传感器分析方法、用于传感器分析的计算机程序产品、乘客计数系统和特别是在轨道和道路交通中用于运送乘客的车辆与流程

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的传感器分析方法、根据权利要求6的前序部分的用于传感器分析的计算机程序产品、根据权利要求11的前序部分的乘客计数系统以及根据权利要求21的前序部分的特别是在轨道和道路交通中用于运送乘客的车辆。

背景技术：

在例如在轨道和道路交通中使用的用于运送乘客的车辆中，自动的乘客计数系统通常使用计数传感器，例如门区域中（特别是在外门和/或内门处）的光栅或立体相机以及内部区域中的室内相机。乘客计数系统中的这种计数传感器的任务是确定每个站点的乘客（例如人）的进/出、出于计费目的的总人员运送数量、每个车厢或每个车辆的占用数量或车辆中的乘客分布，并由此确定各个车厢中的未占用容量。

在此出现以下问题：

1.所述计数传感器会受到诸如缺陷、老化、脏污、损坏等各种损害，从而所提供的乘客数量（例如，进和出数量，每个房间的数量等）可能会任意不准确。但是，只要所述计数传感器没有完全失效或没有提供明显的异常值，则很难探测到损害。

2.所述计数传感器必须根据传感器类型（例如门处的计数传感器或具有对应的图像评估软件的内部空间相机）安装在每个相关的车辆区段（例如车厢）中，而且优选安装在每个门处。对于一队车辆来说这可能是非常昂贵的。

3.因此，另一方面，只要仅在外门处使用计数传感器，就不可能确定跨越车厢的乘客分布。

到目前为止仅在完全失效的情况下、在存在设备的自诊断消息的情况下或通过随机检查才能识别出遭到损害的传感器。

此外，如果应当测量进和出，则根据测量目标（例如，全部车厢或每个车厢的进和出数量）为每个相关的车辆区段完全安装这种传感器，例如在每个单独的外门处。

但是，只有在安装了具有对应的图像评估软件的内部空间相机、座椅传感器或内门传感器的情况下，才计算乘客分布。

技术实现要素：

本发明所基于的任务是说明一种传感器分析方法、一种用于传感器分析的计算机程序产品、一种乘客计数系统以及一种特别是在轨道和道路交通中用于运送乘客的车辆，利用它们可以简单且成本有利地及早识别出各个用于乘客计数的计数传感器的损害，可以针对给定的计数精度减少所述计数传感器的数量，并且可以估计特定于车辆的乘客分布而无需为此设置附加的基础设施，例如用于监视车辆内部空间（包括位于所述车辆内部空间中的内门）的传感器或相机。

所述任务从权利要求1的前序部分中所定义的传感器分析方法出发通过权利要求1的特征部分中说明的特征解决。

此外，所述任务从权利要求6的前序部分中所定义的用于传感器分析的计算机程序产品出发通过权利要求6的特征部分中说明的特征解决。

此外，所述任务从权利要求11的前序部分中所定义的乘客计数系统出发通过权利要求11的特征部分中说明的特征解决。

此外，所述任务从权利要求21的前序部分中所定义的特别是在轨道和道路交通中用于运送乘客的车辆出发通过权利要求21的特征部分中说明的特征解决。

根据独立权利要求1、6、11和21的发明所基于的思想在于，通过分析模型将特别是在轨道和道路交通中用于与行驶路段有关地运送乘客的车辆上的计数传感器的传感器值（例如包含在传感器消息中的特定于传感器的标识信息，特定于传感器和车辆的乘客数量信息和传感器状态数据）、路段和车辆数据（例如特定于传感器车辆和行驶路段的附加信息）、当前行程数据（例如特定于时间和地点的行程信息）、当前车辆数据以及与上述数据关联的背景数据（例如，与特定于行驶路段的附加信息以及特定于时间和地点的行程信息关联的背景信息，例如要考虑特定于行驶路段的附加信息以及特定于时间和地点的行程信息的大型事件）相关，使得在此基础上分析至少一个计数传感器和所提供的每个实际乘客数量信息时，

（1）确定并且显示在受分析的计数传感器上出现的变化或偏差，

（2）基于所述实际乘客数量信息来估计在车辆中没有计数传感器的地方出现的乘客数量信息，和/或

（3）基于所述实际乘客数量信息推断出所述车辆中的乘客分布。

通过以这种方式对上述值和数据进行分析可以实现的是：

-可以及早识别出计数传感器的缺陷、老化和/或脏污。

-每个车辆需要安装更少的计数传感器。

-即使没有座椅传感器或内部空间相机，也可以确定车辆中的未占用容量。

在此，所提到的分析模型基于用于计算分布统计数据的算法。从而可以利用第一分布统计数据说明乘客在车辆（例如轨道车辆）的门处的进/出如何分布，所述车辆可以用作单独的牵引车辆或者与牵引车辆和多个车厢（waggon）构成复合体（火车）使用，而利用第二分布统计数据可以说明乘客如何在所述车辆中分布。

