一种行人过街状态监控系统及监控方法与流程

本发明涉及一种行人过街状态监控系统及监控方法，属于智能交通监控技术领域。

背景技术：

行人步行交通是城市交通的重要组成部分，交通管理部门在设置人行横道线宽度、信号灯绿灯放行时间等，都是人工主观设定，且设置的参数固定，这与不断变化的交通状态不匹配，一方面行人的安全得不到保障，另一方面阻碍了车辆的通行，易造成交通拥堵，降低道路的利用率。

现有技术对行人过街状态的监控方法都较为单一，要么是用于解决行人过街通行的时间问题，要么是用来优化人行横道的宽度，或用来检测过街人流量。为实现上述监控，常采用视频监控、激光雷达和电感应线圈技术，功能单一、实现过程复杂、成本高。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种行人过街状态监控系统及监控方法，该系统和方法能够对行人的过街状态进行功能全面、简单高效的监控，为交通管理部门对行人过街的管理和控制提供指导。

为了实现上述目的，本发明提供一种行人过街状态监控系统，包括沿道路宽度方向分别平行设置于人行横道两侧的条形地毯一和条形地毯二；

在条形地毯一和条形地毯二下方均安装有多个气垫，所述气垫沿条形地毯一/条形地毯二的长度方向等间距设置，各气垫分别连接一密封气压管，各密封气压管分别连接一压力传感器，各压力传感器有其单独的编号，并通过信号电缆与计算机连接。

进一步地，所述条形地毯一和条形地毯二的两端均超出人行横道两端，超出长度为人行横道长度的1/5。

一种行人过街状态监控方法，包括如下步骤：

1)人行横道的两侧亮起绿灯时，两侧的行人分别经过条形地毯一和条形地毯二进入人行横道，在此过程中，行人踩到某个气垫，则该气垫对应编号的压力传感器将其采集到的压力值传送至计算机，计算机记录下该压力值所属的条形地毯和压力传感器编号；

2)沿人行横道正常行走的每个行人能先后分别踩到条形地毯一和条形地毯二或条形地毯二和条形地毯一，这两次分别产生的压力值信号分别由其所对应编号的压力传感器传送至计算机进行统计；

3)人行横道两侧的信号灯由绿灯转为黄灯的时间间隔为tg，由黄灯转为绿灯的时间间隔为ty，在这两个时间间隔里，由计算机统计得到条形地毯一和条形地毯二上出现的压力值，分别表示为ntg1和ntg2、nty1和nty2；

若|ntg1-ntg2|≥d1,d1取值为5，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内，经过人行横道两侧地毯的人数相差较大，表明,有较多行人严重偏离人行横道线，存在较大的安全隐患，在计算机端给出预警提示；在经过一段时间的观察后，如果发现该现象频发，交通部门应及时给予相关干预；

若|ntg1-ntg2|<d1,d1取值为5，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内，经过人行横道两侧地毯的人数相差不大，表明大多数人都能沿着人行横道行走，都能遵守交通规则；

若nty1≥1且nty2≥1,说明在黄灯转为绿灯的时间间隔内，表明有行人闯红灯经过人行横道，严重违反了交通规则，存在严重的安全隐患，在计算机端给出预警提示；在经过一段时间的观察后，如果发现该现象频发，交通部门应及时给予相关干预；

4)在信号灯由绿灯转为黄灯、并由黄灯转为绿灯的这一个时间周期内，计算出经过人行横道的行人数量约为n＝(ntg1 ntg2 nty1 nty2)/2；在经过一段时间的观察后，则可以统计在不同的时间段内，经过人行横道的行人数量；

5)假设人行横道的宽度为l，计算出在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过人行横道上单位长度的行人密集程度e＝(ntg1 ntg2)/2l；在经过一段时间的观察后，则可以统计在不同的时间段内，经过人行横道的行人密度；

