自十多年前国务院第一次提公交优先到现在，公交优先、公交都市已经成为智能交通行业一个重要的名词概念，各种先进技术也不断的应用到公交领域，在保障公交出行的安全性、准时性的同时，公交出行的舒适性也日益得到重视，快速公交、定制公交、有轨电车、地铁等公交形式的快速发展，正是这种趋势的体现。客流统计作为体现公交舒适性的一个重要技术手段，也是作为公交线路安排、智能调度的重要基础数据来源，虽然一直在探索，但多年来一直囿于技术的缺陷，没有实质性的进展，直到前两年，才渐渐有了起色。虽然在此之前，有不少公交公司和技术企业在尝试做公交客流统计方面的工作，公交卡统计、上下门红外感应、上下门压力感应等等，但一直难有突破，所以也就有企业认为，公交客流统计是一个鸡肋，虽然有需求，但是“吃起来”有难度，而且吃不饱（市场容量），但显然，新技术的应用，让这个鸡肋，变成了“新奥尔良烤翅”了。
实时公交客流数据又是分析和评估某线路公交汽车在途运营状况的基础资料，也是公交智能调度、公交运营质量评估及公交线网优化的重要数据，而公交智能调度和公交路网优化是疏通“城市血管”——道路拥堵的良方，由此更加凸显了公交客流采集技术的重要性。为了促进行业交流和提升国内智能公交服务水平，我们有缘采访到了苏州清研微视电子科技有限公司（以下简称“清研微视”）总经理张伟、上海航鼎电子科技发展有限公司（以下简称“上海航鼎”）总经理何铁、深圳图敏智能视频股份有限公司（以下简称“深圳图敏”）市场部主管刘平，请他们来为我们答疑解惑，一探公交客流采集技术的究竟。
1无心插柳柳成荫
公交客流统计并不是一个很大的潜在市场，即便全国60多万台公交车辆全部安装，设备市场也就十多个亿，而很显然，即便是北上广深一线城市，也不可能全部安装，更不用说三四线城市，按10万台计算，这个市场也就几个亿。加上客流统计的技术一直不够完善，与地铁、交通枢纽、商场、广场的人流统计相比，难度更大，让一些巨头花大力气来做技术攻关，显然不大可能。像我们今天所采访的几家企业，公交客流统计也只是其技术研发的一部分，或者是副产品之一，甚至有点无心插柳柳成荫的感觉，但这几家企业做的都还不错，属于比较扎实的技术型企业。
苏州清研微视电子科技有限公司作为清华大学苏州汽车研究院的重点孵化企业，其技术支撑与核心团队均来来自于清华大学，清华大学在机器视觉、图像分析领域有着多年的技术积累与多个国家重大项目经验，而且是视频分析中难度最高的表情理解技术。2012年，项目组核心成员成立了清研微视，并以此为技术积累，继续在机器视觉领域精工细作，开发了基于机器视觉技术的多个产品，其中，公交车客流统计系统就是其中之一。
张伟说，正是政策春风和民生需求引导其公司进入公交客流统计这个细分领域，这包括政府部门对于智慧城市建设的支持和城市发展对于更高效率的出行方式的选择。他还透露，截止2016年12月，其公司视频客流量统计产品共计出货8000余套，已经陆续给宇通客车、金龙客车等车厂供货；也曾参与到银川、淮安、东营、延安、包头等近20个城市的智慧公交项目建设实施的当中去，在公交细分市场深耕多年，清研微视已经具有较强的优势。
深圳图敏智能视频股份有限公司专注于智能视频核心技术，包括视频图像存储、识别抓拍、视频数据传输、智能分析等领域核心技术的研究与开发。2016年3月份，深圳图敏的“图敏客流统计分析系统客户端V1.0”荣获软件著作权登记证书。刘平介绍到，公司曾为在西安举办的第41届世界园艺博览会提供公交客流视频统计技术服务，即在世园会途经区域沿线的公交车辆上安装图敏客流视频统计系统；2011-2016年期间，西安、广州、南京、厦门等区域批量应用了图敏视频客流统计系统。
上海航鼎电子科技发展有限公司是”两客一危”车载终端设备的方案供应商,何铁表示，公司从2012年开始接触公交客流统计产品和系统；在2014年公司成功完成了客流统计终端样机和配套的客流统计平台。2015年在上海巴士集团开始全年试用与测试,2016年1月完成产品定型;并在上海几条公交线路上使用,同时也在多个城市公交线路上进行了试用。2016年7月通过上海计量测试技术研究院测试。
