基于多源监控信息感知的综合交通枢纽运行状况实时评价研究

1、基于多源监控信息感知的综合交通枢纽运行状况实时评价研究 摘 要：为实现对综合交通枢纽运行状态的实时自动的智能化评价，实时掌握枢纽内部乘客交通运行状态，本文利用多源的智能化监控信息自动采集提取技术，自动化的获取枢纽内部的运行状态信息和数据，并以此为基础从规模适应性、安全性、经济性、舒适性、环境质量等五个方面选取指标，建立了一套基于多源监控信息的枢纽运行状况评价指标体系，利用物元分析原理建立了综合交通枢纽运行状况实时评价模型，通过在实际工程中的应用表明该方法具有较强的可操作性。 关键词：智能监控；实时评价；评价指标体系；物元分析 中图分类号： u491 文献标识码： a 文章编号： 一、引言 城市

2、综合交通枢纽是城市交通网络中的重要节点，是连接人们各种交通出行的纽带，是交通出行链的重要环节1。实时掌握枢纽内部乘客交通运行状态，及时发现异常事件，确保综合交通枢纽高效、安全的运行具有重大意义2。国内外学者对于综合交通枢纽的运行状况评价都做过很多的研究3-10，根据评价服务面向的目标可分为行人、设计者、运营者，根据可采取的数据种类方法可分为静态数据、仿真数据和实际检测数据。然后静态数据和仿真数据不能放映枢纽的实时运行状况，不能实现对枢纽的自动化管理和实时动态评价。 随着科技技术的进步和交通枢纽规模的不断增大，建设智能化的综合交通枢纽监控系统，提升综合交通枢纽监测与管理智能化水平已成为管理综合交

3、通枢纽的发展趋势11-12。因此本文基于多源的智能化监控信息自动采集提取技术，自动化的获取枢纽内部的运行状态信息和数据，并以此为基础从规模适应性、安全性、经济性、舒适性、环境质量等五个方面选取指标，建立了一套基于多源监控信息的枢纽运行状况评价指标体系，接着利用物元分析原理13-14及变异系数法对枢纽的运行状态进行实时自动的智能化评价，最后利用实例分析验证了该方法的实用性。利用该评价方法，通过预警技术可实现对枢纽的实时监控预警，保证枢纽运行的安全高效。 二、多源监控信息采集提取技术 目前枢纽交通监控信息的自动采集技术主要有传感器技术、视频、射频（或短程通信）、蓝牙、手机sim卡技术等来进行行人交

4、通流特征、行人定位、到发车辆信息及事件信息检测。不同的采集技术适应于枢纽内部不同的数据采集需求，目前采用多种采集方式相结合的多源监控信息采集，以实现对枢纽交通状态的全方位的感知是交通信息采集部分发展的趋势。 1、基于传感器的信息采集 新近发展起来的基于传感器的行人交通信息采集装置主要有激光探测和红外探测两大类。主要用于客流检测。激光检测技术属于非接触检测技术，是利用激光扫描成像的原理，通过对行人进行扫描，采集到行人的数量、速度和方向等数据。红外检测器是利用被检测物对红外线光束的遮挡或反射，通过同步回路电路检测物体的存在。被测物体不局限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。检测中，光电开关将输

5、入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 2、基于视频的信息采集 视频采集属非接触式的检测方法，是利用视频、计算机以及现代通信等技术，实现对交通动态信息的采集。视频检测技术是目前发展较快的一种检测方式，该检测方式的检测功能较强大，可以实现多参数检测，主要包括人流密度、人流流量和异常事件、机动车状态等四大类信息进行自动采集。 3、基于射频技术的信息采集 rfid（radio frequency id）射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频技术适用于以下信

6、息的采集： （1）行人定位：利用rfid可以追踪行人运动轨迹信息，记录人员到达指定位置的时间，综合分析这些轨迹数据，可以定量描述人员在区域活动的多种规律，如：路径选择、滞留时间、通过主要交通设施的时间和行走速度等。 （2）身份识别：通过rfid技术可以进行身份识别，在枢纽内部部分禁止行人进入或者指定工作人员进入的场所。 （3）换乘信息感知：通过将rfid芯片内置于公交ic卡中，可快速定位枢纽乘客行走轨迹，感知枢纽换乘乘客运行轨迹，流量等信息。 （4）车辆定位和到发车感知：通过rfid技术实现对枢纽内部车辆定位与跟踪，准确、及时、可靠地获得列车的位置信息，以判断其距前方列车尾部或者枢纽站的距离，

7、从而提前感知列车的到发站时间，通过控制技术来实现枢纽内部协同换乘等。 （5）枢纽环境信息感知：通过rfid技术实现对环境、气候和通风条件等因素的变化的实时感知，通过设置温度、湿度、通风等无线感知标签，采集和传送相应的数据至枢纽控制中心，达到实时的监控。 4、基于蓝牙技术的信息采集 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。蓝牙技术通过点对点的点位技术，对枢纽内部的行人进行实时定位，可以保证较高的数据传输速率，同时也可以降低其他无线通信设备的干扰。蓝牙技术同时也以轻、小、薄为目标，能将蓝牙技术整合

8、在单芯片中，达到低功耗、低成本的目的。 5、基于手机sim卡信息采集 手机sim卡信息采集技术是指利用处于待机状态的手机通过基站（base station bs）与无线通信网络保持联系，无线通信网络对手机所处的位置区(location area)信息进行记录，在用户拨打电话和接听电话时根据所记录的位置区信息可通过呼叫路由选择找到手机，建立通话连接，位置信息都以数据库的形式存储在来访用户位置寄存器(vrl)中。利用手机被动定位（cell-id定位法）产生的信令数据，通过分析枢纽乘客在地铁系统内部的手机信令数据，研究乘客出行规律，实现乘客出行路径及换乘的精确识别。 三、不同监控节点可获取信息及适用

9、的监测技术 对枢纽进行全方面的监控需要在枢纽不同区域布设相应的监控设备，本文将枢纽内布设监控设备的地点成为监控节点。不同监控节点的设施种类、功能定位、客流特性不同，对要检测的信息需求种类不同，因此监测设备的布局方法和种类不相同。本文考虑不同类型行人设施的行人交通流特性以及行人活动目的及监测需求的不同，将综合交通枢纽内部的监控节点分为以下五类，每类节点可采取的信息和适用的监控技术如下所示： （1）行人步行类设施是提供客流步行的最主要场所，各个设施都有相应的最大通行能力，易受到大客流的冲击而产生常发性拥挤，监测该类设施的主要信息种类为交通流三要素：密度、流量、速度。步行类设施的行人事件多为异常奔跑、非法逆行、打架斗殴等，突发交通拥挤，可采取视频自动识别技术采集相关事件信息。对于起换乘作用的步行类设施，还需要采集乘客换乘信息，建议可采取射频技术与ic卡结合或手机sim卡信息采集技术采集换乘信息。 （2）衔接类设施为综合交通枢纽的出入口、楼梯与自动扶梯的登降区等