一种列车安防监控系统和列车安防监控方法与流程

本发明涉及一种列车安防监控系统和列车安防监控方法，属于列车安防监控领域。

背景技术：

随着时代的发展，乘火车、高铁等列车出行已经成为人们外出的重要选择方式。列车到站停车，乘客自由上下车，导致列车上人员的流动性非常大，因此核实每一位乘客的真实乘车信息是列车工作人员的主要工作之一。但由于列车停靠站点多，几乎每一站列车上的乘客信息都在发生变化，为保证列车安全运行以及维护列车的正常收入，需要列车工作人员不停地检票验票以核准乘客的信息，避免逃票乘车的情况发生。但实际中列车工作人员人手有限，没有精力做到每一站进行一次检票验票工作，而有些逃票人员会在列车工作人员检票时躲起来，因此目前还无法完全发现并杜绝逃票乘车的情况。

因此，亟需一种可靠、高效的列车人员身份核实方案，来避免列车乘车逃票现象。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种列车安防监控系统和列车安防监控方法，以解决目前列车人员身份核实困难、准确度不高的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种列车安防监控系统，该系统包括车厢监控中心、车站监控中心和若干车载摄像头，该车厢监控中心包括存储单元、处理器单元、通讯单元和视频结构化处理器单元；

该车载摄像头连接该通讯单元，用于将拍摄的包含乘车人员人脸信息的视频数据传输给该车厢监控中心，该车载摄像头安装于列车车厢设定位置处；

该存储单元连接该处理器单元，用于存储该车载摄像头拍摄的视频数据和乘车人员信息，该乘车人员信息包括合法乘车人员购票信息和合法乘车人员人脸信息；

该视频结构化处理器单元分别与该处理器单元和该存储单元连接，用于生成乘车人员人脸信息的结构化数据；

该车站监控中心连接该通讯单元，用于向该车厢监控中心发送当前列车最新的乘车人员信息；

该通讯单元还连接该处理器单元，用于与该车载摄像头、该车站监控中心通讯连接；

该处理器单元用于通过对比该乘车人员人脸信息的结构化数据和该存储单元中存储的乘车人员信息以将视频数据中的乘车人员分为合法乘车人员和非法乘车人员，以及根据该当前列车最新的乘车人员信息更新该存储单元中存储的乘车人员信息；

该处理器单元还用于在视频数据中发现非法乘车人员时发出非法乘车报警信息。

本方案通过处理得到的乘车人员人脸信息的结构化数据和预先存储的乘车人员信息进行对比，以便确定视频数据中的乘车人员是否存在逃票非法乘车的行为，由于车载摄像头可以设置在车厢主要出入口以及车厢过道上方，能够保证将绝大多数的乘客脸部信息采集进入视频数据中，实现了实时、可靠地乘客检票验票工作，由于识别过程是有机器代替人工完成，配合目前较为成熟的人脸ai识别算法，检票的速度和准确度也得到了大大的提高。

进一步地，该处理器单元还用于根据合法乘车人员购票信息中的座位信息以及车载摄像头的安装位置信息判断该车载摄像头拍摄的视频数据中的合法乘车人员是否非法越界，以及在视频数据中发现合法乘车人员非法越界时发出非法越界报警信息。

由于实际中有些乘客会远离自己的购票座位而自由活动，甚至进入不符合自己购票座位的席位车厢（例如卧铺车厢、高铁的商务车厢等），这种行为是严重影响乘车秩序的，而列车工作人员的主要工作还包括维护列车乘车秩序，但苦于人员有限，并不能很好地发现并制止这些乘客非法越界的行为，有时即便发现了这些越界人员，但苦于没有证据，也无法对这些人员进行行政处罚以警示其他乘客。

本方案在判断完合法乘车后，结合摄像头的安装位置以及乘客的座位信息，进一步确认视频数据中的乘客是否应该出现在该摄像头中，以此判断出乘客是否实施非法越界的行为，当出现这种非法越界情况时，在通知乘务人员的同时还可以保留该乘客非法越界的影像证据。本方案能够有效维护列车乘车秩序，同时进一步提高了乘务人员的工作效率。

进一步地，该系统还包括可控车厢门，该可控车厢门连接该通讯单元，用于在接收到开门控制信号时开门，该可控车厢门上方设定位置安装有车载摄像头；

该存储单元还用于存储该可控车厢门的可通过人员信息；

该处理器单元还用于通过对比该可控车厢门附近乘车人员人脸信息的结构化数据和该可控车厢门的可通过人员信息以判断是否发出该可控车厢门的开门控制信号。

本方案还配置了可控车厢门，该车门可位于车厢连接处的通路上、列车办公室、驾驶室等位置，通过人脸信息的识别对比，可以确定当前门口的乘客是否有权限通过该可控车厢门，以此更高效、可靠地杜绝乘客非法越界的行为。

