沈涛涛 潘振威 章佳敏
恒达富士电梯有限公司 浙江湖州市313009
摘要：随着我国经济的快速发展，扶梯建设在全国范围内也进入高峰期，同时，随着城市建设的迅速发展,机场、地铁站、商场等公共场所的客流量不断增多,自动扶梯被广泛应用,但也存在一定的安全隐患.其中,摔倒事故尤为频发.传统的扶梯通过设置急停按钮,在紧急情况下制停扶梯,但该方法需要人工制停、操作熟练才可避免事故的发生,具有局限性.因此,研究扶梯自动急停系统具有重要的意义.当前的研究方法具有检测准确、时效性好等优势,同时也存在针对人群单一、未完全解放人力等局限性。基于此，本文主要对基于机器视觉的扶梯自动急停系统做论述。
关键词：机器视觉；扶梯自动急停系统
引言
虽然各个城市都在全力建设地铁，但是客流还是在飞速增长，自动扶梯作为地铁站内客流的主要运输工具，在为乘客提供便利的同时，对自动扶梯的运载能力及运行稳定性也面临着严峻的考验。由于地铁客流主要集中在上下班、周末及节假日时段，所以对自动扶梯是否能在满负荷重在状态下长期稳定的运行是有严格的要求，在自动扶梯安装验收时，考虑到地铁乘客集中的特点，都是要做严格的重在试验来检验扶梯的性能指标是否符合投入使用的条件的。即便如此，由于现场情况瞬息万变，也不能保证绝对的安全，所以在全国的多个城市比如北京、上海都出现过地铁扶梯伤人的情况。本文论述了自动扶梯在紧急状态下的急停按钮的施工及优化措施，以期达到快速制止事故的发生及最大可能地减少损失。自动扶梯在运行中发生挤伤、夹伤乘客时，最有效地减少乘客伤害程度的方式就是迅速按下急停按钮，使扶梯迅速停止运行，虽然在扶梯的出入口处、或者扶梯的中部都设有急停按钮，但是对于大多数人来说，都不知如何操作。更何况在事故发生时所有人都处在慌乱状态，不能及时制停扶梯的运行，无疑会增加乘客的伤害程度。为此，在地铁站自动扶梯进行设计时，考虑到上述状况，自动扶梯在车站控制室IBP盘上都设有急停按钮，以防出现事故时，车站专业操作人员可以在最短时间内在车控室控制自动扶梯的启停。
1OpenPose关节点检测算法
OpenPose关节点检测算法是由卡内基梅隆大学认知计算研究室提出的一种用于多人环境下对目标人体的身体结构、四肢形态进行实时估计的框架.该框架采用部分亲和域(PAFs)实现从关节点特征到人体骨架重建的算法结构.传统的检测算法大多采用自上而下的识别原理,其搭建的检测网络的识别速度会由于检测人数增加而降低,但采用OpenPose框架的识别速度基本不受检测目标数量的影响.OpenPose框架采用VGG预训练网络结构作为主体骨架,利用PAFs来描述像素点在骨架中的走向L(p),通过两条分支分别回归L(p)和S(p),并在每个阶段进行一次Loss运算,然后将原始输入与L(p)和S(p)联系,进行下个阶段的训练处理.阶段之间的迭代关系如图1所示.
