OJTT  >> Vol. 8 No. 6 (November 2019)

    基于压力传感器阵列的地铁站台客流引诱体系
    Subway Station Passenger Flow Induction System Based on Pressure Sensor Array

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作者:  

魏平冲,李 皓,董洋鲲,王雨航,董龙威,王 淳,张媛烨:山东理工大年夜学交通与车辆工程学院,山东 淄博

关键词:
地铁站台压力传感器乘客分布客流引诱Metro Platform Pressure Sensor Passenger Distribution Passenger Flow Induction

摘要:

针对地铁站台候车乘客行动规律的相干研究发明,候车乘客的分布与站台进出口地位相互干注,乘客更轻易逗留在出口地位。别的,由于地铁车厢信息不透明,候车乘客分布与对应车厢的乘客密度常常不相婚配,随着地铁客流的快速增长,乘车拥堵和时空资本浪费等成绩日趋凹陷。针对上述成绩,本文提出了应用阵列安排的压力传感器及时检测车厢乘客密度进而完成客流引诱的办法。体系任务时起首对列车各车厢内乘客的压力停止及时收集,再经过过程建立的乘客压力与车厢拥堵程度模型来断定各车厢的拥堵等级,并应用引诱显示屏和指导灯来告诉候车乘客各车厢内的拥堵程度,使候车乘客选择公道上车地位,终究完成对候车客流的有效引诱,减轻了候车拥堵成绩,进步了地铁运转效力。

According to the research on the behavior of waiting passengers on subway platform, it is found that the distribution of waiting passengers is closely related to the location of platform entrance and exit, and passengers are more likely to stay in the entrance position. In addition, the distribution of waiting passengers often does not match the passenger density of the corresponding carriage because of the opaque information of the subway carriage. With the rapid growth of subway passenger flow, the problems of traffic congestion and waste of space-time resources become increasingly prominent. In order to solve the above problems, this paper proposes a method to detect the passenger density in real time by using pressure sensors arranged in array. The system first collects the passenger pressure in each compartment of the train in real time, then judges the congestion level of each compartment by establishing the model of passenger pressure and the congestion degree of the compartment, and informs the waiting passengers of the congestion degree in each compartment by using the guidance display screen and the indicator lamp, so as to make the waiting passengers choose the reasonable boarding position. Finally, the system realizes the effective induction of waiting passenger flow, thus alleviating the problem of waiting congestion and improving the efficiency of subway operation.

1. 引言

地铁以其安然、准时、快捷、温馨、环保等特点备受各大年夜城市喜爱,其生长对减缓城市空中交通纷乱局面、便利居平易近出行具有重要感化。随着城市门路交通拥堵景象的减轻和地铁交通搜集的逐步完美,地铁的日均匀客运量正逐年快速增长。同时,由于地铁站外部情况封闭,客流量大年夜,人群集合度高等特点,使得站内客运组织变得尤其重要。

地铁站客运组织重要以平常客运组织及大年夜客流猜想与控制为主。平常客运组织重要经过过程公道安排客运有关设备、举措措施等方法,对客流采取有效的分流或引导办法。突发性大年夜客流等紧急情况下的客运组织比较复杂,须要根据现场情况由运营调和中间同一指示,经过过程控制进出站和付费区客流等办法来减缓车站压力,优化客运办事 [1]。

地铁车站关于候车区的客流组织管理较少。今朝广泛采取的人工劝导方法效力较低且具有自觉性,会使候车乘客分布情况与各车厢乘客密度不婚配,从而加重乘客上车拥堵景象。部分学者经过过程研究车站候车乘客分布规律发明,候车乘客的分布与车站进出口地位相互干注 [2]。同时,不合程度的候车客流密度,有着不合的客流分布特点,并且人群更轻易逗留在出口地位候车。是以,地铁候车区客流引诱应推敲各车厢乘客密度情况,不克不及纯真的将车站候车客流停止趋于均匀的引诱。

