一种公交车拥挤程度可视化系统的制作方法

技术领域：

本发明属于公共交通设备技术领域，涉及一种公交车辆拥挤程度的优化方案，特别涉及一种公交车拥挤程度可视化系统，通过设置的压感器和摄像头结合调度中心数据实现公交车拥堵程度的可视化。

背景技术：
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公共交通出行是缓解日益拥堵的城市道路通行的有效方式，其中公交车的作用最为强大，其价格低廉，运力较大，运行稳定的特点是人们选择公交出行重要原因。但是，由于时段不同，公交车线路不同，路况的不同会导致公交车运力不均的情况产生，往往前一辆公交车已经拥挤不堪，后一辆公交车还是空空如也，即便经过调度中心的调度会减轻这种情况的发生，但终究解决不了这个问题；另外，乘客出行时因为不能预知公交车辆何时能到站，到站的车辆是否拥挤，会逐渐产生畏难心理，从而转乘私家车。因此，寻求设计一种公交车拥挤程度可视化系统，乘客通过查询手机终端即可合理选择空闲舒适的公交车辆，能够有效的增加公共交通出行量，降低城市道路拥堵，有着良好的经济效益和社会效益。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种公交车拥挤程度可视化系统，通过设置的多个传感器识别并计算公交车的实时拥堵情况，以便乘客查询参考。

本发明涉及的公交车拥挤程度可视化系统主要包括公交车、车辆定位装置、座椅压感器、车厢压感器、车载摄像头、车载处理器、信号传送装置、调度数据处理中心和手机终端；公交车内部座椅下设置有座椅压感器，以便检测座椅是否有人落座，并将压感信号传送至车载处理器；公交车内部车厢地板分为30cm×30cm面积大小的小块，每小块下固定设置有车厢压感器与车载处理器电信息连接，以便检测每小块上是否有人站立，并将压感信号传送至车载处理器；公交车内部在车厢前部、后部、上车门和下车门处的上端设置有车载摄像头并与车载处理器连接，以便实时捕捉公交车内乘客的图像并传送至车载处理器；公交车内部固定设置有车辆定位装置，并与公交车内固定设置的信号传送装置电信息连接，以便确定公交车在公交线路的位置并将位置信息发送至调度数据处理中心；公交车内部固定设置有车载处理器并与座椅压感器、车厢压感器和车载摄像头，以便接收并处理各装置传送来的信息并生成拥挤程度数据信息；车载处理器与信号传送装置电信息连接，信号传送装置接收车载处理器生成的拥挤程度数据信息、车辆定位装置的车辆位置信息和车辆识别特征信息传送至调度数据处理中心；调度数据处理中心设置在公交车外，接收公交线路上运行的所有公交车的拥挤程度数据信息和车辆位置信息，并进行可视化处理并分发可视化数据至各手机终端；手机终端接收并显示某一特定公交线路上某一特定公交车的拥挤程度。

本发明涉及的车载处理器的主要结构包括图像处理单元、压感处理单元和数据处理单元；图像处理单元根据不同位置摄像头发来的图像识别并确定乘客的具体乘客数和乘客在车厢内的位置，并生成数据发送至数据处理单元；压感处理单元接收根据不同位置的座椅压感器和车厢压感器的信息并确定该位置的乘客落座或站立情况，并生成数据发送至数据处理单元；数据处理单元根据图像处理单元和压感处理单元的数据生成公交车内部空间乘客数及位置的拥挤灰度数据发送至信号传送装置。

本发明涉及的调度数据处理中心的主要结构包括，线路数据库、渲染单元、分发单元；线路数据库存储每辆公交车的特征识别信息和公交线路的数据信息，线路数据库接收并存储来自公交车背部的信号传送装置的发送的信息，并进行公交线路与公交车的数据匹配，包括公交车所属的公交线路、公交车在公交线路上的位置和公交线路上的特定公交车的拥挤灰度数据；渲染单元提取公交车的拥挤灰度数据进行渲染成拥挤程度显示方式信息；分发单元将公交车的拥挤程度显示方式信息发送至各终端，以便用户查看。

本发明涉及的借助公交车拥挤程度可视化系统实现的公交车拥挤程度可视化方法具体包括以下步骤：

(1)获取座椅占用数据

公交车的座椅位置空闲时座椅压感器的数值为w，座椅传感器检测的压力数值记为w，w和w的单位为千克，车载处理器中的压感处理单元读取座椅压感器的数据，当w-w＞0.5kg时则该座椅为非空闲状态，将该座椅进行标记，车辆座椅总数为n，被标记的座椅数为n，座椅的拥挤程度值记为y1＝3n/n；

