混雑度測定装置
【課題】 車両などの乗客のように、移動しつつしかも人数が増減する測定対象空間の混雑状況を容易に、しかも実際の人数を反映させてより実体に近い状態で把握する。
【解決手段】 車両２内に対向して配置された１対の電極対１ａ、１ｂと、この電極対の静電容量を測定する静電容量測定器３とを有し、混雑度測定装置本体４により、静電容量測定器３が測定する静電容量を混雑度に算出する。
【解決手段】 車両２内に対向して配置された１対の電極対１ａ、１ｂと、この電極対の静電容量を測定する静電容量測定器３とを有し、混雑度測定装置本体４により、静電容量測定器３が測定する静電容量を混雑度に算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
列車車両や劇場等の、物理的又は仮想的に区切られた、測定対象空間内に存在する人間の混み具合を計測する混雑度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特定の区域内における人の数を自動的に計数する装置は種々知られている。例えば、発光素子と受光素子を用いてその領域を通過する人を計数するもの（特許文献１、２参照）、テレビカメラの映像信号を処理して人数を検出するもの（特許文献３参照）等が知られている。
【０００３】
列車車両などの乗物内にどの位の人が居るのかを把握するのは、その人数を計数すればよいが、実際には移動する車両に乗降を繰り返す乗客の数をリアルタイムで正確に計数するのは容易ではない。
また、上記従来の自動的に人数を計数する装置は車内に持ち込むこと自体困難である上、コストも掛かるため、車内の人数を把握するのは現実的ではない。
【０００４】
他方、車両に乗り降りする乗客の数は、例えばその混雑度を把握する目的であれば、必ずしも端数に至るまで正確に把握しなくともよい場合がある。
そこで、車両等の乗車状況をリアルタイムで把握するため、列車内に基地局を設け、列車が駅を発車したときに、車内の携帯電話機と通信を行うことによって、車内の携帯電話機の数を取得して、その数を管理サーバに送信することで、車内の乗客の大凡の数を把握する列車乗車情報管理装置が提案されている（特許文献４参照）。
また、これとは別に、ある特定エリア内にいる人の数を把握するために、同様に携帯電話機を用いた人数推定装置も知られている（特許文献５参照）。
【０００５】
この人数推定装置は、例えば超大型テーマパークなどで、エリアに携帯電話機の電波が届く範囲であるセルを設定し、各セル毎に、当該セルの通信範囲内にある携帯電話機と通信を行ってその数を把握し、その数を特定エリア全域で集計して、当該特定エリア内に居る人数を推定するものである。
【０００６】
上記従来の装置では、いずれも車内又は特定エリア内の人数の把握を携帯電話機の応答数を計数することで行っているが、当然のことながら特定のエリア内の人全員が携帯電話機を所持しているわけではなく、車内であれば優先席付近では、携帯電話の電源を切っていることがある。また、携帯電話機がかばん等の中にあり、車両内の混雑度測定用サーバと通信ができないこともあり得る。
【０００７】
その他、そのエリアに居る人の年代、携帯電話機を所持していても電源をオフにしている人の割合など、従来装置による人数の推定では、不確定な要素が多いため、取得した携帯電話機の数を統計的に処理しても、得られた推定値はかなりの幅を持ったものとならざるを得ない。
さらに、乗客が保有している携帯端末を利用するため、様々な通信方式の端末と通信する必要があり、車両に搭載するサーバ側の対応、及び設備費が負担となるなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５０３５８号公報
【特許文献２】特開平７−８５３３０号公報
【特許文献３】特開平５−１７４２１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１９０５８５号公報
【特許文献５】特開２００２−３５４５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、車両など乗客のように、移動しつつしかも人数が増減する測定対象空間の混雑状況を容易に、しかも実際の人数を反映させてより実体に近い状態で把握できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載された発明は、所定の測定対象空間内に存在する人の混み具合を計測する混雑度測定装置であって、前記測定対象空間内に対向して配置された電極対と、前記電極対の静電容量を測定する静電容量測定手段と、前記静電容量測定手段で測定された静電容量に基づき、前記測定対象空間の混雑度を算出する混雑度算出手段と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された混雑度測定装置において、前記静電容量測定手段が測定する静電容量と混雑度とを関連付ける算出情報を記憶するための記憶手段を有し、前記混雑度算出手段は、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする。
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された混雑度測定装置において、前記電極対は２対以上設けられており、前記静電容量測定手段により、前記電極対のそれぞれの静電容量を測定することにより、前記測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することを特徴とする。
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された混雑度測定装置において、前記測定対象空間内に配置され、前記測定対象空間内の空気を挟んで対向させた1対の電極により構成される空気コンデンサと、該空気コンデンサの静電容量を測定するコンデンサ容量測定手段と、を有し、前記記憶手段は、前記測定対象空間内の温度又は湿度が異なる場合の前記空気コンデンサの容量と、その容量における前記電極対の静電容量と混雑度との関係を示す算出情報を記憶し、前記算出手段は、前記空気コンデンサの静電容量と前記電極対の静電容量に基づき、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする。
