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1、上海交通大学硕士学位论文I基于神经网络的红外自动乘客计数方法研究摘 要20 世纪 90 年代以来智能交通系统的发展加速了交通运输进入信息时代的步伐而它巨大的市场容量决定了在未来会有更大的发展前景目前城市化汽车化使得城市交通的供需矛盾日益尖锐许多国家都在大力发展城市公共交通综合运输控制系统CTCS旨在改进公共汽车服务重新赢得乘客作为 CTCS 系统的重要组成部分乘客计数系统不断得到改进计数方法也从传统的手工计数发展到现在的自动乘客计数APC该系统通过分析和统计不同时间不同地点的乘客流量使得运输部门能及时地调整服务同时它也为以后制定计划安排行程提供了重要的依据目前使用较多的自动乘客计数方法有踏板式
2、计数和 CCD 可视相机计数本文主要研究使用红外传感器的计数方法包括红外传感器计数系统的原理和结构以及计数算法和单双通道传感器采集时计数的准确率等问题由于神经网络具有强大的学习和泛化能力,为了提高计数的准确性文中采用神经网络算法来进行模式识别我们对乘客可能进出的不同情况分别提取特征进行训练仿真显示训练好的网络能很好地识别区分测试样本中的数据统计结果表明准确率高达 97使用红外传感器的计数系统由于它成本低安全且具有非接触上海交通大学硕士学位论文II性等优点在商场体育馆等众多场合都可以使用因此该系统具有很好的实用价值和广阔的市场前景关键词自动乘客计数红外传感器神经网络模式识别上海交通大学硕士学位论
3、文IIINEURAL NETWORK BASED AUTOMATICPASSENGER COUTING METHOD RESEARCHUSING INFRARED SENSORSABSTRACTSince the 1990s, the development of Intelligent TransportationSystem (ITS) has accelerated the steps of transport system enter theinformation time, and its great market capacity makes sure that intellige
4、nttraffic will have more promising prospect in the future. At present, moreand more people buy private cars which makes the municipal traffic getworse. Many countries are vigorously developing City TransportationControl System (CTCS), aimed to improve the service of autobus andregained passengers. A
5、s a part of CTCS system, the passenger countingsystem is improved from time to time, and the counting methods aredeveloping from traditional manual staff counts to automatic passengercounting (APC) at present. Passenger counting system is mainly used toanalyze and count passengers at different time
6、and in different places,with its help the transportation department can adjust the service in time,上海交通大学硕士学位论文IVand also it provides important sources for future planning and scheduling.A new method of automatic passenger counting which uses infraredsensors will be researched in this thesis, compar
7、ed to the more familiarmethods using mat-type foot switches and CCD visual camera. In the text,the principle and structure of infrared sensor counting system will bedescribed in detail. We also deal with some other problems like addingalgorithm to the counting system, comparing the accuracy of the c
8、ountingsystem which uses single sensor alone and both the active and passivesensors at the same time, and so on.In order to get higher accurate of counting, the advanced algorithmof neural network is used to conduct the pattern recognition for its greatlearning and extending ability. According to al