进一步地，该系统还包括乘务人员通讯终端，该乘务人员通讯终端连接该通讯单元，用于接收该非法乘车报警信息和/或非法越界报警信息。

本方案通过乘务人员通讯终端及时和乘务人员联系，以在发现非法乘车或非法越界情况时及时通知乘务人员前去处理。

进一步地，该系统还包括声音提醒装置，该声音提醒装置连接该通讯单元，用于在接收到该非法乘车报警信息或非法越界报警信息后发出声音提醒，该声音提醒装置设置在该车载摄像头附近设定位置处。

本方案通过安设在车载摄像头附近的声音提醒装置配合提醒非法乘车旅客及时补票以及提醒非法越界乘客及时返回自己的座位，当然，在乘客上车期间，本方案中的声音提醒装置还可以提醒一些上错车的旅客及时下车。本方案进一步维护了列车乘车秩序，进一步减少了列车工作人员的工作强度，提高了列车工作人员的工作效率。

本发明还提供一种基于上述列车安防监控系统的列车安防监控方法，包括以下步骤：

拍摄包含乘车人员人脸信息的视频数据，并传输给车厢监控中心；

车厢监控中心接收到包含乘车人员人脸信息的视频数据后，将视频数据中的乘车人员人脸信息结构化处理获得乘车人员人脸信息结构化信息；

通过对比乘车人员人脸信息结构化信息和存储的乘车人员信息，将乘车人员分为合法乘车人员和非法乘车人员，当乘车人员为非法乘车人员时，发出非法乘车报警信息；

其中，当车厢监控中心收到车站监控中心发送的当前列车最新的乘车人员信息，更新车厢监控中心中的乘车人员信息。

本方案通过处理得到的乘车人员人脸信息的结构化数据和预先存储的乘车人员信息进行对比，以便确定视频数据中的乘车人员是否存在逃票非法乘车的行为，由于车载摄像头可以设置在车厢主要出入口以及车厢过道上方，能够保证将绝大多数的乘客脸部信息采集进入视频数据中，实现了实时、可靠地乘客检票验票工作，由于识别过程是有机器代替人工完成，配合目前较为成熟的人脸ai识别算法，检票的速度和准确度也得到了大大的提高。

进一步地，还包括以下步骤：

车厢监控中心接收到包含乘车人员人脸信息的视频数据后，通过车载摄像头的安装位置获得其拍摄的视频数据中合法乘车人员的实际位置；

根据该合法乘车人员的购票信息中的座位信息判断其是否非法越界，当合法乘车人员非法越界时，发出非法越界报警信息。

由于实际中有些乘客会远离自己的购票座位而自由活动，甚至进入不符合自己购票座位的席位车厢（例如卧铺车厢、高铁的商务车厢等），这种行为是严重影响乘车秩序的，而列车工作人员的主要工作还包括维护列车乘车秩序，但苦于人员有限，并不能很好地发现并制止这些乘客非法越界的行为，有时即便发现了这些越界人员，但苦于没有证据，也无法对这些人员进行行政处罚以警示其他乘客。

本方案在判断完合法乘车后，结合摄像头的安装位置以及乘客的座位信息，进一步确认视频数据中的乘客是否应该出现在该摄像头中，以此判断出乘客是否实施非法越界的行为，当出现这种非法越界情况时，在通知乘务人员的同时还可以保留该乘客非法越界的影像证据。本方案能够有效维护列车乘车秩序，同时进一步提高了乘务人员的工作效率。

进一步地，该系统还包括可控车厢门，该可控车厢门连接该通讯单元，用于在接收到开门控制信号时开门，该可控车厢门上方设定位置安装有车载摄像头；该存储单元还用于存储该可控车厢门的可通过人员信息；

该方法还包括以下步骤：

拍摄包含可控车厢门附近乘车人员人脸信息的视频数据；

车厢监控中心接收到包含可控车厢门附近乘车人员人脸信息的视频数据后，将视频数据中可控车厢门附近的乘车人员人脸信息结构化处理获得可控车厢门附近的乘车人员人脸信息结构化信息；

