傳送至車載處理器；公交車內部車廂地板分為30cm×30cm面積大小的小塊，每小塊下固定設置有車廂壓感器與車載處理器電信息連接，以便檢測每小塊上是否有人站立，並將壓感信號傳送至車載處理器；公交車內部在車廂前部、後部、上車門和下車門處的上端設置有車載攝像頭並與車載處理器連接，以便實時捕捉公交車內乘客的圖像並傳送至車載處理器；公交車內部固定設置有車輛定位裝置，並與公交車內固定設置的信號傳送裝置電信息連接，以便確定公交車在公交線路的位置並將位置信息發送至調度數據處理中心；公交車內部固定設置有車載處理器並與座椅壓感器、車廂壓感器和車載攝像頭，以便接收並處理各裝置傳送來的信息並生成擁擠程度數據信息；車載處理器與信號傳送裝置電信息連接，信號傳送裝置接收車載處理器生成的擁擠程度數據信息、車輛定位裝置的車輛位置信息和車輛識別特徵信息傳送至調度數據處理中心；調度數據處理中心設置在公交車外，接收公交線路上運行的所有公交車的擁擠程度數據信息和車輛位置信息，並進行可視化處理並分發可視化數據至各手機終端；手機終端接收並顯示某一特定公交線路上某一特定公交車的擁擠程度。
本發明涉及的車載處理器的主要結構包括圖像處理單元、壓感處理單元和數據處理單元；圖像處理單元根據不同位置攝像頭髮來的圖像識別並確定乘客的具體乘客數和乘客在車廂內的位置，並生成數據發送至數據處理單元；壓感處理單元接收根據不同位置的座椅壓感器和車廂壓感器的信息並確定該位置的乘客落座或站立情況，並生成數據發送至數據處理單元；數據處理單元根據圖像處理單元和壓感處理單元的數據生成公交車內部空間乘客數及位置的擁擠灰度數據發送至信號傳送裝置。
本發明涉及的調度數據處理中心的主要結構包括，線路資料庫、渲染單元、分發單元；線路資料庫存儲每輛公交車的特徵識別信息和公交線路的數據信息，線路資料庫接收並存儲來自公交車背部的信號傳送裝置的發送的信息，並進行公交線路與公交車的數據匹配，包括公交車所屬的公交線路、公交車在公交線路上的位置和公交線路上的特定公交車的擁擠灰度數據；渲染單元提取公交車的擁擠灰度數據進行渲染成擁擠程度顯示方式信息；分發單元將公交車的擁擠程度顯示方式信息發送至各終端，以便用戶查看。
本發明與現有技術相比，充分合理利用了公交車的內部空間，以及調度中心的數據信息，簡單有效的獲取並計算出一輛公交車的擁擠程度，並通過簡單明了的顯示方式使用戶得知；其原理可靠，實現成本低，應用環境友好。
附圖說明：
圖1為本發明涉及的公交車擁擠程度可視化方法的流程示意框圖。
圖2為本發明的公交車擁擠程度可視化系統的主體結構原理示意圖。
圖3為本發明涉及的車載處理器的原理示意框圖。
圖4為本發明涉及的調度數據處理中心的原理示意框圖。
具體實施方式：
下面通過實施例並結合附圖對本發明作進一步說明。
實施例1：
本實施例涉及的公交車擁擠程度可視化方法是在公交車擁擠程度可視化系統中實現，具體包括以下步驟：
(1)獲取座椅佔用數據
公交車1的座椅位置空閒時座椅壓感器3的數值為w，座椅傳感器檢測的壓力數值記為w，w和w的單位為千克，車載處理器6中的壓感處理單元602讀取座椅壓感器3的數據，當w-w＞0.5kg時則該座椅為非空閒狀態，將該座椅進行標記，車輛座椅總數為n，被標記的座椅數為n，座椅的擁擠程度值記為y1＝3n/n；
(2)獲取車廂站立數據
將公交車1的車廂除去座椅佔用的底面空間劃分為s個30cm×30cm面積大小的小塊，每個小塊設定位置坐標，每個小塊下方的車廂壓感器4在無人站立的情況下的壓力值為m，車廂壓感器4實時檢測到的壓力值為m，m和m的單位為千克，壓感處理單元602讀取車廂壓感器4的數據，當m-m＞25kg時則該小塊上為有人站立狀態，將該小塊標記，被標記的小塊數為s，則車廂站立擁擠程度值記為y2＝7s/s；
(3)判斷非成人佔用數據
圖像處理單元601實時接收四個攝像頭5傳來的一幀一幀的圖像，對四個方向的圖像進行處理識別車廂內乘客人數r，並標記出沒有成人站立的車廂位置坐標，則該位置為非成人佔用位置面積記為f；
(4)生成擁擠程度灰度數據
