一种城市道路交叉口内部区域拥堵快速检测方法及系统

摘要

本发明一种城市交叉口内部区域拥堵快速检测方法及报警系统。本发明通过微波检测器对城市道路交叉口内部区域的车辆拥堵进行检测，拥堵信息通过无线/无线网络传输给交叉口安装的视频检测器，从而触发视频检测器进行拥堵识别。利用视频检测器内置算法计算拥堵预警指数。若该指数达到阈值，则利用网络将预警指数信息和视频流信息发送给交通管理部门进行决策疏导处理。采用上述方法可快速甄别交叉口内部拥堵情况，有效提高城市道路交叉口的控制效率，防止发生溢流、死锁等现象，达到缓解交通拥堵的目的。

说明书

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，具体涉及一种拥堵快速检测技术，为城市道路交叉口内部区域拥堵快速检测的方法及系统。

背景技术

随着汽车保有量的持续增加，城市道路拥堵状况日趋严重。而道路交叉口作为城市交通转运和安全的重要组成部分，正逐步成为交通拥堵发生的源发地和重灾区。由于城市规划问题、信号控制设计问题，以及驾驶员驾驶行为等问题的存在，城市道路交叉口经常出现拥堵甚至死锁等现象，严重影响城市路网交通的畅通运行。因此，快速检测交叉口内部拥堵情况，及时进行预警处理，对于缓解城市道路交通拥堵、保障行车安全有着非常重要意义。

发明内容

针对当前城市道路交叉口内部区域拥堵预警检测不足的问题，本发明通过采用微波检测和视频检测相结合的方法，实现拥堵快速和准确检测，同时结合预警手段实现对发生拥堵的道路交叉口的快速处理。具体采用如下技术方案：一种城市交叉口内部区域拥堵预警检测方法，包括如下步骤：

(1)在城市交叉口安装微波检测器，所述微波检测器采集绿灯期间车辆通过交叉口内部区域的平均车速v_i和车流实际运动方向f_i；

(2)设置拥堵状况的车速预警区间v_d＝[0,v_min]；

(3)识别不同信号相位进行交叉口的车辆，判断绿灯时间内所属相位车辆是否清空；

设置车流基准运动的方向f₀，以微波检测器检测范围的扇面边连线的中线方向为标准方向，令α表示车流实际运动方向偏离标准方向的角度，当微波检测器中连续出现两股车流的α≥60°时，则判定上一相位绿灯时间内的车辆为清空；

(4)在交叉口安装视频检测器，用以可视化识别交叉口内部区域的状态；

当车速v_i∈v_d并且α≥60°时，触发视频检测器，视频检测器检测车辆占用空间w、车辆数量n和车辆平均速度v_n，其中在视频检测器检测区域内划定交叉口 内部区域W，交叉口被车辆占用空间的比例其中表示车辆的平均占用空间；

(5)计算交叉口内部拥堵预警指数：

$P=\frac{1}{10}·t·p·\frac{1}{\bar{v}},$

其中，P为交叉口内部拥堵预警指数，t为拥堵持续检测时间；拥堵预警阈值设定为K，当P≧K时，触发拥堵报警，将该交叉口的内部拥堵指数及视频检测器的视频流同时发送到交管部门的指挥中心。

优选地，包括微波交通信息检测和处理模块、视频图像处理模块、有/无线通信模块，其中微波交通信息检测和处理模块用于车辆速度采集、车流运动方向采集，车辆运动状态采集等；视频图像采集和处理模块用于车辆图像采集、车辆速度采集、车辆占用空间采集、交叉口内部区域采集、车流量采集；拥堵预警计算模块用于计算拥堵预警指数；有/无线通信模块能同时兼容TCP/IP，Wifi、3G/4G等有/无线传输技术。

优选地，微波交通信息检测和处理模块通过微波检测技术对交叉口内部区域的车辆速度信息、车流运动方向信息和车辆运动状态信息进行采集，在绿灯期间通过检测交叉口内部的车辆行驶速度v_i，判断其是否在拥堵状况车速预警区间v_d＝[0,v_min]内，同时通过检测车流运动方向判断其偏离标准方向的角度α是否大于60°，当检测到v_i∈v_d并且α≥60°，通过无线方式触发视频图像处理模块和拥堵预警计算模块。

优选地，视频图像处理模块接到拥堵信息触发，通过云台自动调整位置，对交叉口内部进行检测，识别车辆图像、车辆速度、车辆占用空间、交叉口内部区域空间和车流量。

优选地，拥堵预警计算模块首先计算其次，设置拥堵持续检测时间t；最后，通过视频图像处理模块检测得到的车辆速度、车辆占用空间、交叉口内部区域空间和车流量等信息计算拥堵预警指数P，并设置拥堵预警阈值，当P大于等于拥堵预警阈值时，触发拥堵报警，通过网络将结果传输给交通管理中心。

优选地，微波交通信息检测和处理模块、视频图像处理模块安装在伸臂杆或其他交叉口用杆具上；拥堵预警计算模块放于安放于路侧信号控制箱内。

本发明具有如下有益的技术效果：

(1)功能先进，方便实用，可快速实现城市道路交叉口内部区域拥堵检测；

(2)利用微波检测和视频检测的双重检测计算，使得检测精度更高；

(3)预警手段可实现拥堵的快速处置，防止死锁，提高安全性。

附图说明

图1是检测及预警装置示意图。

图2是城市道路交叉口内部区域拥堵预警检测流程图。

图3是微波检测器标准方向确定示意图。

具体实施方式

1——微波检测器(安装在杆具上)；

2——视频检测器(安装在杆具上)；

3——拥堵预警计算模块(安装在路测信号控制箱中)

4——无线通讯模块(安装在路测信号控制箱中)

5——微波检测器检测范围夹线

6——微波检测器检测范围的扇面边连线的中线

7——偏离角标准方向

在图1中，微波交通信息检测和处理模块通过微波检测技术对交叉口内部区域的车辆速度信息、车流运动方向信息和车辆运动状态信息进行采集，通过判断车速和偏差角度出发视频图像处理模块；视频图像处理模块接到拥堵信息触发，通过云台自动调整位置，对交叉口内部进行检测，识别车辆图像、车辆速度、车辆占用空间、交叉口内部区域空间和车流量。然后，通过无线(Wifi、3G/4G等)方式将数据发送给拥堵预警计算模块；拥堵预警计算模块首先利用微波交通信息检测和处理模块和视频图像处理模块获得的车辆速度计算预警几何平均车速；其次，设置拥堵持续检测时间t并考虑t≥100s；最后，通过视频图像处理模块检测得到的车辆速度、车辆占用空间、交叉口内部区域空间和车流量等信息计算拥堵预警指数P，并设置拥堵预警阈值为K，当P≧K(K一般取3)时，触发拥堵报警，通过网络将结果传输给交通管理中心。

在图2中，城市交叉口内部区域拥堵预警检测方法，首先通过安装在交叉口的微波检测器采集进行车速和车流方向采集；其次，判断车速和偏离角情况，如果达到预设值后触发视频检测器采集车辆占用空间、车辆数量和车辆平均速度，计算拥堵预警指数所需平均车速、计算拥堵预警指数；最后，判断是否达到拥堵预警指数预设值，如果达到预设值将预警信息发送给交管指挥中心。

在图3中，通过微波检测器检测范围夹线和微波检测器检测范围的扇面边连线的中线设置偏离角标准方向。