專利名稱：一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置及其工作方法，屬于公交技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國民經(jīng)濟快速發(fā)展對城市交通狀況的要求不斷上升。為了保證城市交通的高 效性，迫切需要公交系統(tǒng)智能化運作，我國已經(jīng)有多處地區(qū)已經(jīng)采用了快速智能 公交系統(tǒng)(BRT)，提高了交通系統(tǒng)整體運營的有效性及公交服務(wù)水平，增加了公 共交通對出行者的吸引力。
高效性和安全性是整個快速智能公交系統(tǒng)中的重要的環(huán)節(jié)。由于該系統(tǒng)逐漸 被人民接受，相當(dāng)程度上帶來了客流量的增加，給快速公交車輛的有效調(diào)度提出 了新的考驗。同時在新形勢下，各種潛在的突發(fā)性公共安全事件也對快速公交系 統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。作為未來城市居民主要出行方式，迫切需要提高 快速公交系統(tǒng)運行的效率及安全性，這與居民生活息息相關(guān)。
目前大多數(shù)快速公交系統(tǒng)一般都是釆用GPRS通信方式與調(diào)度控制中心進行 信息交互，由于帶寬的限制，主要限于車輛位置信息及相關(guān)運行狀況的上報，在 車輛實時運行的視頻監(jiān)控信息上傳方面存在著一定程度的不足，同時在宏觀上缺 乏對乘客流量的全局性掌控，降低了系統(tǒng)調(diào)度的科學(xué)性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置及其工作 方法。
一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置，包括監(jiān)控調(diào)度中心、車載移動監(jiān)控終端和 站臺固定監(jiān)控終端，車載移動監(jiān)控終端和站臺固定監(jiān)控終端通過Internet網(wǎng)和 WiMAX網(wǎng)與監(jiān)控調(diào)度中心連接。
所述的監(jiān)控調(diào)度中心由服務(wù)器構(gòu)成，該服務(wù)器安裝有監(jiān)控調(diào)度軟件。
所述的車載移動監(jiān)控終端，包括定位信息采集模塊、監(jiān)控信息采集模塊、身 份識別模塊、信息處理模塊、駕駛信息反饋模塊、圖像顯示模塊、語音輸出模塊 及無線傳輸模塊，其中定位信息采集模塊為GPS模塊、監(jiān)控信息釆集模塊為攝像 頭及編碼器、身份識別模塊為IC卡身份識別模塊、駕駛信息反饋模塊包括信息反 饋電路和TTS語音播報模塊、圖像顯示模塊為LED顯示模塊、語音輸出模塊、無 線傳輸模塊為WiMAX模塊，上述模塊均與車載終端的信息處理模塊CPU連接， 該CPU帶有信息處理軟件。
站臺固定監(jiān)控終端，包括定位信息采集模塊、監(jiān)控信息采集模塊、信息處理 模塊及無線傳輸模塊，其中定位信息采集模塊為GPS模塊、監(jiān)控信息采集模塊為 攝像頭和編碼器、無線傳輸模塊為WiMAX模塊，上述模塊均與站臺終端的信息 處理模塊CPU連接，該CPU帶有信息處理軟件。
3所述的WiMAX網(wǎng)是一種通信網(wǎng)絡(luò)。
所述的WiMAX模塊是一種可接入WiMAX網(wǎng)并具備在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實現(xiàn)通信功能 的專用模塊。
上述快速智能公交立體監(jiān)控裝置的工作方法如下
1) 站臺固定監(jiān)控終端，隨時釆集站臺視頻監(jiān)控信息及乘客數(shù)量視頻，采集 GPS信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心；
2) 車載移動監(jiān)控終端實時采集并傳遞車內(nèi)視頻監(jiān)控信息、車輛運行相關(guān)GPS 信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心；
3) 當(dāng)公交車運行至預(yù)置站點時，相關(guān)GPS信息觸發(fā)智能報站功能，LED顯示 模塊和語音輸出模塊對站點信息或廣告信息進行提示；同時車載終端攝像頭采集 上下車人員視頻信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控 調(diào)度中心，在公交運行全程，駕駛員通過車載終端的實時信息交互功能實現(xiàn)與監(jiān) 控調(diào)度中心的信息交互；
