人群密集区域防踩踏预警系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防踩踏预警技术，具体来说是一种利用传感器技术检测人流量，根据人流量大小来采取相应措施的预警技术。
【背景技术】
[0002]我国是一个人口大国，因人流密集发生踩踏而造成人员伤亡的事件时有发生，而当前没有一种行之有效的措施解决这个问题。在公开论文中，主要有两种人流量检测方式，一种采用多传感器监测人员并排模式情况下的人流量情况；另一种通过视频监测技术统计人流量。上述两种人流量检测方式的共同特点在于较为精确的测出了人员的数目，其测量精度相对较高，但费用也相对较高，而且检测到人员密集时，还需人工通知相关的应急中心启动相应的应急措施。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一在于克服现有人流量检测技术成本高的缺陷，提出人群密集区域防踩踏预警系统，对人群密集区域的人流密度进行监测，发出不同的监测信号，根据不同的监测信号采取相应的措施，从而达到预警的目的，具有方便、快捷、高效等特点。
[0004]本发明的目的之二在于克服现有人流量检测技术成本高的缺陷，提出人群密集区域防踩踏预警系统的实现方法。
[0005]本发明人群密集区域防踩踏预警系统采用如下技术方案:人群密集区域防踩踏预警系统，包括控制器、人流密度检测模块及报警装置；所述控制器分别与人流密度检测模块、报警装置连接，根据人流密度检测模块的检测信号判断人群密集区域的人流密度梯度，再根据人流密度梯度控制报警装置。
[0006]所述人流密度检测模块包括分别与所述控制器输入端连接的红外传感器和压力传感器；所述红外传感器安装在人群密集区域的相对平坦开阔处，其发射端发出光信号，接收端接收光信号，并将光信号转化为电信号输出给控制器；所述压力传感器放置于红外传感器的感应区域内，对所述感应区域内的压力值进行检测后输出给控制器；所述控制器根据红外传感器输入的电信号及压力传感器输入的压力值判断人流密度梯度。
[0007]所述红外传感器设有多组，压力传感器设有多组。所述多组红外传感器对称安装在人群密集区域内。
[0008]优选地，每组红外传感器之间进行等距离安装。
[0009]所述压力传感器均匀安装在红外传感器的感应区域内。
[0010]所述控制器对人流密度梯度的判断如下:
[0011]当只有2组或2组以下红外传感器接收不到光信号时，控制器判断人流密度相对较小；当有3到4组红外传感器接收不到光信号，并且这些红外传感器感应区域内的压力传感器检测的压力值超出设定值时，控制器判断人流密度较高；当有5到6组红外传感器接收不到光信号，并且这些红外传感器感应区域内的压力传感器检测的压力值超出设定值时，控制器判断人流拥挤；当有7到8组红外传感器接收不到光信号，并且这些红外传感器感应域区压力传感器检测的压力值超出设定值时，控制器判断人流极度拥挤。
[0012]本发明人群密集区域防踩踏预警系统的实现方法采用如下技术方案:
[0013]S1、初始化设置；
[0014]S2、控制器设置人流密度梯度，将人流密度分为低、较高、拥挤、极度拥挤；
[0015]S3、通过红外传感器、压力传感器检测人流密度，将红外传感器检测的光信号及压力传感器检测的压力值传送给控制器，进入步骤S4 ;
[0016]S4、控制器对输入的光信号和压力值进行处理，将压力值与设定值比较，进入步骤S5 ；
[0017]S5、控制器根据步骤S4的比较结果判断人流密度所处的梯度，当人流密度为低时，进入步骤S9，当人流密度为较高时，进入步骤S6，当人流密度为拥挤时，进入步骤S7,当人流密度为极度拥挤时，进入步骤S8 ；
[0018]S6、控制器判断人流密度为较高时，向该区域的管理处发出警报，告知附近的工作人员，提醒工作人员做好应急准备；
