基于多传感器的公交客流量实时采集系统

一、公交客流量采集技术的实施背景和意义

公交客流量采集系统技术就是根据公交客流在公交线路、运营方向、出行时间和运行断面上的动态分布，所进行的定期、经常、全面的或抽样的调查，是对城市居民乘车需求情况、流量分布情况等有关资料的搜集、记录、分析的全过程。实时公交客流数据是分析和评估某线路公交汽车在途运营状况的基础资料，也是公交智能调度、公交运营质量评估及公交线网优化的重要数据。

　　二、公交客流量采集技术的国内外发展现状

目前国内外应用于公交客流统计领域的采集技术主要包括：

1、入口机械挡叉技术

通过在入口处安装机械栏杆（如右图），严格控制出入口进出客流的移动秩序，该方法计数准确，但安装复杂，成本高昂，且对客人的自由出入造成了一定程度的妨碍，人为降低了出入口的吞吐量，不利于形成良好的客户印象。

2、踏板压力检测技术

通过在出入口处安装踏板（如左图），并连接压力传感器，客人出入该通道时，通过对踏板的踩踏来触发传感器，从而获得进出的客流信息。应用压力检测的前提是任何人出入都必须踩到踏板上，且只能单人进出，对于两人或多人并排同时出入时，该方法无法给出精确判断，在没有台阶的公交车上，该计数方法无法实现可靠、准确统计，而且系统部件容易损坏，维护起来也很不方便。

3、视频图像处理技术

通过在出入口、重点区域上方安装的摄像头获取客流视频图像，配合计算机进行运动目标识别，据此进行客流计数。该技术的优点是图像信号非常直观，便于人为的分析、比对，由于采用先进的图像识别技术，准确率也较高。但该技术也存在下列不足：

（1）图像信号数据量很大，算法复杂度较高。

（2）光线问题、运动阴影问题、人流拥挤问题，对图像处理效果有很大影响。

（3）特征选择比较困难。

（4）对图像采集设备以及图像处理设备要求较高，成本比较高，难以广泛应用。

4、红外光电统计技术

该技术主要分为三类：被动红外检测技术、主动红外检测技术、复合式主被动红外检测技术。主要的缺点有：

1、易受环境温度和周围光线的影响

2、不能区分乘客上车或是下车

3、当乘客拥挤时，检测误差较大。

　　由此可见，目前可用于公交客流量采集的技术都存在这样或那样的不足，如入口机械挡叉技术、踏板压力检测技术、公交IC卡技术、ERF被动红外技术、主动红外技术、主被动复合式、视频技术，不是技术问题，就是性价比问题等等，这些都是导致这些技术没有被市场化广泛推广应用的原因。

三、系统构成与工作原理

基于多传感器的公交客流量实时采集系统是基于自主知识产权（国家发明专利：基于多传感器的客流动态采集装置及系统，发明专利号：ZL201010583003.4）研发的通过一种全新的开关式压力传感器，并经特殊的设计工艺将多个传感器集成在一起，从而构成一种专门用于统计城市公交上下车乘客数据的硬软件系统。系统的主要构成有：

车载数据采集系统

公交客流量采集系统车载数据采集终端主要包括：车门开关状态传感器、乘客检测传感器阵列、信息采样系统、数据处理系统、电源系统、数据通信系统。

车载GPS/GPRS系统

车载GPS/GPRS模块主要为系统提供地理位置定位服务和数据上传服务，把车载客流量采集终端输出的信息和站点位置信息一起上传到交通调度中心，为下一步的数据分析提供支持。

数据管理平台

数据管理平台的主要功能是使用户可以查看车辆实时地理信息并对车辆运行准点情况进行评估自主的在地图上实时查看车辆及站点的实时上、下车人数，并针对线路以及站点客流量、车辆运载的乘客数量、进行多样化的数据统计和分析

　　系统工作原理如下：基于多传感器的公交客流量实时采集系统通过车载多传感器装置采集乘客的鞋底轮廓，记录传感器受压区域的平面坐标值，并以时间轴为基准跟踪乘客的运动轨迹，待乘客离开后通过比对乘客最后一帧脚型轮廓与乘客整个运动轨迹的位置关系得出乘客的离开方向，即乘客是上车还是下车。下图所示的是多位乘客的脚型轮廓：

数据统计

可以根据用户需求，对每条线路以及站点的乘客数量按小时、日、月、年等进行统计，用户可以根据需要查看统计范围（按月、日、时等）。

四、系统特点与技术创新

系统具有统计精度高、时效性强、性价比高、安装与维护方便简单、故障率低、防水、防尘的特点。具体的技术参数如下表所示：

　　　　创新特点如下：基于多传感器阵列的数据采集方式；基于乘客脚型轮廓的数据处理算法；基于GPS/GPRS的定位、通信功能；基于时间、线路、区域的数据分析；外观结构针对不同车型可操作性强；特殊的防水、防潮、防压处理。

　　五、外观结构与安装维护

系统的外观结构可针对用户不同车型进行量身定做，因而能够完美的符合不同车型结构的要求。另外，系统结构还经过特殊的防水、防潮、防压技术处理，寿命长，安全性好。

安装简单，不会影响公交车的正常运营，并有专业技术人员提供安装服务；

运行稳定，安装后对其它车载设备没有任何影响；

清洗方便，可与车辆一同进行洗刷；

故障率低，维护简单，必要时可进行整体更换。

　　六、应用前景及市场分析

基于多传感器的公交客流量实时采集系统主要应用于城市公共交通上下车乘客数据的统计，针对公交线路以及站点客流量、车辆运载的乘客数量，进行多样化的数据统计和分析。

系统还可应用于巴士、飞机、火车、轮船等代步工具，商场、体育馆、银行、学校等公共场所的客流信息的采集。

目前，本产品的市场主要集中在城市公交运营公司和客车制造企业两个领域。

对于城市公交运营公司来讲，本产品有助于了解掌握公交线路在各时段、各方向、各断面上的分布规律，为公交公司编制车辆基础行车时刻表、执行行车计划提供可靠依据。

对于客车制造企业来讲，本产品有助于提高其产品的整体性能，增加其产品的市场份额，提升其产品的利润空间，为企业创造更多的收益。

另外，本产品在其它市场领域还拥有更加强劲的竞争力。