总线的轨道交通车辆乘客计数系统设计MVB
任振旻,钱存元,王康
()同济大学铁道与城市轨道交通研究院,上海201804
摘要:为了对城市轨道交通各线路的客流人数进行统计,设计了一种基于MVB总线的城市轨道交通车辆乘客计数系
统,介绍了该系统的框架,阐述了该系统的软硬件结构及其功能。构建了一套模拟测试环境,模拟了城市轨道交通车辆
车载网络及客流情况,对该系统进行功能及性能测试。测试结果表明,该系统MV计数准确度较B通信功能稳定可靠,高,能基本满足城市轨道交通车辆乘客计数的准确度要求。关键词:城市轨道交通;乘客计数系统;MVB;PCM3365中图分类号:TP368.1 文献标识码:A
PassenerCountinstemforRailVehicleBasedonMVBBusggSy
:,AbstractTocountthenumberofpassenersoneachlineofurbanrailtransitanurbanrailvehiclepassenercountinevicebasedongggd
(,,)InstituteofRailwandUrbanTransitToniUniversitShanhai201804,Chinayagjyg
,,RenZhenminianCunuanWananQygKg
,illustratedindetail.Asetofsimulationtestenvironmentisconstructedwhichsimulatestheurbanrailtransitvehiclenetworkandpas-,,functionisstableandreliableandthecountaccuracishihwhichbasicalleetstheaccuraceuirementsofthepassenercountinygymyrqgg
MVBbusisdesined.Theframeofthesstemisintroduced.Thestructureandthefunctionsofthehardwareandsoftwaremodulesaregy
senerflowsituation.Andthefunctionandperformanceofthesstemaretested.ThetestresultsshowthattheMVBcommunicationgyofurbanrailvehicles.
:;Keordsurbanrailtransiteolecountinstem;MVB;PCM-3365ppgsyyw
引 言
境的城市轨道交通车辆乘客计数系统,对各线路的载客数量进行独立统计,为单线载客数量统计提供一种技术手段。
随着城市人口密度的不断上升,巨大的客流给城市轨
道交通的运营组织工作带来了巨大压力。如何准确分析线网客流分布情况,制定合理的线网运营计划,提高各线路运营匹配性,发挥系统整体的运输能力和综合效益,合理地利用有限的轨道交通资源,为乘客提供更舒适的乘坐环境,已然成为城市轨道交通运营管理公司的一个重要课题。准确的乘客计数,可以作为城市轨道交通线网日常运营计划及客流预测的参考值,为安全运营、高效运营提供重要的数据基础。
)票(系统。通过进出闸机的乘客数量来进行客流统AFC计。对于大多数车站,该数值可以作为该线路的客流。但对于换成车站,尤其是大型换乘车站,通过闸机的乘客计数无法准确地计量各线路的乘客数量,对于换乘乘客数量也无法进行有效统计。鉴于此,本文设计了一种用于车载环
)。国家科技部支撑计划项目信息(项目编号:*基金项目:2015BAG19B02
1 基于MVB的乘客计数系统构架
(交通车辆乘客计数系统PCSPassenerCountinstem)ggSy
以典型6节编组的城市轨道交通列车为例,城市轨道
的结构如图1所示。在列车的每节车辆中布置一套乘客计数系统节点,系统节点通过车辆总线MVB及列车总线WTB将采集到的载客数据上传至位于列车司机室的中央控制单元C并在司机台TMCU,S监控器上显示。
目前,城市轨道交通的乘客计数主要依赖于自动售检
乘客计数系统的硬件系统主要由节点控制器、工业级
)Countin3个部分组成。控制主机与乘客计数器之间采g用以太网通信进行数据传输,其中A控制PC作为服务器,主机作为客户端。
以太网交换机和乘客计数器APC(AutomaticPassenerg
乘客计数系统的软件系统主要由初始化、数据采集、数据记录、实现城MVB通信及系统诊断等5个模块组成,市轨道交通列车的载客人数信息采集、记录与上传。
7 4
Microcontrollers&EmbeddedSstems 2018年第4期ywww.mesnet.com.cn
