专利名称：地铁afc系统乘客通行控制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地铁自动售检票系统，特别是一种地铁AFC系统乘客通行控制设 备。
背景技术：
自动闸机是现代地铁自动售检票(AFC)系统的重要组成部分。它验证乘客的车 票，允许有票乘客自由进出闸机通道，防止无票乘客违规进出闸机通道。
自动闸机对乘客的"允许"和"禁止"有两种控制方式三杆式和扇门式。不论哪 一种方式-三杆式通过三杆旋转控制乘客出入闸机通道，是过去和现在国内外大多数地铁 对乘客验票和控制出入的方式。其优点是每次只允许一个人进出闸机通道，不可能两个人 同时进出或一人进出但携带大物品，完全避免了无票乘客尾随有票乘客违规进入闸机通道 乘坐地铁列车，也完全杜绝了乘客携带过大物品。其缺点是乘客携带物品受到太多限制，乘 客深感不方便，特别是当地铁发生紧急情况时，例如地震、火灾、水灾等自然灾害或人员骚 乱，闸门通道无法完全敞开，仍然只允许一个人一个人通过，成百上千密集人群根本无法快 速疏散从而造成重大甚至惨重的伤亡和损失。缺点涉及人命，完全盖过优点，因此三杆式已 经并且将会被逐步淘汰。 _扇门式通过扇形门板旋转控制乘客出入闸机通道，是为取代三杆式而发展起来 的。其优点和缺点与三杆式正好相反优点是允许乘客适当携带若干物品进出闸机通道，乘 客感到很方便、很人性，特别是在地铁发生自然灾害、人员骚乱等紧急情况时，可完全打开 闸机通道，以最快速度将高度密集的人群疏散出地铁，最大限度避免了乘客的伤亡和损失； 其缺点是无票乘客有可能尾随有票乘客违规进入闸机通道乘坐地铁列车，乘客可能携带过 大物品。相对比较，乘客的人身安全比什么都重要，所以它已经被目前一些自动闸机使用， 并将被越来越多的自动闸机所广泛采用，成为自动闸机的一个发展方向。但是扇门式的缺 点还是必须克服的，应当识别有票乘客有否被跟随现象，如果有，应当搞清跟随的是人还是 物。为此，必须对进出闸机通道的人或物进行自动检测和通行控制，目前还没有这种能够自 动检票并判定人数的控制设备。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种放行速度快，在特殊情况下能够迅速通行，自动监
测分析通行人数和车票有效性的地铁AFC系统乘客通行控制设备。 本实用新型的地铁AFC系统乘客通行控制设备通过下述技术方案予以实现 地铁AFC系统乘客通行控制设备，包括自动闸机，自动闸机包括传感器、控制系
统、控制机构、读卡器、显示器、蜂鸣器、指示灯，所述传感器、控制机构、读卡器、显示器、蜂
鸣器与指示灯分别连接控制系统。传感器为红外线传感器，其发射机和接收机分别安装在
自动闸机两侧的相对位置。控制机构为扇门式控制机构。[0009] _红外线传感器用于检测乘客在闸机通道中的通行情况；-控制系统通过读卡器提供的乘客车票有效性和传感器提供的乘客通行情况决定
是否开启或关闭控制机构；-控制机构的开启或关闭对乘客进出闸机通道进行实际的控制；-读卡器读取乘客提供的车票，并确定车票是否有效；-显示器显示"允许通行"或"禁止通行"；-蜂鸣器用蜂鸣音对乘客一些违规现象提出警示； 当乘客进入闸机通道时，必然阻挡一些红外线束，根据27束红外线被阻挡的情 况，以及阻挡的形状和该形状的移动，采用适当的算法，能够大体判断出是乘客还是物品， 及其高度、宽度，等等。 通行控制的功能包括来自传感器的数据采集、数据处理、数据通信、闸门控制、信 息显示、违规告警等方面。通行控制的流程大体上如下 通过传感器检测有没有乘客进出；如果没有，就继续监督；如果有乘客，就判断乘 客身高是否超过一定高度；如果身高不足一定高度，就作为儿童免票； 如果身高超过一定高度，就作为大人要票；根据来自传感器的信息确定闸机通道 中总人数；根据来自读卡器的信息确定乘客提供的总票卡数；判断大人人数所需要的票卡 数是否足够；如果足够，就令控制机构打开，让乘客通过；如果不够，就不令控制机构打开 或保持该机构关闭并通过蜂鸣器发出告警。从这一流程可以看出，关键是对进出的乘客或 物品的特征信息进行检测并进行各种研判。 对本实用新型所用到的安装于自动闸机两侧的红外线传感器的优选方式为红 外线传感器，其发射机和接收机共有27组，分四行排列，同一行传感器间距为15cm-20cm ; 从上往下，第一行3组红外线传感器，离地高度1米；第二行11组红外线传感器离地高度 70cm ;第三行11组红外线传感器离地高度20cm ;第四行2组红外线传感器离地高度小于 20cm。 