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された混雑度測定装置において、前記電極対は、前記測定対象空間内の対向面を構成する一の面上に並列に並べられた複数の第１の電極と、該電極の整列方向と直交するように前記対向面を構成する他の一の面上に並列に並べられた複数の第２の電極と、前記第１の電極のうちの一の電極と、前記第２の電極のうちの一の電極を選択して作動させる電極切替手段と、を有することを特徴とする。
請求項６に記載された発明は、請求項１に記載された混雑度測定装置において、前記電極対は２対以上設けられており、前記混雑度算出手段は、前記電極対のそれぞれの静電容量の大小関係から、前記電極対のそれぞれが挟む空間の混雑度の大小関係を測定することを特徴とする。
請求項７に記載された発明は、請求項１に記載された混雑度測定装置において、前記電極対は、第１の電極板と、前記第１の電極板にそれぞれ対向し、かつ、前記第1の電極板より面積の小さい２以上の第２の電極板で構成されており、前記第２の電極板は、全体として、前記第１の電極板の面積に相当する面積を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定対象空間に存在する人間の混雑度を、従来の人数推定装置等に比してより簡易な構成でより正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の混雑度測定装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の混雑度測定装置を構成する混雑度測定装置本体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の混雑度測定装置の算出情報の具体例を示す表である。
【図４】本発明の混雑度測定装置の動作手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の混雑度測定装置の第１の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の混雑度測定装置の第３の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の混雑度測定装置の第４の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の混雑度測定装置の第４の変形例における算出情報の例を示す表である。
【図９】本発明の混雑度測定装置の第５の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の混雑度測定装置の動作原理であるコンデンサの静電容量について説明するための図である。
【図１１】本発明の混雑度測定装置の動作原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面を参照して、本発明の混雑度測定装置の実施の形態を説明する。
図１は、本混雑度測定装置の構成を示す図である。
本混雑度測定装置は、測定対象空間である列車の車両２内の床及び天井に対向して配置された1対の電極１ａ、１ｂと、電極１ａ・１ｂ間の静電容量を測定する静電容量測定手段である静電容量測定器３と、電極１ａ・１ｂ間の静電容量から混雑度を算出するための混雑度測定装置本体４を有している。
【００１４】
図２は、混雑度測定装置本体４の構成を示すブロック図である。
混雑度測定装置本体４は、外部に接続された測定器等との間でデータのやりとりを行う入出力インタフェース２２と、混雑度情報の集中管理を行っている情報センター等との外部通信を行う通信インタフェース２４と、一定の時間間隔で混雑度の測定を行うためのクロック２５と、混雑度算出手段２１１を有する制御部２１と、算出情報を記憶する記憶手段である記憶部２３とを有している。制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。上記混雑度算出手段２１１は、上記ＣＰＵを含む制御部２１でプログラムを実行することにより、混雑度を算出する。
【００１５】
また、記憶部２３に記憶された算出情報は、例えば、図３に示すように、測定対象である車両２内に、混雑度０％（無人）から１００％（満員）まで、例えば５％刻みで、その混雑度に対応する人数の乗客を収容し、そのときの電極１ａ・１ｂ間の静電容量を実測して作成することができる。ここで、図３の表の上段に示す静電容量Ｃ０、Ｃ０５、Ｃ１０等は、それぞれ、下段の混雑度に対応して実測された電極１ａ・１ｂ間の静電容量である。
なお、混雑度は、例えば、車両２の定員数に対する現在の収容人員数の比で定義される。
【００１６】
上記の構成において、制御部２１は、前回の測定時からの時間経過をクロック２５により測定し、所定の時間が経過すると、静電容量測定器３に測定要求を送信し、車両２内部の電極１ａ・１ｂ間の静電容量データを受信する。次に、制御部２１は、混雑度算出手段２１１により、記憶部２３が記憶している算出情報を参照して、受信した静電容量データに基づき混雑度を算出し、その混雑度を測定時刻情報と共に、通信インタフェース２４を介して情報センターに送信する。これにより、情報センターは、時間と共に変化する車両２内の混雑度を正確かつリアルタイムで収集することができる。
【００１７】
次に、本発明の混雑度測定装置の動作手順を、図４に示すフロー図に従って説明する。
まず、制御部２１は、クロック２５により、前回の測定時から所定の時間が経過したか否かを判定し（Ｓ１０１）、経過していなければ所定時間の経過を待つ（Ｓ１０１、Ｎｏ）。所定時間が経過すると（Ｓ１０１、Ｙｅｓ）、制御部２１は、静電容量測定器３に測定要求を送信する（Ｓ１０２）。制御部２１は、静電容量測定器３が測定に要する時間（測定時間）だけ待機し（Ｓ１０３、Ｎｏ）、測定時間が経過したときは（Ｓ１０３、Ｙｅｓ）、静電容量測定器３にデータ送信要求を送信し（Ｓ１０４）、続いて、このデータ送信要求に応じて静電容量測定器３から送信される現在の静電容量値を受信する（Ｓ１０５）。
【００１８】