之后，通过对比可控车厢门附近的乘车人员人脸信息结构化信息和存储的可控车厢门的可通过人员信息，判断当前视频数据中可控车厢门附近的乘车人员是否可以通行，当该乘车人员可以通行时，打开该可控车厢门。

本方案还配置了可控车厢门，该车门可位于车厢连接处的通路上、列车办公室、驾驶室等位置，通过人脸信息的识别对比，可以确定当前门口的乘客是否有权限通过该可控车厢门，以此更高效、可靠地杜绝乘客非法越界的行为。

进一步地，该系统还包括乘务人员通讯终端，该乘务人员通讯终端连接该通讯单元；

当在视频数据中发现非法乘车人员时，将非法乘车报警信息发送给乘务人员通讯终端，通知乘务人员前来处理；

当在视频数据中发现合法乘车人员实施非法越界行为时，将非法越界报警信息发送给乘务人员通讯终端，通知乘务人员前来处理。

本方案通过乘务人员通讯终端及时和乘务人员联系，以在发现非法乘车或非法越界情况时及时通知乘务人员前去处理。

进一步地，该系统还包括声音提醒装置，该声音提醒装置连接该通讯单元，该声音提醒装置设置在该车载摄像头附近设定位置处；

当在视频数据中发现非法乘车人员时，将非法乘车报警信息发送给声音提醒装置，声音提醒装置发出声音提醒；

当在视频数据中发现合法乘车人员实施非法越界行为时，将非法越界报警信息发送给声音提醒装置，声音提醒装置发出声音提醒。

本方案通过安设在车载摄像头附近的声音提醒装置配合提醒非法乘车旅客及时补票以及提醒非法越界乘客及时返回自己的座位，当然，在乘客上车期间，本方案中的声音提醒装置还可以提醒一些上错车的旅客及时下车。本方案进一步维护了列车乘车秩序，进一步减少了列车工作人员的工作强度，提高了列车工作人员的工作效率。

附图说明

图1是本发明一种列车安防监控系统实施例的结构示意图：

图2是本发明一种列车安防监控系统实施例对应的列车安防监控方法的流程框图。

具体实施方式

如图1所示是本发明一种列车安防监控系统实施例的结构示意图，其由车厢监控中心、车站监控中心、若干车载摄像头、若干可控车厢门、若干扬声器和若干乘务人员通讯终端组成，车厢监控中心包括存储单元、处理器单元、通讯单元和视频结构化处理器单元。

车载摄像头为普通监控摄像头，其安装在列车的车厢过道顶部、列车的车门口顶部、可控车厢门上方等方便拍摄上车乘客脸部的地方，这些地方可以根据实际需要进行调整设定；车载摄像头通过车厢通讯总线以及通讯单元将拍摄的视频数据传输给车厢监控中心。

车厢监控中心中的存储单元为大容量硬盘存储器，以存储车载摄像头拍摄的视频数据和乘车人员信息，该乘车人员信息包括合法乘车人员购票信息和合法乘车人员人脸信息，该购票信息包括车次、乘车日期、座位号、身份信息、座位号等，该人脸信息可以来自于公安系统，也可以来自于该乘客购票或入站拍摄的脸部照片信息。

车厢监控中心中的视频结构化处理器单元分别与处理器单元和存储单元连接，其核心为高速fpga/dsp处理芯片，使用基于深度卷积神经网络算法实现人脸目标检测，将存储单元中存储的含有乘车人员脸部信息的视频数据进行乘客人脸信息的结构化处理，生成乘车人员人脸信息的结构化数据。而现有技术中有具体的人脸识别结构化算法，可以参见现有的论文文章，而具体的编程方法也属于现有技术，因此在此不予以赘述。

车站监控中心通过无线通讯的方式与通讯单元通讯连接，用以将其收集或获得的当前列车最新的乘车人员信息发送给车厢监控中心，车厢监控中心在接收到该信息后可以更新车厢监控中心中存储的乘车人员信息。

车厢监控中心中的通讯中心还与处理器单元连接，其具体包含用于与车厢通讯总线连接的接口、芯片以及与车站监控中心、乘务人员通讯终端通讯的无线通讯模块，用以接收外部发给车厢监控中心的各种数据信息。

车厢监控中心中的处理器单元的核心为服务器级别cpu芯片，其可以通过对比乘车人员人脸信息的结构化数据和存储单元中存储的乘车人员信息以实时地将视频数据中的乘车人员分为合法乘车人员和非法乘车人员，其中当乘车人员人脸结构化数据能够在存储单元中找到对应的乘车人员信息，就认定为是合法乘车人员，反之则认定为非法乘车人员。当处理器单元判断出当前视频数据中存在非法乘车人员时，发出非法乘车报警信息。

