專利名稱：一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及道路交通事件檢測領域，特別是一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法。
背景技術(shù)：
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(shù)快速準確地檢測交通事件發(fā)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，盡快地實施事故救援，緩解由于交通事件造成的交通擁堵。早期的交通事件檢測算法側(cè)重于對交通參數(shù)的分析，通過設置相應的閾值來進行交通事件的判別。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型、模糊邏輯模 型、概率神經(jīng)網(wǎng)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。采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采集大量的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡訓練，標定各種參數(shù)，大多局限于理論研究，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(fā)生的交通狀態(tài)指標。此外，閾值選取也是交通事件檢測的一個關鍵因素，應盡量采用較少的判別閾值，減小閾值標定的難度，提高算法在不同交通環(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)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于基于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(shù)，自動判別該檢測斷面上游是否發(fā)生交通事件，同時該方法采用盡量少的判別閾值，易于工程實現(xiàn)。該方法的基本思想是以交通流量、速度、時間占有率這三項交通流參數(shù)構(gòu)造一個三維空間，以交通流量、速度、時間占有率的預測值為中心，以三項交通流參數(shù)的歷史標準誤差的極限值為軸長，構(gòu)造一個交通事件判別的橢球體。將交通流參數(shù)的實測值與這個橢球體進行對比，若實測值的三個參數(shù)所對應的點位于橢球體外，則判定該檢測斷面上游有交通事件發(fā)生，否則，判定該檢測斷面上游沒有交通事件發(fā)生。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的道路交通事件檢測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)檢測的交通流數(shù)據(jù)對下一采樣間隔內(nèi)交通流數(shù)據(jù)進行預測的步驟、根據(jù)預測數(shù)據(jù)與實際檢測數(shù)據(jù)計算交通事件判別指標的步驟、根據(jù)交通事件判別指標來確定交通事件發(fā)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(huán)形線圈檢測器中根據(jù)事先確定的采樣間隔時間獲取該檢測斷面該車道的交通流量、速度和時間占有率這三項交通流參數(shù)，并對交通流參數(shù)進行預處理，得到表征該檢測斷面交通流特性的交通流量、速度和時間占有率。
c2、根據(jù)預處理后的交通流參數(shù)預測下一采樣間隔的交通流量、速度和時間占有率。c3、根據(jù)所述交通流量、速度和時間占有率的預測值與實際檢測值的關系，計算交通事件判別指標。c4、根據(jù)所述交通事件判別指標的值，判定該檢測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。進一步的，步驟Cl中獲取實時交通流參數(shù)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(huán)形線圈檢測器，并使用電線、光纜或無線通信的方式與交通事件檢測中心相連。每組環(huán)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(huán)形線圈檢測器。cl2、確定數(shù)據(jù)采樣間隔。交通事件檢測中需要能獲取短時交通流的突變特性，故選取采樣間隔為30秒或I分鐘。cl3、通過環(huán)形線圈檢測器獲取每一采樣間隔內(nèi)每條車道上的交通流量、速度和時間占有率數(shù)據(jù)。cl4、對步驟cl3中獲得的各車道實時交通流參數(shù)進行預處理，得到表征該檢測斷面的交通流參數(shù)。進一步的，步驟cl3中對于每個檢測斷面每條車道上的一對環(huán)形線圈檢測器，從沿行車方向的第一個環(huán)形線圈檢測器中獲取相應車道的交通流量和時間占有率，從該車道的一對環(huán)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(huán)形線圈檢測器中獲取交通參數(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)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟 Cl、從各檢測斷面各車道上的環(huán)形線圈檢測器中根據(jù)事先確定的采樣間隔時間獲取該檢測斷面該車道的交通流量、速度和時間占有率這三項交通流參數(shù)，并對交通流參數(shù)進行預處理，得到表征該檢測斷面交通流特性的交通流量、速度和時間占有率； c2、根據(jù)預處理后的交通流參數(shù)預測下一采樣間隔的交通流量、速度和時間占有率；c3、根據(jù