图1OpenPose双分支迭代关系图
图1中,S(p)表示对应的关节点位置响应,p表示图像中的像素点.对于响应S(p)的处理方法:首先,按照每一类的关节点特征频率生成相应的真值域,然后,通过多个高斯分布取极大值的处理方法保留每个像素点的响应峰值.最后,根据目标个体肢体类的PAFs处理L(p),即检测出关节点后通过PAFs推断来构建骨架.为了准确获得整个人形姿态骨架,采用匈牙利算法对相邻节点进行最优匹配,比如利用小臂的PAFs计算边权来完成一堆左手腕节点和一堆左手肘节点的最优匹配.根据OpenPose关节点检测算法的开发环境安装其配置,安装完成后,通过编写图片测试程序提取骨骼特征,输入含有多人体的jpg格式的图片,调用处理程序找出特征点;然后,将特征点连线构成人体骨骼模型图;最后,将处理后的结果显示出来.以单人图片为例,对输入图片处理后,修改测试程序.主要分为视频和摄像头测试,对视频和摄像头的测试程序与图片测试类似.首先,输入多人体的MP4格式视频或打开摄像头进行实时采集,然后,将读取到的视频文件按帧处理并输出,构造出骨骼模型图并实时显示.
2RS485通讯的应用
采用差分信号。差分信号最大的优势是可以抑制共模干扰，非常适用于现场环境复杂、干扰比较多的公共场所。2）由于RS485是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进行的，也就是说它是一种半双工通信，所以一般只需两根线，实际应用中均采用屏蔽双绞线传输，屏蔽双绞线的价格比较便宜。3）逻辑特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+2～+6V表示；逻辑"0"以两线间的电压差为-2～-6V表示。4）RS485通信传输速度可以达到10MB/s以上。5）RS485接口的传输距离最远可以达到1200m左右，但是它的传输速率和传输距离是成反比的，只有在100kB/s以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离就必须要使用中继。6）RS485接口在总线上最多允许连接128个收发器，即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS485接口方便地组建起设备网络。但是总线上任何时候只能有一个发送器发送。
3在安全的框架下运用人工智能技术和智能监控技术
2018年10月29日，印度尼西亚狮航JT601航班在起飞12min后坠毁；2019年3月10日，埃塞俄比亚航空公司ET302航班在起飞6min后坠毁。由此引发了波音737MAX8的全球停飞。此次客机的坠落事故，是人工智能不当运用导致的灾难性事件，也是智能化系统功能失效的典型案例。人工智能及物联网等新技术、新工艺在特种设备中的运用，应该符合相关特种设备法规标准的要求；对于超出现有法规标准的，应提请相关主管部门进行等效安全评价，要充分考虑新技术应用带来的附加风险。目前地铁车站均设有车站级监控系统，其中包含对部分设备的控制。在监控专业、电梯专业未充分协同分工的情况下，对电梯和自动扶梯的智能化控制容易形成专业技术管理的盲区和法规监管的盲区。一般典型地铁车站建设施工中，电梯、自动扶梯先于监控系统进行安装调试，在电梯、自动扶梯监督检验时通常监控系统还未开始施工，因此容易遗漏监控系统对电梯控制的监管审查。对于本文所述紧急情况下的紧急停止操作，应符合安全标准的要求并在监督检验时进行审查，如采用PESSRAE实现，需提供型式试验证书。
4建立追溯体系和应急救援平台
以包括大数据在内的各新型科技手段为依托，针对电梯安全打造专门的信息服务体系，搭建集使用寿命、故障发生率等多指标为一体的电梯质量安全评价体系，进一步设计电梯全生命周期的安全追溯体系，打造可追责、可查问的格局，使社会监督应有的价值得到最大化体现。在市级应急救援体系中纳入轨道交通电梯应急救援项目，结合电梯应急救援打造专门性的公共服务体系，以期实现电梯应急救援工作的统筹管理。
结语
总之，系统的行为识别速度和控制实时性良好,达到了当检测到有乘客摔倒后扶梯可自动急停的目的.未来可考虑采用更加高效的方法在真实扶梯环境中进行多人识别检测与扶梯急停系统的应用,进一步提高系统的高效性与实用性.
参考文献
[1]林宇,陈晓勇.基于inceptionv3模型的道路交通标志识别研究.江西科学,2018,36(5):849–852.
[2]杨传志,初俊博,王鲲鹏,等.基于红外传感器的智能循迹与避障小车的设计.科技传播,2017,9(6):91–92.