交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理系統(tǒng)及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路交通領(lǐng)域，具體涉及一種交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速增長，城市化作為國家發(fā)展方向而得到有力推進(jìn)，隨之而來的是大城市的人口和汽車保有量的飛速擴(kuò)張。城市交通擁堵以城市全國各個(gè)城市共同面對的問題。而正如一句古語“欲速則不達(dá)”，在越是擁堵的道路上，合理的交通秩序越是容易被破壞。特別是在交叉路口處，一個(gè)方向的擁擠導(dǎo)致的車輛積壓，會最終令路口其他方向的交通都受到影響，擁堵成為阻塞，路口交通進(jìn)入“死鎖”(Deadlock)狀態(tài)，使原本其他方向本不擁堵的交通均陷入癱瘓，進(jìn)而影響整個(gè)交通路網(wǎng)的效率，嚴(yán)重浪費(fèi)社會道路資源。
[0003]路口交通的死鎖是一個(gè)漸進(jìn)的過程。當(dāng)在擁堵情況下，綠燈信號相位不能有效排解路口車輛的通行需求時(shí)，車輛的逐漸積壓。同時(shí)當(dāng)一個(gè)或更多的綠燈周期后依然無法通過當(dāng)前路口時(shí)，其綠燈亮起時(shí)許可行駛的心理預(yù)期與車輛堵塞的現(xiàn)實(shí)落差會導(dǎo)致其更為野蠻的駕駛方式，見縫插針地越過停車線期望獲得優(yōu)先行駛權(quán)，積壓于路口空間，占用的路口空間使十字路口其他方向的交通也一并中斷，成為我們稱之為的路口節(jié)點(diǎn)“死鎖”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理系統(tǒng)，可有效防止或減緩路口節(jié)點(diǎn)“死鎖”現(xiàn)象。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括圖像捕捉單元，用于獲取路口視頻圖像；圖像分析單元，對所述路口視頻圖像進(jìn)行分析，以便發(fā)現(xiàn)路口某一方向交通擁堵；網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元，用于獲取阻塞路口節(jié)點(diǎn)的周邊路口的交通擁擠狀態(tài)，并判斷當(dāng)前路口的阻塞能否在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化；信號燈控制計(jì)算機(jī)，若網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元判斷當(dāng)前路口的阻塞能在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化，則根據(jù)路網(wǎng)情況調(diào)節(jié)各個(gè)方向的信號燈配時(shí)，若網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元判斷當(dāng)前路口的阻塞不能在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化，則紀(jì)錄當(dāng)前路口為死鎖狀態(tài)，并生成極端全部路口紅色信號燈相位表，關(guān)閉本路口。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理方法，可有效防止或減緩路口節(jié)點(diǎn)“死鎖”現(xiàn)象。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟:A、由圖像捕捉單元獲取路口視頻圖像；B、圖像分析單元對所述路口視頻圖像進(jìn)行分析，以便發(fā)現(xiàn)路口某一方向交通擁堵；C、網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元獲取阻塞路口節(jié)點(diǎn)的周邊路口的交通擁擠狀態(tài)，并判斷當(dāng)前路口的阻塞能否在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化，若是則轉(zhuǎn)入A，若否則轉(zhuǎn)入D ;D、判斷本路口是否有其它多個(gè)方向擁堵，如是則轉(zhuǎn)入E，如否則轉(zhuǎn)入F ;E、紀(jì)錄當(dāng)前狀態(tài)為死鎖狀態(tài)，并生成極端全部路口紅色信號燈相位表，關(guān)閉本路口 ；F、記錄當(dāng)前方向擁堵，同時(shí)結(jié)束當(dāng)前擁堵方向的綠燈相位；G、獲得周圍路口的城市交通大數(shù)據(jù)；H、通過云計(jì)算結(jié)合周邊路口交通量、相位時(shí)間數(shù)據(jù)，生成當(dāng)前路口信號燈相位配時(shí)并分配給信號燈控制機(jī)。其中在步驟B中，在所述路口視頻圖像中設(shè)置虛擬檢測線圈，所述虛擬檢測線圈為一梯形，梯形的上底為路口出口寬度，下底為路口全寬，高為橫向路口寬度，在兩個(gè)綠燈周期后虛擬檢測線圈內(nèi)車輛依舊無移動時(shí)，則判斷為路口交通擁堵。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在“死鎖”真正發(fā)生前系統(tǒng)能夠自動發(fā)現(xiàn)，并通過修改交通信號燈相位時(shí)序等手段，盡力緩解路口車輛積壓狀態(tài)，盡可能避免路口交通“死鎖”。而同時(shí)，在真正發(fā)生路口交通“死鎖”時(shí)系統(tǒng)能采用極端信號燈相位，控制影響范圍，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)自動報(bào)警，發(fā)布警示信息。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的工作流程圖。
