一种城市轨道交通站台安全控制方法及系统与流程

1.本发明涉及轨道交通安全技术领域，更具体地说，它涉及一种城市轨道交通站台安全控制方法及系统。


背景技术：

2.城市轨道交通主要有地铁和轻轨，两种运输方式都是采用轨道运输，同时由于这两种运输方式主要承担城市内部乘客的运输任务，因此城市轨道交通具有乘客列车同公交汽车二者结合的特点。城市轨道交通主要分布在各大型城市中，且作为城市中乘客运输的主要载体，其安全一直是人们所关注的焦点。
3.目前，站台及列车内乘客密度大，乘客流通量大这一特点容易引发较多安全问题。现有列车的安全门控制一般在当前站台停留时间内的最后一段预设时间进行提前语音或灯体显示车门即将关闭，然而在高峰期时间段内由于在站台上等候的乘客不能够直观得知车厢内的人员情况，往往在车厢内人员分布密集时仍然往车内挤，在安全门关闭时容易导致处于安全门附近的乘客被夹伤；此外，由于现有的城市列车车厢数量较多，大部分情况下车厢内的乘客分布存在较大差异，部分车厢人员拥挤，部分车厢人员稀疏。而列车内过度拥挤，导致乘客与其他乘客或与列车设备等接触容易引发安全问题；乘客人数过多导致上下车过程中非常拥挤，容易发生乘客被踩伤及挤伤的问题；乘客密度大导致车内空气流通差，容易引起乘客不适的问题。虽然当前的车站站台一般都配置有工作人员，然而数量有限的工作人员无法辐射整个列车，且大量工作人员的配置将会增加城市轨道交通运行的运营成本。
4.因此，如何研究设计一种城市轨道交通站台安全控制方法及系统是我们目前急需解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种城市轨道交通站台安全控制方法及系统。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.第一方面，提供了一种城市轨道交通站台安全控制方法，包括以下步骤：
8.获取列车的站台停留时间，并根据比例系数将站台停留时间顺序划分为下车时间段、安全上车时间段、风险上车时间段；
9.获取车厢内的实时图像信息，并根据实时图像信息和对应监测面的面积值计算得到对应车厢在安全上车时间段内的实时空置率，以及根据实时空置率模拟计算得到在风险上车时间段的预测空置率；
10.将实时空置率与预设第一阈值对比以及预测空置率与预设第二阈值对比分析后生成安全控制策略，预设第一阈值大于预设第二阈值，安全控制策略具体为：
11.若在安全上车时间段内的实时空置率小于或等于预设第一阈值，则生成警示控制
策略；
12.若在风险上车时间段内的预测空置率小于或等于预设第二阈值，则生成限流控制策略；
13.若在风险上车时间段内的预测空置率大于预设第二阈值，则生成正常控制策略；
14.分别响应警示控制策略、限流控制策略、正常控制策略执行相应的安全控制。
15.进一步的，所述比例系数包括第一因子和第二因子；
16.以第一因子的数值为比例将停留时间分为下车时间段和进站时间段；
17.以第二因子的数值为比例将进站时间段分为安全上车时间段、风险上车时间段。
18.进一步的，所述第一因子、第二因子依据历史周期内同一时间段的进站流量、出站流量进行动态更新；
19.第一因子的计算过程具体为：
[0020][0021]
其中，a
m
表示当前周期中m时间段的第一因子；i
m
历史周期中m时间段的进站流量；o
m
历史周期中m时间段的出站流量；
[0022]
第二因子的计算过程具体为：
[0023][0024]
其中，b
m
表示当前周期中m时间段的第二因子；z0表示刚进入安全上车时间段的实时空置率。
[0025]
进一步的，所述实时空置率的计算过程具体为：
[0026]
根据监测面的范围从实时图像信息中截取有效图像信息；
[0027]
遍历有效图像信息搜索出所有的目标物，并对所有的目标物进行标点处理；
[0028]
根据目标物的类型调取相应的占空面，并将占空面加载在有效图像信息中相应的标点处；
[0029]
识别出所有非占空面的总面积值，并根据非占空面的总面积值与监测面的面积值之比计算得到实时空置率。
[0030]
进一步的，所述预测空置率的计算过程具体为：
[0031]