通过这种方式可以解决说明书开头部分中列出的问题。

利用这两种分布统计数据，可以特别是确定

-在进/出所述车辆时，

-在所述车辆内部进行车厢更换时（如果所述车辆是火车），以及

-在所述列车内的车厢被占用时通过门的乘客分布遵循特定的分布模式，所述分布模式可以在分布统计数据中检测出并且由各种因素（如所述车辆的拓扑结构、所述车辆相对于站台的位置以及停止位置的状况）确定。

为了能够进行这样的统计评估，例如在许多车辆（例如一队轨道车辆）中为一部分车辆配备最大数量的计数传感器，其中这些计数传感器检测这些车辆中的所有相关区段（例如每个门和每个内部空间区段）、对乘客计数并提供对应的传感器值。收集所检测的值并从这些值中计算出所述分布统计数据。

然后，将这些分布统计数据与上述数据相关，所述数据称为测量数据的并且基于同样上面提到的各种影响因素（例如乘客流、车辆的拓扑结构、相对于站台的车辆位置、停止位置的状况、例如关于重大事件的发生的背景信息等），即，所述分布统计数据与测量数据相关，并且确定相关度（相关的程度）。

所有这些都在乘客计数系统中进行，所述乘客计数系统具有控制单元和在所述控制单元中实现的用于传感器分析的计算机程序产品、计数传感器，以及必要时（根据“选项i”或“选项ii”；参见图）还具有乘客计数装置。在此，所述控制单元以及在所述控制单元中实现的计算机程序产品一方面与所述计数传感器形成第一功能单元，另一方面与所述乘客计数装置形成第二功能单元。

根据选项ii的乘客计数装置优选地被构造为“用于对乘客自动计数的云”，并且不是所述乘客计数系统的组成部分，而是位于所述乘客计数系统的外部。

基于这些分布统计数据，可以从车辆中一个或多个传感器的计数值中推断出其他传感器的期望计数值。如果在这种传感器分析时确定有明显的偏差或变化，则可以生成诊断消息，从而可以检查参与的传感器是否正确工作（例如，通过与校验行驶期间手动计数的乘客进行比较，所述校验行驶无论如何都要进行或者专门用于检查所述传感器）。如果所述传感器正确工作，则必须假定分布行为发生变化，必须在所述统计数据中对所述变化进行适配。

从而通过相同的方式，不仅可以识别受损害的传感器，还可以完全省去传感器。

通过使用上面概述的基于算法来计算分布统计数据、将分布统计数据与测量数据相关以及考虑分布统计数据中通过所述相关确定的相关度，在至少针对所考虑的车队的一部分向车辆配备足够多传感器的前提条件下得出本发明的以下优点：

a.如果传感器提供的值与根据所述统计数据预期的值有显著偏差，则产生诊断消息并转发到其他系统。因此可以更详细地检查所述传感器，并在必要时或只要需要就更换所述传感器。

b.如果在车辆中仅安装了最大数量的传感器的一部分，则可以推断出故意未安装的传感器的乘客数量。从而例如基于所述统计数据，可以基于进/出具有计数传感器的门的值来估计进/出不具有计数传感器的门的值。

如果传感器根本不再工作，则也可以使用该方法，从而可以替换掉错误的测量数据。

c.最后，基于进/出门的值可以推断出车辆中的乘客分布。

本发明的其他优点从下面基于唯一的图对本发明的实施例的描述中得出。

附图说明

该图示出了乘客计数系统，其用于分析特别是在轨道和道路交通中用于运送乘客的车辆中的计数传感器。

具体实施方式

图示出了乘客计数系统fgzs，其用于分析特别是在轨道和道路交通中用于运送乘客的车辆中的计数传感器。该乘客计数系统fgzs根据图中的“选项i”包含在特别是在轨道和道路交通中用于与行驶路段有关地运送乘客的车辆fz1...fzi...fzn上的计数传感器zs1...zsi...zsn，与车辆fz1...fzi...fzn上的计数传感器zs1...zsi...zsn连接的控制单元ste，以及与控制单元ste连接的乘客计数装置fgze，或者根据图中的“选项ii”包含在特别是在轨道和道路交通中用于与行驶路段有关地运送乘客的车辆fz1...fzi...fzn上的计数传感器zs1...zsi...zsn以及与车辆fz1...fzi...fzn上的计数传感器zs1...zsi...zsn连接的控制单元ste。

