城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法
2023-11-01 15:41:42 2
專利名稱：城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法
技術領域：
本發明屬於模式識別技術領域，特別涉及ー種城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法。
背景技術：
閘機(剪式門)作為自動檢票設備，是城市軌道交通的自動售檢票(AutomaticFare Collection, AFC)系統中的關鍵設備之一。閘機利用其內部的智能模式識別系統對乘客在閘機通道內的通過行為進行識別，以確定和識別通過者的各種通過行為，從而實現自動檢票。其目標是可以攔阻無票闖入或尾隨逃票者，保護拖帶行李或攜帶兒童的乘客正常通過(不被閘機關閉的門扇夾住)，加快乘客通行速度。軌道交通專用閘機由於配備了智能化的通過行為模式識別系統，使閘機對乘客的通過行為的控制更加靈活有效，為實現按裡程計費的AFC系統奠定了實施基礎。可以說，智能識別系統是閘機的「眼睛」，屬於閘機的重要組成部分，它的優劣不僅是衡量閘機性能的重要指標，而且關係到地鐵系統運營效益是否得到可靠保障。當前，閘機的智能識別系統已經成為城市軌道交通領域的研究熱點，從20世紀70年代開始,瑞典Gunnebo、韓國Sumsung、美國Cubic、日本信號(NP)等公司開始研究和開發適合於城市軌道交通的閘機智能識別系統，並被世界上許多城市的軌道交通系統所採用；20世紀90年開始，我國的ー些公司和研究機構也對閘機智能識別系統進行了嘗試性研究。雖然安裝上述識別系統的國外閘機產品已經得到了廣泛的應用，但是由於其普遍存在識別率不高(〈=70%)、乘客通行速度慢(進站閘機60人每分鐘)等問題，因此，不能完全滿足城市軌道交通快速發展的要求。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種設計合理、識別率高且乘客通行速度快的城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法。本發明解決其技術問題是採取以下技術方案實現的ー種城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，採用多對紅外傳感器設置在閘機通道內作為事件識別的探測工具，通行事件識別方法包括以下步驟⑴獲得識別功能參數以及總票數，繼續下一歩；⑵判斷識別功能是否被關閉？如果被關閉，則返回步驟⑴，否則繼續下一歩⑶獲得一個紅外傳感器的狀態數據，根據通行事件的定義，分析該傳感器狀態數據，獲得當前事件，然後繼續下一歩；⑷判斷當前事件是否為事件event7 如果是，則發送有票超時消息，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩；(5)判斷當前事件是否為事件event8 如果是，則發送無票超時消息，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩； (6)判斷當前事件是否為事件event9 如果是，則發送票超時消息，並將主子機的票數減一，再根據票數發送關門消息，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩；(7)判斷當前事件是否為事件even、 如果是，則將事件event4的標識設置為0，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩；⑶判斷當前事件是否為事件event4 如果是，則將事件event4的標識設置為1，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩；⑶判斷當前事件是否為事件event5 如果不是,則返回第I步；如果是，則判斷事件event4是否發生；如果沒有發生，則返回步驟⑴否則，繼續下一歩；(抑將事件event4的標識設置為0，並且將識別出的乘客數量設置為I;如果識別出的乘客數量大於主子機的票數，則發送存在闖入或尾隨者消息，並根據票數，發送合法乘客消息，將票數清零，發送關門消息，然後返回步驟⑴；否則，根據乘客數量，發送合法乘客消 息，將票數減掉乘客的數量，並根據當前票數，發送關門消息，然後返回步驟⑴。而且，所述紅外傳感器的數量為18對，其中14對紅外傳感器安裝在閘機左右兩側面，另外4對紅外傳感器作為安全傳感器設置在閘機的門區處。而且，所述通行事件的定義為事件^entci表示沒有運動個體在通道中；事件event!