根据风险上车时间段从安全上车时间段中的实时空置率截取参考空置率；
[0032]
以安全上车时间段与风险上车时间段的临界点为中心对称点对参考空置率作中心对称处理，得到与参考空置率呈连续分布的预测空置率。
[0033]
进一步的，所述预设第一阈值为监测面的面积值的10
‑
15％。
[0034]
进一步的，所述预设第二阈值为监测面的面积值的20
‑
25％。
[0035]
进一步的，所述下车时间段终止时生成采集启动信号，实时图像信息的启动采集响应于采集启动信号。
[0036]
第二方面，提供了一种城市轨道交通站台安全控制系统，包括：
[0037]
时间划分模块，用于获取列车的站台停留时间，并根据比例系数将站台停留时间顺序划分为下车时间段、安全上车时间段、风险上车时间段；
[0038]
图像处理模块，用于获取车厢内的实时图像信息，并根据实时图像信息和对应监测面的面积值计算得到对应车厢在安全上车时间段内的实时空置率，以及根据实时空置率模拟计算得到在风险上车时间段的预测空置率；
[0039]
策略生成模块，用于将实时空置率与预设第一阈值对比以及预测空置率与预设第二阈值对比分析后生成安全控制策略，预设第一阈值大于预设第二阈值，安全控制策略具体为：若在安全上车时间段内的实时空置率小于或等于预设第一阈值，则生成警示控制策略；若在风险上车时间段内的预测空置率小于或等于预设第二阈值，则生成限流控制策略；若在风险上车时间段内的预测空置率大于预设第二阈值，则生成正常控制策略；
[0040]
安全控制设备，用于分别响应警示控制策略、限流控制策略、正常控制策略执行相应的安全控制。
[0041]
进一步的，所述安全控制设备为显示灯或语音播放器，每个车厢均配置有独立运行的图像处理模块、安全控制设备。
[0042]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0043]
1、本发明根据车厢内的实时人员分布情况灵活的生成相应的安全控制策略，能够有效的对各个站台进行分流处理、对各个车厢进行限流处理以及对预先对各个站台的进站人员进行提示，有效避免了单个车厢过度拥挤和出现安全门夹伤乘客的情况发生；
[0044]
2、本发明依据历史周期内的进站流量、出站流量动态的调整下车时间段、安全上车时间段、风险上车时间段的分布情况，为进站人员选择合适车厢和放弃乘坐当前次列车提供了充足的预备时间；
[0045]
3、本发明通过对实时图像信息进行预处理后，能够准确、快速计算出车厢内人员的空置率，为安全控制策略的可靠、快速生成提供了数据支撑。
附图说明
[0046]
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
[0047]
图1是本发明实施例中的流程图；
[0048]
图2是本发明实施例中的系统框图。
具体实施方式
[0049]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0050]
实施例1：一种城市轨道交通站台安全控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0051]
s101：获取列车的站台停留时间，并根据比例系数将站台停留时间顺序划分为下车时间段、安全上车时间段、风险上车时间段；
[0052]
s102：获取车厢内的实时图像信息，并根据实时图像信息和对应监测面的面积值计算得到对应车厢在安全上车时间段内的实时空置率，以及根据实时空置率模拟计算得到在风险上车时间段的预测空置率；实时图像信息可依据设置在车厢内的摄像头实时采集得到；
[0053]
s103：将实时空置率与预设第一阈值对比以及预测空置率与预设第二阈值对比分析后生成安全控制策略，预设第一阈值大于预设第二阈值，安全控制策略具体为：
[0054]
若在安全上车时间段内的实时空置率小于或等于预设第一阈值，则生成警示控制策略；
[0055]
若在风险上车时间段内的预测空置率小于或等于预设第二阈值，则生成限流控制策略；
[0056]
若在风险上车时间段内的预测空置率大于预设第二阈值，则生成正常控制策略；