9、l the possible means ofpassengers passing, we extract features from these situations to train theneural network. The trained network can well classify data in the testsamples, statistics result shows the accuracy reaches as much as 97%.The infrared sensor counting method has many advantages, such as
10、low cost, safety and non-contact. It can also be installed in other publicplaces like stores, stadiums and so on. In conclusion, the infrared sensorcounting system has high practical value, and it is predicted that it willhave broad market prospect.上海交通大学硕士学位论文VKEY WORD: automatic passenger counting
11、 (APC), infrared sensors,neural network, pattern recognition1上海交通大学上海交通大学上海交通大学上海交通大学学位论文原创性声明学位论文原创性声明学位论文原创性声明学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名沈惠平日期 2006 年 2 月 20 日2上海交通大学上海交通大学上海交通大学上海
12、交通大学学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密保密保密保密在 年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密不保密不保密不保密!请在以上方框内打学位论文作者签名沈惠平 指导教师签名范启富日期 2006 年 2 月 20 日 日期2006 年 2 月 20日上海交通大学硕士学位论文11 研究背景介
13、绍第一章绪论智能交通系统起始J ：2 0 世纪8 0 年代，当时在美国、幽欧和日本等发达国家由J 小汽车的大量使用，随之而来的交通事故、交通堵塞、交通混乱、环境污染、能源浪费等问题也越来越突出，各国为了彻底解决这些问题，竞帽投入大量资会和人力，开始大规模地进行道蹄交通运输智能化的研究试验。简单地讲，I T S 就是信息技术主要是计算机，通讯、控制和人1 2 智能技术在交通运输系统L 】的应用，从而建立起一种大范同、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统，以解决同趋恶化的道蹄交通捌挤、交通事故和环境珂染。如果浇冈特网改变了人们的思维和1 作方式，那么智能交通政变人们的出行和生活方式，
14、I T S 的产生是运输领域的一场革命。智能交通系统作为日前世界交通运输领域的前沿研究谍题，许多发达国家提出并执行了一系列研究计划，其中城市公共交通综合运输控制是其中一个重要组成部分。日前，随着人们生活水平的提高，我国各大中型城市私人轿车的数量不断攀升，为了改善城市交通堵塞的问题，充分发挥公共交通的优势，我国政垧也对智能交通发展给予极大的关注，提出信息化公共交通系统。信息化公共交通系统的目的是通过以信息技术等对传统公共交通系统进行技术政造，从技术上落实公共交通优先发展的战略，提高公共交通系统的服务水平和管理水平，争取实现在城市客运交通中占有较大的运量分担比例，达到城市土地空例资源、能源的高效使
15、用，保证系统的安全运行，提供高品质的客运服务。信息化公共交通系统需要具蔷如r 功能特征：m 具有公交运行基础数据的采集能力和手段，保证系统的数据源基础。这些基础数据包括：以公交站点上卜客车人数为主的交通需求数据、公交上海交通大学硕士学位论文车辆运行车速及站点停靠时例数据、车辆驾驶状态数据等。考虑到公交运行的特殊性，这些数据的采集主要由公交车辆车载设蔷承担。m 有效的数据管理和分析能力，包括操作型数据管理和分析型数据管理。其日的是保障同常运营的高效管理、规划和调度的科学决策分析，以及对公众提供高质量的信息咨询服务。m 对用户友好、高效的信息发布能力，包括为公众提供公交信息服务( 例如车辆到站时】
16、刈预测，车辆满载状态情况通报，根据起始位置和服务要求的出行蹄线有词等) ，对管理者提供的实时系统状态奇询、历史数据分析服务，支持决策者制定交通发展政策及规划的宏观信息分析等。m 为支持科学管理和决策所必需的系统仿真分析和系统状态预测能力。对这些技术集成，建立合理的系统信息组织结构，沟通子系统之例的信息联系，最后形成支持公交发展战略确定、公交系统规划、公交系统运营管理和对公众提供信息服务的系统“神经网络”。日前我国仍然处J ：智能交通系统发展的初期，交通和运输信息采集设施建设作为智能交通系统的基础，相应的交通运输信息采集设备是政府和公交部门的采购热点。安装快捷、使用范围广、精度高、质量可靠、适用各种环境的各种交通流参数和运输数据采集设蔷的研制是相关部门的追求的日标。交通流参数采集设备，包括采用微波、主被动红外、激光、超声波技术设蔷，用J ：采集交通量、速度、车型、占H j 率、车头时距等交通流参数；长途客车及公共交通车辆车载人数统计及分析系统，能够解决乘客密集上卜车计数问题；站场候车乘客计数系统，用J ：检测站场等人员密集地的