4) 監(jiān)控調(diào)度中心的數(shù)據(jù)分析部分對所得信息幀進行分析，分別提取車載移動 監(jiān)控點和站臺固定監(jiān)控點的相關(guān)實時視頻監(jiān)控信息和GPS相關(guān)信息，同時利用軟 件分析候車乘客數(shù)量，依據(jù)不同車次乘客的數(shù)量決定某車次的派發(fā)情況，以使中 心達到立體化監(jiān)控與智能化調(diào)度的目的。
本發(fā)明基于WiMAX無線通信技術(shù)，不僅在車載終端實現(xiàn)智能報站與基于WiMAX 技術(shù)的實時監(jiān)控功能，而且在快速公交站臺實施定點監(jiān)控及客流量提取，在系統(tǒng) 數(shù)據(jù)分析調(diào)度部分實現(xiàn)公交系統(tǒng)的立體化監(jiān)控與調(diào)度。WiMAX系統(tǒng)的無線傳輸特 性，使得每個用戶終端設(shè)備可提供最大10Mbit/s的吞吐量，足夠滿足各種帶寬 需求的監(jiān)控要求并可保證視頻流的傳輸質(zhì)量，同時WiMAX的覆蓋能力完全滿足視 頻監(jiān)控點的分布特點，并且其具有非視距傳輸?shù)奶匦裕梢詽M足復(fù)雜的城市環(huán)境 中的傳輸要求，使監(jiān)控系統(tǒng)在接入層的部署更為快速、簡便、有效?；赪這AX 技術(shù)的快速智能公交立體監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)可以提高公交系統(tǒng)智能化、高效性和安全 性，為交通系統(tǒng)運行與管理提供了一種解決方案。


圖1為本發(fā)明所提供的快速智能公交立體監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)整體示意圖。
圖2為本發(fā)明中車載移動監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明中站臺固定監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)框圖。
圖4為本發(fā)明中車載移動監(jiān)控終端的軟件流程圖。
圖5為本發(fā)明中站臺固定監(jiān)控終端的軟件流程圖。
圖6為本發(fā)明中監(jiān)控調(diào)度中心的軟件流程圖。
其中，1、車載移動監(jiān)控終端，2、站臺固定監(jiān)控終端，3、 WiMAX網(wǎng)絡(luò)，4、 Internet網(wǎng)絡(luò)，5、監(jiān)控調(diào)度中心，6、攝像頭，7、編碼器，8、 GPS模塊，9、 IC 卡身份識別模塊，10、 LED顯示模塊，11、語音輸出模塊，12、 TTS語音播報模塊， 13、信息反饋電路，14、 WiMAX模塊，15、 CPU。
具體實施例方式
4下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案和工作流程做進一步的詳細描 述，但不限于此。 實施例
一種基于WiMAX技術(shù)的快速智能公交立體監(jiān)控裝置及其工作方法，如圖1
所示，包括車載移動監(jiān)控終端1，位于公交車內(nèi)部，實時采集車輛內(nèi)部信息， 包括運行狀態(tài)以及上下車乘客信息，同時釆集公交車GPS位置信息，并且在到達 預(yù)置站點時，實現(xiàn)智能報站功能，同時也可實現(xiàn)駕駛員與控制中心的信息交互，
所采集信息經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)3傳遞至Internet網(wǎng)絡(luò)4的監(jiān)控調(diào)度中心5;站臺固 定監(jiān)控終端2，位于快速公交站臺，實時站臺乘客視頻信息及客流量狀況，并將 其經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)3傳遞至Internet網(wǎng)絡(luò)4上的監(jiān)控調(diào)度中心5，解析相應(yīng)車輛 內(nèi)部監(jiān)控信息及位置信息，解析乘客流量信息，實施快速公交自動化調(diào)度。
圖2所示為車載移動監(jiān)控終端設(shè)計連接圖，攝像頭6用于采集車內(nèi)視頻，可 以包括駕駛員、乘客、車輛內(nèi)部運行信息等；所采集的模擬視頻利用編碼器7轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信息，也可釆用內(nèi)置編碼器的數(shù)字?jǐn)z像頭；車輛運行位置、時間、速度 等信息，由GPS模塊8提取；乘客身份識別信息可由IC卡身份識別模塊9提取， 并實現(xiàn)計費功能；智能公交報站信息可由LED顯示模塊10及語音輸出模塊11完 成，用于提示相關(guān)站點文字和語音信息，相關(guān)廣告信息等；監(jiān)控調(diào)度中心5對于 駕駛員的指令信息可由TTS語音播報模塊12實現(xiàn)；駕駛員對監(jiān)控調(diào)度中心5的反 饋可由信息反饋電路13實現(xiàn)，此部分功能可由鍵盤或語音模塊完成；WiMAX模塊 14用于接入WiMAX網(wǎng)絡(luò)，并進行采集信息的傳輸；CPU15完成核心控制及判斷功 能，此處采用但不局限于ARM7系列S3C44B0芯片。