控制系统为了采集传感器的监控信息，在软件的控制下定时进行传感器红外线信 号的发送和接收；软件基于单片机运行，控制红外线发送和接收，和上位机进行通信，定时 将从传感器收到数据发送给上位机。当乘客进出闸机通道时，阻挡了一些红外线，在预定时 间点软件将得不到红外线数据，从而不向上位机发送信息；除了乘客活动轨迹以外的其它 位置，在预定时间点软件可得到红外线数据，将向上位机发送信息。于是，上位机便得到乘 客进出闸机通道的动态图像 有数据就没有乘客，无数据就有乘客，并且有无数据的图像在移动。这样就得到当 前乘客通行信息图谱。可以通过专家系统和有限状态机等技术对进出的乘客或物品的特征 信息进行检测并进行各种研判。 本实用新型的地铁AFC系统乘客通行控制设备与现有技术相比，有如下积极效果 本地铁AFC系统乘客通行控制设备放行速度快，在特殊情况下能够迅速通行，能 够自动监测分析通行人数和车票有效性，防止无票乘客尾随通行。
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中[0025] 图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 本实施例的地铁AFC系统乘客通行控制设备，参见附图1所示包括自动闸机，自 动闸机包括27组发射机和接收机分别安装在自动闸机两侧的相对位置的红外线传感器、 控制系统、控制机构、读卡器、显示器、蜂鸣器、指示灯，所述传感器、控制机构、读卡器、显示 器、蜂鸣器与指示灯分别连接控制系统。控制机构为扇门式控制机构。 27组红外线传感器用于检测乘客在闸机通道中的通行情况，其发射机和接收机均 分四行排列，同一行传感器间距为18cm ;从上往下，第一行3组红外线传感器，离地高度1 米；第二行11组红外线传感器离地高度70cm ;第三行11组红外线传感器离地高度20cm ; 第四行2组红外线传感器离地高度为10cm。 控制系统为了采集传感器的监控信息，在软件的控制下定时进行传感器红外线信 号的发送和接收；软件基于单片机运行，控制红外线发送和接收，和上位机进行通信，定时 将从传感器收到数据发送给上位机。当乘客进出闸机通道时，阻挡了一些红外线，在预定时 间点软件将得不到红外线数据，从而不向上位机发送信息；除了乘客活动轨迹以外的其它 位置，在预定时间点软件可得到红外线数据，将向上位机发送信息。于是，上位机便得到乘 客进出闸机通道的动态图像 有数据就没有乘客，无数据就有乘客，并且有无数据的图像在移动。这样就得到当 前乘客通行信息图谱。通过专家系统和有限状态机技术对进出的乘客或物品的特征信息进 行检测并进行各种研判。 设置经验库和推理库。经验库存放各种通行类型的乘客通行信息图谱。乘客通行 类型包括胖瘦、两腿直立或分离、单人通行或多人通行、多人通行时分离或贴近，等等。对每 类都备有很多版本，并规定一些特征值及其范围。乘客研判就是将当前乘客通行信息图谱 和经验库中对应类型的乘客通行信息图谱进行比对，特别是进行特征值的比对，当特征值 误差在预定门限下时，则予以肯定；误差超过预定门限的，则予以否定。这是最初步的研判。 更深入的研判需要使用推理库。推理库执行一系列研判准则，并且根据不断进行的试验结 果，不断修正已有研判准则，甚至增加或删除研判准则。推理库在各个有关研判准则之间反 复进行推演，直到得到较好的结果。 本实施例应用到的研判准则为 (1) U行红外线都没有被阻挡，说明没有任何乘客或物品进出闸机通道。 (2) U行红外线被阻挡，有1-2束红外线被阻挡(宽度36-54cm) ， D行红外线被阻
挡，有1-2束红外线被阻挡(宽度36-54cm)，而且没有摆动，说明物品进出闸机通道的可能
性大，如果有车票，表示有人携带，可打开扇门，允许通行；D行红外线被阻挡，有1-2束红外
线被阻挡，而且摆动，说明乘客进出闸机通道的可能性大，只要有车票，就打开扇门，允许通行。 (3) U行红外线被阻挡，有2-3束红外线被阻挡(宽度54-72cm) ， D行红外线被阻挡，有2-3束红外线被阻挡(宽度54-72cm)，而且没有摆动，说明乘客携带厚度70cm左右的 物品进出闸机通道的可能性大，如果有车票，可打开扇门，允许通行；D行红外线被阻挡，有 2-3束红外线被阻挡，而且摆动，说明一个乘客尾随另一个乘客(合计宽度70cm左右)进出 闸机通道的可能性大，如果有两张车票，就打开扇门，允许通行；如果只有一张车票，就不打 开扇门，禁止通行，并发出蜂鸣音告警。 (4)U行红外线被阻挡，有3束以上红外线被阻挡(宽度72cm以上)，D行红外线 被阻挡，有3束以上红外线被阻挡(宽度72cm以上)，而且没有摆动，说明乘客携带厚度大 于72cm的大物品进出闸机通道的可能性大，如果有车票，可打开扇门，允许通行；D行红外 线被阻挡，有3束以上红外线被阻挡(宽度72cm以上)，而且摆动，说明多个乘客尾随一个 乘客(合计宽度超过72cm)进出闸机通道的可能性大；如果只有一张车票，就不打开扇门， 禁止通行，并发出蜂鸣音告警。 (5)U行红外线有三束出现"阻挡-不阻挡-阻挡"，D行红外线有三束出现"阻 挡_不阻挡_阻挡"，而且摆动，说明两个乘客相继但非尾随进出闸机通道的可能性大，如果 有两张车票，可打开扇门，允许通行；如果只有一张车票，就不打开扇门，禁止通行，并发出
蜂鸣音告警。 (6)T行红外线未阻挡，表示人的高度不足1米，不需要车票，打开扇门，允许通行。 其它准则都是针对T行红外线被阻挡即人的高度超过1米的。 (7) F行和U5或U6红外线被阻挡甚至D5或D6红外线被阻挡并且摆动，说明乘客被 扇门夹住的可能性大，立即打开扇门，允许通行，安全第一。 以上乘客通行研判和控制过程可以用一个有限自动机来描述和管理。该有限自动 机设置等待、企图进入、示票或刷卡、打开扇门、正在进入、完成进入、异常等七个状态。系统 的默认状态是"等待"，并且能够从一个状态转入另一个状态，但这是有条件的 (1)系统一般都是处于"等待"状态； (2)当乘客阻挡Un红外线时，表示乘客将要进入闸机通道，系统转入"企图进入" 状态； (3)当乘客出示单程车票或刷储值卡时，系统转入"示票或刷卡"状态； (4)当乘客没有违规，可以穿过扇门时，系统转入"打开扇门"状态； (5)当乘客阻挡U「^红外线时，说明乘客已经穿过扇门继续向前行进，系统转入 "正在进入"状态； (6)当乘客阻挡^红外线时，说明乘客已经穿过闸机通道进入车站，系统转入"完 成进入"状态，向车站控制中心报告乘客完成进站交易一次； (7)以上条件的出现是有顺序的，如果顺序不对，或者出现以上条件以外的其它任 何情况时，转入"异常"状态，发出告警，然后返回"等待"状态。 通过传感器检测有没有乘客进出；如果没有，就继续监督；如果有乘客，就判断乘 客身高是否超过一定高度；如果身高不足一定高度，就作为儿童免票； 如果身高超过一定高度，就作为大人要票；控制系统通过读卡器提供的乘客车票 有效性和传感器提供的乘客通行情况决定是否开启或关闭控制机构；根据来自传感器的信 息确定闸机通道中总人数；根据来自读卡器的信息确定乘客提供的总票卡数；判断大人人 数所需要的票卡数是否足够；如果足够，就令控制机构打开，让乘客通过；如果不够，就不令控制机构打开或保持该机构关闭并通过蜂鸣器发出告警。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求地铁AFC系统乘客通行控制设备，包括自动闸机，其特征在于所述自动闸机包括传感器、控制系统、控制机构、读卡器、显示器、蜂鸣器、指示灯，所述传感器、控制机构、读卡器、显示器、蜂鸣器与指示灯分别连接控制系统。
2. 根据权利要求1所述的地铁AFC系统乘客通行控制设备，其特征在于所述传感器 为红外线传感器，其发射机和接收机分别安装在自动闸机两侧的相对位置。
3. 根据权利要求2所述的地铁AFC系统乘客通行控制设备，其特征在于所述红外线 传感器，其发射机和接收机共有27组，分四行排列，同一行传感器间距为15cm-20cm ;从上 往下，第一行3组红外线传感器，离地高度1米；第二行11组红外线传感器离地高度70cm ; 第三行11组红外线传感器离地高度20cm ;第四行2组红外线传感器离地高度小于20cm。
4. 根据权利要求3所述的地铁AFC系统乘客通行控制设备，其特征在于所述控制机 构为扇门式控制机构。
专利摘要本实用新型公开了一种地铁AFC系统乘客通行控制设备，包括自动闸机，自动闸机包括传感器、控制系统、控制机构、读卡器、显示器、蜂鸣器、指示灯，所述传感器、控制机构、读卡器、显示器、蜂鸣器与指示灯分别连接控制系统，传感器为红外线传感器，其发射机和接收机分别安装在自动闸机两侧的相对位置，控制机构为扇门式控制机构。设备放行速度快，在特殊情况下能够迅速通行，能够自动监测分析通行人数和车票有效性，防止无票乘客尾随通行。
文档编号G07C9/00GK201498035SQ20092030830
公开日2010年6月2日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者向生建, 李云雪, 游志宇, 罗亮, 蒋蓉穗, 陈锡铭 申请人:四川久远新方向智能科技有限公司