一种城市轨道交通的检票系统的制作方法

本发明涉及检票技术领域，具体指一种无闸机、光控联动城市轨道交通(含高铁)的检票系统。

背景技术：

基于城市轨道交通迅速发展，尤其对国际特大型城市来说，面对大客流量的涌现，其面临正常的秩序管理和运营安全压力骤增。据武汉市逃票稽查行动统计，4号线武昌火车站，晚高峰时段，3小时内就发现了30名逃票者，其中，钻闸机的有21人，冒用老年证的2人，″二合一″贴身过闸机的2人，持各种假证的5人。据媒体报道，逃票乘客被查到后大多表情异常尴尬，纷纷表示″下不为例″，愿意接受处罚。另据宁波轨道交通运营分公司在轨道交通全线车站开展了诚信乘车问卷抽样调查活动，约400名乘客参与调查。31.9％的乘客表示见过″多人并闸逃票″的行为，8％的乘客表示″见过冒用他人优惠证件″的现象，8％的乘客表示″见过携带1.2米以上儿童违规进出闸机″的情况……。

此外，如何克服现有城市轨道交通检票系统设备存在的″复杂、笨重″及为改善人性化的服务，降低成本，提高系统效率问题，特别在大客流量情况下，如何有效解决客流量控制、监测、识别、跟踪的智能控制等一系列的技术问题，被主管部门提到了重要议事日程。

国际上，联合早报网.(2015.11.19).″开发自动收费系统″，报道新加坡陆路交通管理局发出信息征询书(requestforinformation，简称rfi)，邀请业界开发一套全新的全自动化车资收费系统，让乘客日后无需在阅卡器前扫描车资卡也能支付车费，使上下车更为快捷便利。及″地铁和巴士乘客日后在越过收费闸门或上车时，或可省去出示车资卡的麻烦，收费系统可自动收取车资″等需求信息。

据外媒报道，莫斯科地铁成为全球首家100％自动收费。(automaticfarecollection)运行的公共交通系统。莫斯科地铁的afc系统由系统集成商smarttechnologiesgroup于2008年初建造，将原来供临时乘客分别使用1次、2次和5次的磁条式车票更换成采用mifareultralightic技术的智能纸质车票，扩充了目前的智能卡式电子车票解决方案。自系统完工至今一年来，莫斯科地铁已经售出3亿多张这样的车票。

以悠久历史闻名于世的伦敦地铁(londonunderground)，现在希望向世界其他国家分享他们的移动票务技术。这个，自1863年，发展至今的自动售检票(afc)系统是基于计算机、通信、网络和自动控制等技术，通过对计算机、统计、财务等专业知识的综合运用，实现城市轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分和管理等全过程的自动化系统。

同时，根据信息记录介质的不同，目前国内外常见的城市轨道交通车票媒介：纸质的、磁卡和智能ic卡。由于传统的纸质车票不适应机器识别，因此不能在afc系统中使用。此外，磁卡因信息储存容量小、安全保密性差、车票传输机构复杂、造价昂贵、故障率和维修成本高等缺点，被ic卡取代。ic卡是由微处理器集成电路芯片封装而成。具备信息储存量大、信息安全性高、读写失效率低、抗干扰能力强等优点。

根据《中国城市轨道交通网》报道，现代化的地铁运营管理要求自动化系统能提供一个可实现信息互通和资源共享的平台。地铁综合监控系统将多个相似自动化系统的监控层，集合成一个统一的监控系统平台，实现各集成和互联系统的信息整合和共享、综合监视与操作，从而成为目前地铁建设的主流趋势之一。另据，国内相关城市轨道交通的核心期刊《城市轨道交通研究》2016年第7期，周慧娟、冯延伟等人的″基于delphi和改进模糊层次分析法的自动检票闸机通行能力评价指标体系″的分析结论，自动检票闸机是地铁运营站内重要服务设施，其通行能力对增大车站客运量、提高车站运营效率起着关键作用。最后的结论形成：闸机自身性能、闸机数量、闸机位置、客流特征等四个指标评价……。同时，也有人研究与地铁一个空间的出入口宽度的问题。但，有关模拟模型表明，当出口的宽度增大到一个临界值时，疏散时间就不再随宽度的变化而增加，而更多的是由疏散人员的步速决定，也就是说撤离的速度取决于人们跑动的速度。

