專利名稱：一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路交通事件檢測(cè)領(lǐng)域，特別是一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)60年代開始，高速公路交通事件檢測(cè)算法的研究就成為交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。運(yùn)用先進(jìn)的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)快速準(zhǔn)確地檢測(cè)交通事件發(fā)生與否，可以對(duì)道路交通流進(jìn)行有效地管理，快速地疏導(dǎo)擁擠交通流，盡快地實(shí)施事故救援，緩解由于交通事件造成的交通擁堵。早期的交通事件檢測(cè)算法側(cè)重于對(duì)交通參數(shù)的分析，通過設(shè)置相應(yīng)的閾值來進(jìn)行交通事件的判別。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊邏輯模 型、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊邏輯遺傳算法模型以及支持向量機(jī)模型等一系列的智能交通事件檢測(cè)算法。采用先進(jìn)的算法極大地提高了交通事件的檢測(cè)效率，但是這些算法大多需要事先采集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，標(biāo)定各種參數(shù)，大多局限于理論研究，在實(shí)際中很難進(jìn)行工程應(yīng)用。因此，交通事件檢測(cè)算法的關(guān)鍵是如何更加合理地選取判斷交通事件發(fā)生的交通狀態(tài)指標(biāo)。此外，閾值選取也是交通事件檢測(cè)的一個(gè)關(guān)鍵因素，應(yīng)盡量采用較少的判別閾值，減小閾值標(biāo)定的難度，提高算法在不同交通環(huán)境下的普適性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于基于道路上某一個(gè)檢測(cè)斷面的交通信息，綜合考慮多種交通流參數(shù)，自動(dòng)判別該檢測(cè)斷面上游是否發(fā)生交通事件，同時(shí)該方法采用盡量少的判別閾值，易于工程實(shí)現(xiàn)。該方法的基本思想是以交通流量、速度、時(shí)間占有率這三項(xiàng)交通流參數(shù)構(gòu)造一個(gè)三維空間，以交通流量、速度、時(shí)間占有率的預(yù)測(cè)值為中心，以三項(xiàng)交通流參數(shù)的歷史標(biāo)準(zhǔn)誤差的極限值為軸長，構(gòu)造一個(gè)交通事件判別的橢球體。將交通流參數(shù)的實(shí)測(cè)值與這個(gè)橢球體進(jìn)行對(duì)比，若實(shí)測(cè)值的三個(gè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于橢球體外，則判定該檢測(cè)斷面上游有交通事件發(fā)生，否則，判定該檢測(cè)斷面上游沒有交通事件發(fā)生。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的道路交通事件檢測(cè)方法包括每一采樣間隔內(nèi)交通流數(shù)據(jù)獲取的步驟、根據(jù)檢測(cè)的交通流數(shù)據(jù)對(duì)下一采樣間隔內(nèi)交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的步驟、根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算交通事件判別指標(biāo)的步驟、根據(jù)交通事件判別指標(biāo)來確定交通事件發(fā)生與否的步驟。具體的檢測(cè)步驟包括
Cl、從各檢測(cè)斷面各車道上的環(huán)形線圈檢測(cè)器中根據(jù)事先確定的采樣間隔時(shí)間獲取該檢測(cè)斷面該車道的交通流量、速度和時(shí)間占有率這三項(xiàng)交通流參數(shù)，并對(duì)交通流參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，得到表征該檢測(cè)斷面交通流特性的交通流量、速度和時(shí)間占有率。
c2、根據(jù)預(yù)處理后的交通流參數(shù)預(yù)測(cè)下一采樣間隔的交通流量、速度和時(shí)間占有率。c3、根據(jù)所述交通流量、速度和時(shí)間占有率的預(yù)測(cè)值與實(shí)際檢測(cè)值的關(guān)系，計(jì)算交通事件判別指標(biāo)。c4、根據(jù)所述交通事件判別指標(biāo)的值，判定該檢測(cè)斷面上游是否有交通事件發(fā)生。c5、根據(jù)步驟c4的判別結(jié)果，若有交通事件發(fā)生，則通知交警或在信息板上提醒駕駛員，若沒有，則跳轉(zhuǎn)至步驟Cl。進(jìn)一步的，步驟Cl中獲取實(shí)時(shí)交通流參數(shù)的過程包括