[0011]圖3為虛擬檢測線圈的設(shè)置位置。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖所示，一種交叉路口交通阻塞預(yù)防和自動應(yīng)急處理系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括圖像捕捉單元，用于獲取路口視頻圖像；圖像分析單元，對所述路口視頻圖像進(jìn)行分析，以便發(fā)現(xiàn)路口某一方向交通擁堵；網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元，用于獲取阻塞路口節(jié)點(diǎn)的周邊路口的交通擁擠狀態(tài)，并判斷當(dāng)前路口的阻塞能否在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化；信號燈控制計(jì)算機(jī)，若網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元判斷當(dāng)前路口的阻塞能在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化，則根據(jù)路網(wǎng)情況調(diào)節(jié)各個(gè)方向的信號燈配時(shí)，并分配給路口信號燈控制機(jī)，若網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算單元判斷當(dāng)前路口的阻塞不能在短時(shí)間內(nèi)由周邊路網(wǎng)所消化，則紀(jì)錄當(dāng)前路口為死鎖狀態(tài)，并生成極端全部路口紅色信號燈相位表，分配給路口信號燈控制機(jī)，關(guān)閉本路口。
[0013](I)前端圖像捕捉
目前我國各大城市各個(gè)主要路口均設(shè)置有路口監(jiān)視攝像機(jī)或者違章抓拍攝像機(jī)，其獲取的圖像或經(jīng)適當(dāng)改造后獲取的圖像均可作為本系統(tǒng)的圖像分析信息源。特別是隨著高清數(shù)字?jǐn)z像系統(tǒng)的普及，大視野高分辨率圖像可為系統(tǒng)提供更準(zhǔn)確的識別依據(jù)。系統(tǒng)需能兼容接入主流攝像機(jī)視頻圖像的能力。
[0014](2)圖像分析單元采用計(jì)算機(jī)模式識別技術(shù)，在視頻圖像上特定區(qū)域劃分虛擬檢測線圈。如圖所示，該虛擬檢測線圈為一路口出口方向較窄，路口入口方向較寬的梯形，該虛擬檢測線圈為一梯形，梯形的上底為路口出口寬度LI，下底為路口全寬L2，高為橫向路口寬度L3。當(dāng)車輛試圖從上方路口出口離開而開始擁堵時(shí)，由于路口出口車道數(shù)量固定、空間有限，而路口入口車輛由于如前所述試圖獲得本輪綠燈時(shí)間內(nèi)通行權(quán)力的心情，會盡力駛過路口停車線，從而導(dǎo)致車輛會緩慢積壓會形成路口出口方向較窄，路口入口方向較寬的三角形隊(duì)形。因此，計(jì)算機(jī)圖像分析，當(dāng)虛擬梯形框內(nèi)車輛所占像素密度超過60%時(shí)，可認(rèn)為此方向路口已充滿停候汽車時(shí)。在兩個(gè)綠燈周期后虛擬線圈內(nèi)車輛密度依舊大于60%時(shí)，可判斷為路口嚴(yán)重阻塞并可能導(dǎo)致死鎖。同時(shí)采集當(dāng)前路口的交通信號燈相位時(shí)序。將當(dāng)前路口的信號燈相位時(shí)間表及路口圖像上傳系統(tǒng)后端。
[0015](3)網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)和云計(jì)算
隨著網(wǎng)絡(luò)IT技術(shù)的進(jìn)步，城市大數(shù)據(jù)發(fā)展階段已經(jīng)越發(fā)完善，當(dāng)前熱門的云技術(shù)也使得大數(shù)據(jù)的快速處理，存儲成為可能。利用城市大數(shù)據(jù)中的交通大數(shù)據(jù)，包含了當(dāng)前區(qū)域范圍內(nèi)交通流量數(shù)據(jù)的情況，可用于獲取阻塞路口節(jié)點(diǎn)的周邊路口特別是下游路口節(jié)點(diǎn)的交通擁擠狀態(tài)。由于云計(jì)算的能力，使得在極短時(shí)間內(nèi)結(jié)合區(qū)域交通大數(shù)據(jù)計(jì)算出反映在當(dāng)前路口的清空時(shí)間T，清空時(shí)間的計(jì)算為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。同時(shí)，根據(jù)當(dāng)前路口進(jìn)口交通量與流出交通量的比值獲得系數(shù)X，并獲得路口信號燈相位數(shù)η和當(dāng)前相位配時(shí)時(shí)間
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[0016]當(dāng)T〈