一种检票闸机通行逻辑控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种检票闸机通行逻辑控制系统及方法。本发明专利技术在闸机通道的前方一定距离范围内设置以压力传感为实现方式的通行状态检测区，并结合闸机闸门安装的红外线光幕，预测计算当前行人的通行速度和通行状态，并根据通行速度和通行状态自适应调节闸机从打开到关闭的时间区间，实现了通行时间长度的按需分配，相比采用固定时间区间的通行逻辑控制来说，降低了平均通行时长；对于行动迟缓、携带行李或引领儿童等情形，基于预测的通行速度和通行状态，延长闸机从打开到关闭的时间区间，一方面降低了安全风险，另一方面避免了闸机反复开关或提前关闭所造成的通行延误；通过对通行状态的有效识别，可以避免误报警发生，并且对于识别出来的尾随闯关等行为能够进行有效警示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公共通行设施领域，尤其涉及一种检票闸机通行逻辑控制系统及方法。
技术介绍
检票闸机是在地铁站点、公园大门、剧场入口、门岗出入等场所中常用的公共通行设施。如图1所示，全自动式检票闸机一般具有闸门101以及可回缩和展开的拦阻器102，闸机打开时拦阻器处于回缩状态，闸门敞开，行人可从中通行；而当闸机关闭时拦阻器展开，从而封闭闸门；拦阻器一般采用高强度工程塑料、有机玻璃、金属等材质。相比于采用单辊或三辊拦阻器的半自动式检票闸机，此种全自动检票闸机通行效率更高、行人通过更加方便，安全性也更好。为了保障行人的人身安全、发挥闸机的票务功能、维护正常的通行秩序，全自动式检票闸机需要具备通行人员检测和通行逻辑控制的功能。闸机实现通行人员检测的手段是红外感应光幕。在闸机的一侧闸门101安装一系列红外发射器103，而在其另一侧闸门与红外发射器103一对一安装一系列红外接收器104；在不受遮挡的情况下，每个红外接收器104可以收到与之相对应的红外发射器103发射的红外线；而当两侧闸门之间的空间当中存在障碍物时，至少一部分红外发射器103发射的红外线因受到遮挡而不会被对应的红外接收器104接收到，因而可以根据全部红外接收器104各自收到和未收到红外线的状态而生成通行检测信号，用于表征闸机的通行空间中是否存在行人及行人的位置(即通过全部红外线接收器的状态所确定的红外线被阻挡位置)。闸机通过通行逻辑控制器来切换打开和闭合状态、通行逻辑控制器可以实时地从全部红外接收器104获得所述通行检测信号，并根据该通行检测信号判断通行人员位置、执行通行人员计数以及实现各种报警。检票闸机的工作过程一般包括刷卡验票、闸机打开、行人通过、闸机关闭等步骤。闸机每次从打开至闭合的时间区间内，应当只允许一个行人通过；因而，闸机的该时间区间需要保持合理的时长，既要使已经验票的行人能够从容和安全地通过，又要避免因闸机打开的时间过长而带来尾随逃票行为。另外，比较先进的闸机还具有通行人员检测计数功能，在每次验票后，该功能根据所述通行检测信号，将每个红外线被阻挡位置从闸机通行空间的拦阻器外侧移动至拦阻器内侧的过程计为已通过1人次，统计在闸机打开期间已通过闸机的人数，当该人数超过已验票人数(通常为1人)，则启动闸机进行报警，这样可以防止某些人以明显快于常人的动作在闸机从打开至闭合的时间区间内进行闯关的行为，因为这种闯关行为不但造成逃票，还会给闯关者带来比较高的意外伤害风险。当然，从人身安全至上的原则出发，闸机关闭过程一旦通过所述通行检测信号监测到有行人正好滞留在会被正在展开的拦阻器夹持的位置处，不论其是因已经验票但通过闸机的行动迟缓所致，还是未验票尾随闯关所致，闸机都会立即中止本次关闭，再次切换为打开状态，随后再次进行关闭，同时，通行逻辑控制器会予以报警提示，以吸引工作人员进行人为查验和干预。城市中常见的人流高峰会给检票闸机带来巨大的通行压力。例如，据统计北京、上海、深圳等一线城市单个地铁站在上下班时段每小时进站人流量达15000人，而现有检票闸机设计的每分钟最大通行人数一般在15人至20人，即使每个地铁站设置10台闸机，其最大通行能力仍然不能满足需求。可见，在保证安全的前提下，如何提高检票闸机的通行效率，是当前亟待解决的问题。经研究发现，现有检票闸机在通行逻辑控制方面主要存在以下缺陷：首先，闸机每次验票之后打开至闭合的时间区间采用固定时长，因而不够优化，为了保证绝多数情况下通行能够一次顺利完成，该时间区间的固定时长只能被设定为超出一般正常行人的实际通行耗时，虽然每次所超出的时长都极为短暂，但累计起来仍然给通行效率带来了不可忽视的影响。