ell、在需要檢測(cè)的路段中每隔500-800米的檢測(cè)斷面上布設(shè)一組環(huán)形線圈檢測(cè)器，并使用電線、光纜或無線通信的方式與交通事件檢測(cè)中心相連。每組環(huán)形線圈檢測(cè)器包括每條車道上相距一定距離布設(shè)的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器。cl2、確定數(shù)據(jù)采樣間隔。交通事件檢測(cè)中需要能獲取短時(shí)交通流的突變特性，故選取采樣間隔為30秒或I分鐘。cl3、通過環(huán)形線圈檢測(cè)器獲取每一采樣間隔內(nèi)每條車道上的交通流量、速度和時(shí)間占有率數(shù)據(jù)。cl4、對(duì)步驟cl3中獲得的各車道實(shí)時(shí)交通流參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，得到表征該檢測(cè)斷面的交通流參數(shù)。進(jìn)一步的，步驟cl3中對(duì)于每個(gè)檢測(cè)斷面每條車道上的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器，從沿行車方向的第一個(gè)環(huán)形線圈檢測(cè)器中獲取相應(yīng)車道的交通流量和時(shí)間占有率，從該車道的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器中獲取相應(yīng)車道的每輛車的速度，從而得到該車道上車輛的平均行駛速度。從環(huán)形線圈檢測(cè)器中獲取交通參數(shù)具體包括 c 131、獲取交通流量參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括以下步驟 Cl、從各檢測(cè)斷面各車道上的環(huán)形線圈檢測(cè)器中根據(jù)事先確定的采樣間隔時(shí)間獲取該檢測(cè)斷面該車道的交通流量、速度和時(shí)間占有率這三項(xiàng)交通流參數(shù)，并對(duì)交通流參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，得到表征該檢測(cè)斷面交通流特性的交通流量、速度和時(shí)間占有率； c2、根據(jù)預(yù)處理后的交通流參數(shù)預(yù)測(cè)下一采樣間隔的交通流量、速度和時(shí)間占有率；c3、根據(jù)所述交通流量、速度和時(shí)間占有率的預(yù)測(cè)值與實(shí)際檢測(cè)值的關(guān)系，計(jì)算交通狀態(tài)判別指標(biāo)； c4、根據(jù)所述交通狀態(tài)判別指標(biāo)的值，判定該檢測(cè)斷面上游是否有交通事件發(fā)生；c5、根據(jù)步驟c4的判別結(jié)果，若有交通事件發(fā)生，則通知交警或在信息板上提醒駕駛員，若沒有，則跳轉(zhuǎn)至步驟Cl。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于步驟Cl中獲取實(shí)時(shí)交通流參數(shù)的過程包括 ell、在需要檢測(cè)的路段中每隔500-800米的檢測(cè)斷面上布設(shè)一組環(huán)形線圈檢測(cè)器，并使用電線、光纜或無線通信的方式與交通事件檢測(cè)中心相連；每組環(huán)形線圈檢測(cè)器包括每條車道上相距一定距離布設(shè)的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器； cl2、確定數(shù)據(jù)采樣間隔；交通事件檢測(cè)中需要能獲取短時(shí)交通流的突變特性，故選取采樣間隔為30秒或I分鐘； cl3、通過環(huán)形線圈檢測(cè)器獲取每一采樣間隔內(nèi)每條車道上的交通流量、速度和時(shí)間占有率數(shù)據(jù)； cl4、對(duì)步驟cl3中獲得的各車道實(shí)時(shí)交通流參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，得到表征該檢測(cè)斷面的交通流參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于步驟cl3中對(duì)于每個(gè)檢測(cè)斷面每條車道上的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器，從沿行車方向的第一個(gè)環(huán)形線圈檢測(cè)器中獲取相應(yīng)車道的交通流量和時(shí)間占有率，從該車道的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器中獲取相應(yīng)車道的每輛車的速度，從而得到該車道上車輛的平均行駛速度； 從環(huán)形線圈檢測(cè)器中獲取交通流參數(shù)具體包括 c 131、獲取交通流量參數(shù)； 式中表示第I檢測(cè)斷面第J條車道第 采樣間隔內(nèi)交通流量的檢測(cè)值；m.jX)表亍第=拉測(cè)斷面第J條車道第I采樣間隔內(nèi)通過第一個(gè)環(huán)形線圈檢測(cè)器的總車輛數(shù)；Γ表示采樣間隔時(shí)長；cl32、獲取速度參數(shù)； 