(2)获取车厢站立数据

将公交车的车厢除去座椅占用的底面空间划分为s个30cm×30cm面积大小的小块，每个小块设定位置坐标，每个小块下方的车厢压感器在无人站立的情况下的压力值为m，车厢压感器实时检测到的压力值为m，m和m的单位为千克，压感处理单元读取车厢压感器的数据，当m-m＞25kg时则该小块上为有人站立状态，将该小块标记，被标记的小块数为s，则车厢站立拥挤程度值记为y2＝7s/s；

(3)判断非成人占用数据

图像处理单元实时接收四个摄像头传来的一帧一帧的图像，对四个方向的图像进行处理识别车厢内乘客人数r，并标记出没有成人站立的车厢位置坐标，则该位置为非成人占用位置面积记为f；

(4)生成拥挤程度灰度数据

数据处理单元提取压感处理单元和图像处理单元的数据，根据步骤(3)中非成人占用位置面积f的坐标匹配出与其有重合的几个小块，然后根据压感处理单元提供的每个有重合面积的小块位置的车厢压感器检测的m-m差值数据，重合小块的m-m＞25kg的个数为a，则该a个小块的平均拥挤程度较非重合的小块上的平均拥挤程度偏低，则纠正后的车厢站立拥挤程度值记为y3＝7(s-1/2a)/s；最后生成整个公交车的拥挤程度灰度数据值为y＝y1+y3，其中0≤y≤10；数据处理单元将拥挤程度灰度数据发送至信号传送装置

(5)生成可视化显示信息

调度数据处理中心的线路数据库提取其存储的公交线路数据和该线路中运行的公交车的特征识别信息，与运行中的公交车内设置的信号传送装置传送的公交车特征识别信息匹配并识别提取每辆公交车的拥挤程度灰度数据及车辆位置信息，调度数据处理中心的渲染单元提取公交线路上运行的公交车的拥挤程度灰度数据进行渲染处理，其中，当0≤y＜2时为空闲，渲染为绿色显示，当2≤y＜3时为不拥挤，渲染为黄色显示，当3≤y＜5时为适中，渲染为橙色显示，当5≤y＜8时为拥挤，渲染为红色显示，当8≤y≤10时为非常拥挤，渲染为紫色显示；调度数据处理中心的分发单元提取公交线路上运行的公交车的位置信息和对应匹配的拥挤程度渲染信息分发给请求查询的手机终端中，以供用户读取。

本发明与现有技术相比，充分合理利用了公交车的内部空间，以及调度中心的数据信息，简单有效的获取并计算出一辆公交车的拥挤程度，并通过简单明了的显示方式使用户得知；其原理可靠，实现成本低，应用环境友好。

附图说明：

图1为本发明的公交车拥挤程度系统主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的车载处理器的原理示意框图。

图3为本发明涉及的调度数据处理中心的原理示意框图。

图4为本发明涉及的公交车拥挤程度可视化方法的流程示意框图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的公交车拥挤程度可视化系统主要包括公交车1、车辆定位装置2、座椅压感器3、车厢压感器4、摄像头5、车载处理器6、信号传送装置7、调度数据处理中心8和手机终端9；公交车1内部座椅下设置有座椅压感器3，以便检测座椅是否有人落座，并将压感信号传送至车载处理器6；公交车1内部车厢地板分为30cm×30cm面积大小的小块，每小块下固定设置有车厢压感器4与车载处理器6电信息连接，以便检测每小块上是否有人站立，并将压感信号传送至车载处理器6；公交车1内部在车厢前部、后部、上车门和下车门处的上端设置有摄像头5并与车载处理器6连接，以便实时捕捉公交车1内乘客的图像并传送至车载处理器6；公交车1内部固定设置有车辆定位装置2，并与公交车1内固定设置的信号传送装置7电信息连接，以便确定公交车1在公交线路的位置并将位置信息发送至调度数据处理中心8；公交车1内部固定设置有车载处理器6并与座椅压感器3、车厢压感器4和车载摄像头5，以便接收并处理各装置传送来的信息并生成拥挤程度数据信息；车载处理器6与信号传送装置7电信息连接，信号传送装置7接收车载处理器6生成的拥挤程度数据信息、车辆定位装置2的车辆位置信息和车辆识别特征信息传送至调度数据处理中心8；调度数据处理中心8设置在公交车1外，接收公交线路上运行的所有公交车1的拥挤程度数据信息和车辆位置信息，并进行可视化处理并分发可视化数据至各手机终端9；手机终端9接收并显示某一特定公交线路上某一特定公交车1的拥挤程度。

