一种城市交叉口行人过街排队人数检测装置的制作方法

本实用新型属于无线信号检测领域，更具体地说，涉及一种城市交叉口行人过街排队人数检测的装置。

背景技术：

城市发展的规模不断扩大，人口增长，交通问题也日益严重。信号交叉口作为一种分隔行人和车流的一种重要的交通设施在保障行人安全和车辆快速通行的方面发挥了巨大的作用。但是目前城市道路交叉口信号配时大多数是采用固定周期，交叉口的交通情况复杂多变，往往不能满足实际要求。故而经常会出现因信号周期设计的不合理通常会造成行人等待的时间过长，从而导致部分行人乱闯红灯的乱象。

目前看来，虽然部分城市的某些道路的交叉口应用了感应控制的信号灯，但是总体来说应用并不广泛，已有的行人排队人数检测主要是通过视频识别技术进行检测，花费成本高昂且天气(大雾、雨雪)的影响，识别率不高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种城市交叉口行人排队人数检测装置。通过行人使用的手机进行移动信号的检测识别，并进行计数完成对排队人数统计，将结果实时向远程终端进行传输。

本实用新型采用以下技术方案：

一种城市交叉口行人过街排队人数检测装置，包括设置在道路交叉口各个方向的多个交叉口无线信号收集器和终端无线服务器模块，所述交叉口信号收集器包括依次连接的采集收集移动信号模块、信号处理模块和信号传输模块，所述交叉口无线信号收集器用于探测行人的手机信号，通过无线方式传输给所述终端无线服务器模块用于进行存贮统计。

进一步的，所述交叉口信号收集器还连接有电源模块，用于为该交叉口信号收集器提供电能。

进一步的，所述电源模块包括太阳能电板和蓄电池模块，所述太阳能电板和蓄电池模块通过电池管理电路连接市政电路为所述检测装置进行供电。

进一步的，所述信号处理模块内设置有GPS定位芯片，用于对每一个移动信号进行定位，同时记录每一次定位的时间与信号位置。

进一步的，所述信号传输模块为逐次近似型A/D转换器，编码速率为16kbps。

进一步的，所述采集收集移动信号模块的检测半径为4m。

进一步的，所述终端无线服务器模块内依次设置有数据接收模块、数据解码整理模块和数据显示存储模块，所述数据接收模块用于接收所述采集收集移动信号模块发送的数字信号，所述数据解码整理模块用于进行解调和信道译码，所述数据显示存储模块用于存贮相关数据。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

通过在行人过街区域设置信号检测装置，探测行人的手机信号，通过对一定范围内的不同信号的识别加以筛选，对信号进行统计，然后进行编码传输到远程终端进行存贮，如此一来便可以实时的得知城市各个交叉口行人过街的通行情况，为城市交通规划，交叉口信号配时设计以及交叉口远程调控提供依据和资料。

进一步的，电源模块设置有蓄电池和太阳能电板，太阳能电板为蓄电池充电，蓄电池为设备进行供电，在阴雨天气由市政电路为系统进行充电和供电。

进一步的，本实用新型利用信号检测技术相比传统的视频检测技术，建设花费较低，同本实用新型时不受恶劣天气(雨雪、大雾等)的影响识别率较高。

进一步的，信号传输模块，模拟信号经AD转换后成为二进制的数字信号，具有抗干扰能力强，无噪声积累，便于存储、处理和交换等优点。

进一步的，所述信号采集模块，通过调节信号接收模块的功率从而来调节信号设备接收手机信号的范围。由于在交叉口等候绿灯的行人通常集中行人过街通道前，对西安市部分城市交叉口进行调查，在交叉口某一个人行横道旁以4m为半径的区域，基本能覆盖交叉口99％的过街行人，故采用4m作为交叉口行人等候区信号检测的半径，来检测此区域的手机信号，同时对此区域所检测到的信号进行一个识别筛选，通过提高最小接收门限电平(ACCMIN)与控制信号采集的发射频率，缩小信息采集模块的接收范围，达到要求的覆盖半径。

综上所述，本实用新型可实施性强，易于操作，无线信号数据采集工作更高效，数据采集更明确，为交叉口行人排队检测提供了一种新思路。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型系统结构图；

图2为本实用新型信号收集器结构图；

图3为本实用新型信号收集器工作流程图；

图4为本实用新型系统工作示意图；

图5为本实用新型系统通信图。

【具体实施方式】

参见图1，本实用新型主要有两部分组成，包括设置在交叉口各个方向的交叉口无线信号收集器与设置在交通相关部门的终端无线服务器模块，所述交叉口信号收集器包括依次连接的采集收集移动信号模块、信号处理模块和信号传输模块，所述交叉口无线信号收集器用于探测行人的手机信号，通过无线方式传输给所述终端无线服务器模块进行接收、存贮和处理数据。