次に、混雑度算出手段２１１は、記憶部２３が記憶している算出情報を参照して現在の静電容量値に対応する混雑度を算出する（Ｓ１０６）。最後に、制御部２１は、算出した混雑度を、測定時刻情報と共に、通信インタフェース２４を介して情報センターに送信して（Ｓ１０７）、処理を終了する。
【００１９】
ここで、Ｓ１０６において行う混雑度の算出は、例えば、図３の算出情報を用いて、静電容量測定器３の測定値に最も近い静電容量がＣ１０であれば、その静電容量Ｃ１０に対応する混雑度１０％を、実際の混雑度とすることができる。また、算出情報に記録されている混雑度の間隔が粗く、例えば２０％間隔であったような場合には、算出情報に記録されている静電容量のうち、静電容量測定器３の測定値に最も近い２つの静電容量から、一般的な内挿法を用いて混雑度を算出することもできる。
【００２０】
次に、本混雑度測定装置の変形例について説明する。
本混雑度測定装置の第１の変形例として、測定対象空間内に２対以上の電極を設け、測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することができる。
本変形例の構成の具体例を図５に示す。例えば、車両２内部に２つの電極対５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂを設け、静電容量測定器３の測定対象をセレクタスイッチ７により切り替えて、それぞれの電極対の静電容量を測定することにより、それぞれの電極対が挟む空間の混雑度を測定することができる。
これにより、測定対象空間内の混雑の状況が部分的にどのような分布になっているか知ることができるため、本装置を、例えば安全管理などの目的に用いる場合に便利である。また、車内の混み具合等をリアルタイムで駅などで表示する場合には、車両のどのドアの周辺が混雑しているかなど、きめ細かい混雑情報を提供することができる。
【００２１】
以上で説明した実施形態では、混雑度算出手段２１１は、記憶部２３が記憶した算出情報を用いて混雑度を算出しているが、本混雑度測定装置の第２の変形例として、測定対象空間内に２対以上の電極を設け、算出情報を用いず、一方の電極対が挟む空間の静電容量と他方の電極対が挟む空間の静電容量の大小関係を単に比較するだけで、両空間の混雑度の大小関係を測定する。
本変形例は、大雑把にどちらが混んでいるか知ることができるため、この情報を、例えば車両の到着を待っている乗客に提供することにより、どちらの車両に乗ればよいかの情報として利用できる。
【００２２】
本混雑度測定装置の第３の変形例として、測定対象空間内に２対以上の電極を設ける場合には、それぞれの電極対の一方の電極を共通の電極とすることができる。
本変形例の構成の具体例を図６に示す。
一般に、電極対間の静電容量は、電極対を構成する２つの電極の一方を他方に投影したときの重なり部分の面積で決まるため、共通電極８に他の電極（対向電極）５ａ、６ａの投影が包含されるように共通電極８の大きさを設定すれば、対向電極５ａ、６ａと共通電極８との間の混雑度をそれぞれ知ることができる。
そのため、一方の電極の数や形状を変えるだけで、測定対象空間を自由に分割して複数の測定領域を設けることができ、例えば、第１の変形例と同様に車両内の部分的な混雑度を容易に把握することができる。
【００２３】
本混雑度測定装置の第４の変形例として、測定対象空間内に、測定対象空間内の空間（空気）を挟んで対向させた１対の電極で構成される空気コンデンサを用いて、測定対象空間の温湿度変化に伴う混雑度算出誤差を回避することができる。
本変形例の構成の具体例を図７に示す。
図７では、車両２の内部に空気コンデンサ１０を設け、コンデンサ容量測定手段である静電容量測定器９により、その静電容量を測定する。
空気コンデンサ１０の静電容量は、車両２内部の温湿度を反映するため、空気コンデンサ１０の静電容量をパラメータとして算出情報を作成しておくことにより、温湿度変化による誤差を排除してより正確な混雑度を知ることができる。
したがって、本変形例は、とくに温度や湿度の変化が大きい環境下における混雑状況を正確に把握することができる。
また、例えば、図８に示すように、空気コンデンサ１０の静電容量（図８のＣＡ１０、ＣＡ２０等）の異なる条件下で、電極１ａ・１ｂ間の静電容量と混雑度の関係を予め測定し、データグループ１、２・・・の形で算出情報を作成しておく。
実際の混雑度算出の際には、空気コンデンサ１０の静電容量毎（ＣＡ１０、ＣＡ２０等）に作成したデータグループ１、２・・・のうち、その時点における空気コンデンサ１０の静電容量に最も近いデータグループを用いて、混雑度を算出することができる。
【００２４】
本混雑度測定装置の第５の変形例として、対向面上にそれぞれ複数の電極を配置し、一方の面に配された電極を他方の面に投影したときに、他方の面に配された電極との重なり領域が格子状となるように、それぞれの面の電極を配置して、測定対象空間を小さな測定領域に分割することができる。
例えば、図９に示すように、測定対象空間１１を挟む２つの面の一方に第１の矩形電極１２ａ、１２ｂを並列に並べ、他方の面には、それらの矩形電極の整列方向と直交するように、第２の矩形電極１３ａ、１３ｂを並列に並べて、測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することができる。
【００２５】
上述したように、電極対間の静電容量は、電極対を構成する２つの電極の一方を他方に投影したときの重なり部分の面積で決まるため、電極切替手段として、例えばスイッチ１４及びスイッチ１５を設け、第１の矩形電極１２ａ、１２ｂのうちの一の電極をスイッチ１４で選択し、第２の矩形電極１３ａ、１３ｂのうちの一の電極をスイッチ１５で選択して静電容量を測定すれば、測定対象空間１１を４分割して各分割領域内の混雑度をそれぞれ測定することができる。
本変形例によれば、比較的簡単な構成で複数の混雑度測定対象空間を設定することができる。
【００２６】
次に、本発明による混雑度測定装置の原理について、図１０及び１１を用いて説明する。
まず、コンデンサの静電容量Ｃの決定因子について、図１０を用いて説明する。一般に、平行に配置された金属平板である上部電極３０及び下部電極３１で構成される平行平板コンデンサの静電容量Ｃは、各電極の重なり面積Ｓ、電極間の距離ｄ、電極に挟まれた物質の誘電率εを用いて、Ｃ＝εＳ／ｄで与えられる。また、誘電率εは、比誘電率εrを用いて、ε＝εr・ε0（ε0：真空の誘電率（定数））であるから、C＝εr・ε0・S／ｄとなる。すなわち、静電容量Ｃは、電極間に存在する電極間物質３２の比誘電率に比例する。