图1 乘客计数系统结构图
2 乘客计数系统硬件设计
/2.1 基于PC104总线的节点控制器
//IO板卡等部分组成。该节点控制器采用标准PC104总线板卡进行设计,具有尺寸小、功耗低、热量少、扩展自由等特点。其堆栈式连接结构能有效减小系统所占空间,可靠的连接使其具有良好的抗震能力,能适应城市轨道交通车辆复杂的设备安装环境及对车载设备的冲击振动要求。()()其结构框图如图2所示,物理结构图如图2所示。ab
节点控制器主要由CPU板卡、MVB通信板卡及数字
/IO命令或直接内存访问来获得通信存储在其内存地址
空间的位置和容量。
图3 MVB通信网卡结构框图
/③数字IO模块。具有8路20~130V隔离数字输
入通道和1数字输入通道对城市0路隔离数字输出通道,
轨道交通车辆上的一些开关信号进行采集,如车门状态信号,数字输出通道主要输出控制L显示控制主ED指示灯,机状态及故障模式。
此外,节点控制器中还有电源板卡等其它部件。电源板卡通过D将城市轨道交通车辆辅助供电系CDC变换,统的110VDC转换为±12VDC,±5VDC,3.3VDC,
为整个节点控制器供电。
图2 节点控制器结构框图
2.2 乘客计数器APC
乘客计数器是乘客计数系统的关键部件,主要实现对上下车客流人数进行统计。目前,在公共交通领域和轨道交通领域,较多采用单目或双目视频计数器作为乘客计数器。比之单目视频计数器,双目视频计数器能更好地适应城市轨道交通运营高峰期拥挤情况和城市轨道交通线路
3-6]
。因此,地上和地下部分的光线变化[该系统选用双目
/采用A可方便与其3365PC104嵌入式主板,tomE3825,
他周边设备及模块构成完整系统。其尺寸小,能耗低,工
制MVB板卡通信及控制节点控制器与乘客计数器通信等功能。该节点CPU板卡采用的是研华公司的PCM
主要实现控①CPU板卡。节点控制器的核心部件,
作温度范围宽,与MVB板卡构成节点控制器的主体部分。
②MVB板卡。MVB板卡主要实现MVB总线上的
),过程数据传输功能,具备T所定义CN标准(IEC61375
1]
。其硬件结构框图如图3所的1类及以上设备的功能[
视频计数器。
采用辅助系统的2在城市轨道交通车辆的每4VDC供电,
乘客计数系统的乘客计数器安装布置图如图4所示,
个车门内侧布置一个乘客计数器,在车门打开时进行计数,在车门关闭时停止计数,对通过该车门的乘客进行计数。
/示。该板卡使用P物C104总线与CPU板卡进行通信,理接口采用变压器隔离方式提供电气中距离(连EMD)接,MVB控制器能提供16个MVB端口。该MVB板卡
[2]
与主机之间采用双口RAM进行数据交换,CPU通过
2.3 工业级以太网交换机
以太网交换机主要连接节点控制器与乘客计数器,实现两者间的数据交互。为满足城市轨道交通车辆车载环境要求,该系统选用工业级以太网交换机,采用星型拓扑
敬请登录网站在线投稿 2018年第4期
7 5
端口,从TCMS上获取乘客计数装置所需的运行参数和工作指令,存储在MV上传MVB接收缓冲区;B发送缓冲区中,TCMS所需的乘客计数装置采集的计数数据及系统故障信息等。
图4 计数器安装布置图
④数据记录模块主要对乘客计数系统采集的客流数据以时间轴为顺序进行记录,并对系统的通信故障、运行故障相应进行记录。
态是否正常,当出现异常时将异常数据上传至TCMS并在节点控制器作相应记录。
图7为系统初始化流程。系统初始化完成后,对车门⑤系统诊断功能主要监控系统各设备通信及工作状
结构连接,如图5所示。以典型的城市轨道交通A型车
/为例,选用标准1端口1~12口10100Mbs交换机,0分p
别与对应车门的乘客计数器连接,端口11连接节点控制器,端口12作为调试服务端口。
开关状态进行监控,当车门打开时采集客流数据并实时上,传至T车门关闭时停止采集并在站点变化时记录上CMS一站点的乘客客流数据,软件主流程如图8所示。
图5 节点星型拓扑
3 乘客计数系统软件设计
发,主要由系统初始化、数据采集、数据上传、数据记录以及系统诊断等模块组成,如图6所示。
图7 系统初始化流程
图8 系统软件流程
乘客计数系统软件基于L采用C语言开inux平台,
4 乘客计数系统功能与性能验证
在实验室下搭建了一套测试装置,用于模拟单门乘客计数,以及MV其组成及技术参数如下:B网络传输,
图6 系统软件框图
各模块实现的主要功能如下:
主要实现建立节①初始化模块为系统的工作基础,
点控制器与乘客计数器的以太网通信,配置CPU板卡与
依据《①车门模拟:GB79282003T地铁车辆通用
技术条件》规定,宽度为13高度为1800mm,00mm的城
市轨道交通车辆车门框架,用于安装乘客计数器。乘客计数器的摄像头中心基线距离车门约6~7cm处。