另外，处理器单元还可以根据乘客的购票信息中的座位信息以及摄像头的安装位置信息，判断出现在该摄像头视野中的乘客人员是否实施了非法越界行为（具体包括购买了a车厢b座位却出现在c车厢d座位、购买了坐票却出现在了卧铺车厢、购买了普通席座位却出现在了商务席车厢等类似行为），若视频中的某个乘客人员不应该出现在摄像头所在的区域位置，则判定视频中的人员实施了非法越界行为，发出非法越界报警信息。其中，摄像头的安装位置信息可以通过预先记录、使用时调取的方式来获知，即将每一个摄像头的具体安装位置信息（例如某个车厢的编号、某两个车厢的连接通道编号、某个车厢门的编号）存储起来，当需要使用该摄像头的位置信息时就直接读取获得。

非法乘车报警信息和非法越界报警信息可以通过通讯单元发送给乘务人员通讯终端，以通知其赶往现场处理该情况。当然，还可以后台实时监控各乘务人员通讯终端的位置信息，给离事发地点最近的乘务人员终端发送该报警信息。非法乘车报警信息和非法越界报警信息还可以通过通讯单元发送给事发车厢附近的扬声器，以用声音来提醒、震慑非法乘车人员尽快补票或非法越界人员尽快返回自己座位。当然，在列车到站停车时，还可以通过扬声器来提醒上错车的旅客尽快下车。

可控车厢门设置在车厢连接处的通路上、列车办公室、驾驶室等位置，具体安装在车厢门的上方位置，当然也可以安装在车厢门表面的方便采集乘客人员人脸信息的地方，通过车厢通讯总线与处理器单元连接，处理器单元通过比对事先在存储单元中存储有权限通过该可控车厢门的人员信息，以判断可控车厢门对应的摄像头拍摄到门前人员是否可以通过该车厢门，如果可以通过，则处理器单元发出开门信号，控制该车厢门开门。

如图2所示为本发明上述列车安防监控系统实施例对应的列车安防监控方法的流程框图，主要包括以下步骤：

1、通过位于车厢各处的车载摄像头拍摄包含乘车人员人脸信息的视频数据，并传输给车厢监控中心。

2、将视频数据中的乘车人员人脸信息结构化处理获得乘车人员人脸信息结构化信息。

3、通过对比乘车人员人脸信息结构化信息和存储的乘车人员信息，将乘车人员分为合法乘车人员和非法乘车人员，当乘车人员为非法乘车人员时，发出非法乘车报警信息。

其中，当车厢监控中心收到车站监控中心发送的当前列车最新的乘车人员信息，更新车厢监控中心中的乘车人员信息。

4、将非法乘车报警信息发送给乘务人员通讯终端，通知乘务人员前来处理。

5、通过车载摄像头的安装位置获得其拍摄的视频数据中合法乘车人员的实际位置。

6、根据该合法乘车人员的购票信息中的座位信息判断其是否非法越界，当合法乘车人员非法越界时，发出非法越界报警信息。

7、将非法越界报警信息发送给乘务人员通讯终端，通知乘务人员前来处理。

8、将非法越界报警信息发送给声音提醒装置，声音提醒装置发出声音提醒。

该方法中还包括控制可控车厢门打开的步骤：

1）拍摄包含可控车厢门附近乘车人员人脸信息的视频数据。

2）将视频数据中可控车厢门附近的乘车人员人脸信息结构化处理获得可控车厢门附近的乘车人员人脸信息结构化信息。

3）通过对比可控车厢门附近的乘车人员人脸信息结构化信息和存储的可控车厢门的可通过人员信息，判断当前视频数据中可控车厢门附近的乘车人员是否可以通行，当该乘车人员可以通行时，打开该可控车厢门。

上述实施例中，使用车厢通讯总线来连接通信单元和车载摄像头、可控车厢门、扬声器，当然还可以分别采用单对单的有线连接或无线通讯连接的方式来实现，该种变形也应当落入本发明的保护范围内。

上述实施例中，仅给出了非法乘车报警信息和非法越界报警信息有限的用途，实际应用中当然可以通过显示装置来显示该报警信息，以提醒监控室中的乘务人员及时关注，该种变形也应当落入本发明的保护范围内。

上述实施例中，使用了扬声器来作为现场提醒装置，当然还可以使用诸如显示器、声光报警装置等方式来进行替换使用，该种变形也应当落入本发明的保护范围内。