表示運動個體進入區域LZonel ;事件event2表示運動個體進入區域LZone2 ;事件event3表示運動個體進入區域LZone3 ;事件event4表示運動個體進入區域RZone3 ;事件event5表示運動個體進入區域RZone2 ;事件event6表示運動個體進入區域RZonel ;事件event7表示有票超時事件；事件event8表示無票超時事件；事件event9表示票超時事件。而且,所述區域LZonel、區域LZone2、區域LZone3、區域RZone3、區域RZone2和區域RZone I為閘機通道從右至左依次劃分的區域，其中區域LZonel包括4個紅外傳感器(FI、F2、F4、F6)，區域LZone2包括2個紅外傳感器(F3、F5)，區域LZonel包括I個紅外傳感器(F7)，區域RZone3包括I個紅外傳感器(F8)，區域RZone2包括2個紅外傳感器(F10、F12)，區域RZonel包括4個紅外傳感器(F9、Fll、F13、F14)。而且，所述的紅外傳感器均採用對射式紅外傳感器。本發明的優點和積極效果是I、本是被方法採用18對紅外傳感器作為事件識別方法的探測工具，硬體設備簡単，同時利用Polana與Nelson提出的運動由動作、行為和事件組成的思想，提出運動個體的概念，進而提出事件識別方法，該識別技術能夠識別的最小単位就是運動個體。對於運動個體，它的運動過程可以由ー個動作序列來描述。根據預定義的行為和事件，分析這個動作序列，可以獲得運動過程中存在的行為和事件，從而形成ー個事件序列。使用這個事件序列同樣可以描述運動個體的運動過程。該事件識別方法針對尾隨、闖入等逃票現象、乘客帶箱包等複雜情況，定義了通行事件對等複合事件。通過分析事件序列，就可以判斷出通過通道的人數，與閘機確認的有效票數相比較，就可檢出持票者、尾隨者、闖入者、多人連續通過等。通過大量的仿真和實際試驗，使用本發明的剪式門閘機能提高識別率(達到85%)和乘客通行速度(進站閘機90人每分鐘)。2、本識別方法軟體既可以自成體系由ECU模塊實施，又可以直接安裝在閘機的主控模塊DCU內，後一途徑有更高的集成度和實時響應性，可更好地利用閘機自身已有的硬體資源。
圖I是本發明的傳感器布局位圖；圖2是閘機組成的通道被分為若干個區域結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明實施例做進ー步詳述ー種城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，採用18對紅外傳感器作為事件識別的探測工具，上述紅外傳感器均採用對射式紅外傳感器並設置在閘機通道內，如圖I所示，14對紅外傳感器安裝在閘機左右兩側面(O 14)，另外4對紅外傳感器作為安全傳感器設置在閘機的門區處。如圖2所示，紅外傳感器將閘機組成的通道分為若干個區域，由右至左分別為區域LZonel、區域LZone2、區域LZone3、區域RZone3、區域RZone2和區域RZonel。其中，區域LZonel包括4個紅外傳感器び1、？2{4、？6)，區域LZone2包括2個紅外傳感器(F3、F5)，區域LZonel包括I個紅外傳感器(F7)，區域RZone3包括I個紅外傳感器(F8)，區域RZone2包括2個紅外傳感器(F10、F12)，區域RZonel包括4個紅外傳感器(F9、Fll、F13、F14)。軌道交通專用閘機的通行事件識別，依靠安裝在閘機側面的ー組紅外傳感器來進行通過事件的具體檢測，事件定義如下定義事件even、表示沒有運動個體在通道中。定義事件evenly :表示運動個體進入區域LZonel。定義事件event2 :表示運動個體進入區域LZone2。定義事件event3 :表示運動個體進入區域LZone3。定義事件event4 :表示運動個體進入區域RZone3。定義事件event5 :表示運動個體進入區域RZone2。定義事件event6 :表示運動個體進入區域RZonel。定義事件event7 :有票超時事件。當乘客在閘機的非接觸式IC卡讀寫器上刷了車票，而且進入通道並處於通道中某個區域時間過長時，有票超時事件eVent7,生。對於每一個通道區域，都被設定了ー個有票超時時間。當刷卡乘客位於某個區域的時間超過這個設定的超時時間時，有票超時事件就發生了。例如，假設通道的區域LZonel設定了有票超時時間為1500ms,如果刷卡乘客進入區域LZonel並在區域LZonel中停留，當停留時間超過1500ms時，有票超時事件就會發生，通道控制模塊識別出該事件，並作出處理(請求主控模塊控制蜂鳴器進行有票超時報警)，以便提醒乘客應該迅速通過通道，不要長時間站在區域LZonel內。定義有票超時事件就是為了提高乘客的通行速度，避免ー個刷票乘客長時間佔用通道。