圖3所示為站臺固定監(jiān)控終端設(shè)計連接圖，攝像頭6用于采集站臺環(huán)境和客 流量視頻；所采集模擬視頻利用編碼器7轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，也可采用內(nèi)置編碼器 的數(shù)字?jǐn)z像頭；站臺固定監(jiān)控點位置、時間等信息，由GPS模塊8提??；WiMAX 模塊14用于接入WiMAX網(wǎng)絡(luò)，并進行采集信息的傳輸；CPU15完成核心控制及判 斷功能，此處采用但不局限于ARM系列S3C44B0芯片。
圖4所示為車載移動監(jiān)控終端工作方法流程圖，以一次報站過程為例，當(dāng)公 交車輛到達預(yù)置站點時，觸發(fā)相應(yīng)報站功能，進行站點或廣告信息的語音及圖像 提示，同時駕駛員與監(jiān)控調(diào)度中心實現(xiàn)調(diào)度信息交互。添加車載監(jiān)控點代碼至信 息幀頭，同時實時采集車輛GPS信息、上下車人員視頻信息及車內(nèi)視頻監(jiān)控信息 構(gòu)成信息幀，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)上傳。其中視頻監(jiān)控信息及調(diào)度信息的交互可貫穿 車輛運行全程。
圖5所示為站臺固定監(jiān)控終端工作方法流程圖，以某時刻站臺內(nèi)信息釆集及 上傳過程為例，添加站臺固定監(jiān)控點代碼至信息幀頭，同時實時釆集站臺視頻信 息及相關(guān)GPS信息構(gòu)成信息幀，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)上傳。
圖6所示為數(shù)據(jù)分析調(diào)度部分工作方法流程圖，信息傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心后， 對信息幀頭進行甄別，分別進行車載移動監(jiān)控點和站臺固定監(jiān)控點的視頻信息和 GPS相關(guān)信息提取并顯示，對站臺客流量信息進行識別和智能統(tǒng)計，從視頻流中提取每幀圖像，使用前N幀初始化背景建模。背景建模完成后，將提取的當(dāng)前幀 減去背景，得到前景，即圖像中運動的部分。同時使用當(dāng)前幀對背景進行更新。 將得到的前景二值化后，進行連通區(qū)域的分割，可以得到當(dāng)前幀內(nèi)的乘客大體數(shù) 目，以供分析和車輛調(diào)度。
上述快速智能公交立體監(jiān)控裝置的軟件流程圖如圖4、圖5和圖6所示，工
作方法如下
1) 站臺固定監(jiān)控終端，隨時采集站臺視頻監(jiān)控信息及乘客數(shù)量視頻，采集
GPS信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心；
2) 車載移動監(jiān)控終端實時采集并傳遞車內(nèi)視頻監(jiān)控信息、車輛運行相關(guān)GPS 信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心；
3) 當(dāng)公交車運行至預(yù)置站點時，相關(guān)GPS信息觸發(fā)智能報站功能，LED顯示 模塊和語音輸出模塊對站點信息或廣告信息進行提示；同時車載終端攝像頭采集 上下車人員視頻信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控
調(diào)度中心，在公交運行全程，駕駛員通過車載終端的實時信息交互功能實現(xiàn)與監(jiān) 控調(diào)度中心的信息交互；
4) 監(jiān)控調(diào)度中心的數(shù)據(jù)分析部分對所得信息幀進行分析，分別提取車載移動 監(jiān)控點和站臺固定監(jiān)控點的相關(guān)實時視頻監(jiān)控信息和GPS相關(guān)信息，同時利用軟 件分析候車乘客數(shù)量，依據(jù)不同車次乘客的數(shù)量決定某車次的派發(fā)情況，以使中 心達到立體化監(jiān)控與智能化調(diào)度的目的。
權(quán)利要求