【００２７】
次に、本発明による混雑度測定装置の動作原理を、図１１を用いて説明する。
図１１は、測定対象空間である車両２をコンデンサとして見た場合の模式図である。
まず、図１１（１）に示すように、車両２が無人のときは、車両２内の天井と床に配置した電極１ａ、１ｂが挟む空間は空気で満たされており、この電極対で構成されるコンデンサの静電容量は、空気の比誘電率（約１）で決まる。
次に、図１１（２）のように、車両２に人が入ると、混雑するに従って空気が人体３３に置き換えられていく。ここで、人体はその大部分が水分により構成され、水分の比誘電率は空気と比較して約８０と大きいため、電極１ａ・１ｂ間の空気が人体３３に置き換わっていくということは、図１１（３）に示すように、電極１ａ・１ｂ間の空気が誘電体３４に置き換わっていくことと等価であり、無人状態から満員状態まで、電極間の静電容量は単調に増加していくことになる。
【００２８】
したがって、与えられた測定対象空間における電極間の静電容量Ｃと混雑度との関係を予め実測しておけば、現在の静電容量から混雑度を算出することができる。
なお、物質の比誘電率は周囲環境の温度や湿度により変化し、電極間に同一の誘電体が同一の体積で存在していても、温湿度が変われば電極間の静電容量は変化する。このため、上述した本実施形態の第４の変形例においては、測定対象空間の温湿度によって変化する空気コンデンサ１０の静電容量をパラメータとし、空気コンデンサ１０の種々の静電容量における、電極１ａ・１ｂ間の静電容量と混雑度との関係を予め実測して、算出情報を準備しておくことにより、温湿度変化による混雑度の検出誤差を解消している。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、測定対象空間における混雑度を、静電容量という物理量に基づいて測定することができるため、従来の携帯電話機などを用いて人数を予測するシステムに比して、不確実な要素が少ないためより実勢に近い予測が可能である。
また、本実施形態の混雑度測定装置では、電極の設け方により、簡単に、測定対象空間を小さな測定対象領域に区切ることができる。このため、従来の携帯電話機などを用いる方法に比して、混雑度分布等を測定する場合の測定対象領域の設定が容易である。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ、１ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ・・・電極、２・・・車両、３、９・・・静電容量測定器、４・・・混雑度測定装置本体、７・・・セレクタスイッチ、８・・・共通電極、１０・・・空気コンデンサ、１１・・・測定対象空間、１４，１５・・・スイッチ、２１・・・制御部、２１１・・・混雑度算出手段、２２・・・入出力インタフェース、２３・・・記憶部、２４・・・通信インタフェース、２５・・・クロック、３０・・・上部電極、３１・・・下部電極、３２・・・電極間物質、３３・・・人体、３４・・・誘電体。
【技術分野】
【０００１】
列車車両や劇場等の、物理的又は仮想的に区切られた、測定対象空間内に存在する人間の混み具合を計測する混雑度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特定の区域内における人の数を自動的に計数する装置は種々知られている。例えば、発光素子と受光素子を用いてその領域を通過する人を計数するもの（特許文献１、２参照）、テレビカメラの映像信号を処理して人数を検出するもの（特許文献３参照）等が知られている。
【０００３】
列車車両などの乗物内にどの位の人が居るのかを把握するのは、その人数を計数すればよいが、実際には移動する車両に乗降を繰り返す乗客の数をリアルタイムで正確に計数するのは容易ではない。
また、上記従来の自動的に人数を計数する装置は車内に持ち込むこと自体困難である上、コストも掛かるため、車内の人数を把握するのは現実的ではない。
【０００４】
他方、車両に乗り降りする乗客の数は、例えばその混雑度を把握する目的であれば、必ずしも端数に至るまで正確に把握しなくともよい場合がある。
そこで、車両等の乗車状況をリアルタイムで把握するため、列車内に基地局を設け、列車が駅を発車したときに、車内の携帯電話機と通信を行うことによって、車内の携帯電話機の数を取得して、その数を管理サーバに送信することで、車内の乗客の大凡の数を把握する列車乗車情報管理装置が提案されている（特許文献４参照）。
また、これとは別に、ある特定エリア内にいる人の数を把握するために、同様に携帯電話機を用いた人数推定装置も知られている（特許文献５参照）。
【０００５】
この人数推定装置は、例えば超大型テーマパークなどで、エリアに携帯電話機の電波が届く範囲であるセルを設定し、各セル毎に、当該セルの通信範囲内にある携帯電話機と通信を行ってその数を把握し、その数を特定エリア全域で集計して、当該特定エリア内に居る人数を推定するものである。
【０００６】
上記従来の装置では、いずれも車内又は特定エリア内の人数の把握を携帯電話機の応答数を計数することで行っているが、当然のことながら特定のエリア内の人全員が携帯電話機を所持しているわけではなく、車内であれば優先席付近では、携帯電話の電源を切っていることがある。また、携帯電話機がかばん等の中にあり、車両内の混雑度測定用サーバと通信ができないこともあり得る。
【０００７】
その他、そのエリアに居る人の年代、携帯電話機を所持していても電源をオフにしている人の割合など、従来装置による人数の推定では、不確定な要素が多いため、取得した携帯電話機の数を統計的に処理しても、得られた推定値はかなりの幅を持ったものとならざるを得ない。
さらに、乗客が保有している携帯端末を利用するため、様々な通信方式の端末と通信する必要があり、車両に搭載するサーバ側の対応、及び設備費が負担となるなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５０３５８号公報
