李朝+王广宇

摘要：为了解决当前客流计数系统只能单向统计计算的问题，利用矩阵按键及传感器设计了一款双向客流计算系统。可以应用于轨道交通车厢客流监测、高速铁路客流监测、景区门口人流量监测或者一般工作场所、休闲购物出口和入口的门禁处等地方，该系统在某些特定的工作环境，如需要统计该场所的动态人数等方面起着重要的作用，从而分析出该空间的最佳舒适区域在何处或者舒适度为多少。同时，提出了本系統变形推广使用，去解决一些精确确定人流量的场所问题的想法。

关键词：客流量；双向客流计数；矩阵按键；传感器；监测

1概述

对于目前正在运营轨道交通的城市，常常存在乘坐轨道交通很拥挤，乘坐轨道交通的舒适感大大下降。由此联系到每个车厢的空间利用率，于是创新地设计了一种新型双向客流计算系统，配合轨道交通车厢空间占用率发布系统，将各个车厢的空间定量化，引导乘客到空间较宽敞的地方乘坐。对现在各个城市运营的轨道交通进行调查，例如上海地铁6号线和重庆轨道交通2号线，仍然存在非高峰时间段部分车厢人数较少情况，适合乘客选择。在处理车厢空间占用率发布时，发现车厢的人流数是动态且没有一个准确的计数系统来进行计量，尤其是无法准确获得和区分进车厢与出车厢的人数，而常规的红外线计数、视频计数等常规的只能计数不能区别进出方向的系统，因此在使用和处理客流量实时数据上遇到了很大麻烦。

2设计目的

现行城市轨道交通的运行情况，以重庆轨道交通3号线为例，该线路的运行情况为早上上班时段和晚上下班时段非常拥挤，而当一般运行时段内，车厢的平均运行情况则是不太拥挤，或者部分车厢比较拥挤，部分车厢比较松，便设想通过设计该系统，用以计算客流，最后辅助智能显示拥挤情况，来改变城市轨道交通车厢客流量分布不均的状态，减轻现阶段轨道交通运行的压力。

目前车站通过闸机对车到站的某段时间内进出客流量结合摄像头采集人图像信息来估算整列车的乘客数，而使用摄像头采集图像识别计算每个车厢的乘客数，成本比较高，数据处理量也比较多。而通过此双向客流计算系统，并同时根据闸机得到的数据，处理分析后，便可以得到车厢空间利用率，使监测计算车厢双向客流时，不必采集大量的图像数据；同时优化计数算法，使整个过程简便经济，为乘客提供一个舒适乘坐策略。

3矩阵按键说明

由于脚板印在平面薄板上的大小是一定的，脚板进出对于矩阵按键的作用是不同的。对于进人车厢，此时脚跟处先着地，触发第一个按键（相对的第一个按键，当第一次踩在其他部位时，就变为实质第一个按键开始），生成相应矩阵，然后脚尖着地，触发按键相应的矩阵块，生成另外一个矩阵，然后脚板依次通完平面薄板，并产生了相应数量的矩阵。这只是人行走一只脚的情况，加之另外一只脚会重复一样的动作，也会产生相应数量的小矩阵，进而通过双足产生小矩阵的变化情况便可判断此处人的行走方向情况，并同时计人一个人流数。同样，对于离开车厢，出车门踏上平面薄板，同样触发矩阵，和进人车厢相同，产生变化的矩阵，但它们的矩阵变化方向不同，因此可通过这样区分乘客进出方向，同时计人了人流量。

经过调查研究，人从迈开脚步踩到平面，到由脚跟转向脚心的过程时间大致为1秒钟。于是我们将整个踩踏过程分成两部分：第一部分为乘客走过该平板时，位于该平面薄板的四个按键中一个或者多个被触发的过程；另一部分为，等待20ms后，确认是否按键被按下，当再次确认按键被按下的时候，触发扫描平面薄板上的按键，以纵向依次供电，横向依次监测没有个按键是否被按下。在整个过程中，将按下与未按下这两个行为，分别记为0与1，将得到统计到的矩阵，进行进一步分析处理，得到最终的结果并以此判断通过此平面薄板的乘客是进入还是离开。

4作品原理

根据人体生理结构，一般情况下人走路按照前脚跟后脚掌的顺序着地，同时身体重心前移。基于此原理，首先将压力传感器阵列进行检查是否可以反馈正常感应信号，检查合格之后将其放置于城市轨道车站站台的屏蔽门靠近轨道内侧的屏蔽门位置前后。

当列车进站时，屏蔽门打开，并开启双向客流计算系统，当人的后脚跟踩在压力传感器阵列时，传感器阵列按下，对传感器阵列信息处理成矩阵A1，并将矩阵转换成数组B1，而后系统定时器定时ST时间，并对压力传感器阵列进行第二次上电，并将第二次的矩阵信息处理成矩阵A2，并将矩阵装换成数组B2，利用算法，将前后两个数组做比较分析，得到的比较数单位化，结果为s，s的范围为0-1。根据数学计算结果，0

5结束语

此系统解决了双向监测客流人数的问题，用以监测车厢的动态变化人数，不但可以提高计量的精确度，而且可以大大降低客流监测系统成本。该系统测算的方式简单，效果也较为理想。用以车厢空间优化系统中，更加有效精确数据的采集和处理，使得其合理性与优势得以凸显，优化系统的设置研究则会得到进一步的理论数据支持。同时，该系统的研究也会提供一个新的客流监测方式的研究方向。在未来其他场景上，比如商场的店铺和学校的教室可以使用该系统，可以计算这个店铺的顾客流量和教室学生的出勤率，对于商铺店家和老师来说，有潜在的价值，而且在不采集人头或人脸信息的情况下，既可以保证人们的隐私，又可以经济划算地计算某空间范围内准确的来往人次或者人数。