专利名称：一种快速智能公交立体监控装置及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种快速智能公交立体监控装置及其工作方法，属于公交技术领域。
背景技术：
国民经济快速发展对城市交通状况的要求不断上升。为了保证城市交通的高 效性，迫切需要公交系统智能化运作，我国已经有多处地区已经采用了快速智能 公交系统(BRT)，提高了交通系统整体运营的有效性及公交服务水平，增加了公 共交通对出行者的吸引力。
高效性和安全性是整个快速智能公交系统中的重要的环节。由于该系统逐渐 被人民接受，相当程度上带来了客流量的增加，给快速公交车辆的有效调度提出 了新的考验。同时在新形势下，各种潜在的突发性公共安全事件也对快速公交系 统的安全性提出了更高的要求。作为未来城市居民主要出行方式，迫切需要提高 快速公交系统运行的效率及安全性，这与居民生活息息相关。
目前大多数快速公交系统一般都是釆用GPRS通信方式与调度控制中心进行 信息交互，由于带宽的限制，主要限于车辆位置信息及相关运行状况的上报，在 车辆实时运行的视频监控信息上传方面存在着一定程度的不足，同时在宏观上缺 乏对乘客流量的全局性掌控，降低了系统调度的科学性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种快速智能公交立体监控装置及其工作 方法。
一种快速智能公交立体监控装置，包括监控调度中心、车载移动监控终端和 站台固定监控终端，车载移动监控终端和站台固定监控终端通过Internet网和 WiMAX网与监控调度中心连接。
所述的监控调度中心由服务器构成，该服务器安装有监控调度软件。
所述的车载移动监控终端，包括定位信息采集模块、监控信息采集模块、身 份识别模块、信息处理模块、驾驶信息反馈模块、图像显示模块、语音输出模块 及无线传输模块，其中定位信息采集模块为GPS模块、监控信息釆集模块为摄像 头及编码器、身份识别模块为IC卡身份识别模块、驾驶信息反馈模块包括信息反 馈电路和TTS语音播报模块、图像显示模块为LED显示模块、语音输出模块、无 线传输模块为WiMAX模块，上述模块均与车载终端的信息处理模块CPU连接， 该CPU带有信息处理软件。
站台固定监控终端，包括定位信息采集模块、监控信息采集模块、信息处理 模块及无线传输模块，其中定位信息采集模块为GPS模块、监控信息采集模块为 摄像头和编码器、无线传输模块为WiMAX模块，上述模块均与站台终端的信息 处理模块CPU连接，该CPU带有信息处理软件。
3所述的WiMAX网是一种通信网络。
所述的WiMAX模块是一种可接入WiMAX网并具备在该网络内实现通信功能 的专用模块。
上述快速智能公交立体监控装置的工作方法如下
1) 站台固定监控终端，随时釆集站台视频监控信息及乘客数量视频，采集 GPS信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控调度中心；
2) 车载移动监控终端实时采集并传递车内视频监控信息、车辆运行相关GPS 信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控调度中心；
3) 当公交车运行至预置站点时，相关GPS信息触发智能报站功能，LED显示 模块和语音输出模块对站点信息或广告信息进行提示；同时车载终端摄像头采集 上下车人员视频信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控 调度中心，在公交运行全程，驾驶员通过车载终端的实时信息交互功能实现与监 控调度中心的信息交互；
4) 监控调度中心的数据分析部分对所得信息帧进行分析，分别提取车载移动 监控点和站台固定监控点的相关实时视频监控信息和GPS相关信息，同时利用软 件分析候车乘客数量，依据不同车次乘客的数量决定某车次的派发情况，以使中 心达到立体化监控与智能化调度的目的。
本发明基于WiMAX无线通信技术，不仅在车载终端实现智能报站与基于WiMAX 技术的实时监控功能，而且在快速公交站台实施定点监控及客流量提取，在系统 数据分析调度部分实现公交系统的立体化监控与调度。WiMAX系统的无线传输特 性，使得每个用户终端设备可提供最大10Mbit/s的吞吐量，足够满足各种带宽 需求的监控要求并可保证视频流的传输质量，同时WiMAX的覆盖能力完全满足视 频监控点的分布特点，并且其具有非视距传输的特性，可以满足复杂的城市环境 中的传输要求，使监控系统在接入层的部署更为快速、简便、有效。基于W這AX 技术的快速智能公交立体监控调度系统可以提高公交系统智能化、高效性和安全 性，为交通系统运行与管理提供了一种解决方案。