【特許文献２】特開平７−８５３３０号公報
【特許文献３】特開平５−１７４２１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１９０５８５号公報
【特許文献５】特開２００２−３５４５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、車両など乗客のように、移動しつつしかも人数が増減する測定対象空間の混雑状況を容易に、しかも実際の人数を反映させてより実体に近い状態で把握できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載された発明は、所定の測定対象空間内に存在する人の混み具合を計測する混雑度測定装置であって、前記測定対象空間内に対向して配置された電極対と、前記電極対の静電容量を測定する静電容量測定手段と、前記静電容量測定手段で測定された静電容量に基づき、前記測定対象空間の混雑度を算出する混雑度算出手段と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された混雑度測定装置において、前記静電容量測定手段が測定する静電容量と混雑度とを関連付ける算出情報を記憶するための記憶手段を有し、前記混雑度算出手段は、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする。
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された混雑度測定装置において、前記電極対は２対以上設けられており、前記静電容量測定手段により、前記電極対のそれぞれの静電容量を測定することにより、前記測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することを特徴とする。
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された混雑度測定装置において、前記測定対象空間内に配置され、前記測定対象空間内の空気を挟んで対向させた1対の電極により構成される空気コンデンサと、該空気コンデンサの静電容量を測定するコンデンサ容量測定手段と、を有し、前記記憶手段は、前記測定対象空間内の温度又は湿度が異なる場合の前記空気コンデンサの容量と、その容量における前記電極対の静電容量と混雑度との関係を示す算出情報を記憶し、前記算出手段は、前記空気コンデンサの静電容量と前記電極対の静電容量に基づき、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする。
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された混雑度測定装置において、前記電極対は、前記測定対象空間内の対向面を構成する一の面上に並列に並べられた複数の第１の電極と、該電極の整列方向と直交するように前記対向面を構成する他の一の面上に並列に並べられた複数の第２の電極と、前記第１の電極のうちの一の電極と、前記第２の電極のうちの一の電極を選択して作動させる電極切替手段と、を有することを特徴とする。
請求項６に記載された発明は、請求項１に記載された混雑度測定装置において、前記電極対は２対以上設けられており、前記混雑度算出手段は、前記電極対のそれぞれの静電容量の大小関係から、前記電極対のそれぞれが挟む空間の混雑度の大小関係を測定することを特徴とする。
請求項７に記載された発明は、請求項１に記載された混雑度測定装置において、前記電極対は、第１の電極板と、前記第１の電極板にそれぞれ対向し、かつ、前記第1の電極板より面積の小さい２以上の第２の電極板で構成されており、前記第２の電極板は、全体として、前記第１の電極板の面積に相当する面積を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定対象空間に存在する人間の混雑度を、従来の人数推定装置等に比してより簡易な構成でより正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の混雑度測定装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の混雑度測定装置を構成する混雑度測定装置本体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の混雑度測定装置の算出情報の具体例を示す表である。
【図４】本発明の混雑度測定装置の動作手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の混雑度測定装置の第１の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の混雑度測定装置の第３の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の混雑度測定装置の第４の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の混雑度測定装置の第４の変形例における算出情報の例を示す表である。
【図９】本発明の混雑度測定装置の第５の変形例の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の混雑度測定装置の動作原理であるコンデンサの静電容量について説明するための図である。
【図１１】本発明の混雑度測定装置の動作原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面を参照して、本発明の混雑度測定装置の実施の形態を説明する。
図１は、本混雑度測定装置の構成を示す図である。
本混雑度測定装置は、測定対象空間である列車の車両２内の床及び天井に対向して配置された1対の電極１ａ、１ｂと、電極１ａ・１ｂ間の静電容量を測定する静電容量測定手段である静電容量測定器３と、電極１ａ・１ｂ間の静電容量から混雑度を算出するための混雑度測定装置本体４を有している。
【００１４】
図２は、混雑度測定装置本体４の構成を示すブロック図である。