2. 体系简介

2.1. 体系简介

体系重要由数据采个人系、数据传输体系、数据处理体系和信息显示体系四部分构成。体系经过过程在每节车厢的站立区域安排压力传感器以收集压力数据信息,经过过程列车的无线通信体系将数据发送到数据处理中间处理取得各车厢的拥堵程度,并将拥堵程度及时发布在地铁候车区的显示终端上,使候车乘客可以或许根据各车厢拥堵程度选择公道候车区域。别的,数据处理中间还可经过过程车厢乘客密度分析列车各时段的运载率、拥堵度等目标来停止线路评价等任务。

2.2. 流程框架

以下是体系任务流程图(图1)。

Figure 1. System workflow diagram

图1. 体系任务流程图

3. 筹划设计

3.1. 数据采个人系

1) 任务流程:数据采个人系担任收集压力传感器单位产生的压力信息。压力传感器单位在车厢站立区域和坐席区域以阵列式的布设准绳停止铺设。体系应用压力传感器单位获得乘客压力信息并聚集到各车厢的数据库,借助无线通信体系将各节车厢的及时压力信息传到数据处理体系。

2) 布设准绳:此项目压力传感器的布设情况分为两类。一类是在坐席区域布设传感器,以感应车座上的压力,断定列车外部能否有坐位空余;另外一类是在站立区域以阵列式布设传感器,以获得压力信息,如图2所示。

① 布设情势:今朝,部分学者针对乘客关于站立区域的选择等做了大年夜量的实际分析。将车厢外部分为6个区域,分别为坐席前区、坐席后区、车门前区、车门后区、侧边前区和侧边后区。根据查询拜访成果显示,乘客对车门前区的选择概率随车厢内立席密度的增大年夜而渐渐增大年夜,坐席区域和边侧区域则相反。乘客更偏向于站立在人更少的区域,其次是间隔立柱、坐位、车门、扶手更近的区域。是以乘客关于站立区域的选择具有必定的偏向性,所认为使收集到的压力信息精确完全我们须要将压力传感器在车厢底部均匀布设,周全覆盖整节车厢。

Figure 2. Schematic diagram of pressure sensor arrangement

图2. 压力传感器安排表示图

② 布设密度:此项目传感器的布设应综合推敲不合传感器的承压极限、辐射范围和相邻传感器之间的相互影响来推敲传感器的布设密度。别的,传感器布点应在推敲本钱的条件下尽可能满足精度请求,防止因布设过密而使本钱增长,布设过少招致数据精确度偏低的情况。不合的压力传感用具有不合的布设密度。

3.2. 数据处理体系

数据处理体系担任计算各车厢乘客密度,并将拥堵度信息指示发布到照应站台的显示终端,数据处理中间还可分析列车各时辰的载客率等目标,赞助优化列车调剂管理筹划。在停止数据处理时,经过过程地铁的数据传输体系 [3],将收集到的数据,传输到地铁的数据处理体系,对数据停止必定的筛检、标准、修复以后,将数据导入MATLAB软件,得出车厢外部遍地地位的压力分布柱状图,如图3所示。

Figure 3. Bar chart of pressure distribution in carriage

图3. 车厢内压力分布柱状图

1) 计算乘客密度:体系应用各车厢压力传感器收集的数据,建立车厢三维压力数据模型,应用计算机将压力数据停止处理,取得车厢压力分布情况,根据车厢相邻压力数值修改总压力数值。数据处理体系存储列车各车厢的改正压力数据,将汇总后的各车厢总的压力数值除以安排传感器的面积得出每平方米遭受的重量,再结合乘客的均匀体重数据,计算取得各列车车厢站立区域乘客密度 。

2) 划分车厢密度等级:体系计算出乘客密度后,将根据密度值划分各车厢的拥堵等级。根据基于乘客空间温馨性立席密度μ (人/m2)的划分准绳,本体系划分了五个拥堵等级:

当0 < μ ≤ 3时,车厢内乘客很少,心思温馨度高;

当3 < μ ≤ 4.5时,恰好满足乘客需求温馨度的临界,可小幅活动;

当4.5 < μ ≤ 6时,乘客会感到少量不适,会接触但不会挤压;