其中，采集收集移动信号模块结构参见图2，采集收集移动信号模块工作流程参见图3。

电源模块：主要是通过太阳能电板进行供电。

搭载太阳能电板，蓄电池，电源管理模块采用高效稳定太阳能充放电控制电路为系统提供电能，同时连接市政道路，太阳能电板为蓄电池充电，蓄电池为设备进行供电，在阴雨天气由市政电路为系统进行充电和供电，在节约能源的同时让本系统能源充足运行通畅。

采集收集移动信号模块：通过调节信号接收模块的功率从而来调节信号设备接收手机信号的范围。

通过信号采集的天线和芯片实时采集接收交叉口等候区中行人所携带的手机发出的无线信号，通过提高最小接收门限电平(ACCMIN)与控制信号采集的发射频率，缩小信息采集模块的接收范围，达到要求的覆盖半径。目前来说行人一般携带一部手机，所以根据检测到的信号数量就可以得知交叉口等候区的人数。根据行人交通行为与心理相关知识，行人在等候绿灯时候往往会集中在交叉口的人行横道前。以西安市为例，对86个交叉口进行调研，发现随着交叉口与路段规模的大小，行人集中的范围也会相应的变化。但以人行横道前4m为半径能以99％的概率范围覆盖等候所有的行人。

主要通过移动通信模块(WCDMA、GSM等)，以及这些信号对应的扫描硬件。此模块的主要功能是探测个移动通信设备的相关参数(移动设备ID、信号强度、信噪比等)。信号接收的范围主要与设备发射功率、最小接收门限、天线高度、馈线损耗、天线倾角等因素相关。发射功率的调整可以通过调整参数控制信道基站有效功率(BSPWR)、非控制信道基站有效功率(BSTXPWR)、控制信道发射机功率(BSPWRB)、非控制信道发射机功率(BSPWRT)来实现。同时，设置最小接收门限电平(ACCMIN)，为设备所允许的最小接收信号电平，当设备的接收信号低于最小接收门限电平时，将收不到手机的发射信号。

信号处理模块：在行人过街等候区域通常也会存在部分走动的通过此处的行人但非为等候绿灯者。通过信号检测模块对相应的信号识别定位，与此同时记录信号每一次定位的时间。

信号处理模块对前一阶段收集的信号做判定，主要目的是为了识别上一步接收的信号是否为等候区等候绿灯行人发出的。根据交通规律，行人在等候绿灯时，会处于静止状态或位移幅度变化不大的一种状态。由于所设信号接收范围的比实际等候区域偏大，为获取真实准确的数据，需要剔除一些数据，如道路边的途径此处的行人或者是绿灯时从此通过的行人所发射的信号。本实用新型采用行人速度这一指标作为依据进行数据的筛选。

根据美国《通行能力手册》，典型人群的平均步行速度为1.2m/s，考虑到老人与小孩步行速度偏低，同时行人在等候绿灯时移动速度非常低，本实用新型采用步行速度1.0m/s作为阈值进行相应的判别，即速度小于1.0m/s即认为是此信号处于等候状态。

信号处理模块内置GPS定位，对每一个移动信号进行定位，同时记录每一次定位的时间与信号位置。由上一步信号收集模块获取了等候区的信号，由此可将相同频率的信号进行匹配，得到信号—GPS坐标。通过对同一信号的两次定位以及每次定位的时间间隔，根据公式：

其中，S：表示两次定位两点间的水平位移，单位m；t:表示两次定位的时间差，Δt＝t_n-t_n-1，单位s；V：表示行人速度，单位m/s；得出每一信号的移动速度，即行人步行速度。

所述的信号定位，主要是通过GPS进行定位，将GPS数据与信号采集的数据进行相同ID匹配，同时将GPS和信号采集器接收数据的系统时间对齐，将GPS数据进行插值，这样便可以得到GPS-信号坐标，无线信号数据与其GPS数据一一对应。

信号传输模块：通过AD转换芯片对信号进行处理并转换成数字信号,本实用新型采用目前应用广泛的逐次近似型A/D转换器，同时利用高速率高质量的波形编码，编码的典型速率为16kbps。然后将数字信号进行信道译码，变成适合信道传输的码型。最后数据通过无线方式发送至终端。

信号传输模块包含变换器、放大器、滤波器、编码器、调制器、复用器等部分。所述信号传输模块，通过AD转换芯片对信号进行处理并转换成数字信号，本实用新型采用目前应用广泛的逐次近似型A/D转换器，同时利用高速率高质量的波形编码，编码典型速率为16kbps。然后将数字信号进行信道译码，变成适合信道传输的码型。最后数据通过无线方式发送至终端。无线信号的传输与接收参见图5。

所述信号传输模块，模拟信号经AD转换后成为二进制的数字信号，它具有抗干扰的能力特别强，无噪声积累，便于存储、处理和交换等一系列特点。

终端无线服务器模块用于接收信号，并进行译码、解调以及数据整理等工作。通过计算机，可以实时观测各地各个交叉口的相关数据，有关部门可依据这些数据资料了解到每个交叉口的状况，判断交叉口信号配时是否合理以及作为调整的依据，随着智能交通的发展还可以作为远程调控交叉的重要资料。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。