图1为本发明所提供的快速智能公交立体监控调度系统整体示意图。
图2为本发明中车载移动监控终端结构框图。
图3为本发明中站台固定监控终端结构框图。
图4为本发明中车载移动监控终端的软件流程图。
图5为本发明中站台固定监控终端的软件流程图。
图6为本发明中监控调度中心的软件流程图。
其中，1、车载移动监控终端，2、站台固定监控终端，3、 WiMAX网络，4、 Internet网络，5、监控调度中心，6、摄像头，7、编码器，8、 GPS模块，9、 IC 卡身份识别模块，10、 LED显示模块，11、语音输出模块，12、 TTS语音播报模块， 13、信息反馈电路，14、 WiMAX模块，15、 CPU。
具体实施例方式
4下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案和工作流程做进一步的详细描 述，但不限于此。 实施例
一种基于WiMAX技术的快速智能公交立体监控装置及其工作方法，如图1
所示，包括车载移动监控终端1，位于公交车内部，实时采集车辆内部信息， 包括运行状态以及上下车乘客信息，同时釆集公交车GPS位置信息，并且在到达 预置站点时，实现智能报站功能，同时也可实现驾驶员与控制中心的信息交互，
所采集信息经由WiMAX网络3传递至Internet网络4的监控调度中心5;站台固 定监控终端2，位于快速公交站台，实时站台乘客视频信息及客流量状况，并将 其经由WiMAX网络3传递至Internet网络4上的监控调度中心5，解析相应车辆 内部监控信息及位置信息，解析乘客流量信息，实施快速公交自动化调度。
图2所示为车载移动监控终端设计连接图，摄像头6用于采集车内视频，可 以包括驾驶员、乘客、车辆内部运行信息等；所采集的模拟视频利用编码器7转 换为数字信息，也可釆用内置编码器的数字摄像头；车辆运行位置、时间、速度 等信息，由GPS模块8提取；乘客身份识别信息可由IC卡身份识别模块9提取， 并实现计费功能；智能公交报站信息可由LED显示模块10及语音输出模块11完 成，用于提示相关站点文字和语音信息，相关广告信息等；监控调度中心5对于 驾驶员的指令信息可由TTS语音播报模块12实现；驾驶员对监控调度中心5的反 馈可由信息反馈电路13实现，此部分功能可由键盘或语音模块完成；WiMAX模块 14用于接入WiMAX网络，并进行采集信息的传输；CPU15完成核心控制及判断功 能，此处采用但不局限于ARM7系列S3C44B0芯片。
图3所示为站台固定监控终端设计连接图，摄像头6用于采集站台环境和客 流量视频；所采集模拟视频利用编码器7转换为数字信息，也可采用内置编码器 的数字摄像头；站台固定监控点位置、时间等信息，由GPS模块8提取；WiMAX 模块14用于接入WiMAX网络，并进行采集信息的传输；CPU15完成核心控制及判 断功能，此处采用但不局限于ARM系列S3C44B0芯片。
图4所示为车载移动监控终端工作方法流程图，以一次报站过程为例，当公 交车辆到达预置站点时，触发相应报站功能，进行站点或广告信息的语音及图像 提示，同时驾驶员与监控调度中心实现调度信息交互。添加车载监控点代码至信 息帧头，同时实时采集车辆GPS信息、上下车人员视频信息及车内视频监控信息 构成信息帧，经由WiMAX网络上传。其中视频监控信息及调度信息的交互可贯穿 车辆运行全程。
图5所示为站台固定监控终端工作方法流程图，以某时刻站台内信息釆集及 上传过程为例，添加站台固定监控点代码至信息帧头，同时实时釆集站台视频信 息及相关GPS信息构成信息帧，经由WiMAX网络上传。
图6所示为数据分析调度部分工作方法流程图，信息传递至监控调度中心后， 对信息帧头进行甄别，分别进行车载移动监控点和站台固定监控点的视频信息和 GPS相关信息提取并显示，对站台客流量信息进行识别和智能统计，从视频流中提取每帧图像，使用前N帧初始化背景建模。背景建模完成后，将提取的当前帧 减去背景，得到前景，即图像中运动的部分。同时使用当前帧对背景进行更新。 将得到的前景二值化后，进行连通区域的分割，可以得到当前帧内的乘客大体数 目，以供分析和车辆调度。
上述快速智能公交立体监控装置的软件流程图如图4、图5和图6所示，工
作方法如下
1) 站台固定监控终端，随时采集站台视频监控信息及乘客数量视频，采集
GPS信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控调度中心；