)所述交通流量、速度和時間占有率的預測值與實際檢測值的關系，計算交通狀態(tài)判別指標； c4、根據(jù)所述交通狀態(tài)判別指標的值，判定該檢測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)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于步驟Cl中獲取實時交通流參數(shù)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(huán)形線圈檢測器，并使用電線、光纜或無線通信的方式與交通事件檢測中心相連；每組環(huán)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(huán)形線圈檢測器； cl2、確定數(shù)據(jù)采樣間隔；交通事件檢測中需要能獲取短時交通流的突變特性，故選取采樣間隔為30秒或I分鐘； cl3、通過環(huán)形線圈檢測器獲取每一采樣間隔內(nèi)每條車道上的交通流量、速度和時間占有率數(shù)據(jù)； cl4、對步驟cl3中獲得的各車道實時交通流參數(shù)進行預處理，得到表征該檢測斷面的交通流參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于步驟cl3中對于每個檢測斷面每條車道上的一對環(huán)形線圈檢測器，從沿行車方向的第一個環(huán)形線圈檢測器中獲取相應車道的交通流量和時間占有率，從該車道的一對環(huán)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(huán)形線圈檢測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檢測斷面第J條車道第 采樣間隔內(nèi)交通流量的檢測值；m.jX)表亍第=拉測斷面第J條車道第I采樣間隔內(nèi)通過第一個環(huán)形線圈檢測器的總車輛數(shù)；Γ表示采樣間隔時長；cl32、獲取速度參數(shù)； 采樣間隔內(nèi)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(nèi)的第/7輛車的地點速度；￡)表示布設的一對環(huán)形線圈檢測器中前后線圈之間的距離 '略JA表示第i檢測斷面第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測斷面第J條車道第f采樣間隔平均行駛速度的檢測值； C133、獲取時間占有率參數(shù)；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于步驟cl4中需剔除各車道環(huán)形線圈檢測器的異常數(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、速度和時間占有率數(shù)據(jù)；然后還需對合格數(shù)據(jù)進行平均化處理，得到表征該檢測斷面的交通流參數(shù)，詳細步驟如下 c 141、單截面的交通流量參數(shù)處理 將檢測斷面每條車道上環(huán)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于步驟c2中，在正常的交通流運行情況下，交通流不發(fā)生突變現(xiàn)象，則在一個較短的時間段內(nèi)，交通流量、速度、時間占有率等交通流參數(shù)連續(xù)變化，即后一時刻的交通流參數(shù)與前一時刻或前幾個時刻的交通流參數(shù)變化不大或者呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律；因此將前c個采樣間隔的交通流參數(shù)平均值作為下一時刻的預測值，用于判別該檢測斷面上游是否發(fā)生交通事件； 交通流量預測方法為 c21、第i檢測斷面第 +l采樣間隔交通流量的預測 計算前c個采樣時間間隔內(nèi)第i檢測斷面交通流量的平均值，作為第i檢測斷面第 +1采樣間隔交通流量的預測值；即
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于 步驟c3中，運用質(zhì)量控制的思想，綜合考慮交通流量、速度、時間占有率的實時檢測值與預測值之間的偏離程度，判斷該檢測斷面上游是否有交通事件發(fā)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單截面環(huán)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法，其特征在于 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游有交通事件發(fā)生，若 I，則判定該檢測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)形線圈檢測器的道路交通事件檢測方法?，F(xiàn)有方法側(cè)重于對交通參數(shù)的分析，通過設置相應的閾值來進行交通事件的判別。本發(fā)明以交通流量、速度、時間占有率這三項交通流參數(shù)構(gòu)造一個三維空間，以交通流量、速度、時間占有率的預測值為中心，以三項交通流參數(shù)的歷史標準誤差的極限值為軸長，構(gòu)造一個交通事件判別的橢球體。將交通流參數(shù)的實測值與這個橢球體進行對比，若實測值的三個參數(shù)所對應的點位于橢球體外，則判定該檢測斷面上游有交通事件發(fā)生，否則，判定該檢測斷面上游沒有交通事件發(fā)生。本發(fā)明實施容易，計算復雜度小，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(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 申請人:浙江大學