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基于4G基站的公交車上人數統計方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410179511.4

申請日:

2014.04.30

公開號:

CN103955977A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):G07C 9/00申請公布日:20140730|||實質審查的生效IPC(主分類):G07C 9/00申請日:20140430|||公開
IPC分類號: G07C9/00 主分類號: G07C9/00
申請人: 復旦大學
發明人: 陸起涌; 呂愿愿; 鄧永莉; 劉鵬; 盧潭城
地址: 200433 上海市楊浦區邯鄲路220號
優先權:
專利代理機構: 上海正旦專利代理有限公司 31200 代理人: 陸飛;王潔平
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410179511.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.12.07|||2014.12.03|||2014.07.30

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于智能交通以及手機基站通信技術領域,具體為一種基于4G基站的公交車上人數統計方法。本發明通過統計位于車載4G手機基站覆蓋范圍內的手機數目實現人數的統計,包括以下步驟:①在公交車上搭載4G手機基站,用于捕獲其覆蓋范圍內的移動設備ID;②公交調度中心獲取基站信息數據,在公交車進入穩定行駛階段時,通過對4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備的數目進行數據處理,對某一時刻該公交車上的人數以及某一站點處上下車乘客的數目進行統計。本發明具有自動識別、判斷與統計的特點,并且可以實時獲取公交車的運行狀況。

權利要求書

權利要求書
1.   一種基于4G基站的公交車上人數統計方法,其特征在于,通過統計4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備的數目來估算車上人數;具體步驟如下:
在公交車上搭載4G手機基站,4G手機基站直接與4G網絡相連,用于捕獲其覆蓋范圍內的移動設備ID;
公交調度中心獲取基站信息數據,在公交車進入穩定行駛階段時,通過對4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備的數目進行數據處理,對某一時刻該公交車上的人數以及某一站點處上下車乘客的數目進行統計;其中所述數據處理包括判斷移動設備是否處于被測公交車上、判斷移動設備的狀態以及對某一時刻被測公交車上移動設備的總數、增加的移動設備數目和減少的移動設備數目進行統計三個部分;其中:
所述判斷移動設備是否處于被測公交車上,是通過判斷在基站監測中心監測該移動設備對應的標識號ID是否在一定的時間內穩定存在于車載4G手機基站覆蓋范圍內來進行;其中,穩定存在的設備ID的提取采用集合相與的算法實現;所述穩定存在即公交調度中心從基站信息中心多次獲得的移動設備ID集合中,該ID號在該時間段內始終存在;
所述判斷移動設備的狀態的方法如下:該移動設備剛進入公交車,即“從無到有”;一直在公交車上,即“狀態不變”;設備剛離開公交車,即“從有到無”;通過統計“從無到有”的數目獲得某一站點新上車乘客數目,通過統計“從有到無”的數目獲得某一站點下車乘客數目;具體的所述移動設備的狀態,即通過獲得到達某一站牌前后公交車上所有設備的ID集合A、B,并對這兩個集合進行集合的相對補集的進行運算獲得;A-B即為處于“從有到無”狀態的設備ID集合,B-A即為處于“從無到有”狀態的設備ID集合。

2.   根據權利要求1所述的公交車上人數統計方法,其特征在于,所述4G手機基站包含三個移動通信服務商:中國移動、中國聯通以及中國電信,用于覆蓋使用不同運營商業務的手機;其兼容所有已有的移動通信協議。