其次，对于少数不能够在上述时间区间内完成通行的情形，例如行人异常迟缓、携带行李、牵引儿童等，闸机会为了避免发生意外夹持而出现重复开、闭的现象，或者出现行人尚未通过拦阻器闸机即已经关闭的情况，这都会降低通行效率，甚至需要人工解决，造成闸机数分钟内无法进行有效通行的后果。再者，闸机针对尾随闯关逃票设置了以通行计数为前提的报警功能，但误报率高，例如拖曳行李或者引领儿童通过闸机等正常行为都有可能引发不必要的报警。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在的以上问题，本专利技术提出一种检票闸机通行逻辑控制系统及方法。本专利技术在闸机通道的前方一定距离范围内设置以压力传感为实现方式的通行状态检测区，并结合闸机闸门安装的红外线光幕，预测计算当前行人的通行速度和通行状态，并根据通行速度和通行状态自适应调节闸机从打开到关闭的时间区间，实现了通行时间长度的按需分配，相比采用固定时间区间的通行逻辑控制来说，降低了平均通行时长；对于行动迟缓、携带行李或引领儿童等情形，基于预测的通行速度和通行状态，延长闸机从打开到关闭的时间区间，一方面降低了安全风险，另一方面避免了闸机反复开关或提前关闭所造成的通行延误；通过对通行状态的有效识别，可以避免误报警发生，并且对于识别出来的尾随闯关等行为能够进行有效警示。本专利技术提供了一种检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，包括：通行状态检测区，沿通行方向设置在检票闸机的左、右闸门所限定的通行空间的外侧；以压力传感的方式，检测行人的着地区域位置信号，用于判定通行模式以及通行步距、移动速度；红外线光幕，包括若干组一一对应的红外发射器和红外接收器，根据红外线的被遮挡情况而产生红外通行检测信号，用于表征闸机的通行空间中的行人位置区间；通行逻辑控制器，用于接收所述着地区域位置信号和红外通行检测信号，并根据所述着地区域位置信号确定行人的通行模式，并且基于不同的通行模式，采用不同的测算方法预测行人通过闸机的通行时长，从而根据该通行时长自适应地调节闸机从打开到关闭的实际开放时间区间；所述通行模式包括单人通行、多人尾随通行、拖曳行李通行、牵引儿童通行中的一种或者多种模式；通行逻辑控制器还根据行人的通行模式，对多人尾随通行进行报警。优选的是，所述通行状态检测区分布有压力传感器的均匀矩阵，用于执行对行人通行过程中整个通行状态检测区压力状态的检测，并且用一压力值矩阵表示检测结果，每个压力传感器对应压力值矩阵中的一个点位；设定一压力判断阈值，将检测到的压力信号低于该压力判断阈值的压力传感器状态设定为“无效”，在压力值矩阵中以0表示无效的压力传感器对应的点位的检测值，而将检测到的压力信号大于等于该压力判断阈值的压力传感器状态设定为“有效”，在压力值矩阵中，以有效的压力传感器检测到的实际压力值作为这些压力传感器对应点位的检测值；以每秒钟20次以上的固定的采集频率采集整个压力传感器矩阵检测的压力信号，并在每次采集后相应更新和输出本次采集所产生的压力值矩阵，从而产生由历次采集的压力值矩阵组成的时序序列，作为所述着地区域位置信号，供通行逻辑控制器。进一步优选的是，通行逻辑控制器接收作为着地区域位置信号的压力值矩阵时序序列；并且，通行逻辑控制器如下判断通行模式：从每个压力值矩阵当中识别出行人支撑脚的着地位置及其在时序序列中的延续状态，作为判断通行模式的依据；根据着地位置及其在时序序列中的延续状态，判断当前的通行模式是单人通行、多人尾随通行还是牵引儿童通行；分析压力值矩阵时序序列中每个压力值矩阵的当中非着地位置处的有效位点，判断是否存在拖曳行李产生的压力轨迹；若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，包括：通行状态检测区，沿通行方向设置在检票闸机的左、右闸门所限定的通行空间的外侧；以压力传感的方式，检测行人的着地区域位置信号，用于判定通行模式以及通行步距、移动速度：红外线光幕，包括若干组一一对应的红外发射器和红外接收器，根据红外线的被遮挡情况而产生红外通行检测信号，用于表征闸机的通行空间中的行人位置区间；通行逻辑控制器，用于接收所述着地区域位置信号和红外通行检测信号，并根据所述着地区域位置信号确定行人的通行模式，并且基于不同的通行模式，采用不同的测算方法预测行人通过闸机的通行时长，从而根据该通行时长自适应地调节闸机从打开到关闭的实际开放时间区间；所述通行模式包括单人通行、多人尾随通行