混雑度測定装置本体４は、外部に接続された測定器等との間でデータのやりとりを行う入出力インタフェース２２と、混雑度情報の集中管理を行っている情報センター等との外部通信を行う通信インタフェース２４と、一定の時間間隔で混雑度の測定を行うためのクロック２５と、混雑度算出手段２１１を有する制御部２１と、算出情報を記憶する記憶手段である記憶部２３とを有している。制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。上記混雑度算出手段２１１は、上記ＣＰＵを含む制御部２１でプログラムを実行することにより、混雑度を算出する。
【００１５】
また、記憶部２３に記憶された算出情報は、例えば、図３に示すように、測定対象である車両２内に、混雑度０％（無人）から１００％（満員）まで、例えば５％刻みで、その混雑度に対応する人数の乗客を収容し、そのときの電極１ａ・１ｂ間の静電容量を実測して作成することができる。ここで、図３の表の上段に示す静電容量Ｃ０、Ｃ０５、Ｃ１０等は、それぞれ、下段の混雑度に対応して実測された電極１ａ・１ｂ間の静電容量である。
なお、混雑度は、例えば、車両２の定員数に対する現在の収容人員数の比で定義される。
【００１６】
上記の構成において、制御部２１は、前回の測定時からの時間経過をクロック２５により測定し、所定の時間が経過すると、静電容量測定器３に測定要求を送信し、車両２内部の電極１ａ・１ｂ間の静電容量データを受信する。次に、制御部２１は、混雑度算出手段２１１により、記憶部２３が記憶している算出情報を参照して、受信した静電容量データに基づき混雑度を算出し、その混雑度を測定時刻情報と共に、通信インタフェース２４を介して情報センターに送信する。これにより、情報センターは、時間と共に変化する車両２内の混雑度を正確かつリアルタイムで収集することができる。
【００１７】
次に、本発明の混雑度測定装置の動作手順を、図４に示すフロー図に従って説明する。
まず、制御部２１は、クロック２５により、前回の測定時から所定の時間が経過したか否かを判定し（Ｓ１０１）、経過していなければ所定時間の経過を待つ（Ｓ１０１、Ｎｏ）。所定時間が経過すると（Ｓ１０１、Ｙｅｓ）、制御部２１は、静電容量測定器３に測定要求を送信する（Ｓ１０２）。制御部２１は、静電容量測定器３が測定に要する時間（測定時間）だけ待機し（Ｓ１０３、Ｎｏ）、測定時間が経過したときは（Ｓ１０３、Ｙｅｓ）、静電容量測定器３にデータ送信要求を送信し（Ｓ１０４）、続いて、このデータ送信要求に応じて静電容量測定器３から送信される現在の静電容量値を受信する（Ｓ１０５）。
【００１８】
次に、混雑度算出手段２１１は、記憶部２３が記憶している算出情報を参照して現在の静電容量値に対応する混雑度を算出する（Ｓ１０６）。最後に、制御部２１は、算出した混雑度を、測定時刻情報と共に、通信インタフェース２４を介して情報センターに送信して（Ｓ１０７）、処理を終了する。
【００１９】
ここで、Ｓ１０６において行う混雑度の算出は、例えば、図３の算出情報を用いて、静電容量測定器３の測定値に最も近い静電容量がＣ１０であれば、その静電容量Ｃ１０に対応する混雑度１０％を、実際の混雑度とすることができる。また、算出情報に記録されている混雑度の間隔が粗く、例えば２０％間隔であったような場合には、算出情報に記録されている静電容量のうち、静電容量測定器３の測定値に最も近い２つの静電容量から、一般的な内挿法を用いて混雑度を算出することもできる。
【００２０】
次に、本混雑度測定装置の変形例について説明する。
本混雑度測定装置の第１の変形例として、測定対象空間内に２対以上の電極を設け、測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することができる。
本変形例の構成の具体例を図５に示す。例えば、車両２内部に２つの電極対５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂを設け、静電容量測定器３の測定対象をセレクタスイッチ７により切り替えて、それぞれの電極対の静電容量を測定することにより、それぞれの電極対が挟む空間の混雑度を測定することができる。
これにより、測定対象空間内の混雑の状況が部分的にどのような分布になっているか知ることができるため、本装置を、例えば安全管理などの目的に用いる場合に便利である。また、車内の混み具合等をリアルタイムで駅などで表示する場合には、車両のどのドアの周辺が混雑しているかなど、きめ細かい混雑情報を提供することができる。
【００２１】
以上で説明した実施形態では、混雑度算出手段２１１は、記憶部２３が記憶した算出情報を用いて混雑度を算出しているが、本混雑度測定装置の第２の変形例として、測定対象空間内に２対以上の電極を設け、算出情報を用いず、一方の電極対が挟む空間の静電容量と他方の電極対が挟む空間の静電容量の大小関係を単に比較するだけで、両空間の混雑度の大小関係を測定する。
本変形例は、大雑把にどちらが混んでいるか知ることができるため、この情報を、例えば車両の到着を待っている乗客に提供することにより、どちらの車両に乗ればよいかの情報として利用できる。
【００２２】
本混雑度測定装置の第３の変形例として、測定対象空間内に２対以上の電極を設ける場合には、それぞれの電極対の一方の電極を共通の電極とすることができる。
本変形例の構成の具体例を図６に示す。
一般に、電極対間の静電容量は、電極対を構成する２つの電極の一方を他方に投影したときの重なり部分の面積で決まるため、共通電極８に他の電極（対向電極）５ａ、６ａの投影が包含されるように共通電極８の大きさを設定すれば、対向電極５ａ、６ａと共通電極８との間の混雑度をそれぞれ知ることができる。
そのため、一方の電極の数や形状を変えるだけで、測定対象空間を自由に分割して複数の測定領域を設けることができ、例えば、第１の変形例と同様に車両内の部分的な混雑度を容易に把握することができる。
【００２３】
本混雑度測定装置の第４の変形例として、測定対象空間内に、測定対象空間内の空間（空気）を挟んで対向させた１対の電極で構成される空気コンデンサを用いて、測定対象空間の温湿度変化に伴う混雑度算出誤差を回避することができる。
本変形例の構成の具体例を図７に示す。
図７では、車両２の内部に空気コンデンサ１０を設け、コンデンサ容量測定手段である静電容量測定器９により、その静電容量を測定する。