[0019]S7、控制器判断人流密度为拥挤时，向公安局发出警报，公安局应急处理中心做好应急准备，准备随时疏散人群；
[0020]S8、控制器判断人流密度为极度拥挤时，向政府应急处理中心、公安系统应急中心和该区域管理处发出警报，立即疏散人群；
[0021]S9、控制器控制报警装置的关闭，返回步骤S3。
[0022]与现有的人流量检测技术相比，本发明具有如下优点和有益效果:
[0023]1、对于人群密集区域，无需精确测量人流的数目，即人流量，只需要监测人流的密度大小，从而采取相应的措施达到预警的目的。
[0024]由于只需要监测人流的密度，因此本发明具有结构简单、成本低廉及预警效果好的特点；此外，可以很方便地在人流密集区域设置多个人流密度的监测点，因此本发明还具有反应速度快的特点。
[0025]2、采用传感器技术对人流的密度进行监测，可以24小时工作，对人流密度的监测能够实时进行，便于不同应急中心采取不同的措施进行处理。
【附图说明】
[0026]图1 (a)、(b)为本发明人群密集区域防踩踏预警系统的元器件安装示意图；
[0027]图2为本发明人群密集区域防踩踏预警系统的控制结构图；
[0028]图3为本发明人群密集区域防踩踏预警系统的控制电路图；
[0029]图4为本发明人群密集区域防踩踏预警系统实现方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例及附图对本发明专利做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0031]实施例
[0032]如图1(a)、图1(b)所示，本发明人群密集区域防踩踏预警系统，主要包括八组红外传感器1、2、3、4、5、6、7、8，八组压力传感器9、10、11、12、13、14、15、16，以及设置在控制室内的继电器及继电器盒17、报警装置18、发电机19、蓄电池20和可编程控制器21。红外传感器和压力传感器设置在人群密集区域，如广场的相应位置。继电器设置在继电器盒内，避免继电器长时间日晒雨淋，造成继电器的损坏，从而影响系统的正常工作；继电器盒置于控制室内侧壁上；可编程控制器置于控制室内。
[0033]供电模块主要由外部电源进行供电，同时需配备发电机，外部电源除了给整个系统供电以外，还要将作为储能模块的蓄电池充满电，以防断电时，系统不能正常工作，发电机是在断电时间较长，蓄电池电量不足以供给整个系统供电时使用，从而使系统可以连续工作。如图2所示，外部电源、过充保护模块及蓄电池依次连接，其中蓄电池与电压转换模块连接，过充保护模块能避免因过度充电而造成蓄电池损坏。电压转换模块分别与红外传感器、压力传感器、可编程控制器、继电器及报警装置连接。外部电源给整个系统供电，外部电能经过蓄电池、电压转换模块，将电压转化为各个电器、元件的额定电压，供给整个预警系统使用，使之能够正常工作，避免因电压过高而烧毁电器、元件。
[0034]本实施例采用单片机作为可编程控制器，如图3所示，单片机外接24V直流电源，通过电压转换电路以及稳压电路，将24V直流电转化为5V的直流电，输出到单片机的输入电源端VCC。J2、J3分别为红外传感器和压力传感器，J2、J3分别与单片机相连，红外传感器与压力传感器将所采集的数据传输给单片机，单片机经过程序识别，当达到报警信号时，单片机输出信号经放大电路控制继电器K1、K2、K3闭合，当继电器接通时，扬声器发出报警信号，当未达到报警信号时，继电器断电，扬声器关闭。
[0035]人流密度信号检测的工作主要由红外传感器和压力传感器来完成，红外传感器、压力传感器分别与可编程控制器的输入端相连接。红外传感器安装在相对平坦开阔的地方，监测人流量的大小，如在广场上安装时，选择人流相对较大的地方，且多组红外传感器最好是对称安装，每组红外传感器之间进行等距离安装。压力传感器放置于红外传感器的感应区域内，压力传感器最好在红外传感器