当6 < μ ≤ 7时,乘客间出现挤压,有拥堵感,但不至于出现安然成绩;

当μ > 7时,乘客相互挤压,不适感激烈,能够会出现安然成绩。

为便于乘客接收和懂得信息,可将五个拥堵等级顺次表示为:温馨、稍微、轻度、中度、重度。

3.3. 显示引诱体系

车站候车区客流引诱遵守“能劝导,不控制”的准绳,经过过程引诱显示屏为乘客供给相干信息 [4],让乘客自立选择候车区域,达到客流引诱的目标。引诱显示屏的地位拔取应以便利乘客为准绳,可选择今朝站台信息提示板地位或根据站台类型设置在樊篱门等地位。别的,站台还可经过过程在空中设置指导灯提示候车乘客可等车人数,选择恰当候车区域。各指导灯与樊篱门的间隔反应各拥堵程度所对应的可登车人数。

4. 创新

针对地铁站台乘客上车地位与车厢内人流密度比婚配的成绩,本体系采取压力传感器检测车厢内人流密度,辅以地铁站台客流引诱装配的办法,可以有效引导乘客加倍温馨的乘车,降低岑岭时辰人工引诱的任务量,能有效地进步地铁的运转效力。相关于基于图象辨认技巧或红外感应技巧随客流强度的增大年夜引诱精度变低的成绩,本体系能更好的适应于高强度下的客流,传感器之间相互自力,单个传感器出现毛病时,便于维修和改换。与基于RFID射频技巧的客流引诱体系投入较多 [5],经济性低的特点比拟,本体系基于传感器的密度辨认方法能对一切乘客停止检测,加倍具有广泛性、实用性。并且照应技巧成熟,合适大年夜范围推行。在很大年夜程度上可以进步地铁运转的经济性和靠得住性。

5. 总结

随着社会经济的赓续生长和城市化程度的赓续加快,城市基本举措措施特别是城市交通与城市生长的抵触逐步浮现,地铁体系关于大年夜城市而言愈来愈具有影响地位,地铁可以进步城区密度,减弱市平易近对小汽车的依附,增添城市无筹划的扩大和为居平易近供给价格公平的出行方法等感化。是以公道有效处理地铁候车过程当中的乱象,促令人们安然乘车具有严重年夜意义。经过过程基于压力传感器阵列的地铁站台客流引诱体系可以简单高效的将候车乘客引导到人员较少的车厢中,达到分散人流并公道分派地铁空间资本的感化,可以有效处理候车与车厢密度不婚配成绩。另外,经过过程乘客密度数据可以计算载客率等数据,可以直不雅反应当线路的运营特点,调剂优化地铁的发车频率及班次,进步列车运转效力。在列车行驶过程当中,经过过程车厢外部压力数据的变更,及时监测地铁车厢外部乘客的活动趋势,起到帮助监控的感化,保证地铁运营加倍地平安稳定。

基金项目

国度级大年夜先生创新创业练习项目。

文章援用:
魏平冲, 李皓, 董洋鲲, 王雨航, 董龙威, 王淳, 张媛烨. 基于压力传感器阵列的地铁站台客流引诱体系[J]. 交通技巧, 2019, 8(6): 387-392. https://doi.org/10.12677/OJTT.2019.86047

参考文献

[1] 康元磊, 张越. 地铁车站候车区域乘客分派办法[J]. 城市轨道交通研究, 2017, 20(1): 83-86.
[2] 史芮嘉, 毛保华, 丁勇, 等. 地铁车厢内乘客站立地位选择行动研究[J]. 交通运输体系工程与信息, 2017, 17(2): 142-147, 159.
[3] 车聪聪, 李慧娟, 刘泰, 等. 无线传输技巧在地铁车辆中的应用[J]. 铁路技巧创新, 2014(4): 85-88.
[4] 张轶. 地铁PIS体系扶植分析[J]. 市政技巧, 2010(S2): 390-393.
[5] 李雪. 基于RFID的城市轨道交通客流引诱体系设计[J]. 无线互联科技, 2016(2): 66-67, 79.