說明書

說明書基于4G基站的公交車上人數統計方法
技術領域
本發明屬于智能交通以及手機基站通信技術領域,具體涉及一種基于4G基站的公交車上人數統計方法。利用4G基站捕捉其覆蓋范圍內的移動設備數目來估計公交車上的乘客數目。
背景技術
智能交通(ITS,Intelligent Transportation System)是物聯網技術的一種,也是未來交通系統的發展方向。它將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術以及計算機技術融合運用于交通管理系統,可以監管交通狀況,避免資源浪費,保證交通安全,提高運輸效率。而在智能交通系統中,對公交車上的客流量進行實時統計,對于獲取公交車狀態,合理安排收發車計劃,提高工作效率與服務質量具有重要的意義。
針對公交車上客流量統計的問題,目前的技術有:
 基于計算機視覺的處理方法:該方法主要通過視頻監測獲取圖像或者視頻信息,再運用圖像處理的方法對公交車上人數進行統計。統計方法主要包括對人體的計數或者對人頭的分辨計數 。該方法雖然在一定程度上可以統計出客流量,但當公交車上擁擠不堪或者車上乘客處于運動狀態時進行人頭識別或者人體識別計數會產生很大的誤差,且實時性不佳。
 在車門處安裝一定的傳感元件感應經過車門的人體信號并轉化成電信號進行計數,如利用壓力傳感器、人體紅外傳感器、紅外光電開光等等。該方法缺陷很多,如兩人同時踩在傳感器上或者同時通過紅外傳感器時會誤判為一個人;當人體進行上下車時會判錯;當人體跨過傳感器時會發生漏判;有重物時將發生誤判,并且傳感器裝載在車上經過顛簸踩壓等等會造成傳感器損壞,使計數發生錯誤。
 使用公交IC卡進行統計。該方法主要通過統計上車乘客刷卡的次數間接獲得車上人數。該方法得主要缺點在于公交卡的普及程度以及使用程度對計數造成很大的影響,并且智能化程度較低。
總之,人體高度、重量、運動速度、上下車門、在車門處徘徊的時間,以及公交車上環境的不同都會造成上述方法在客流統計上的誤判,給公交車上的客流統計帶來很大的困難。
隨著無線通信技術的快速發展,第四代移動通信技術(簡稱4G)也迅速發展起來。相比于2G、3G,4G通信技術具有極大的優勢,未來必將成為移動通信領域的熱點。其優勢主要體現在:
數據傳輸速率高。4G移動通信技術的最大傳輸速率可以達到100Mbit/s,這是3G速率的50倍,是傳統移動通信速率的10000倍;
智能化水平高。4G移動通信技術幾乎可以滿足各類人群的各種需求,為用戶搭建一個完整的智能化的應用平臺;
 兼容性強。4G通信的兼容性很強,可以滿足不同移動終端、不同地區和地域以及全球漫游等情況下的通信需要;
 信號傳輸的穩定性高。4G通信技術的高性能和優質化應用能夠始終保持信號傳輸的穩定性,同時提供高頻率、高效率的通信;
 通信費用較低。由于技術的智能化和應用多元化,4G通信的費用相比于3G有所下降,有利于4G技術的普及。
我國在2013年12月正式頒發了4G運營的牌照,隨著4G技術的發展,隨之而來的4G芯片、手機等終端設備也迅速發展起來,未來4G移動通信將深入人們生活的方方面面。
綜上所述,4G憑借其巨大的技術優勢和普及速率必將成為未來無線通信的主流,為本發明使用車載4G基站進行公交車人數統計的奠定了堅實的基礎。
發明內容 
鑒于現有各種人數統計方法中存在的問題,本發明的目的在于提供一種簡單、穩定、的公交車客流量統計方法。其受人體高度、重量、運動速度、上下車門、在車門處徘徊的時間等的影響較小,其通過統計公交車上移動設備的數目及狀態變化間接得出公交車上人數以及某一站點上下車人數,能有效實現準確、快速、實時的統計。
本發明提供的一種基于4G基站的公交車上人數統計方法,其通過統計4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備的數目來達到估算車上人數統計的目的;具體步驟如下:
在公交車上搭載4G手機基站,4G手機基站直接與4G網絡相連,用于捕獲其覆蓋范圍內的移動設備ID;
公交調度中心獲取基站信息數據,在公交車進入穩定行駛階段時,通過對4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備的數目進行數據處理,對某一時刻該公交車上的人數以及某一站點處上下車乘客的數目進行統計;其中所述數據處理包括判斷移動設備是否處于被測公交車上、判斷移動設備的狀態以及對某一時刻被測公交車上移動設備的總數、增加的移動設備數目和減少的移動設備數目進行統計三個部分;其中:
所述判斷移動設備是否處于被測公交車上的方法是通過在基站監測中心監測該移動設備對應的標識號ID是否在一定的時間內穩定存在于車載4G手機基站覆蓋范圍內來進行判斷;其通過采用集合相與的算法實現穩定存在的設備ID的提取;所述穩定存在即公交調度中心從基站信息中心多次獲得的移動設備ID集合中,該ID號在該時間段內始終存在;該方法的運用可以有效地提高統計的精度,避免車外移動設備對客流量統計結果的影響。
所述判斷移動設備的狀態的方法如下:該移動設備剛進入公交車,即“從無到有”,即該設備的ID在上一次統計時不在4G手機基站覆蓋范圍內,而本此統計穩定存在于4G手機基站覆蓋范圍內,為“1”狀態;
一直在公交車上,即“狀態不變”即兩次統計時該移動設備的ID均穩定存在于4G手機基站覆蓋范圍內,為“0”狀態;
設備剛離開公交車,即“從有到無”,即前一次統計時穩定存在于4G手機基站覆蓋范圍內而本次統計不存在,為“11”狀態;
其通過統計“從無到有”的數目獲得某一站點新上車乘客數目,通過統計“從有到無”的數目獲得某一站點下車乘客數目;
具體的所述移動設備的狀態,即通過獲得到達某一站牌前后公交車上所有設備的ID集合A、B,并對這兩個集合進行集合的相對補集的進行運算獲得;A-B即為處于“從有到無”狀態的設備ID集合,B-A即為處于“從無到有”狀態的設備ID集合。
本發明中,所述4G手機基站是一種基站終端設備,該設備直接與4G網絡相連,是一種小型、便攜式的車載4G通訊基站,不需要任何設置,覆蓋范圍較小,易于安裝使用。,4G基站主要用于捕捉在其覆蓋范圍內的移動設備。所述4G手機基站包含三個移動通信服務商:中國移動、中國聯通以及中國電信,用于覆蓋使用不同運營商業務的手機;其兼容所有已有的移動通信協議,包括:GSM、CDMA、TDS-CDMA、WCDMA、CDMA2000等。
本發明中公交調度中心根據得到的數據判斷公交車所在的位置以及公交車現在的負荷,并根據以往的歷史數據做出合適的車輛調度決策,對于緩解交通壓力,避免資源浪費,優化資源分配具有重要意義。本發明的優點在于動態監測與實時監測性強,只要移動設備終端處在車載4G手機基站覆蓋范圍內,其就可以被檢測到,不會發生漏檢或重檢。 
附圖說明
 圖1:基于4G基站的公交車人數統計方法示意圖。
圖2:示例說明示意圖。
圖3:公交車上總人數統計流程圖。
圖4:某站點處上下車人數統計流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的技術方案做詳細說明。
圖1為基于4G基站的公交車人數統計方法示意圖,圖2為基于4G基站獲取公交車客流量的輔助示意圖,圖3為利用獲得的4G基站信息進行公交乘上總人數判斷的流程圖,圖4為獲得某一站點處上下車人數的流程圖。結合圖1、圖2、圖3和圖4說明如下。
由圖1可知基于4G基站的公交車人數統計方法主要包括三個步驟:首先,車載4G手機基站獲取其覆蓋范圍內的移動設備數據;然后,公交調度中心分別獲取公交車上移動、聯通、電信4G手機基站信息并進行計算處理;最后將從三個運營商那里得到的數據進行統計得出公交車上總人數及一個站點處上下車人數。
在公交車上搭載4G手機基站時,要在車內不同地方安裝調試,找出最佳的位置,所謂最佳位置,就是使車上任何地方都能被所述的三個4G手機基站覆蓋到,并且三個4G手機基站之間相互的干擾最小。
如圖2所示,設公交車于t1時刻經過甲站牌, t2時刻到達乙站牌。以公交車在甲乙兩站牌間行駛時統計車上手機數目為例對該方法的具體實施步驟進行說明。由于公交車上的4G手機基站覆蓋范圍可能會延伸到公交車外,在公交車行駛過程中或者在站牌處等待乘客上下車的過程中肯定也會獲得不在公交車上的移動設備ID,對統計的結果造成影響。所以,為了減少外界因素對統計結果的影響,本發明規定進行數據的統計與處理的時刻均是在公交車進入穩定行駛階段時進行,即圖中的t1-t2 時間段。
結合圖3具體說明基于移動4G基站的公交車上甲乙兩站之間總人數的具體統計方法如下,聯通與電信4G手機基站進行甲乙兩站之間總人數統計方法與之類似。
對統計系統進行初始化。初始化主要包括記錄上一次統計結果并將計數器清零,確定本次統計的時間以及此時公交車的位置信息;
公交調度中心從信息中心獲取t1 時刻4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備ID,記為信息集合I0并儲存記錄;
設在該時間段內進行n次移動設備ID的獲取。分別在時刻,k=1,2…n時刻獲得4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備ID,分別記為信息集合Ik; 
對、步驟中獲得的信息集合做與運算,提取所有集合中相同的設備ID得集合I,即:

