智能公交檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

羅雄+歐陽(yáng)代富

【摘 要】根據(jù)目前國(guó)內(nèi)公交客流統(tǒng)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀，本文提出一種基于多傳感器的客流信息綜合檢測(cè)系統(tǒng)。綜合利用各個(gè)傳感器的優(yōu)勢(shì)，提高客流信息的檢測(cè)準(zhǔn)確度。采用基于動(dòng)態(tài)門(mén)限的判決方法進(jìn)一步提高了多人同時(shí)上下車(chē)情況下客流信息的判決準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明客流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有較高的準(zhǔn)確率，與傳統(tǒng)的方法相比，它融合了多種信息，可以提供大量詳細(xì)、準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)城市公交以及公交的智能化調(diào)度、線(xiàn)路的開(kāi)辟、優(yōu)化、站點(diǎn)的設(shè)置等都具有極其重要的意義。

【關(guān)鍵詞】綜合檢測(cè)；客流信息；動(dòng)態(tài)門(mén)限

目前，公交客流信息的采集方式主要為人工抽樣技術(shù)或利用IC卡信息統(tǒng)計(jì)客流技術(shù)、踏板壓力墊子檢測(cè)以及主動(dòng)式紅外、被動(dòng)式紅外的自動(dòng)客流信息采集系統(tǒng)。但是，傳統(tǒng)的人工調(diào)查方式不僅花費(fèi)大，而且難以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。IC卡統(tǒng)計(jì)技術(shù)雖然提取技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟，但是僅限于對(duì)使用IC卡的乘客進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。典型的踏板壓力墊子檢測(cè)系統(tǒng)、紅外檢測(cè)系統(tǒng)在單一傳感器的信息采集中獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率往往只有40%～60%。本文從實(shí)際情況出發(fā)，綜合考慮影響客流信息采集誤差的因素，提出了一種基于多種傳感器綜合檢測(cè)的客流信息采集系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用以主動(dòng)式紅外傳感器為主，紅外熱釋電傳感器和壓力踏板傳感器為輔的傳感器綜合檢測(cè)思路，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。研究了主動(dòng)式紅外傳感器的誤差來(lái)源，提出了相應(yīng)的誤差修正算法。上位機(jī)端采用B/S模式的web設(shè)計(jì)方式，為修正后的客流數(shù)據(jù)的各種分析顯示提供了友好的人機(jī)交互界面。

1 系統(tǒng)框架

目前，公交客流信息的采集方式多采用人工抽樣技術(shù)以及憑借公交司機(jī)的多年經(jīng)驗(yàn)，但是這其中都有很大的人為因素，難以保證客流信息的準(zhǔn)確性。隨著嵌入式技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集及處理越來(lái)越智能化，簡(jiǎn)易化，準(zhǔn)確化。利用嵌入式技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和分析處理，從而得到較為準(zhǔn)確的客流信息，進(jìn)而為城市公共交通系統(tǒng)的發(fā)展提供有利可靠的保證。在傳統(tǒng)的單一傳感器檢測(cè)系統(tǒng)中，客流信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較低，各個(gè)傳感器的特有優(yōu)勢(shì)難以綜合體現(xiàn)。主動(dòng)式紅外傳感器檢測(cè)方式采用自身光源，不易受外界環(huán)境溫度、光線(xiàn)的影響，在單個(gè)乘客依次上下車(chē)的情況下能夠獲得相對(duì)較高的精度，但隨著客流量增大、乘客上下車(chē)次序較為混亂時(shí)，檢測(cè)精度也會(huì)隨之降低。壓力踏板傳感器在乘客上下車(chē)次序較為混亂的情況下，能夠較為準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)客流數(shù)據(jù)的采集，但是系統(tǒng)部件易壞。紅外熱釋電傳感器作為被動(dòng)式紅外傳感器能夠很好的區(qū)分人和其他物品，從而降低檢測(cè)的誤判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。主動(dòng)式紅外傳感器采取單門(mén)雙管策略，通過(guò)在公交車(chē)輛的前門(mén)和后門(mén)分別部署等高、適宜間距的高定向紅外發(fā)射管和接收管，實(shí)現(xiàn)乘客上下車(chē)方向的準(zhǔn)確判定、以及乘客人數(shù)的初步判定。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)果

首先，通過(guò)對(duì)大量不同特征（身高和體重）的乘客進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取最優(yōu)的初始?jí)毫﹂T(mén)限值。然后，針對(duì)不同的乘客上下車(chē)情況，分成乘客單人上下車(chē)、雙人同時(shí)上下車(chē)和雙人交叉上下車(chē)各10組，每組采集20次數(shù)據(jù)，獲得計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)以及誤差統(tǒng)計(jì)圖。

從圖1的數(shù)據(jù)和誤差圖可知，本系統(tǒng)在單人上下車(chē)等乘客次序較好的情況下，誤差在10%左右，能夠很好的檢測(cè)到客流信息。從圖2和圖3的數(shù)據(jù)和誤差圖可知，本系統(tǒng)在雙人同時(shí)上下車(chē)和雙人交叉上下車(chē)時(shí)，誤差控制在20%左右，也能夠較好的實(shí)現(xiàn)客流信息的檢測(cè)。

分析實(shí)驗(yàn)，可知誤差基本上源于兩處，第一紅外傳感器產(chǎn)生的漏計(jì)誤差和計(jì)數(shù)錯(cuò)誤誤差；第二壓力傳感器的判決誤差。當(dāng)乘客上下車(chē)時(shí)間低于紅外光線(xiàn)發(fā)射周期時(shí)，乘客不能正常的遮蔽紅外光線(xiàn)從而導(dǎo)致漏計(jì)。當(dāng)有多人同時(shí)上下車(chē)，彼此間互相遮擋紅外光線(xiàn)也會(huì)引起計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)研究了一種新型的綜合性客流信息檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)了客流信息檢測(cè)準(zhǔn)確度的提高。從傳統(tǒng)的40%-60%的準(zhǔn)確度提高到了80%左右。雖然進(jìn)一步的提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度，但當(dāng)乘客上下車(chē)次序很混亂的時(shí)候，還是存在較大的檢測(cè)誤差，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)或?qū)ふ腋行У乃惴▽?shí)現(xiàn)檢測(cè)準(zhǔn)確度的進(jìn)一步提高。

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[責(zé)任編輯：王楠]