定義事件event8 :無票超時事件。當乘客沒有在讀卡機上刷車票，而且該乘客進入通道並處於通道中某個區域時間過長時，無票超時事件event8發生。對於每一個通道區域，都被設定了ー個無票超時時間。當未刷卡乘客位於某個區域的時間超過這個設定的超時時間時，無票超時事件就發生了。例如，假設通道的區域LZonel設定了無票超時時間為3000ms,如果未刷卡乘客進入區域LZonel並在區域LZonel中停留，當停留時間超過3000ms時，無票超時事件就會發生，通道控制模塊識別出該事件，並作出處理(請求主控模塊控制嗡鳴器進行無票超時報警)，以便提醒乘客應該在規定的時間內刷車票，不要長時間站在區域LZonel內。定義無票超時事件就是為了提高乘客的通行速度，既允許乘客先進入通道再刷車票，又避免ー個無票乘客長時間佔用通道。此外，還解決了ー個故意逃票的乘客先行進入通道，等待其他人給自己刷票的逃票問題。定義事件event9 :票超時事件。當乘客在讀卡機上刷車票後，而且該乘客由於某些原因沒有在規定的時間內通過通道時，票超時事件event9發生。本文對每ー張刷過的車票都設定ー個相同的票超時時間，當刷卡乘客沒有在這個設定的超時時間內通過閘機時，票超時事件就發生了。例如，假設票超時時間為8000ms，這就意味著刷票乘客必須在8000ms內通過閘機。如果刷票乘客沒有在8000ms內通過通道，則票超時事件就會發生，通道控制 模塊識別出該事件，並作出處理(使該車票變為無效票)。定義票超時事件同樣也是為了提高乘客的通行速度，從而規定了乘客必須在規定的時間內通過通道，避免一個乘客長時間佔用通道。如果類型為event4的事件後，又發生類型為event5的事件，並且這兩個事件之間不存在類型為event4或event5的事件，則將這樣的事件對稱為通行事件對，記為(event4, event5)。本事件識別方法既可以自成體系由ECU模塊實施，又可以直接安裝在閘機的主控模塊DCU內，後一途徑有更高的集成度和實時響應性，可更好地利用閘機自身已有的硬體資源。ー種城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，技術方案包括以下步驟第I步，獲得識別功能參數等閘機的參數，以及總票數，然後繼續下一歩；第2步，判斷識別功能是否被關閉？如果被關閉，則返回第I步，否則繼續下一
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少；第3步，獲得一個紅外傳感器的狀態數據，根據通行事件的定義，分析該傳感器狀態數據，獲得當前事件，然後繼續下一歩；第4步，判斷當前事件是否為事件event7 如果是，則發送有票超時消息，然後返回第I歩；否則，繼續下一歩；第5步，判斷當前事件是否為事件event8 如果是，則發送無票超時消息，然後返回第I步；否則，繼續下ー步；第6步，判斷當前事件是否為事件event9 如果是，則發送票超時消息，並將主子機的票數減一，再根據票數發送關門消息，然後返回第I步；否則，繼續下一歩；第7步，判斷當前事件是否為事件evenly 如果是，則將事件event4的標識設置為0，然後返回第I步；否則，繼續下一歩；第8步，判斷當前事件是否為事件event4 如果是，則將事件event4的標識設置為1，然後返回第I步；否則，繼續下一歩；第9步,判斷當前事件是否為事件event5 如果不是,則返回第I步；如果是,貝Ij判斷事件event4是否發生；如果沒有發生，則返回第I步否則，繼續下一歩；第10步，將事件event4的標識設置為0，並且將識別出的乘客數量設置為I ;如果識別出的乘客數量大於主子機的票數，則發送存在闖入或尾隨者消息，並根據票數，發送合法乘客消息，將票數清零，發送關門消息，然後返回第I步；否則，根據乘客數量，發送合法乘客消息，將票數減掉乘客的數量，並根據當前票數，發送關門消息，然後返回第I歩。將本發明的時間識別方法安裝在地鐵專用的剪式門閘機中。實地測試表明對於乘客的各種通過行為，例如拖帶行李箱、前推殘疾人輪椅、攜帯大型購物袋、緩慢或快速通過、進入通道後反手刷卡、通道內滯留、多人連續通行、雙向進入、進入後又退出、強行闖入、尾隨逃票等不同事件，均有很高的識別率和很低的誤報率，已經完全達到實用的效果。該事件識別方法還可以根據不同軌道交通工具的自身特點，稍作修改應用在城際客運鉄路專線AFC系統的閘機中。也可以用在城市快速公交系統AFC的閘機中，以及作為通行智能化技術應用在大型商廈和運動場館的出入口控制閘機中。
需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本發明保護的範圍。
權利要求
