3)客流密度检测和流量统计

    轨道交通车厢、站台、检票口以及各种通道是乘客必经的空间，每天都有数量巨大的人流通过或停留，这些位置的拥塞直接影响车站甚至网络的运行状态。因此，若要做到对车站及网络运营状态全面掌握，为运营管理措施提供明确的数据支持，使轨道交通运营状态的发布更客观、科学，需要能实时获取轨道交通网络各处的客流量。

    以上海为例，目前上海轨道交通客流数据是通过清分系统获取的，由于清分系统的特性，只能了解到当前5分钟内线网各车站的进出站客流和某区间之前一段时间的断面客流，对于车站空间的实时客流无法实时得知。为了获知车站总体区域，特别是站台区域的人流密度，上海轨道交通研究采用智能视频分析技术来进行客流密度检测。

    根据客流密度检测的功能需求，客流检测系统在结构上包括算法层和应用层。算法层分析输入视频，对区域内的行人密度进行估计，应用层根据算法层返回的数据进行统计和分析，并负责视频的采集和显示以及统计分析结果的展示。系统结构如图2所示。

    图2智能视频分析中客流统计应用的系统结构

    通过智能视频分析客流检测系统可以实现：

    (1)区域内密度检测

    自动检测用户设定的监控区域内人流的密度，以密度统计值的形式定时更新，按照预设的值分等级进行报警；

    (2)区域内人数估算

    根据人体检测算法，估算出当前区域的人数.

    客流检测系统还应拥有一个功能强大的后台数据管理平台，可以将系统运行过程中实时估算的乘客人数和客流密度进行记录，从而对客流特征进行统计。在积累了一段时间的样本数据后，可以进一步开发基于数据库技术的多维数据分析和挖掘功能。

    4)人员行为检测分析

    轨道交通监控场景一般均为大场景下的监控，即监控的主体为大范围区域，人体成像相对较小，但场景中某些个体的行为可能会影响到运营的正常进行。因此，需要对某些个体进行人员行为检测分析，感兴趣的人员行为包括闸机异常穿越、突然摔倒、打架检测等。

    人员行为检测分析主要应用到了人体跟踪的算法。市场上目前存在一些技术，通过对人员特定行为的特征抽取，简化并量化了对异常穿越、打架等行为的定义，做到了可以对这类行为中的一些进行检测。在人流稀疏的场景下，可以通过前景检测得到运动物体，记录设定区域内的移动物体的轨迹、存在时间、速度等，再由设定的门限分析物体的属性和行为。

    但是，在轨道交通此类人员较密集的场合，经常出现人和环境遮挡、人体运动等干扰情况，从而造成了跟踪过程中的运动目标被跟丢、跟错和多跟现象，目标跟踪准确率大大降低了，与实际应用中的要求还有较大的差距。

    3.适用于轨道交通的智能视频分析应用系统的研究

    鉴于上海轨道交通视频监控系统已经进入网络化阶段，分析了网络化的智能视频分析应用系统架构。

    4.智能视频分析系统的测试

    为了对智能视频分析的各项功能，特别是客流密度检测功能进行测试，项目在上海轨道交通8号线西藏南路、西藏北路站和6号线灵岩南路站进行了系统安装和测试。

    三、主要研究成果、指标符合性，成果获奖与专利

    本项目主要研究了智能视频分析在轨道交通中的可能应用：人群流量统计、特殊事件检测、视频质量分析，并研究了适用于轨道交通的智能视频分析系统结构。在理论研究的基础上，项目合作方开发的软件经过了多次演示，并在3个车站现场进行了2-4周的测试。

    四、应用前景与效益预测

    通过本项目的研究，得出了智能视频分析在轨道交通中应用的相关结论：

    利用视频质量分析进行入侵检测的技术已较成熟，在国内外已有相关应用案例。但对于上海轨道交通而言，较多的安全区域通过其他的措施，如加装门禁系统、屏蔽门系统等进行防护，对于此项应用暂无迫切的需求。因此，对于此项应用的场合和具体应用方式需待新需求的提出再分析。

    随着轨道交通摄像机数量的不断增长，其维护工作日趋繁杂，业界较多厂家均在开展视频质量分析的研究，部分应用相对成熟。因此，可以进一步研究此项技术的应用场景和目标，结合运营管理和维护保障过程中的需求，推进此项技术的应用，不断提高摄像机等的主动维护水平和视频监控系统的可用性，充分发挥视频监控系统的作用。

    对于客流统计分析与人员行为检测，由于轨道交通的摄像机安装与客流特点，相关应用需要区分多种场景，采用多重算法综合来进行人体的跟踪；并需要在计算的基础上，不断调试、完善，提高跟踪检测的准确性。鉴于现阶段的技术很难实现具体、准确的人数统计，还达不到实际应用所要求的效果。

    根据本项目的研究成果，可深化研究视频质量分析等较成熟的技术，推进相关新技术在工程中的应用，提高维护管理的效率，并增强对设备的主动维护度。另外，通过项目研究，推进了相关厂商根据轨道交通智能视频分析的实际需求进行技术的深入研究，推动了技术发展。

    主要研究单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司

                  上海轨道交通维护保障中心

                  北达万坤（北京）科技发展有限公司

    主要研究人员：朱宏、洪翔、阮文、张广程、张弢、占海燕