其中,k=1,2,…,n;     
對集合I中包含的元素個數進行統計,所得數目即可認為是甲乙兩站運行期間公交車上的移動手機數目,即使用移動業務的乘客數目;
用與上面所述相同的方法獲得聯通4G手機基站覆蓋范圍內的聯通手機數目以及電信4G手機基站覆蓋范圍內的電信手機數目,并將獲得的移動、聯通、電信手機數目相加,即可得公交車上總人數。
同理,下面結合圖4,以對圖2中所示的乙站牌處的上下車人數統計為例,說明獲取某一站上下車人數的統計方法(這里也有點難理解)。假設乙站的后一站為丙站。
根據上述獲得甲乙兩站之間公交車上總人數的方法獲取公交車在甲乙兩站之間運行的過程中穩定存在于公交車上三個4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備ID集合,記為A;
同理,根據上述獲得相鄰兩站之間公交車上總人數的方法獲取公交車在乙丙兩站之間運行的過程中穩定存在于公交車上三個4G手機基站覆蓋范圍內的移動設備ID集合,記為B;
由分析可知,集合A-B即為到達乙站牌之前在公交車上而之后不在公交車上的移動設備ID,即處于前面所述“11”狀態的移動設備,也就是乙站牌處下車的乘客所持有的移動設備ID集合;同理,B-A即為處于“1”狀態即乙站牌處上車的乘客所持有的移動設備ID集合; 
分別統計出集合A-B與集合B-A中元素的個數即可得到乙站牌處的上、下車人數。

關 鍵 詞:
基于 基站 公交 車上 人數 統計 方法
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