[0057]
s104：分别响应警示控制策略、限流控制策略、正常控制策略执行相应的安全控制。
[0058]
需要注意的是，安全控制策略中仅同时存在警示控制策略、限流控制策略、正常控制策略中的一种，当已经生成一种策略后可停止控制运行而不再生成其他策略。
[0059]
比例系数包括第一因子和第二因子；以第一因子的数值为比例将停留时间分为下车时间段和进站时间段；以第二因子的数值为比例将进站时间段分为安全上车时间段、风险上车时间段。第一因子、第二因子依据历史周期内同一时间段的进站流量、出站流量进行动态更新。进站流量、出站流量可依据相应站台的历史数据统计分析得到，也可通过数据手动导入得到。
[0060]
第一因子的计算过程具体为：
[0061][0062]
其中，a
m
表示当前周期中m时间段的第一因子；i
m
历史周期中m时间段的进站流量；o
m
历史周期中m时间段的出站流量。
[0063]
第二因子的计算过程具体为：
[0064][0065]
其中，b
m
表示当前周期中m时间段的第二因子；z0表示刚进入安全上车时间段的实时空置率。
[0066]
需要说明的是，历史周期可以为日、周、月、季度、年中的任意一种。
[0067]
实时空置率的计算过程具体为：根据监测面的范围从实时图像信息中截取有效图像信息；遍历有效图像信息搜索出所有的目标物，并对所有的目标物进行标点处理；根据目标物的类型调取相应的占空面，并将占空面加载在有效图像信息中相应的标点处；识别出所有非占空面的总面积值，并根据非占空面的总面积值与监测面的面积值之比计算得到实时空置率。
[0068]
预测空置率的计算过程具体为：根据风险上车时间段从安全上车时间段中的实时空置率截取参考空置率；以安全上车时间段与风险上车时间段的临界点为中心对称点对参考空置率作中心对称处理，得到与参考空置率呈连续分布的预测空置率。
[0069]
在本实施例中，预设第一阈值为监测面的面积值的10
‑
15％。预设第二阈值为监测面的面积值的20
‑
25％。
[0070]
在本实施例中，下车时间段终止时生成采集启动信号，实时图像信息的启动采集
响应于采集启动信号。
[0071]
实施例2：一种城市轨道交通站台安全控制系统，如图2所示，包括时间划分模块、图像处理模块、策略生成模块、安全控制设备。
[0072]
时间划分模块，用于获取列车的站台停留时间，并根据比例系数将站台停留时间顺序划分为下车时间段、安全上车时间段、风险上车时间段。图像处理模块，用于获取车厢内的实时图像信息，并根据实时图像信息和对应监测面的面积值计算得到对应车厢在安全上车时间段内的实时空置率，以及根据实时空置率模拟计算得到在风险上车时间段的预测空置率。策略生成模块，用于将实时空置率与预设第一阈值对比以及预测空置率与预设第二阈值对比分析后生成安全控制策略，预设第一阈值大于预设第二阈值，安全控制策略具体为：若在安全上车时间段内的实时空置率小于或等于预设第一阈值，则生成警示控制策略；若在风险上车时间段内的预测空置率小于或等于预设第二阈值，则生成限流控制策略；若在风险上车时间段内的预测空置率大于预设第二阈值，则生成正常控制策略。安全控制设备，用于分别响应警示控制策略、限流控制策略、正常控制策略执行相应的安全控制。
[0073]
安全控制设备为显示灯或语音播放器，每个车厢均配置有独立运行的图像处理模块、安全控制设备。例如，警示控制策略下显示灯可进行红灯警示，限流控制策略下可进行红灯闪烁预警，正常控制策略下可进行黄灯提示。
[0074]
工作原理：本发明根据车厢内的实时人员分布情况灵活的生成相应的安全控制策略，能够有效的对各个站台进行分流处理、对各个车厢进行限流处理以及对预先对各个站台的进站人员进行提示，有效避免了单个车厢过度拥挤和出现安全门夹伤乘客的情况发生；同时依据历史周期内的进站流量、出站流量动态的调整下车时间段、安全上车时间段、风险上车时间段的分布情况，为进站人员选择合适车厢和放弃乘坐当前次列车提供了充足的预备时间。
[0075]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。