空気コンデンサ１０の静電容量は、車両２内部の温湿度を反映するため、空気コンデンサ１０の静電容量をパラメータとして算出情報を作成しておくことにより、温湿度変化による誤差を排除してより正確な混雑度を知ることができる。
したがって、本変形例は、とくに温度や湿度の変化が大きい環境下における混雑状況を正確に把握することができる。
また、例えば、図８に示すように、空気コンデンサ１０の静電容量（図８のＣＡ１０、ＣＡ２０等）の異なる条件下で、電極１ａ・１ｂ間の静電容量と混雑度の関係を予め測定し、データグループ１、２・・・の形で算出情報を作成しておく。
実際の混雑度算出の際には、空気コンデンサ１０の静電容量毎（ＣＡ１０、ＣＡ２０等）に作成したデータグループ１、２・・・のうち、その時点における空気コンデンサ１０の静電容量に最も近いデータグループを用いて、混雑度を算出することができる。
【００２４】
本混雑度測定装置の第５の変形例として、対向面上にそれぞれ複数の電極を配置し、一方の面に配された電極を他方の面に投影したときに、他方の面に配された電極との重なり領域が格子状となるように、それぞれの面の電極を配置して、測定対象空間を小さな測定領域に分割することができる。
例えば、図９に示すように、測定対象空間１１を挟む２つの面の一方に第１の矩形電極１２ａ、１２ｂを並列に並べ、他方の面には、それらの矩形電極の整列方向と直交するように、第２の矩形電極１３ａ、１３ｂを並列に並べて、測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することができる。
【００２５】
上述したように、電極対間の静電容量は、電極対を構成する２つの電極の一方を他方に投影したときの重なり部分の面積で決まるため、電極切替手段として、例えばスイッチ１４及びスイッチ１５を設け、第１の矩形電極１２ａ、１２ｂのうちの一の電極をスイッチ１４で選択し、第２の矩形電極１３ａ、１３ｂのうちの一の電極をスイッチ１５で選択して静電容量を測定すれば、測定対象空間１１を４分割して各分割領域内の混雑度をそれぞれ測定することができる。
本変形例によれば、比較的簡単な構成で複数の混雑度測定対象空間を設定することができる。
【００２６】
次に、本発明による混雑度測定装置の原理について、図１０及び１１を用いて説明する。
まず、コンデンサの静電容量Ｃの決定因子について、図１０を用いて説明する。一般に、平行に配置された金属平板である上部電極３０及び下部電極３１で構成される平行平板コンデンサの静電容量Ｃは、各電極の重なり面積Ｓ、電極間の距離ｄ、電極に挟まれた物質の誘電率εを用いて、Ｃ＝εＳ／ｄで与えられる。また、誘電率εは、比誘電率εrを用いて、ε＝εr・ε0（ε0：真空の誘電率（定数））であるから、C＝εr・ε0・S／ｄとなる。すなわち、静電容量Ｃは、電極間に存在する電極間物質３２の比誘電率に比例する。
【００２７】
次に、本発明による混雑度測定装置の動作原理を、図１１を用いて説明する。
図１１は、測定対象空間である車両２をコンデンサとして見た場合の模式図である。
まず、図１１（１）に示すように、車両２が無人のときは、車両２内の天井と床に配置した電極１ａ、１ｂが挟む空間は空気で満たされており、この電極対で構成されるコンデンサの静電容量は、空気の比誘電率（約１）で決まる。
次に、図１１（２）のように、車両２に人が入ると、混雑するに従って空気が人体３３に置き換えられていく。ここで、人体はその大部分が水分により構成され、水分の比誘電率は空気と比較して約８０と大きいため、電極１ａ・１ｂ間の空気が人体３３に置き換わっていくということは、図１１（３）に示すように、電極１ａ・１ｂ間の空気が誘電体３４に置き換わっていくことと等価であり、無人状態から満員状態まで、電極間の静電容量は単調に増加していくことになる。
【００２８】
したがって、与えられた測定対象空間における電極間の静電容量Ｃと混雑度との関係を予め実測しておけば、現在の静電容量から混雑度を算出することができる。
なお、物質の比誘電率は周囲環境の温度や湿度により変化し、電極間に同一の誘電体が同一の体積で存在していても、温湿度が変われば電極間の静電容量は変化する。このため、上述した本実施形態の第４の変形例においては、測定対象空間の温湿度によって変化する空気コンデンサ１０の静電容量をパラメータとし、空気コンデンサ１０の種々の静電容量における、電極１ａ・１ｂ間の静電容量と混雑度との関係を予め実測して、算出情報を準備しておくことにより、温湿度変化による混雑度の検出誤差を解消している。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、測定対象空間における混雑度を、静電容量という物理量に基づいて測定することができるため、従来の携帯電話機などを用いて人数を予測するシステムに比して、不確実な要素が少ないためより実勢に近い予測が可能である。
また、本実施形態の混雑度測定装置では、電極の設け方により、簡単に、測定対象空間を小さな測定対象領域に区切ることができる。このため、従来の携帯電話機などを用いる方法に比して、混雑度分布等を測定する場合の測定対象領域の設定が容易である。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ、１ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ・・・電極、２・・・車両、３、９・・・静電容量測定器、４・・・混雑度測定装置本体、７・・・セレクタスイッチ、８・・・共通電極、１０・・・空気コンデンサ、１１・・・測定対象空間、１４，１５・・・スイッチ、２１・・・制御部、２１１・・・混雑度算出手段、２２・・・入出力インタフェース、２３・・・記憶部、２４・・・通信インタフェース、２５・・・クロック、３０・・・上部電極、３１・・・下部電極、３２・・・電極間物質、３３・・・人体、３４・・・誘電体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の測定対象空間内に存在する人の混み具合を計測する混雑度測定装置であって、
前記測定対象空間内に対向して配置された電極対と、
前記電極対の静電容量を測定する静電容量測定手段と、
前記静電容量測定手段で測定された静電容量に基づき、前記測定対象空間の混雑度を算出する混雑度算出手段と、