在“选项ii”中，其中乘客计数装置fgze不是乘客计数系统fgzs的组成部分，所述乘客计数装置是被构造为云的位于用于运送乘客的所述车辆外部的陆地侧装置，在该装置中存储测量数据并对所述测量数据相关。将在下面对图的描述中解释这些测量数据是什么以及它们来自何处。从这些测量数据中可以确定关于乘客通过车辆的门的进/出如何分布以及乘客如何在车辆中分布的统计数据。这两种分布统计数据通过fgze云与其他上述测量数据相关并被确定相关的程度。除了这些核心功能之外，fgze云还可以将所述分布统计数据和来自传感器分析的数据（乘客数量和诊断消息）转发到车辆，使得可以在这些车辆上执行上述任务。

控制单元ste包含用于传感器分析的计算机程序产品cpp，计算机程序产品cpp具有非易失性的可读存储器sp以及与存储器sp连接的处理器pz，在该可读存储器sp中存储了执行所述传感器分析的程序模块pgm的处理器可读的控制程序命令，所述处理器pz执行程序模块pgm的控制程序命令以进行传感器分析，并且控制单元ste在此与“选项i”或“选项ii”无关地与计数传感器zs1...zsi...zsn形成共同的第一功能单元fe1。

现在以如下方式构造第一功能单元fe1：收集参考传感器消息r-sn，所述参考传感器消息具有其中包含的特定于传感器的标识信息idizs、特定于传感器和车辆的乘客数量信息fgzizs，fz以及计数传感器zs1...zsi...zsn的传感器状态数据ssd，例如通过将参考传感器消息r-sn对应地加载到处理器pz中，并进行聚合。

换句话说，计数传感器zs1...zsi...zsn提供乘客数量，根据传感器类型分别提供进、出、车厢更换的数量或每个车厢的对应数量。还提供特定于传感器的设备消息。在所述传感器的每个消息中都必须包含所述传感器的标识（例如，投影的ip地址、序列号等，也称为传感器id）。通过传感器id可以推断出传感器在所述车辆中的安装位置。

此外，控制单元ste同样不太取决于“选项i”或“选项ii”地与乘客计数装置fgze一起形成共同的第二功能单元fe2。

第二功能单元fe2被构造为，使得

-在控制单元ste中收集由路段和车辆数据库sfdb提供的特定于传感器车辆和行驶路段的附加信息zisf，fs，例如通过将附加信息zisf，fs对应地加载到处理器pz中，并进行聚合，其中为此包括处理器pz的控制单元ste可以连接到路段和车辆数据库sfdb，并且特定于传感器车辆和行驶路段的附加信息zisf，fs优选是关于停止位置的信息、所述停止位置的地点结构信息以及关于计数传感器zs的安装位置的信息，

-在控制单元ste中收集由行程信息系统fis提供的特定于时间和地点的行程信息fiz，o，例如通过将行程信息fiz，o对应地加载到处理器pz中，并进行聚合，其中为此包括处理器pz的控制单元ste可以连接到行程信息系统fis，并且特定于时间和地点的行程信息fiz，o优选说明了车辆fzi当前位于哪个停止位置，例如站台，车辆fzi停在哪个地点，例如轨道，车辆fzi与所述停止位置的相对关系如何，当前时刻如何以及车辆fzi与当前时刻相关地延迟了多少分钟，

-在控制单元ste中收集由车辆信息系统fzis提供的车辆信息fzi，例如通过将车辆信息fzi对应地加载到处理器pz中，并且进行聚合，其中为此包括处理器pz的控制单元ste可以与行程信息系统fis连接，并且车辆信息fzi优选说明了是否存在损害乘客流的干扰（例如门干扰）以及车辆fzi是否形成具有多重牵引的车辆（即火车），以及在这种情况下如何排列各个车厢，

-在控制单元ste中收集由背景信息系统kis提供的背景信息ki，例如通过将背景信息ki对应地加载到处理器pz中，并且进行聚合，其中为此包括处理器pz的控制单元ste可以与行程信息系统fis连接，并且背景信息ki是与乘客数量信息fgzizs，fz相关的信息，例如重大事件的日期或休假日期。

用于存储特定于传感器车辆和行驶路段的附加信息zisf，fs的路段和车辆数据库sfdb、具有特定于时间和地点的行程信息fiz，o的行程信息系统fis、具有车辆信息fzi的车辆信息系统fzis和/或具有背景信息ki的背景信息系统kis可以包含在乘客计数系统fgzs中或者作为系统组件分配给乘客计数系统fgzs，这些系统组件位于车辆fzi上或布置在车辆fzi外部。