配置乘客计MVB板卡通信参数及MVB总线通信参数,数器工作参数等功能。
参考城市轨道交通实际客流情况,②客流情况模拟:对单人连续通过,双人并排连续通过,三人并排通过等工况分别进行了2分别模拟平谷时段和高峰00人次的测试,时段的客流情况。
由节点控制器向②数据采集模块通过轮询的方式,
乘客计数器发送指令报文,乘客计数器依据指令返回相应的数据报文,实现对城市轨道交通列车的客流信息、状态信息、故障信息等数据进行采集。
③数据上传模块主要依据具体的TCMS指定的通信
采用自锁按钮开关连接2③开关门信号模拟:4V开
关电源,通过开关开闭状态模拟车门开闭状态。
与两个采用DUAGOND113L网卡的节点构成的3节点
由乘客计数系统节点控制器④MVB通信网络模拟:
7 6
Microcontrollers&EmbeddedSstems 2018年第4期ywww.mesnet.com.cn
其结构框图如图9所示。MVB功能测试网络,
结 语
准确的乘客计数对城市轨道交通定制运营计划,提高
运营效率有着重要的借鉴作用。本文使用双目视频计数器,设计了一种用于城市轨道交通车辆的基于MVB总线的乘客计数装置。在实验室对其MVB网卡通信功能和计数准确度进行测试。测试表明,该装置的MVB通信功能良好,计数功能基本满足城市轨道交通的计数准确度需
图9 MVB测试网络结构框图
测试过程中,对乘客常速通过和快速通过进行了区分,模拟了乘客冲门现象。计数测试结果如图1综0所示,合准确度达到87.3%。
对系统节点控制器MVB网卡进行了1个源端口5个
求。但由于城市轨道交通列车复杂的安装环境和实际客流情况,该系统的技术准确度在极端情况下仍有所欠缺,在后续过程中需进行进一步研究。同时,该系统设备应用于车载环境,在后续实现过程中还需对冲击振动、电磁兼容、绝缘耐压、防护性能等要求进行设计研究。
参考文献
[]刘海新,谢维达,徐晓松.1MVB网络接口单元的应用研究
[]():工业控制计算机,J.200291315.
宿端口的通信测试,各端口发送32字节报文。各源宿端口与DUAGON网卡间的数据皆正常收发,MVB通信稳定可靠,能和常用MVB通信设备匹配。
[]刘俊艳,谢维达,朱琴跃.智能化网络接口单元的设计与实现2[]():机车电传动,J.200121720.
[]赵祥模,闵海根,常志国,等.一种基于视频的公交客流自动3
]():统计方法[计算机工程,J.2015,416136142.
[]朱秋煜,唐利,郁铭,等.一种基于立体视觉的公交车客流计数4
],():方法[中国图象图形学报,J.2009141123912395.[]刘欣.基于立体视觉的公交客流统计方法与实现[5D].秦皇
岛:燕山大学,2013.
[]崔莫磊.公交视频人数统计系统的设计与开发[郑州:郑6D].州大学,2013.
,任振旻(硕士研究生)主要研究方向为列车通信网络及其应用;钱,存元(副教授)主要从事列车通信网络及列车能耗检测等科研教学工作。
()责任编辑:杨迪娜 收稿日期:2018-01-22
图10 乘客计数系统测试结果图
应用范围广的机器学习计算平台ArmProectTrillium提供业界扩展性好、j
器学习和神经网络功能。当前的技术产品主要针对移动设备市场,将让全新的搭载机器学习功能的设备具有先进的计算能力,包括最先进的目标检测功能。
能效表现。基于这样的需求,Arm宣布推出全新机器学习平台ProectTrillium。新的设备需要高性能的机器学习与人工智能能j
这是一套包括新的高度可扩展处理器的A这些产品可以提供增强的机Arm公司宣布了其ProectTrillium项目,rmIP组合,j
随着人工智能快速部署到终端设备,大量提升计算需求的同时,也要求保持出色的ArmIP产品事业部总裁ReneHaas表示:
力,这正是这些全新处理器可以提供的。结合平台提供的高度灵活性和可扩展性,合作伙伴将可针对多种设备进行创新,创造无限可能。
性来改变这一点。虽然最初的发布是针对移动处理器的,但未来的Arm机器学习产品系列将会按照性能需求满足不同应用场合的需求,包括从传感器、智能音箱,到移动设备、家庭娱乐以及其它领域的应用。
而且远胜像DArm全新的机器学习和目标检测处理器不仅相比于独立的CPU、GPU和各种加速器有了显著的效率提升,SP现在的机器学习技术通常是针对特定的设备类别或某个市场领域的需求。Arm的ProectTrillium则通过提供极佳的可扩展j
这样的传统可编程逻辑处理器。
敬请登录网站在线投稿 2018年第4期
7 7
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容