を有することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載された混雑度測定装置において、
前記静電容量測定手段が測定する静電容量と混雑度とを関連付ける算出情報を記憶するための記憶手段を有し、
前記混雑度算出手段は、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は２対以上設けられており、
前記静電容量測定手段により、前記電極対のそれぞれの静電容量を測定することにより、前記測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された混雑度測定装置において、
前記測定対象空間内に配置され、前記測定対象空間内の空気を挟んで対向させた１対の電極により構成される空気コンデンサと、
該空気コンデンサの静電容量を測定するコンデンサ容量測定手段と、
を有し、
前記記憶手段は、前記測定対象空間内の温度又は湿度が異なる場合の前記空気コンデンサの容量と、その容量における前記電極対の静電容量と混雑度との関係を示す算出情報を記憶し、
前記算出手段は、前記空気コンデンサの静電容量と前記電極対の静電容量に基づき、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は、前記測定対象空間内の対向面を構成する一の面上に並列に並べられた複数の第１の電極と、該電極の整列方向と直交するように前記対向面を構成する他の一の面上に並列に並べられた複数の第２の電極と、
前記第１の電極のうちの一の電極と、前記第２の電極のうちの一の電極を選択して作動させる電極切替手段と、
を有することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は２対以上設けられており、
前記混雑度算出手段は、前記電極対のそれぞれの静電容量の大小関係から、前記電極対のそれぞれが挟む空間の混雑度の大小関係を測定することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項７】
請求項１に記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は、第１の電極板と、前記第１の電極板にそれぞれ対向し、かつ、前記第１の電極板より面積の小さい２以上の第２の電極板で構成されており、前記第２の電極板は、全体として、前記第１の電極板の面積に相当する面積を有することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項１】
所定の測定対象空間内に存在する人の混み具合を計測する混雑度測定装置であって、
前記測定対象空間内に対向して配置された電極対と、
前記電極対の静電容量を測定する静電容量測定手段と、
前記静電容量測定手段で測定された静電容量に基づき、前記測定対象空間の混雑度を算出する混雑度算出手段と、
を有することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載された混雑度測定装置において、
前記静電容量測定手段が測定する静電容量と混雑度とを関連付ける算出情報を記憶するための記憶手段を有し、
前記混雑度算出手段は、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は２対以上設けられており、
前記静電容量測定手段により、前記電極対のそれぞれの静電容量を測定することにより、前記測定対象空間内の部分的な混雑度を測定することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された混雑度測定装置において、
前記測定対象空間内に配置され、前記測定対象空間内の空気を挟んで対向させた１対の電極により構成される空気コンデンサと、
該空気コンデンサの静電容量を測定するコンデンサ容量測定手段と、
を有し、
前記記憶手段は、前記測定対象空間内の温度又は湿度が異なる場合の前記空気コンデンサの容量と、その容量における前記電極対の静電容量と混雑度との関係を示す算出情報を記憶し、
前記算出手段は、前記空気コンデンサの静電容量と前記電極対の静電容量に基づき、前記記憶手段が記憶している算出情報を参照して、混雑度を算出することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は、前記測定対象空間内の対向面を構成する一の面上に並列に並べられた複数の第１の電極と、該電極の整列方向と直交するように前記対向面を構成する他の一の面上に並列に並べられた複数の第２の電極と、
前記第１の電極のうちの一の電極と、前記第２の電極のうちの一の電極を選択して作動させる電極切替手段と、
を有することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は２対以上設けられており、
前記混雑度算出手段は、前記電極対のそれぞれの静電容量の大小関係から、前記電極対のそれぞれが挟む空間の混雑度の大小関係を測定することを特徴とする混雑度測定装置。
【請求項７】
請求項１に記載された混雑度測定装置において、
前記電極対は、第１の電極板と、前記第１の電極板にそれぞれ対向し、かつ、前記第１の電極板より面積の小さい２以上の第２の電極板で構成されており、前記第２の電極板は、全体として、前記第１の電極板の面積に相当する面積を有することを特徴とする混雑度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２１１４０２（Ｐ２０１１−２１１４０２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５８５５（Ｐ２０１０−７５８５５）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３０４０２０４９８）サクサ株式会社 (678)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３０４０２０４９８）サクサ株式会社 (678)
【Ｆターム（参考）】
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