此外，第二功能单元fe2被构造为，使得

-控制单元ste从上面收集和聚合的信息zisf，fs，fiz，o，fzi，ki中生成测量数据md并将测量数据md与参考传感器消息r-sn一起传送给乘客计数装置fgze，

-乘客计数装置fgze借助于用于计算分布统计数据的常用算法从参考传感器消息r-sn中确定第一分布统计数据vst1和第二分布统计数据vst2，所述第一分布统计数据说明了乘客在车辆fz1...fzi...fzn中的车辆fzi的门处的进/出是如何分布的，而所述第二分布统计数据说明了乘客在车辆fzi中是如何分布的，

-乘客计数装置fgze将两种分布统计数据vst1，vst2与测量数据md相关并确定相关度kg，在两种分布统计数据vst1，vst2中考虑了所述相关度，并且乘客计数装置fgze将分布统计数据vst1，vst2传送到控制单元ste。

此外，第二功能单元fe2被构造为使得控制单元ste分别分析在用于与行驶路段有关地运送乘客的车辆fzi上的计数传感器zs1...zsi...zsn中的至少一个计数传感器zsi，zsi+1，zsi+2，...所分别包含的实际传感器消息i-sn，所述实际传感器信息具有其中包含的特定于传感器的实际标识信息i-idizs、特定于传感器和车辆的实际乘客数量信息i-fgzizs，fz以及与两种分布统计数据vst1，vst2有关的实际传感器状态数据i-ssd，使得

-如果由相应的实际乘客数量信息i-fgzizs，fz给定的乘客数量值fgzw与基于两种分布统计数据vst1，vst2确定的其他乘客数量值fgzw*有偏差，则生成诊断消息dm，和/或

-如果车辆fzi上的计数传感器zs1...zsi...zsn中的计数传感器zsi，zsi+1，zsi+2，...的数量小于车辆fzi上计数传感器的最大数量，则推断出因此车辆fzi上不存在的计数传感器的可能乘客数量，其方式是根据两种分布统计数据vst1，vst2基于车辆fzi中具有计数传感器zsi，zsi+1，zsi+2，...的门处进/出的乘客数量值fgzw来估计在车辆fzi中没有计数传感器的门处进/出的值，和/或

-基于车辆fzi中具有计数传感器zsi，zsi+1，zsi+2，...的门处进/出的乘客数量值fgzw推断出车辆fzi中乘客的分布。

在第二功能单元fe2的一种变型中，具有用于传感器分析的计算机程序产品cpp的控制单元ste还可以从外部乘客计数系统获得分布统计数据。

在第二功能单元fe2的另一种变型中，具有用于传感器分析的计算机程序产品cpp的控制单元ste可以基于与车辆fzi有关的纯局部分布统计数据生成诊断消息dm（前面三个破折号中的第一个破折号）。利用与车辆fzi有关的纯局部分布统计数据不可能有意义地实现前面三个破折号中的其他两个破折号中的技术特征。

此外，第二功能单元fe2还被构造为，使得

-控制单元ste将分布统计数据vst1，vst2、实际乘客数量信息i-fgzizs，fz和诊断消息dm传送到位于车辆fzi上的内部信息接收器/诊断系统iadsint，

-如果被构造为fgze云（即被构造为“自动对乘客计数的云”）的乘客计数装置fgze位于乘客计数系统fgzs的外部（“选项ii”），则控制单元ste将诊断消息dm和实际乘客数量信息i-fgzizs，fz传送给被构造为“自动对乘客计数的云”的乘客计数装置fgze，并且该乘客计数装置将分布统计数据vst1，vst2、实际乘客数量信息i-fgzizs，fz和诊断消息dm传送给分配给车辆fzi的位于车辆fzi外部的外部信息接收器/诊断系统iadsext。

通过内部信息接收器/诊断系统iadsint，可以利用传送的分布统计数据vst1，vst2和传送的实际乘客数量信息i-fgzizs，fz将乘客数量和乘客分布显示给列车员，并且可以利用传送的诊断消息dm发信号通知特定于传感器的设备干扰，所述特定于传感器的设备干扰也可以出于维护目的存储在信息接收器/诊断系统iadsint中。

通过外部信息接收器/诊断系统iads，可以利用传送的分布统计数据vst1，vst2和传送的实际乘客数量信息i-fgzizs，fz来显示铁路运营商的各种系统中的乘客数量和乘客分布或用于向国家/地区进行结算，并且可以利用传送的诊断消息dm再次发信号通知特定于传感器的设备干扰，所述特定于传感器的设备干扰也可以再次出于维护目的存储在信息接收器/诊断系统iadsext中。

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