与此同时，国内公开相关的专利申请，如cn105405170a″基于低功耗蓝牙和二维码扫描的地铁检票终端″；cn101470905″一种地铁进、出口车票检验方法和系统″；cn105374071a″一种基于移动智能终端的地铁检票系统和方法″及cn104376625a″一种地铁检票口专用门禁装置″等。

综上所述，从公开论文和专利申请，都局限于″地铁检票终端设备″等方面的研究，而缺少真正的解决″客流量控制、监测、识别、跟踪的智能控制等″带有根本性问题的技术方案。

技术实现要素：

一百五十多年以来的地铁，发展至今自动售检票(afc)系统，一以贯之的是人们通过闸机检票进入地铁的。正是因有形的闸机(俗称″闸门″)的一开一关影响了客流。因此，如何把有形、机械的改为隐形的或无形的″闸门″成为技术的焦点。所谓无形或者隐形的，人们可以联想到利用声、光、气等无形的技术手段。进一步分析，取其中最佳——光作为无形″闸门″并与摄像构成″闸门″的监视。这是本发明的核心所在。

本发明一种城市轨道交通的检票系统工作原理概述

当客流进入由压力传感器网格构成的感应系统，压力传感器启动整个系统工作，连锁启动红外光幕(光栅)工作。

红外光幕工作连锁启动车资收费系统、监控系统，补票系统进入准备状态。

其中，红外光幕传感器开启后，多对红外线传感器交汇点可以分辨乘客身高。红外光幕可以精确″看到″免票高度下的小孩，起到了″人流筛查″作用。

研究发现当乘客从红外光幕″框″中穿过时的这一瞬间(摄像机与被拍摄对象相对固定)乘客脸部呈现的位置，即所谓摄像″定焦″点，可以弥补传统监控摄像机只能看见人的大概轮廓且模糊的缺陷。鉴于上述原因，因此，所述摄像机抓拍系统由红外光幕″框″与至少一台摄像机的安装合适位置、高度调整决定，达到高清摄像机可以捕捉到清晰的乘客脸部的照片或视频。通过摄像发现人流中出现异常情况，如没有主动刷卡动作、刷卡不成功、无线卡没有信号即检票无记录等，摄像机立即自动抓拍，则监控系统把异常录像记录，同步启动服务中心人员手机终端警报。

所述车资收费系统包括接触式和非接触式读卡装置。

所述接触式读卡器，即近距离无线ic卡的配套设备。为适应大客流，在红外光幕″框″的进出口左右两侧设置多个接触式刷卡机。

所述非接触读卡器，包含基于条形码、二维码识别技术的读卡设备，以及基于rfid射频技术，实现远距离读写电子标签的电子装置(读卡器)，它具有受环境影响小、识别速度快、识别成功率高，成本低、多标签并发识读，使用寿命长等特点，可实现监测、防伪，卡口监控、逃逸追查。

为提高识别率，非接触读卡器，一般设置在红外光幕″框″口离地面0.7米处，即大多数人手提包的高度。

进一步，采用人脸识别加rfid双因素认证技术实现人卡绑定，防止冒用等。

如前述摄像系统已经可以提供清晰的人脸图像，所述车资收费系统，为第三方支付包括银联、支付宝、微信支付、手机钱包等及刷脸支付等提供接口。这样，乘客进出口更方便、快捷。

所述监控系统包括至少一个取证、记录的摄像机，监控联动终端包括大屏幕显示屏，移动的智能手机等。

所述补票系统包括补票装置及辅助设施。

所述主控计算机，为一工业控制机，其与感应系统，车资收费系统，监控系统，补票系统，进行电信号连接。

同时，接入互联网与上位服务器进行连接。符合″地铁综合监控系统将多个相似自动化系统的监控层，集合成一个统一的监控系统平台，实现各集成和互联系统的信息整合和共享、综合监视与操作″城市轨道交通建设的主流趋势。