本实施例涉及的车载处理器6的主要结构包括图像处理单元601、压感处理单元602和数据处理单元603；图像处理单元601根据不同位置摄像头5发来的图像识别并确定乘客的具体乘客数和乘客在车厢内的位置，并生成数据发送至数据处理单元603；压感处理单元602接收根据不同位置的座椅压感器3和车厢压感器4的信息并确定该位置的乘客落座或站立情况，并生成数据发送至数据处理单元603；数据处理单元603根据图像处理单元601和压感处理单元602的数据生成公交车内部空间乘客数及位置的拥挤灰度数据发送至信号传送装置7。

本实施例涉及的调度数据处理中心8的主要结构包括，线路数据库801、渲染单元802、分发单元803；线路数据库801存储每辆公交车1的特征识别信息和公交线路的数据信息，线路数据库801接收并存储来自公交车1背部的信号传送装置7的发送的信息，并进行公交线路与公交车1的数据匹配，包括公交车1所属的公交线路、公交车1在公交线路上的位置和公交线路上的特定公交车1的拥挤灰度数据；渲染单元802提取公交车1的拥挤灰度数据进行渲染成拥挤程度显示方式信息；分发单元803将公交车1的拥挤程度显示方式信息发送至各终端9，以便用户查看。

本实施例涉及的借助公交车拥挤程度可视化系统实现的公交车拥挤程度可视化方法具体包括以下步骤：

(1)获取座椅占用数据

公交车1的座椅位置空闲时座椅压感器3的数值为w，座椅传感器检测的压力数值记为w，w和w的单位为千克，车载处理器6中的压感处理单元602读取座椅压感器3的数据，当w-w＞0.5kg时则该座椅为非空闲状态，将该座椅进行标记，车辆座椅总数为n，被标记的座椅数为n，座椅的拥挤程度值记为y1＝3n/n；

(2)获取车厢站立数据

将公交车1的车厢除去座椅占用的底面空间划分为s个30cm×30cm面积大小的小块，每个小块设定位置坐标，每个小块下方的车厢压感器4在无人站立的情况下的压力值为m，车厢压感器4实时检测到的压力值为m，m和m的单位为千克，压感处理单元602读取车厢压感器4的数据，当m-m＞25kg时则该小块上为有人站立状态，将该小块标记，被标记的小块数为s，则车厢站立拥挤程度值记为y2＝7s/s；

(3)判断非成人占用数据

图像处理单元601实时接收四个摄像头5传来的一帧一帧的图像，对四个方向的图像进行处理识别车厢内乘客人数r，并标记出没有成人站立的车厢位置坐标，则该位置为非成人占用位置面积记为f；

(4)生成拥挤程度灰度数据

数据处理单元603提取压感处理单元602和图像处理单元601的数据，根据步骤(3)中非成人占用位置面积f的坐标匹配出与其有重合的几个小块，然后根据压感处理单元602提供的每个有重合面积的小块位置的车厢压感器4检测的m-m差值数据，重合小块的m-m＞25kg的个数为a，则该a个小块的平均拥挤程度较非重合的小块上的平均拥挤程度偏低，则纠正后的车厢站立拥挤程度值记为y3＝7(s-1/2a)/s；最后生成整个公交车1的拥挤程度灰度数据值为y＝y1+y3，其中0≤y≤10；数据处理单元603将拥挤程度灰度数据发送至信号传送装置7

(5)生成可视化显示信息

调度数据处理中心8的线路数据库801提取其存储的公交线路数据和该线路中运行的公交车1的特征识别信息，与运行中的公交车1内设置的信号传送装置7传送的公交车1特征识别信息匹配并识别提取每辆公交车1的拥挤程度灰度数据及车辆位置信息，调度数据处理中心8的渲染单元802提取公交线路上运行的公交车1的拥挤程度灰度数据进行渲染处理，其中，当0≤y＜2时为空闲，渲染为绿色显示，当2≤y＜3时为不拥挤，渲染为黄色显示，当3≤y＜5时为适中，渲染为橙色显示，当5≤y＜8时为拥挤，渲染为红色显示，当8≤y≤10时为非常拥挤，渲染为紫色显示；调度数据处理中心8的分发单元803提取公交线路上运行的公交车1的位置信息和对应匹配的拥挤程度渲染信息分发给请求查询的手机终端9中，以供用户读取。

本实施例使用运行后，能够有效的改善乘客公交出行的热情，降低了私家车的出行量，增加道路的顺畅。