2) 车载移动监控终端实时采集并传递车内视频监控信息、车辆运行相关GPS 信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控调度中心；
3) 当公交车运行至预置站点时，相关GPS信息触发智能报站功能，LED显示 模块和语音输出模块对站点信息或广告信息进行提示；同时车载终端摄像头采集 上下车人员视频信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控
调度中心，在公交运行全程，驾驶员通过车载终端的实时信息交互功能实现与监 控调度中心的信息交互；
4) 监控调度中心的数据分析部分对所得信息帧进行分析，分别提取车载移动 监控点和站台固定监控点的相关实时视频监控信息和GPS相关信息，同时利用软 件分析候车乘客数量，依据不同车次乘客的数量决定某车次的派发情况，以使中 心达到立体化监控与智能化调度的目的。
权利要求
1、一种快速智能公交立体监控装置，其特征在于，包括监控调度中心、车载移动监控终端和站台固定监控终端，车载移动监控终端和站台固定监控终端通过Internet网和WiMAX网与监控调度中心连接。
2、 如权利要求1所述的一种快速智能公交立体监控装置，其特征在于，所述 的监控调度中心由服务器构成，该服务器安装有监控调度软件。
3、 如权利要求1所述的一种快速智能公交立体监控装置，其特征在于，所述 的车载移动监控终端，包括定位信息采集模块、监控信息采集模块、身份识别模 块、信息处理模块、驾驶信息反馈模块、图像显示模块、语音输出模块及无线传 输模块，其中定位信息采集模块为GPS模块、监控信息采集模块为摄像头及编码 器、身份识别模块为IC卡身份识别模块、驾驶信息反馈模块包括信息反馈电路和 TTS语音播报模块、图像显示模块为LED显示模块、语音输出模块、无线传输模 块为WiMAX模块，上述模块均与车载终端的信息处理模块CPU连接，该CPU 带有信息处理软件。
4、 如权利要求1所述的一种快速智能公交立体监控装置，其特征在于，站台 固定监控终端，包括定位信息采集模块、监控信息采集模块、信息处理模块及无 线传输模块，其中定位信息采集模块为GPS模块、监控信息采集模块为摄像头和 编码器、无线传输模块为WiMAX模块，上述模块均与站台终端的信息处理模块 CPU连接，该CPU带有信息处理软件。
5、 一种权利要求1所述的快速智能公交立体监控装置的工作方法，其特征在 于，工作方法如下-1) 站台固定监控终端，随时采集站台视频监控信息及乘客数量视频，采集 GPS信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控调度中心；2) 车载移动监控终端实时采集并传递车内视频监控信息、车辆运行相关GPS 信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至监控调度中心；3) 当公交车运行至预置站点时，相关GPS信息触发智能报站功能，LED显 示模块和语音输出模块对站点信息或广告信息进行提示；同时车载终端摄像头釆 集上下车人员视频信息，对信息帧添加标志头并打包，经由WiMAX网络传递至 监控调度中心，在公交运行全程，驾驶员通过车载终端的实时信息交互功能实现 与监控调度中心的信息交互；4) 监控调度中心的数据分析部分对所得信息帧进行分析，分别提取车载移动 监控点和站台固定监控点的相关实时视频监控信息和GPS相关信息，同时利用软 件分析候车乘客数量，依据不同车次乘客的数量决定某车次的派发情况，以使中心达到立体化监控与智能化调度的目的。
全文摘要
一种快速智能公交立体监控装置及其工作方法，属于公交技术领域。装置包括监控调度中心、车载移动监控终端和站台固定监控终端，车载移动监控终端和站台固定监控终端通过Internet网和WiMAX网与监控调度中心连接。方法包括设定车载移动监控终端和站台固定监控终端，实时采集并基于WiMAX网络传输公交车内部视频信息、站台环境及候车乘客视频信息及相关GPS信息，车载移动监控终端同时实现智能报站及调度信息交互功能。利用本发明实现的立体化监控与调度，不仅能提高公交车运行的安全性和报站智能化，还可以提高控制中心对乘客数量的实时掌握，依据客流量进行快速公交车辆的调配，为快速公交系统的自动化、安全化运行与管理提供解决方案和支持手段。
文档编号G08G1/00GK101465055SQ20091001385
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者王永志, 凯 秦, 邢建平, 郑延民, 陈立静 申请人:山东大学