1、一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置，其特征在于，包括監(jiān)控調(diào)度中心、車載移動監(jiān)控終端和站臺固定監(jiān)控終端，車載移動監(jiān)控終端和站臺固定監(jiān)控終端通過Internet網(wǎng)和WiMAX網(wǎng)與監(jiān)控調(diào)度中心連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置，其特征在于，所述 的監(jiān)控調(diào)度中心由服務(wù)器構(gòu)成，該服務(wù)器安裝有監(jiān)控調(diào)度軟件。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置，其特征在于，所述 的車載移動監(jiān)控終端，包括定位信息采集模塊、監(jiān)控信息采集模塊、身份識別模 塊、信息處理模塊、駕駛信息反饋模塊、圖像顯示模塊、語音輸出模塊及無線傳 輸模塊，其中定位信息采集模塊為GPS模塊、監(jiān)控信息采集模塊為攝像頭及編碼 器、身份識別模塊為IC卡身份識別模塊、駕駛信息反饋模塊包括信息反饋電路和 TTS語音播報模塊、圖像顯示模塊為LED顯示模塊、語音輸出模塊、無線傳輸模 塊為WiMAX模塊，上述模塊均與車載終端的信息處理模塊CPU連接，該CPU 帶有信息處理軟件。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置，其特征在于，站臺 固定監(jiān)控終端，包括定位信息采集模塊、監(jiān)控信息采集模塊、信息處理模塊及無 線傳輸模塊，其中定位信息采集模塊為GPS模塊、監(jiān)控信息采集模塊為攝像頭和 編碼器、無線傳輸模塊為WiMAX模塊，上述模塊均與站臺終端的信息處理模塊 CPU連接，該CPU帶有信息處理軟件。
5、 一種權(quán)利要求1所述的快速智能公交立體監(jiān)控裝置的工作方法，其特征在 于，工作方法如下-1) 站臺固定監(jiān)控終端，隨時采集站臺視頻監(jiān)控信息及乘客數(shù)量視頻，采集 GPS信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心；2) 車載移動監(jiān)控終端實時采集并傳遞車內(nèi)視頻監(jiān)控信息、車輛運行相關(guān)GPS 信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至監(jiān)控調(diào)度中心；3) 當(dāng)公交車運行至預(yù)置站點時，相關(guān)GPS信息觸發(fā)智能報站功能，LED顯 示模塊和語音輸出模塊對站點信息或廣告信息進行提示；同時車載終端攝像頭釆 集上下車人員視頻信息，對信息幀添加標(biāo)志頭并打包，經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳遞至 監(jiān)控調(diào)度中心，在公交運行全程，駕駛員通過車載終端的實時信息交互功能實現(xiàn) 與監(jiān)控調(diào)度中心的信息交互；4) 監(jiān)控調(diào)度中心的數(shù)據(jù)分析部分對所得信息幀進行分析，分別提取車載移動 監(jiān)控點和站臺固定監(jiān)控點的相關(guān)實時視頻監(jiān)控信息和GPS相關(guān)信息，同時利用軟 件分析候車乘客數(shù)量，依據(jù)不同車次乘客的數(shù)量決定某車次的派發(fā)情況，以使中心達到立體化監(jiān)控與智能化調(diào)度的目的。
全文摘要
一種快速智能公交立體監(jiān)控裝置及其工作方法，屬于公交技術(shù)領(lǐng)域。裝置包括監(jiān)控調(diào)度中心、車載移動監(jiān)控終端和站臺固定監(jiān)控終端，車載移動監(jiān)控終端和站臺固定監(jiān)控終端通過Internet網(wǎng)和WiMAX網(wǎng)與監(jiān)控調(diào)度中心連接。方法包括設(shè)定車載移動監(jiān)控終端和站臺固定監(jiān)控終端，實時采集并基于WiMAX網(wǎng)絡(luò)傳輸公交車內(nèi)部視頻信息、站臺環(huán)境及候車乘客視頻信息及相關(guān)GPS信息，車載移動監(jiān)控終端同時實現(xiàn)智能報站及調(diào)度信息交互功能。利用本發(fā)明實現(xiàn)的立體化監(jiān)控與調(diào)度，不僅能提高公交車運行的安全性和報站智能化，還可以提高控制中心對乘客數(shù)量的實時掌握，依據(jù)客流量進行快速公交車輛的調(diào)配，為快速公交系統(tǒng)的自動化、安全化運行與管理提供解決方案和支持手段。
文檔編號G08G1/00GK101465055SQ20091001385
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者王永志, 凱 秦, 邢建平, 鄭延民, 陳立靜 申請人:山東大學(xué)