6)若d2≤e≤d3，d2取值为2，d3取值为6，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过该人行横道上的行人不多不少，行走顺畅，如果e<d2,说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过该人行横道上的行人较少；经过一段时间的观察后，如果发现这种现象比较多见，交通部门可以适当减少绿灯时间；如果e>d3，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过该人行横道上的行人较多；经过一段时间的观察后，如果发现这种现象比较多见，交通部门可以适当增加绿灯时间；

7)经过一段时间后，统计条形地毯一和条形地毯二中出现的压力值数量为num，条形地毯一和条形地毯二分别包含的压力传感器数量均为k；分别从条形地毯一和条形地毯二的编号为m的中间压力传感器开始，在[i，m，j]范围内统计其所出现的压力值数量numij；让i和j的值相向同步变化：i的编号值从m每次递减1，直到变化为1，j的编号值从m每次递增1，直到变化为k；当第一次出现numij/num≥0.7时，从i号压力传感器到j号压力传感器之间的距离就作为人行横道横线的长度。

进一步地，所述步骤6)中，在进行绿灯时间调整时，每次增加或减少2秒，在经过观察后，如果仍存在e>d3或e<d2，则继续增加或减少2秒，直至满足d2≤e≤d3，结束调整。

本发明通过沿道路宽度方向分别平行设置于人行横道两侧的条形地毯一和条形地毯二，在条形地毯一和条形地毯二下方均安装有多个气垫，各气垫分别连接密封气压管，各密封气压管分别连接压力传感器，各压力传感器有其单独的编号，并通过信号电缆与计算机连接，行人分别经过条形地毯一和条形地毯二进入人行横道，在此过程中，行人踩到某个气垫，则该气垫对应编号的压力传感器将其采集到的压力值传送至计算机，计算机记录下该压力值所属的条形地毯和压力传感器编号，沿人行横道正常行走的每个行人能先后分别踩到条形地毯一和条形地毯二或条形地毯二和条形地毯一，这两次分别产生的压力值信号分别由其所对应编号的压力传感器传送至计算机进行统计，根据信号灯由绿灯转黄灯和由黄灯转绿灯的时间间隔，分别对行人是否遵守交通规则、经过人行横道的行人数量和密度进行监控，为绿灯时间的调整、人行横道线的长度的设置提供依据。该系统和方法实现了对行人的过街状态进行功能全面、简单高效的监控，为交通管理部门对行人过街的管理和控制提供了指导。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、条形地毯一，2、条形地毯二，3、压力传感器，4、信号电缆，5、计算机，6、人行横道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种行人过街状态监控系统，包括沿道路宽度方向分别平行设置于人行横道6两侧的条形地毯一1和条形地毯二2；

在条形地毯一1和条形地毯二2下方均安装有多个气垫，所述气垫沿条形地毯一/条形地毯二的长度方向等间距设置，各气垫分别连接一密封气压管，各密封气压管分别连接一压力传感器3，各压力传感器3有其单独的编号，并通过信号电缆4与计算机5连接。

优选地，所述条形地毯一1和条形地毯二2的两端均超出人行横道6两端，超出长度为人行横道6长度的1/5。

一种行人过街状态监控方法，包括如下步骤：

1)人行横道6的两侧亮起绿灯时，两侧的行人分别经过条形地毯一1和条形地毯二2进入人行横道6，在此过程中，行人踩到某个气垫，则该气垫对应编号的压力传感器3将其采集到的压力值传送至计算机5，计算机5记录下该压力值所属的条形地毯和压力传感器3编号；

2)沿人行横道6正常行走的每个行人能先后分别踩到条形地毯一1和条形地毯二2或条形地毯二2和条形地毯一1，这两次分别产生的压力值信号分别由其所对应编号的压力传感器3传送至计算机5进行统计；

3)人行横道6两侧的信号灯由绿灯转为黄灯的时间间隔为tg，由黄灯转为绿灯的时间间隔为ty，在这两个时间间隔里，由计算机5统计得到条形地毯一1和条形地毯二2上出现的压力值，分别表示为ntg1和ntg2、nty1和nty2；