1.ー種城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，其特徵在於採用多對紅外傳感器設置在閘機通道內作為事件識別的探測工具，通行事件識別方法包括以下步驟 ⑴獲得識別功能參數以及總票數，繼續下一歩； ⑵判斷識別功能是否被關閉？如果被關閉，則返回步驟⑴，否則繼續下一歩 ⑶獲得ー個紅外傳感器的狀態數據，根據通行事件的定義，分析該傳感器狀態數據，獲得當前事件，然後繼續下一歩； ⑷判斷當前事件是否為事件event7 如果是，則發送有票超時消息，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩； (5)判斷當前事件是否為事件event8 如果是，則發送無票超時消息，然後返回步驟(I)；否則，繼續下一歩； (6)判斷當前事件是否為事件event9 如果是，則發送票超時消息，並將主子機的票數減一，再根據票數發送關門消息，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩； (7)判斷當前事件是否為事件even、 如果是，則將事件event4的標識設置為O，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩； (8)判斷當前事件是否為事件event4 如果是，則將事件event4的標識設置為1，然後返回步驟⑴；否則，繼續下一歩； ⑶判斷當前事件是否為事件event5 如果不是，則返回第I步；如果是，則判斷事件event4是否發生；如果沒有發生，則返回步驟⑴否則，繼續下一歩； (10)將事件event4的標識設置為O，並且將識別出的乘客數量設置為I ;如果識別出的乘客數量大於主子機的票數，則發送存在闖入或尾隨者消息，並根據票數，發送合法乘客消息，將票數清零，發送關門消息，然後返回步驟⑴；否則，根據乘客數量，發送合法乘客消息，將票數減掉乘客的數量，並根據當前票數，發送關門消息，然後返回步驟⑴。
2.根據權利要求I所述的城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，其特徵在於所述紅外傳感器的數量為18對，其中14對紅外傳感器安裝在閘機左右兩側面，另外4對紅外傳感器作為安全傳感器設置在閘機的門區處。
3.根據權利要求I或2所述的城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，其特徵在於所述通行事件的定義為事件evenly表示沒有運動個體在通道中；事件evenly表示運動個體進入區域LZonel ;事件event2表示運動個體進入區域LZone2 ;事件event3表示運動個體進入區域LZone3 ;事件event4表示運動個體進入區域RZone3 ;事件event5表示運動個體進入區域RZone2 ;事件event6表示運動個體進入區域RZonel ;事件event7表示有票超時事件；事件event8表不無票超時事件；事件event9表不票超時事件。
4.根據權利要求3所述的城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，其特徵在於所述區域LZonel、區域LZone2、區域LZone3、區域RZone3、區域RZone2和區域RZonel為閘機通道從右至左依次劃分的區域，其中區域LZonel包括4個紅外傳感器(FI、F2、F4、F6)，區域LZone2包括2個紅外傳感器(F3、F5)，區域LZonel包括I個紅外傳感器(F7)，區域RZone3包括I個紅外傳感器(F8)，區域RZone2包括2個紅外傳感器(F10、F12)，區域RZonel包括4個紅外傳感器(F9、Fll、F13、F14)。
5.根據權利要求4所述的城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，其特徵在於所述的紅外傳感器均採用對射式紅外傳感器。
全文摘要
本發明涉及一種城市軌道交通專用閘機的通行事件識別方法，其主要技術特點是將多對紅外傳感器設置在閘機通道內並將閘機組成的通道從右至左分為以下分區LZone1、LZone2、LZone3、RZone3、RZone2和RZone1，識別時根據預定義的行為和事件，可以獲得運動過程中存在的行為和事件，從而形成一個事件序列，該事件識別方法針對尾隨、闖入等逃票現象、乘客帶箱包等複雜情況，定義了通行事件對等複合事件，通過分析事件序列，就可以判斷出通過通道的人數，與閘機確認的有效票數相比較，就可檢出持票者、尾隨者、闖入者、多人連續通過等。使用本發明的事件識別方法的剪式門閘機能提高識別率達到85%，乘客通行速度提高到進站閘機達到每分鐘可通過90人。
文檔編號G07B11/00GK102663833SQ20121015074
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者任長明, 劉勇, 趙靖 申請人:天津市天元新泰科技發展有限公司