一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法
2023-08-06 06:25:51
專利名稱：一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法
技術領域：
本發明涉及道路交通事件檢測領域，特別是一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法。
背景技術：
自20世紀60年代開始，高速公路交通事件檢測算法的研究就成為交通領域的研究熱點。運用先進的自動檢測技術快速準確地檢測交通事件發生與否，可以對道路交通流進行有效地管理，快速地疏導擁擠交通流，儘快地實施事故救援，緩解由於交通事件造成的交通擁堵。早期的交通事件檢測算法側重於對交通參數的分析，通過設置相應的閾值來進行交通事件的判別。隨著人工智慧技術的發展，出現了諸如人工神經網絡模型、模糊邏輯模 型、概率神經網絡模型、模糊邏輯遺傳算法模型以及支持向量機模型等一系列的智能交通事件檢測算法。採用先進的算法極大地提高了交通事件的檢測效率，但是這些算法大多需要事先採集大量的數據進行網絡訓練，標定各種參數，大多局限於理論研究，在實際中很難進行工程應用。因此，交通事件檢測算法的關鍵是如何更加合理地選取判斷交通事件發生的交通狀態指標。此外，閾值選取也是交通事件檢測的一個關鍵因素，應儘量採用較少的判別閾值，減小閾值標定的難度，提高算法在不同交通環境下的普適性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於基於道路上某一個檢測斷面的交通信息，綜合考慮多種交通流參數，自動判別該檢測斷面上遊是否發生交通事件，同時該方法採用儘量少的判別閾值，易於工程實現。該方法的基本思想是以交通流量、速度、時間佔有率這三項交通流參數構造一個三維空間，以交通流量、速度、時間佔有率的預測值為中心，以三項交通流參數的歷史標準誤差的極限值為軸長，構造一個交通事件判別的橢球體。將交通流參數的實測值與這個橢球體進行對比，若實測值的三個參數所對應的點位於橢球體外，則判定該檢測斷面上遊有交通事件發生，否則，判定該檢測斷面上遊沒有交通事件發生。為實現上述目的，本發明提出的道路交通事件檢測方法包括每一採樣間隔內交通流數據獲取的步驟、根據檢測的交通流數據對下一採樣間隔內交通流數據進行預測的步驟、根據預測數據與實際檢測數據計算交通事件判別指標的步驟、根據交通事件判別指標來確定交通事件發生與否的步驟。具體的檢測步驟包括
Cl、從各檢測斷面各車道上的環形線圈檢測器中根據事先確定的採樣間隔時間獲取該檢測斷面該車道的交通流量、速度和時間佔有率這三項交通流參數，並對交通流參數進行預處理，得到表徵該檢測斷面交通流特性的交通流量、速度和時間佔有率。
c2、根據預處理後的交通流參數預測下一採樣間隔的交通流量、速度和時間佔有率。c3、根據所述交通流量、速度和時間佔有率的預測值與實際檢測值的關係，計算交通事件判別指標。c4、根據所述交通事件判別指標的值，判定該檢測斷面上遊是否有交通事件發生。c5、根據步驟c4的判別結果，若有交通事件發生，則通知交警或在信息板上提醒駕駛員，若沒有，則跳轉至步驟Cl。進一步的，步驟Cl中獲取實時交通流參數的過程包括
ell、在需要檢測的路段中每隔500-800米的檢測斷面上布設一組環形線圈檢測器，並使用電線、光纜或無線通信的方式與交通事件檢測中心相連。每組環形線圈檢測器包括每條車道上相距一定距離布設的一對環形線圈檢測器。cl2、確定數據採樣間隔。交通事件檢測中需要能獲取短時交通流的突變特性，故選取採樣間隔為30秒或I分鐘。cl3、通過環形線圈檢測器獲取每一採樣間隔內每條車道上的交通流量、速度和時間佔有率數據。cl4、對步驟cl3中獲得的各車道實時交通流參數進行預處理，得到表徵該檢測斷面的交通流參數。進一步的，步驟cl3中對於每個檢測斷面每條車道上的一對環形線圈檢測器，從沿行車方向的第一個環形線圈檢測器中獲取相應車道的交通流量和時間佔有率，從該車道的一對環形線圈檢測器中獲取相應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。從環形線圈檢測器中獲取交通參數具體包括 c 131、獲取交通流量參數。
權利要求
1.一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於該方法包括以下步驟 Cl、從各檢測斷面各車道上的環形線圈檢測器中根據事先確定的採樣間隔時間獲取該檢測斷面該車道的交通流量、速度和時間佔有率這三項交通流參數，並對交通流參數進行預處理，得到表徵該檢測斷面交通流特性的交通流量、速度和時間佔有率； c2、根據預處理後的交通流參數預測下一採樣間隔的交通流量、速度和時間佔有率；c3、根據所述交通流量、速度和時間佔有率的預測值與實際檢測值的關係，計算交通狀態判別指標； c4、根據所述交通狀態判別指標的值，判定該檢測斷面上遊是否有交通事件發生；c5、根據步驟c4的判別結果，若有交通事件發生，則通知交警或在信息板上提醒駕駛員，若沒有，則跳轉至步驟Cl。