、拖曳行李通行、牵引儿童通行中的一种或者多种模式；通行逻辑控制器还根据行人的通行模式，对多人尾随通行进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，包括：通行状态检测区，沿通行方向设置在检票闸机的左、右闸门所限定的通行空间的外侧；以压力传感的方式，检测行人的着地区域位置信号，用于判定通行模式以及通行步距、移动速度：红外线光幕，包括若干组一一对应的红外发射器和红外接收器，根据红外线的被遮挡情况而产生红外通行检测信号，用于表征闸机的通行空间中的行人位置区间；通行逻辑控制器，用于接收所述着地区域位置信号和红外通行检测信号，并根据所述着地区域位置信号确定行人的通行模式，并且基于不同的通行模式，采用不同的测算方法预测行人通过闸机的通行时长，从而根据该通行时长自适应地调节闸机从打开到关闭的实际开放时间区间；所述通行模式包括单人通行、多人尾随通行、拖曳行李通行、牵引儿童通行中的一种或者多种模式；通行逻辑控制器还根据行人的通行模式，对多人尾随通行进行报警。2.根据权利要求1所述的检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，所述通行状态检测区分布有压力传感器的均匀矩阵，用于执行对行人通行过程中整个通行状态检测区压力状态的检测，并且用一压力值矩阵表示检测结果，每个压力传感器对应压力值矩阵中的一个点位；设定一压力判断阈值，将检测到的压力信号低于该压力判断阈值的压力传感器状态设定为“无效”，在压力值矩阵中以0表示无效的压力传感器对应的点位的检测值，而将检测到的压力信号大于等于该压力判断阈值的压力传感器状态设定为“有效”，在压力值矩阵中，以有效的压力传感器检测到的实际压力值作为这些压力传感器对应点位的检测值；以每秒钟20次以上的固定的采集频率采集整个压力传感器矩阵检测的压力信号，并在每次采集后相应更新和输出本次采集所产生的压力值矩阵，从而产生由历次采集的压力值矩阵组成的时序序列，作为所述着地区域位置信号，供通行逻辑控制器。3.根据权利要求2所述的检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，通行逻辑控制器接收作为着地区域位置信号的压力值矩阵时序序列；并且，通行逻辑控制器如下判断通行模式：从每个压力值矩阵当中识别出行人支撑脚的着地位置及其在时序序列中的延续状态，作为判断通行模式的依据；根据着地位置及其在时序序列中的延续状态，判断当前的通行模式是单人通行、多人尾随通行还是牵引儿童通行；分析压力值矩阵时序序列中每个压力值矩阵的当中非着地位置处的有效位点，判断是否存在拖曳行李产生的压力轨迹；若存在连续的行李拖曳的压力轨迹，判定当前通行模式为拖曳行李通行。4.根据权利要求3所述的检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，通行逻辑控制器通过将每个压力值矩阵与在压力值矩阵时序序列中位于该压力值矩阵之前和之后一定时段内的压力值矩阵进行比较，提取其中压力值存在阶梯性下降沿的有效位点，作为候选着地位点；进而判断候选着地位点的压力值在阶梯性下降沿之前的若干压力值矩阵上是否存在保持稳定或上升的压力值变化，若存在符合上述情况的延续状态，则将该位点识别为着地位点；将处在同一个压力值矩阵中且具有相邻关系的着地位点合并识别为所述着地位置；通过遍历压力值矩阵时序序列，提取出其中所有能够识别出着地位置的压力值矩阵，作为着地位置在时序序列中的延续状态。5.根据权利要求4所述的检票闸机通行逻辑控制系统，其特征在于，通行逻辑控制器如下控制闸机的实际开放时间区间：获取一固定的预设开放时间区间；如果判断当前的通行模式是单人通行，通行逻辑控制器根据行人的步距与步间隔，计算对该预设开放时间区间的调节因数，再以调节因数乘以预设开放时间区间，作为单人通行模式下闸机的实际开放时间区间；如果判定当前的通行模式为牵引儿童通行或者拖曳行李通行，则采用一预定的取值大于1的数值作为调节因数，再以调节因数乘以预设开放时间区间作为闸机的实际开放时间区间，从而对牵引儿童通行或者拖曳行李通行给予比预设开放时间区间更长的闸机实际开放时间；如果判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根土，沈新锋，钱红兴，赵和平，唐宗生，
申请(专利权)人：浙江网新电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33