北京地铁视频监测客流告警阈值的针对性和准确性研究

张月坤

（北京轨道交通路网管理有限公司，北京 100101）

北京地铁视频监测客流告警阈值的针对性和准确性研究

张月坤

（北京轨道交通路网管理有限公司，北京 100101）

针对北京市轨道交通的客流拥堵问题，探讨轨道交通客流密度监测告警体系存在的问题，通过科学分析和方法研究，结合路网视频监控中心建设的业务需求和初步设计，提出对客流拥堵情况进行监测和应对的优化方法及建议，以便为未来建设路网视频监控中心提供参考与支持。

轨道交通；北京地铁；视频监控；客流告警阈值；通行能力；走行区域；服务区域

1 现状及主要问题分析

随着北京轨道交通路网的飞速建设，传统的基于人工调看闭路电视监控系统（CCTV）视频的客流拥堵监测方法，已无法应对如此海量的监视点。当前的预警技术若实际运用于路网视频监控中心项目，存在客流告警阈值设定标准规范的问题需要解决和跨越。

如何合理设置告警阈值是困扰自动化告警系统的难题，而在轨道交通客流密度监测告警体系的设计中，同样存在此类问题。由于缺乏理论依据和行业标准，客流密度的阈值设置问题一直悬而未决。倘若阈值设置过于严苛，系统将频繁发生类似“小题大做”的误报，从而容易让调度人员产生麻痹和懈怠的情况；而若阈值设置过于宽松，则又容易将客流拥挤的隐患忽略和遗漏。所以，若无法制定有效的客流告警规则，纵使客流密度自动监测精度得到了大幅提升，客流告警在路网视频监控中心系统中的实际应用效果也将大打折扣，很难满足运营管理业务要求。

2 解决方案研究

2.1 理论分析

美国《公共交通通行能力和服务质量手册》[2]（简称手册）的研究内容表明，公共交通设施内的区域应当根据实际情况划分为走行区域和服务区域。在走行区域内，客流密度与行人步行速度有直接关系。正常的步行需要充足空间以保证行人能够自由行走、正常的感知并对可能遇到的障碍物予以合理的反应。渐增的客流密度将减少步行可用空间，增加行人之间的冲突。在服务区域内，客流密度可以直接表现为人均活动空间。除了与舒适感有关外，人均可利用空间也与其允许的机动程度有着直接的关系。在密集的客流中，几乎没有空间可作移动。随着人均占据空间的增长，个人的移动范围也随之增大。

根据地铁站内功能区域的不同，可尝试将地铁站内空间严格地划分为走行区域和服务区域，根据不同区域的特点对人群密度分别进行个性化监测，这样就可以更有针对性地设置预警值，预警效果也会更加精确。

手册提供的相关数据显示了步行速度和行人平均占据空间之间的关系[2]（见表1）。从表中可以看出，行人人均占据空间为3.3 m2以上时，步行速度为自由行走速度，而一旦人均占据空间低于这个数值时，步行速度就开始快速下降。当行人人均占据空间小于0.5 m2时，步行速度接近于46 m/min，客流移动非常缓慢，此时极易发生拥挤踩踏的情况，需要重点监视和提前预警。

步行通道服务水平分级结果显示（见图1），当步行区域的服务水平达到D级时，路网视频监控中心的视频监测系统就应当发出预警，提醒值班人员或工作人员有发生拥挤的可能，提前做好限流等应急措施。

手册提供的相关数据展示了服务区域的服务水平分级[2]（见表2）。从表中可以看出，行人人均占据面积为1.2 m2以上时，平均人间距大于1.2 m，而一旦人均占据面积低于这个数值时，平均人间距就开始快速下降。当行人人均占据面积小于0.2 m2时，平均人间距小于0.3 m，行人之间的间距非常小。一般来说，等待的时间越长，每个人所需要的空间就越大。行人对于拥挤程度的忍耐程度随时间而变化。此时就应当采取车辆紧急调度、人群疏散或重点监视等措施，以防止推搡、冲突等意外事故的发生。

表1 步行通道的服务水平分级

图1 走行区域的服务水平分级示意图

表2 服务区域的服务水平分级

根据服务区域服务水平分级结果显示（见图2），当服务区域的服务水平达到E级时，路网视频监控中心的视频监测系统就应当发出预警，提醒值班人员或工作人员有发生意外事故的可能，提前做好疏散等应急措施。

图2 服务区域的服务水平分级示意图

2.2 方案设计

基于以上分析，将地铁中的视频监视区域划分为服务区域和走行区域。其中，站台上下行列车停靠位置处、站外限流栏处、售票处等划分为服务区域；楼扶梯、出入口、换乘通道等处划分为走行区域。对于不同的监视区域，设置不同的参数和不同的客流告警阈值。