2视频分析——遇明主，天下可图？
我们知道，传统客流采集技术主要有压力检测技术、红外检测技术、刷卡统计技术、投币统计等四种，而客流采集技术伴随着计算机技术、传感技术、视频分析技术、网络等技术日新月异的变化，已经呈现出日益智能化和精确化的发展趋势，视频分析越来越被器重。
客流量技术方案对比
我们了解到，深圳图敏、上海航鼎、清研微视三家公司目前在公交客流采集领域所采用的都是视频客流分析技术。
张伟向我们介绍道，其公司在客流统计的技术创新之处首先是客流数据库的建立；其次是训练算法的优化；然后是多跟踪目标算法的优化；最后是跟踪算法的判断结果。其中，客流数据库已有超过100多万张的样本，积累了十多种不同类型的样品特性，并从十多个城市进行样本数据采集，进而迭代训练文件。多跟踪目标算法优化是指结合传统的图像处理方法以及基于特征描述的跟踪算法，达到以跟踪算法为主导的客流计数方法，使图像处理实时性有很大的提升。该算法可实现8个方向判断，8种轨迹分类。
据何铁介绍，上海航鼎的客流统计终端的硬件设备包括摄像机、高速分析电路与定位通信电路，适合于车辆供电使用。“运动前景检测算法”、“人体检测算法”和“运动跟踪算法”等专利技术可以实现高精度的客流量统计。连续从摄像头获取视频数据，运用“运动前景检测算法”，判断视频内容是否发生变化，只在视频内容发生变化时进行分析，从而节省系统资源。在检测到视频变化后，运用“人体检测算法”和“运动跟踪算法”，判断视频中是否有人经过，并对进入视频内的每个人进行跟踪，从而保证统计结果的准确性，避免重复计数和计数遗漏。
刘平表示，其公司采用了基于双目摄像的智能视频客流分析技术，通过先进的双目视差法完成对车门正下方的背景分析和镜头矫正后，处理器对双目摄像机采集得到的图像进行深度分析，随后通过基于图割的全局匹配算法和亮度边缘分割技术，进行人头特征匹配以及运动轨迹追踪，从而实现乘客上下车计数。
针对该视频客流分析技术的特点，三家公司都表示，该系统的特点是准确率较高，适应性强，兼容性好，还能保留上下客视频，在特殊情形下可以提取作为依据。同时，对车辆现有弱电系统影响较小且系统安装简便，易于维护。此外，张伟还强调了其公司视频客流分析技术的一个可选功能，即对驾驶员超载进行提醒，当超出预设界限值时，系统可自动预警，提示用户启动应急预案。
苏州清研微视电子科技有限公司总经理 张伟
3视频分析技术难以推广？
对于有人所称的视频分析技术算法复杂度较高，受外因影响大，成本比较高，因此难以广泛推广这一观点，刘平和何铁都表达了自己的看法，但有一点两家公司都认同的是，随着视频技术和视频设备成本的不断降低，客流视频统计系统的价格会成下降趋势是毋庸置疑的。
刘平认为，因为在前期的智能公交建设过程中，公交运营单位和管理部门为了满足智能化和信息化的管理需求，基本都已经建设了车载视频监控系统，视频客流统计系统可以非常便捷地与车载视频监控系统无缝对接，同时也可以大大降低系统升级建设的难度。
深圳图敏智能视频股份有限公司市场部主管刘平
何铁则表示，视频分析技术易受外因影响大这个问题已经得到克服，摄像头和视频算法的改进，弥补了光线剧烈变化的影响，摄像头自带的补光和正常车门的光亮，能解决夜晚光线不好的问题。
不同环境下，采集精准度的高低是评价客流采集统计技术的重要指标。据悉，三家公司目前的客流采集精准度都已经达到90%以上，但三位受访人亦认为这个精准度仍有提升的空间。
刘平介绍说，其公司开发的智能视频客流统计系统综合准确率可达96%以上，复杂环境下准确率在90%左右，仍然具有较大的提升空间。提高客流统计分析的精确度主要依赖于客流分析算法的进一步优化，为此，图敏搭建了公交乘客上下车的各种模拟环境，建立了科学完备的检测方法和检测程序，基于各种常见环境和复杂环境，不断对产品硬件和算法进行改进和优化，秉持精益求精的精神，力争绝对准确率达到97%以上。