若|ntg1-ntg2|≥d1,d1取值为5，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内，经过人行横道6两侧地毯的人数相差较大，表明,有较多行人严重偏离人行横道线，存在较大的安全隐患，在计算机5端给出预警提示；在经过一段时间的观察后，如果发现该现象频发，交通部门应及时给予相关干预；

若|ntg1-ntg2|<d1,d1取值为5，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内，经过人行横道6两侧地毯的人数相差不大，表明大多数人都能沿着人行横道线行走，都能遵守交通规则；

若nty1≥1且nty2≥1,说明在黄灯转为绿灯的时间间隔内，表明有行人闯红灯经过人行横道6，严重违反了交通规则，存在严重的安全隐患，在电脑端给出预警提示；在经过一段时间的观察后，如果发现该现象频发，交通部门应及时给予相关干预；

4)在信号灯由绿灯转为黄灯、并由黄灯转为绿灯的这一个时间周期内，计算出经过人行横道6的行人数量约为n＝(ntg1 ntg2 nty1 nty2)/2；在经过一段时间的观察后，则可以统计在不同的时间段内，经过人行横道6的行人数量；

5)假设人行横道6的宽度为l，计算出在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过人行横道6上单位长度的行人密集程度e＝(ntg1 ntg2)/2l；在经过一段时间的观察后，则可以统计在不同的时间段内，经过人行横道6的行人密度；

6)若d2≤e≤d3，d2取值为2，d3取值为6，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过该人行横道6上的行人不多不少，行走顺畅，如果e<d2,说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过该人行横道6上的行人较少；经过一段时间的观察后，如果发现这种现象比较多见，交通部门可以适当减少绿灯时间；如果e>d3，说明在绿灯转为黄灯的时间间隔内经过该人行横道6上的行人较多；经过一段时间的观察后，如果发现这种现象比较多见，交通部门可以适当增加绿灯时间；

7)经过一段时间后，统计条形地毯一1和条形地毯二2中出现的压力值数量为num，条形地毯一1和条形地毯二2分别包含的压力传感器3数量均为k；分别从条形地毯一1和条形地毯二2的编号为m的中间压力传感器3开始，在[i，m，j]范围内统计其所出现的压力值数量numij；让i和j的值相向同步变化：i的编号值从m每次递减1，直到变化为1，j的编号值从m每次递增1，直到变化为k；当第一次出现numij/num≥0.7时，从i号压力传感器3到j号压力传感器3之间的距离就作为人行横道横线的长度。

优选地，所述步骤6)中，在进行绿灯时间调整时，每次增加或减少2秒，在经过观察后，如果仍存在e>d3或e<d2，则继续增加或减少2秒，直至满足d2≤e≤d3，结束调整。

对于人行横道6横线长度的确定，首先将所有经过条形地毯一1和条形地毯二2的人数都统计出来，用num表示，条形地毯一1和条形地毯二2内的压力传感器3都有编号，如图1所示，均是从上到下依次编号为1-27，即条形地毯一1和条形地毯二2的压力传感器3数量均为k＝27，计算机5中记录每个传感器上出现的压力值数，针对条形地毯一1和条形地毯二2，同时统计从中间传感器编号m＝14开始，分别向上向下扩展的一定范围内的传感器上出现的压力值数量，并用[i，m，j]表示这种变化，若m＝14，则i的编号值从14不断减少，每次减少1，而j的编号值从14不断增加，每次增加1，每次同时改变i和j的值，也就是每次对i减1同时对j加1，每变化一次，计算机5就统计在[i,m,j]传感器范围内出现的压力值数量，比如i＝13，m＝14，j＝15，也就是同时统计两个长条状地毯中传感器编号从13一直到15的范围内对应的两个长条状地毯上出现的压力值数，也就是在这个范围内出现的行人数量，用numij表示。当在这一范围内出现的行人数量占总的人数超过一定比例时，就说明在这一范围内的传感器的距离就可以作为人行横道线长度距离的估计。比如，传感器编号从i＝13一直到j＝15的范围内，经过这些传感器的行人数量numij/num≥0.7，则可将从传感器编号13到15范围内的传感器距离作为人行横道横线长度的估计。