2.根據權利要求I所述的一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於步驟Cl中獲取實時交通流參數的過程包括 ell、在需要檢測的路段中每隔500-800米的檢測斷面上布設一組環形線圈檢測器，並使用電線、光纜或無線通信的方式與交通事件檢測中心相連；每組環形線圈檢測器包括每條車道上相距一定距離布設的一對環形線圈檢測器； cl2、確定數據採樣間隔；交通事件檢測中需要能獲取短時交通流的突變特性，故選取採樣間隔為30秒或I分鐘； cl3、通過環形線圈檢測器獲取每一採樣間隔內每條車道上的交通流量、速度和時間佔有率數據； cl4、對步驟cl3中獲得的各車道實時交通流參數進行預處理，得到表徵該檢測斷面的交通流參數。
3.根據權利要求2所述的一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於步驟cl3中對於每個檢測斷面每條車道上的一對環形線圈檢測器，從沿行車方向的第一個環形線圈檢測器中獲取相應車道的交通流量和時間佔有率，從該車道的一對環形線圈檢測器中獲取相應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； 從環形線圈檢測器中獲取交通流參數具體包括 c 131、獲取交通流量參數； 式中表示第I檢測斷面第J條車道第 採樣間隔內交通流量的檢測值；m.jX)表亍第=拉測斷面第J條車道第I採樣間隔內通過第一個環形線圈檢測器的總車輛數；Γ表示採樣間隔時長；cl32、獲取速度參數； 採樣間隔內每輛車的地點速度式中表示第i檢測斷面第J條車道第千樣間隔內的第/7輛車的地點速度；￡)表示布設的一對環形線圈檢測器中前後線圈之間的距離 '略JA表示第i檢測斷面第J條車道第 採樣間隔內第/7輛車通過前後線圈的時間差； 採樣間隔內每條車道上車輛的平均行駛速度I M 式中MU力表示第fe測斷面第J條車道第f採樣間隔平均行駛速度的檢測值； C133、獲取時間佔有率參數；
4.根據權利要求2所述的一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於步驟cl4中需剔除各車道環形線圈檢測器的異常數據，可以採用閾值篩選法，即剔除超過一定閾值的交通流量、速度和時間佔有率數據；然後還需對合格數據進行平均化處理，得到表徵該檢測斷面的交通流參數，詳細步驟如下 c 141、單截面的交通流量參數處理 將檢測斷面每條車道上環形線圈檢測器獲取交通流量的平均值作為該檢測斷面的交通流量值；即
5.根據權利要求I所述的一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於步驟c2中，在正常的交通流運行情況下，交通流不發生突變現象，則在一個較短的時間段內，交通流量、速度、時間佔有率等交通流參數連續變化，即後一時刻的交通流參數與前一時刻或前幾個時刻的交通流參數變化不大或者呈現一定的變化規律；因此將前c個採樣間隔的交通流參數平均值作為下一時刻的預測值，用於判別該檢測斷面上遊是否發生交通事件； 交通流量預測方法為 c21、第i檢測斷面第 +l採樣間隔交通流量的預測 計算前c個採樣時間間隔內第i檢測斷面交通流量的平均值，作為第i檢測斷面第 +1採樣間隔交通流量的預測值；即
6.根據權利要求I所述的一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於 步驟c3中，運用質量控制的思想，綜合考慮交通流量、速度、時間佔有率的實時檢測值與預測值之間的偏離程度，判斷該檢測斷面上遊是否有交通事件發生； 使用單截面道路交通事件檢測的判別指標I」計算式如下
7.根據權利要求I所述的一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特徵在於 步驟C4中，若由所述的步驟C3計算得出的單截面道路交通事件檢測的判別指標> I，則判定該檢測斷面上遊有交通事件發生，若 I，則判定該檢測斷面上遊沒有交通事件發生。
全文摘要
本發明公開了一種基於單截面環形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法。現有方法側重於對交通參數的分析，通過設置相應的閾值來進行交通事件的判別。本發明以交通流量、速度、時間佔有率這三項交通流參數構造一個三維空間，以交通流量、速度、時間佔有率的預測值為中心，以三項交通流參數的歷史標準誤差的極限值為軸長，構造一個交通事件判別的橢球體。將交通流參數的實測值與這個橢球體進行對比，若實測值的三個參數所對應的點位於橢球體外，則判定該檢測斷面上遊有交通事件發生，否則，判定該檢測斷面上遊沒有交通事件發生。本發明實施容易，計算複雜度小，在實施時能夠充分保證道路交通事件檢測的實時性要求。
文檔編號G08G1/065GK102819956SQ20121018178
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者金盛, 王殿海, 趙偉明, 馬東方, 祁宏生, 徐天東, 孫鋒, 馬曉龍, 周旦, 韋薇 申請人:浙江大學