采樣間隔內(nèi)每輛車的地點(diǎn)速度式中表示第i檢測(cè)斷面第J條車道第千樣間隔內(nèi)的第/7輛車的地點(diǎn)速度；￡)表示布設(shè)的一對(duì)環(huán)形線圈檢測(cè)器中前后線圈之間的距離 '略JA表示第i檢測(cè)斷面第J條車道第 采樣間隔內(nèi)第/7輛車通過前后線圈的時(shí)間差； 采樣間隔內(nèi)每條車道上車輛的平均行駛速度I M 式中MU力表示第fe測(cè)斷面第J條車道第f采樣間隔平均行駛速度的檢測(cè)值； C133、獲取時(shí)間占有率參數(shù)；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于步驟cl4中需剔除各車道環(huán)形線圈檢測(cè)器的異常數(shù)據(jù)，可以采用閾值篩選法，即剔除超過一定閾值的交通流量、速度和時(shí)間占有率數(shù)據(jù)；然后還需對(duì)合格數(shù)據(jù)進(jìn)行平均化處理，得到表征該檢測(cè)斷面的交通流參數(shù)，詳細(xì)步驟如下 c 141、單截面的交通流量參數(shù)處理 將檢測(cè)斷面每條車道上環(huán)形線圈檢測(cè)器獲取交通流量的平均值作為該檢測(cè)斷面的交通流量值；即
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于步驟c2中，在正常的交通流運(yùn)行情況下，交通流不發(fā)生突變現(xiàn)象，則在一個(gè)較短的時(shí)間段內(nèi)，交通流量、速度、時(shí)間占有率等交通流參數(shù)連續(xù)變化，即后一時(shí)刻的交通流參數(shù)與前一時(shí)刻或前幾個(gè)時(shí)刻的交通流參數(shù)變化不大或者呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律；因此將前c個(gè)采樣間隔的交通流參數(shù)平均值作為下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，用于判別該檢測(cè)斷面上游是否發(fā)生交通事件； 交通流量預(yù)測(cè)方法為 c21、第i檢測(cè)斷面第 +l采樣間隔交通流量的預(yù)測(cè) 計(jì)算前c個(gè)采樣時(shí)間間隔內(nèi)第i檢測(cè)斷面交通流量的平均值，作為第i檢測(cè)斷面第 +1采樣間隔交通流量的預(yù)測(cè)值；即
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于 步驟c3中，運(yùn)用質(zhì)量控制的思想，綜合考慮交通流量、速度、時(shí)間占有率的實(shí)時(shí)檢測(cè)值與預(yù)測(cè)值之間的偏離程度，判斷該檢測(cè)斷面上游是否有交通事件發(fā)生； 使用單截面道路交通事件檢測(cè)的判別指標(biāo)I”計(jì)算式如下
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法，其特征在于 步驟C4中，若由所述的步驟C3計(jì)算得出的單截面道路交通事件檢測(cè)的判別指標(biāo)> I，則判定該檢測(cè)斷面上游有交通事件發(fā)生，若 I，則判定該檢測(cè)斷面上游沒有交通事件發(fā)生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于單截面環(huán)形線圈檢測(cè)器的道路交通事件檢測(cè)方法?，F(xiàn)有方法側(cè)重于對(duì)交通參數(shù)的分析，通過設(shè)置相應(yīng)的閾值來進(jìn)行交通事件的判別。本發(fā)明以交通流量、速度、時(shí)間占有率這三項(xiàng)交通流參數(shù)構(gòu)造一個(gè)三維空間，以交通流量、速度、時(shí)間占有率的預(yù)測(cè)值為中心，以三項(xiàng)交通流參數(shù)的歷史標(biāo)準(zhǔn)誤差的極限值為軸長，構(gòu)造一個(gè)交通事件判別的橢球體。將交通流參數(shù)的實(shí)測(cè)值與這個(gè)橢球體進(jìn)行對(duì)比，若實(shí)測(cè)值的三個(gè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于橢球體外，則判定該檢測(cè)斷面上游有交通事件發(fā)生，否則，判定該檢測(cè)斷面上游沒有交通事件發(fā)生。本發(fā)明實(shí)施容易，計(jì)算復(fù)雜度小，在實(shí)施時(shí)能夠充分保證道路交通事件檢測(cè)的實(shí)時(shí)性要求。
文檔編號(hào)G08G1/065GK102819956SQ20121018178
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者金盛, 王殿海, 趙偉明, 馬東方, 祁宏生, 徐天東, 孫鋒, 馬曉龍, 周旦, 韋薇 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)