所述补票系统包括补票刷卡、读卡和取证撤销，充电，卡修复功能的设备或兼容补票刷卡、读卡和取证撤销的pos或兼容补票刷卡、读卡和取证撤销，充电功能的智能手机。

所述压力传感器网格为一安全型智能压力传感光纤地毯。

进一步，使用带发电功能的压力毯，其输出端与供电系统连接。

异常经补票系统处置后，监控系统的异常录像资料档案作相应处理。并同步通知服务中心人员作相应处置。

当乘客检票记录成功完成后，系统准备下一次操作。

本发明有益效果：取消闸机装置，以降低装置安装和维修成本，关键在于加快客流，提高系统效率。同时，可以利用现有监控系统进行调整、改进，达到精准监控的效果。

进一步，采用带发电功能的压力毯，让客流同步提供发电的动力，以实现部分自供电。

附图说明

图1为本发明一种城市轨道交通的检票系统的连接框图；

图2为本发明一种城市轨道交通的检票系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的红外光幕结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述

本发明一种城市轨道交通的检票系统(如附图1、2所示)，在工控计算机系统的管理下，由感应系统，车资收费系统，监控系统，补票系统，以通信方式连接。

本发明实施例，所述压力传感器采用压力感应毯：安全型智能压力传感光纤地毯cl-dt-02。

面积：0.7＊1.2m，也可以使用带发电功能的压力毯，让客流作为发电动力。

【技术参数】

(1)直接输出逻辑电平0或1，或开关量信号

(2)面接触式传感，地毯平面内任一点受力，立即反应

(3)静态承重60kg/cm2，可保证大客流量情况下的正常使用

【安装操作】平铺在红外光幕″框″下方

本发明实施例中所述红外光幕传感器采用38anocc03g防水安全光幕(两个)。(如附图3所示)。

【技术参数】光束间距10mm，光束数量38束，外壳高度425mm，可测量高度370mm

【安装操作】

红外光幕宽70cm，高2.2米，将红外光幕传感器的发射器和接收器分别置于红外光幕″框″两侧，下边缘距地0.5m处，相向安装。控制器安装在地下，为发光器、受光器供电，并接收受光器传送的通光、遮光信号，输出控制信号，采集乘客身高等信息。如果需要更高的测量精度，可以考虑红外激光。

本发明实施例所述非接触式读卡器采用西门子非接触式智能读卡器sr3181-mx

【安装操作】安装在光幕门出口处，离地约0.8m。

在本发明实施例中所述rfid读卡设备采用明泰mrf-35射频ic卡读写设备。

安装非接触式读卡器附近，红外光幕框出口处，离地约0.8m。

或丰泰瑞达rfid人脸识别管理系统，其特点为：采用人脸识别加rfid双因素认证技术实现人卡绑定，防止冒用。

本发明实施例中所述工业控制机采用研华嵌入式无风扇低功耗多串网口pci04工控机(uno-3072)，这款工控机可满足系统中红外光幕信号刷卡机信号、摄像数据等多种设备对于io口、串口以及视频采集卡拓展等的需求。

【技术参数】

(1)板上集成celeronm1ghz或celeron600mhz处理器

(2)支持256/512mbddrdram

(3)提供512kb电池备份sram

(4)2个rs-232和2个rs-232/422/485端口，带rs-485自动数据流控制

(5)2个10/100base-trj-45端口和4个usb端口

(6)预留2个用于不同应用的pci总线扩展槽

(7)工业设计，50g抗冲击性能，2g抗振动性能

(8)4路隔离di，4路隔离do，带定时器、计数器和中断处理

(9)所有接口位于机箱前端

(10)灵活的三面安装板(可选)