北京地铁某车站的区域划分示意见图3，其中蓝色区域是服务区域，红色区域是走行区域。

图3 某地铁站区域划分示意图

3 方案测试结果

选取北京地铁某车站历史视频作为方案的测试样本数据，并选取6处不同的走行区域和服务区域，在早晚高峰客流高和平日客流低的情况下，根据实际客流拥挤情况，分别应用传统告警阈值与分区域告警阈值场景，客流系统告警情况存在差异，具体对比见图4。

图4 客流告警阈值与实际密度值对比

传统的视频监控客流方法并没有根据实际情况区分服务区域和走行区域，当客流密度超过3人/m2时，系统就会发出报警，提示客流密度过大。而在实际情况中，服务区域内行人仅仅是排队站立，不像行走时需要那么大的活动空间。因此在服务区域内，即便客流密度超过3人/m2，区域也并不拥挤，系统也不需要发出报警，而如果是在走行区域内，客流密度一旦超过2人/m2，区域就显得拥挤了，系统就需要发出警报。

在新的视频监控客流方案中，严格地将地铁车站划分成为服务区域和走行区域，并针对不同区域设置了不同的客流告警阈值。服务区域的客流告警阈值设置为5人/m2，而走行区域的客流告警阈值设置为2人/m2，只有当视频监控系统监测到的客流密度超过上述客流告警阈值时，系统才会发出报警。

从6个客流密度分析采样区域的实际密度值可以看到，实际拥堵的区域只有服务区域1和走行区域2。如果依据传统的告警阈值来报警，发出客流拥堵的报警区域为服务区域1、2、3；而依据区域划分的服务区告警阈值和走行区告警阈值来报警，就只有服务区域1和走行区域2。这种划分区域，并根据不同区域设置不同告警阈值的方案，更接近实际情况，针对客流拥堵的报警也更加准确。

4 结束语

基于美国公共交通乘客人群行为分析的研究成果，结合北京轨道交通行业的业务需求，提出了客流告警阈值需要结合车站内不同区域、有针对性地设置阈值的概念，根据车站实际情况，将地铁车站区域划分为走行区域和服务区域，走行区域和服务区域的客流密度告警阈值根据各自区域的行人空间需求有针对性地进行设置。由于乘客个体在服务区域和走行区域所需的空间不同，因此根据这种划分方法对客流密度进行监测、分析和设置客流预警阈值更加科学合理。

综上所述，通过进一步研究可行的、先进的客流密度自动监测技术以提高客流密度自动检测的精确性，结合有效的走行区域和服务区域划分，分别对两类区域设置客流告警阈值，可以更加有效地对客流拥堵情况进行监测和预警。

路网视频监控中心的建设可基于上述对视频监视区域的划分，有效利用指挥中心现有的丰富客运数据和分析评估方法，实现视频分析和客流预警等一系列告警响应，为乘客的安全出行保驾护航，为轨道交通的平稳运行和快速发展提供支持。

[1]张月坤.北京地铁客流密度自动检测技术研究[J].中国铁路，2017(4)：96-100.

[2]美国交通运输研究委员会.公共交通通行能力和服务质量手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

责任编辑卢敏

Study on the Pertinence and Accuracy of the Passenger Flow Alarm Threshold of the Video Surveillance for Beijing Subway

Zhang Yuekun
（Beijing Rail Transit Railway Network Management Co Ltd，Beijing 100101，China）

Focusing on the passenger trafc congestion in Beijing rail transit, this paper discusses the problems related with the surveillance and alarming system of trafc fow density in rail transit sector, and proposes the optimization methods and suggestions on the surveillance and handling of passenger trafc congestion through scientific research and method research as well as by combining the business requirements and preliminary design of rail network video monitoring center, in order to provide reference and support for building the rail network video monitoring center in the days to come.

rail transit；Beijing subway；video surveillance；passenger flow alarm threshold；traffic capacity；traveling area；service area

TP391；U298

A

1001-683X（2017）05-0078-04

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.05.078

0 引言

张月坤（1977—），男，工程师，硕士。

E-mail：yuekun_zhang@126.com

2017-03-01

轨道交通作为城市公共交通的重要载体，不仅要面对线路的快速扩张发展，还要面对日益增加的客流带来的运营安全问题。经过实际调查和统计研究发现，大量的安全事故是由于人群过度拥挤无序引发的，单位时间内的客流密度过大极易造成人员拥堵，甚至发生踩踏事件、造成人员伤亡等重大事故。因此对车站内客流密度和拥堵情况进行实时监测，以便提前进行预警干预，对安全运营十分重要。如何有效地监测客流拥堵情况并及时进行预警，同时采取有效应对措施进行干预成为轨道交通发展亟待解决的问题[1]。