地铁站台导航系统

摘 要：在地铁站台候车时，因为乘客无法了解下一班列车车厢内的情况，在乘客上车以后，列车车厢内会产生人数分布不均匀的现象。针对这一问题，本作品可以利用地铁车厢内自带的摄像头来捕捉下一辆列车的客流分布情况，并且综合目前站台排队情况的信息，通过在地铁站台每个候车门上加装一个导航指示灯的方式，来引导乘客去较空的车厢进行候车。

关键词：导航；地铁交通；排队；图像处理

1 作品介绍

目前一些热门区域如医院、地铁站台或食堂常常存在拥挤现象。这一现象经常是由大量人员排队引起的。目前这些地方排队情况是，排队人员只能根据目测队列人数多少来选择排队，这样会造成很大的误差，特别当队列很多的时候，并不能掌握整体的情况。例如地铁站台内的候车，乘客并不知道下一列进站列车车内人数的分布情况，只能大概估计站台上的排队人数进行选择，这样就会造成整体客流分布的不均匀性，导致乘客坐车舒适度的下降，相对地也降低了一定的地铁运能。

我们对上海轨道交通七号线大场镇、行知路、新村路、镇坪路四个站台做了调查。图1所示是其四个站台的排队人数分布情况。结果表明，对于同一列车，不同车厢人数分布是不均匀的。以大场镇为例子，对于同一辆列车，最多的车厢里面有15个人，而最少的车厢只有7个人。从这个统计图中可以说明，单纯根据站台候车队列进行排队，这样的方式是不科学的。

鉴于此，本设计将整体的候车信息用一张地铁总体分布图来表示，分别在地铁的分道口、下行电梯口处显示，来引导乘客选择合适的通道进入站台，以达到分流的作用。

同时，这一信息还将通过网站或者手机软件的形式实时，让每一名乘客在出门时可以查询指定地铁站目前拥挤程度或者某一时刻的历史拥挤程度，来规划自己的出行。

通过在这些拥挤的排队区域设置图像采集系统来获取区域内的情况，可将图像信息传输给信号处理系统，分析比较不同区域的情况后，将控制信号传输给导航显示系统，以引导人员选择相对空闲的队列进行排队。利用本作品给排队人员提供一个指引，对人员进行分流，使其充分利用空间资源，防止出现某些区域很空，而某些区域很挤的情况。同时也避免因为拥挤而出现的事故。

综合站台的候车信息，本设计给出了一整套完善的地铁导航系统，分别为：

（1）利用地铁车厢内自带的摄像头，捕捉下一辆列车的客流分布情况，并且综合目前站台排队情况的信息，通过在地铁站台每个候车门上加装一个导航指示灯的方式，引导乘客去较空的车厢进行候车。图2所示是利用地铁车厢内自带的摄像头来捕捉下一辆列车的客流分布情况。

（2）将整体的候车信息用一张地铁总体分布图来表示，分别在地铁的分道口、下行电梯口处显示，来引导乘客选择合适的通道进入站台，以达到分流的作用。图3就是利用地铁总体分布图来分流的方式图。

（3）将不同站台不同时刻的车厢内以及候车信息通过网站或者手机软件的形式实时，让每一名乘客在出门时可以查询指定地铁站目前拥挤程度或者某一时刻的历史拥挤程度，来规划自己的出行。图4所示就通过网站或者手机软件的分流方式图。

2 技术原理功能

本作品由图像采集系统、信息处理系统、导航显示系统和网络信息交互系统四个部分组成。图像采集系统与信息处理系统是连接在一起的，处理完的信息通过导航显示系统来反馈给排队人员。

2.1 图像采集系统

图像采集系统主要记录区域人口分布情况，以图像作为信息格式。通过信息处理系统对图像进行处理并输出区域人数，分析比较后通过导航显示系统告知人员相应区域的占空密度，并引导人流去相应区域。图像采集系统可以利用光学成像技术或遥感技术，对采集到动态图像直接处理，由系统输出相应区域人数；或者对动态图像设置定时截图，再对静态图像进行处理后输出对应区域的人数。两种模式最终都是把人数信息实时传输给信息处理系统。

2.2 信息处理系统

信息处理系统主要是可以对图像处理以后的信号进行分析，达到如下目的：判断相应区域的人数是属于拥挤、适中还是空闲状态，并且输出相应区域人数信息给导航显示系统，同时比较不同区域人数，并将比较结果通过电信号传送给导航显示系统。

2.3 导航显示系统

导航显示系统主要用于显示信息来引导乘客候车。显示的信息包括每个区域的人数、每个区域的占空密度、较空区域的位置，并分别用显示屏和指示灯在相应区域显示。

2.4 网络信息交互系统

网络信息交互系统是指通过网站或者手机软件显示目前指定区域的人员占空密度信息，或者显示某指定时间某区域的人员占空密度信息。

3 作品创新点和应用市场前景分析

本作品创新点在于极大地改变了以后人们的日常交通排队方式，从传统意义上的按候车队列人数多少来候车，到将来根据下一辆列车的实际情况智能化候车。同时，通过手机软件形式，可以使得人们能远程了解到当前或者是某个时刻的地铁车厢的拥挤情况，从而更合理地选择自己的出行方式。

本作品能在很广泛的范围内得到应用。像一些热门区域如医院、地铁站台或食堂常常存在拥挤现象，这一现象经常是由大量人员排队引起的。而目前这些地方排队情况是，排队人员只能根据目测队列人数多少来选择排队，这样就会造成很大的误差，特别当队列很多的时候，并不能掌握整体的情况。通过我们这个导航系统，能很好解决排队人员分布不均匀的问题。通过显示指引灯告知人员相应区域的占空密度，对人流起到引导的作用，充分利用空间资源。

根据整个系统的应用范围，本作品的市场主要是在地铁、医院、食堂、售票点、游乐园等这些人流密度大的地方，这些地方通常都装有摄像头，所以无需增加一些别的大型硬件，只需结合我们的程序，加装几个指示灯即可实现人流的智能化导航，为人们的出行、就医、娱乐带来很大方便。