虽然目前上海鼎航的视频分析技术采集精准度已经超过了90%，但是总经理何铁也表示，为了进一步提高这一精准度，公司做了更多的尝试和努力。即通过全年全气候，应用环境的测试，完善与改进视频算法；同时与站点地理信息结合；完成与开放了客流统计与分析平台，智能公交系统从业者，可以通过平台直观观测样本车辆位置、速度、停车、上下客和基于站点、线路、车辆的客流统计报表。
视频客流统计技术还需克服的难点是什么？何铁和张伟给出了答案，解决方法略有不同，但总体来说，克服这些难点的一个终极目标还是为了统计准确率的提高。
何铁认为，目前还需要克服的技术难点主要有如何使用系统技术解决车门开关信号不稳定的问题；需要采集车辆CAN总线或者电子路单等支持；在复杂环境中，定位不良的区域、停车站点的精准与自动判断；车门宽度与高度自动适应技术。
据张伟介绍，如何克服人体目标因不同光照条件以及个体差异形成的表观差异；多尺度条件下的人体目标识别问题；随机状态下的目标跟踪；目标检测的误检与漏检控制等这四个问题是还需进一步解决的技术难点。他认为，当目标和背景环境存在不规则变化规律的时候，如何利用目标检测与目标跟踪之间的数据关联来降低目标检测的虚警率和漏检率是实现后续目标跟踪的关键所在。
精准，才有智能和舒适
接受采访的三家公司都曾提到，精确的公交客流量统计对于公交公司、交通管理部门和出行者来说都是至关重要的。最重要的是为公交调度和运营管理决策提供科学依据，从而帮助公交公司更为合理地安排发车时间及间隔、编制时刻表、执行行车计划，提高决策能力，实现公交车辆科学调度，让公共资源得到更充分的利用。
刘平给出了较为全面的回答，他指出，客流统计对于交通管理部门的意义主要在于为公交线路、站点的规划设计提供科学依据。公交线路的规划需要大量的基础数据和资料，并且需要大规模的实地调查。管理部门通过对公交客流量的历史数据分析，可以掌握客流在各时段、各线路、各站点的分布规律，判断现有线路设置的合理性，为线路调整提供有力依据。科学的公交线路设置和合理的车辆调度能够有效地缓解城市交通拥堵，提升城市形象，提高城市出行者的满意度。
而客流统计技术也与出行者息息相关，出行者可以结合智能交通的电子站牌或者手机APP，实时掌握公交车辆的到达时间，车上的乘客人数（乘客饱和度）等相关数据，乘客可以根据车辆拥挤度合理安排出行时间以及提前选择合适的交通工具。
4智能化、高精度化、深度学习
对于公交客流采集统计技术的未来发展状况，三家公司都持积极态度，智能化是三家公司谈及未来趋势时共同提到的一个词语。
刘平认为，未来公交客流采集统计技术将呈现集成化、智能化、高清化、高精度化的趋势。其中，集成化表现在视频分析客流监控系统从单一的客流监控向专业的解决方案方向发展，在进行客流监控的同时，还需要和其他各系统设备如GPS定位系统、电子报站、刷卡器、测速雷达、车牌识别等进行协同配合。基于视频分析的智能客流检测终端设备利用多种优化复合算法，可以避免密集人流、光照强度变化等干扰带来的客流监控影响，从而达到高精度。此外，他特别强调，智能化的优势在于，能够针对城市公共交通行业的特殊需求提供更多附加值的应用。
何铁则表示，以视频为主，结合人脸识别，应用场景识别和乘客手机识别的智能AI视频统计技术是未来发展趋势。
张伟向我们描述了未来可能出现的技术组合，他介绍道，这种技术组合包括热释电红外传感器与单目摄像头两者的结合，利用机器学习算法进行算法初步检测，再结合热释电主动红外进行人体目标的判断，从而达到双重验证的效果，互相弥补两者传感器的缺点，并发挥各自的优势点。此外，谈及采集技术的未来趋势，他还提到了一个词——“深度学习”，他认为深度学习是利用多层神经网络算法来进行端到端训练，从而达到多目标识别的结果，但是深度学习与机器学习相比还需要更强大的计算性能，无法正常在嵌入式设备上面运行。因此，清研微视目前的研发重点也就是如何将深度学习算法移植到嵌入式设备上。
深圳图敏客流采集主机技术参数表
清研微视第一代客流产品技术参数表