(11)支持双电源输入

【安装操作】

采用控制电缆连接红外光幕传感器、摄像机、led屏、压力传感器、读卡器等设备，控制各设备的启用与关闭，以及数据的传输与存储。

本发明实施例摄像机采用海康威视ds-2cc1197p-a650tvl1/3″ccdicr日夜型超宽动态枪型摄像机。

【技术参数】

传感器类型：1/3″sonysuperhadccdii

信号系统：pal/ntsc

有效像素：pal：976(水平)×582(垂直)；ntsc：976(水平)×494(垂直)。

快门：1/50(1/60)秒至1/100,000秒。

拥有背光补偿、移动侦测、自动跟踪、强光抑制等多种功能，适合于室内、室外等多种场景。

【安装操作】

通过顶吊装或墙壁装的方式，根据相机距离红外光幕″框″的距离调整相机焦距和景深。根据站点情况实地调整，增加辅助摄像机，直到拍摄到清晰的人像。

本发明实施例所述视频采集卡采用osprey460e视频采集卡

【技术参数】

接口类型：pct

输入格式：ntsc/pal

输入接口视频：复合视频(bnc＊4，附加bnc＊12可选，y/cbnc＊8可选)，色差组合(bnc＊12可选)。

音频：平衡立体声(rca＊8)，平衡立体声(bnc＊8可选)。

【安装操作】

安装于工控机的拓展口上，通过bnc接口与摄像机连接。

本发明实施例所述照明设备采用城铭led投光灯(cm-tg024)

【技术参数】24个大功率led；正白；流明度2400lm；光束角度15°；可视距离70m。

【安装操作】安装在摄像机左侧，与摄像机等高，根据站点情况现场调试，获得最清晰的图像。

本发明实施例中所述软件数据库例中采用oracledatabase。其特点是能在所有主流平台上运行(包括windows)。完全支持所有的工业标准，采用完全开放策略，后期维护支持便捷。同时提供gui和命令行，在windowsnt和uni×下操作相同。

本发明实施例所述刷脸支付为一个软件接口。对于支付宝、微信支付、手机钱包等热门支付方式，提供一个数字io接口即可兼容，本发明选的工控设备接口富余。

本发明系统软件操作流程分进口和出口两种。

综上所述，本发明有益效果和贡献在于：

第一，革了闸机的″命″，关键在于加快客流，提高系统效率。这人流如潮流，这非接触式刷卡与原来闸门的一开一关之间效率的比较，是几何级数的关系。可以想象，简直可以″长驱直入″跑步通过。由于整个系统由光、电为主构成，基于ic卡由微处理器集成电路芯片封装而成，具备信息储存量大、信息安全性高、读写失效率低、抗干扰能力强等优点。因此没有原来的车票传输机构复杂、造价昂贵、故障率和维修成本高等缺点。

第二，可以充分利用现有监控系统中的摄像系统，对其进行调整、改进，达到精准抓拍监控的效果。因此，整个系统的成本会更低，其性价比更高。符合国内核心期刊《城市轨道交通研究》2015年第4期，″城市轨道交通视频监控系统资源共享方案研究″。随着公安部门，运营部门对视频监控系统要求的不断提高，数字高清晰视频系统在城市轨道交通领域将为普遍应用。实现专用、警用视频监控系统的资源完全共享，资源完全共享可简化视频监控系统网络结构节省城市轨道交通有限的空间资源，明显降低视频监控传统建设造价以及后期的维护成本等的要求。

随着中华文明道德修养的逐步恢复，诚信社会、信用消费的发展等一切有利因素条件下，谁愿意以几元钱的低成本去冒诚信记录的大风险？即使有个别人，心存侥幸。但也逃不过″明察秋毫″的高清摄像机的″火眼金睛″，在大屏幕显示屏前″失颜″。

第三，充分利用第三方支付，引入包括银联、支付宝、微信支付、手机钱包等及包括条形码、二维码，rfid无线射频识别等技术手段。凡此种种，以保证大客流在进出站时站级系统的实时高效性、唯一性和高安全性的特点，不仅消除了传统闸机弊端，节约了材料和物流成本，节省了乘客排队购票、上车的时间，提高了售检票效率，并顺应移动互联网应用发展的潮流。

第四，前瞻性，采用带发电功能的压力毯，让千千万万乘客，在轻松自如的过程中，同步提供低碳清洁能源发电，以实现系统的部分自供电，从而使城市轨道交通整体的经济效益得到同步提升。