數據處理單元603提取壓感處理單元602和圖像處理單元601的數據，根據步驟(3)中非成人佔用位置面積f的坐標匹配出與其有重合的幾個小塊，然後根據壓感處理單元602提供的每個有重合面積的小塊位置的車廂壓感器4檢測的m-m差值數據，重合小塊的m-m＞25kg的個數為a，則該a個小塊的平均擁擠程度較非重合的小塊上的平均擁擠程度偏低，則糾正後的車廂站立擁擠程度值記為y3＝7(s-1/2a)/s；最後生成整個公交車1的擁擠程度灰度數據值為y＝y1+y3，其中0≤y≤10；數據處理單元603將擁擠程度灰度數據發送至信號傳送裝置7
(5)生成可視化顯示信息
調度數據處理中心8的線路資料庫801提取其存儲的公交線路數據和該線路中運行的公交車1的特徵識別信息，與運行中的公交車1內設置的信號傳送裝置7傳送的公交車1特徵識別信息匹配並識別提取每輛公交車1的擁擠程度灰度數據及車輛位置信息，調度數據處理中心8的渲染單元802提取公交線路上運行的公交車1的擁擠程度灰度數據進行渲染處理，其中，當0≤y＜2時為空閒，渲染為綠色顯示，當2≤y＜3時為不擁擠，渲染為黃色顯示，當3≤y＜5時為適中，渲染為橙色顯示，當5≤y＜8時為擁擠，渲染為紅色顯示，當8≤y≤10時為非常擁擠，渲染為紫色顯示；調度數據處理中心8的分發單元803提取公交線路上運行的公交車1的位置信息和對應匹配的擁擠程度渲染信息分發給請求查詢的手機終端9中，以供用戶讀取。
本實施例使用運行後，能夠有效的改善乘客公交出行的熱情，降低了私家車的出行量，增加道路的順暢。
本實施例涉及的公交車擁擠程度可視化方法主要包括公交車1、車輛定位裝置2、座椅壓感器3、車廂壓感器4、攝像頭5、車載處理器6、信號傳送裝置7、調度數據處理中心8和手機終端9；公交車1內部座椅下設置有座椅壓感器3，以便檢測座椅是否有人落座，並將壓感信號傳送至車載處理器6；公交車1內部車廂地板分為30cm×30cm面積大小的小塊，每小塊下固定設置有車廂壓感器4與車載處理器6電信息連接，以便檢測每小塊上是否有人站立，並將壓感信號傳送至車載處理器6；公交車1內部在車廂前部、後部、上車門和下車門處的上端設置有攝像頭5並與車載處理器6連接，以便實時捕捉公交車1內乘客的圖像並傳送至車載處理器6；公交車1內部固定設置有車輛定位裝置2，並與公交車1內固定設置的信號傳送裝置7電信息連接，以便確定公交車1在公交線路的位置並將位置信息發送至調度數據處理中心8；公交車1內部固定設置有車載處理器6並與座椅壓感器3、車廂壓感器4和車載攝像頭5，以便接收並處理各裝置傳送來的信息並生成擁擠程度數據信息；車載處理器6與信號傳送裝置7電信息連接，信號傳送裝置7接收車載處理器6生成的擁擠程度數據信息、車輛定位裝置2的車輛位置信息和車輛識別特徵信息傳送至調度數據處理中心8；調度數據處理中心8設置在公交車1外，接收公交線路上運行的所有公交車1的擁擠程度數據信息和車輛位置信息，並進行可視化處理並分發可視化數據至各手機終端9；手機終端9接收並顯示某一特定公交線路上某一特定公交車1的擁擠程度。
本實施例涉及的車載處理器6的主要結構包括圖像處理單元601、壓感處理單元602和數據處理單元603；圖像處理單元601根據不同位置攝像頭5發來的圖像識別並確定乘客的具體乘客數和乘客在車廂內的位置，並生成數據發送至數據處理單元603；壓感處理單元602接收根據不同位置的座椅壓感器3和車廂壓感器4的信息並確定該位置的乘客落座或站立情況，並生成數據發送至數據處理單元603；數據處理單元603根據圖像處理單元601和壓感處理單元602的數據生成公交車內部空間乘客數及位置的擁擠灰度數據發送至信號傳送裝置7。
本實施例涉及的調度數據處理中心8的主要結構包括，線路資料庫801、渲染單元802、分發單元803；線路資料庫801存儲每輛公交車1的特徵識別信息和公交線路的數據信息，線路資料庫801接收並存儲來自公交車1背部的信號傳送裝置7的發送的信息，並進行公交線路與公交車1的數據匹配，包括公交車1所屬的公交線路、公交車1在公交線路上的位置和公交線路上的特定公交車1的擁擠灰度數據；渲染單元802提取公交車1的擁擠灰度數據進行渲染成擁擠程度顯示方式信息；分發單元803將公交車1的擁擠程度顯示方式信息發送至各終端9，以便用戶查看。