一種基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法，包括視頻檢測設(shè)備將獲取的待測檢測點(diǎn)的實(shí)時交通參數(shù)信息時傳輸至后臺服務(wù)器；自動檢測處理服務(wù)器分別計(jì)算可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)和盲視區(qū)動態(tài)交通流密度參數(shù)，并對可視區(qū)和盲視區(qū)交通參數(shù)進(jìn)行決策樹狀態(tài)處理，自動判定當(dāng)前隧道整體的交通狀態(tài)等級；發(fā)布終端設(shè)備自動向公眾發(fā)布當(dāng)前隧道交通狀態(tài)等級信息。本發(fā)明還公開了一種基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測裝置。本發(fā)明實(shí)時獲取隧道可視區(qū)和盲視區(qū)檢測點(diǎn)的交通參數(shù)信息，提取各個區(qū)段的交通流密度參數(shù)，按照非常暢通、暢通、緩行、擁擠和擁堵五類交通狀態(tài)劃分區(qū)間，實(shí)現(xiàn)隧道道路交通擁堵事件的自動判定檢測。
【專利說明】一種基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及隧道交通信息采集、處理和發(fā)布【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于視頻的隧 道交通擁堵事件自動檢測方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 公路隧道的特殊環(huán)境容易引發(fā)擁堵以及交通事故，交通警察如無法盡快獲取交 通事件信息，就無法及時實(shí)施救援等工作，會造成道路擁堵蔓延，降低了運(yùn)營效率，給出行 者和國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，所以加大隧道交通信息采集和發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)具體重大的意 義。交通信息采集的方式多種多樣，有基于浮動車的信息采集技術(shù)，也有基于固定檢測設(shè)備 的信息采集方式，如視頻檢測。鑒于隧道的特殊環(huán)境，浮動車GPS信號進(jìn)入隧道基本無法檢 測，所以隧道交通事件檢測一般都用固定點(diǎn)檢測設(shè)備。
[0003] 現(xiàn)有交通事件中對于視頻檢測裝置的使用方法大多基于單個交通參數(shù)，如交通流 量、速度、密度等，沒有將多個參數(shù)綜合設(shè)置檢測進(jìn)行綜合分析處理，但交通現(xiàn)象動態(tài)變化 極其復(fù)雜，很難用單一的參數(shù)來反映它的特性，單一的參數(shù)設(shè)置會造成判別的誤差，而且目 前在使用視頻檢測裝置時都是通過人工進(jìn)行視頻監(jiān)控，浪費(fèi)人力且效率較低。此外，隧道 交通狀況判別算法的精度直接影響著隧道交通運(yùn)行效率，目前所使用的視頻檢測算法過于 生硬的根據(jù)某個交通參數(shù)的變化設(shè)定閾值來將交通狀態(tài)進(jìn)行分類，會造成系統(tǒng)對狀態(tài)的誤 判；同時固定點(diǎn)檢測的弊端就是對斷點(diǎn)路面進(jìn)行信息采集，無法獲知隧道整體路段的完整 交通狀態(tài)，存在盲區(qū)交通事件誤判現(xiàn)象，錯誤的判別可能會導(dǎo)致路段交通負(fù)荷，形成停滯， 影響應(yīng)急事件的處理造成公共管理資源的浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的首要目的在于提供一種能夠降低交通信息采集的人力和設(shè)備成本，提高 隧道交通擁堵事件自動檢測的準(zhǔn)確度和效率，實(shí)現(xiàn)基于視頻檢測設(shè)備的隧道交通擁堵事件 的自動、快速檢測的基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于視頻的隧道交通擁堵事 件自動檢測方法，該方法包括下列順序的步驟：
[0006] (1)在隧道內(nèi)的待測檢測點(diǎn)上安裝視頻檢測設(shè)備，視頻檢測設(shè)備的攝像頭正對隧 道路段區(qū)域?yàn)榭梢晠^(qū)，背對隧道路段區(qū)域?yàn)槊ひ晠^(qū)，對可視區(qū)區(qū)段和盲視區(qū)區(qū)段進(jìn)行編號、 組合配對；
[0007] (2)視頻檢測設(shè)備將獲取的待測檢測點(diǎn)的實(shí)時交通參數(shù)信息經(jīng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備實(shí)時 傳輸至后臺服務(wù)器進(jìn)行存儲和標(biāo)準(zhǔn)化處理，并將處理結(jié)果發(fā)送至自動檢測處理服務(wù)器；
[0008] (3)盲區(qū)初始化探測車在隧道內(nèi)行駛，記錄超車個數(shù)和被超車個數(shù)，執(zhí)行盲視區(qū)初 始化算法，計(jì)算隧道盲視區(qū)區(qū)段的初始車輛個數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至自動檢測處理服務(wù) 器；
[0009] (4)自動檢測處理服務(wù)器分別計(jì)算可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)和盲視區(qū)動態(tài)交通 流密度參數(shù)，并對配對的可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)和盲視區(qū)動態(tài)交通流密度參數(shù)進(jìn)行決 策樹狀態(tài)處理，自動判定當(dāng)前隧道整體的交通狀態(tài)等級；
[0010] (5)發(fā)布終端設(shè)備在自動檢測處理服務(wù)器中提取當(dāng)前隧道整體交通狀態(tài)等級信 息，并自動向公眾發(fā)布。
[0011] 短隧道安裝兩個視頻檢測設(shè)備，分別安裝在短隧道內(nèi)靠近入口處以及短隧道外靠 近出口處；長隧道至少安裝兩個視頻檢測設(shè)備，且隧道長度每一千米增加一個視頻檢測設(shè) 備；隧道長度小于等于一千米的為短隧道，隧道長度大于一千米的為長隧道。
[0012] 自動檢測處理服務(wù)器對可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)的計(jì)算方法如下：
[0013] 視頻檢測設(shè)備實(shí)時上報的數(shù)據(jù)格式為（t，n，qi，Vi)，t表示上報時間，η表示車輛所 在車道，i表示隧道內(nèi)車流方向上依次排列的視頻檢測設(shè)備編號， qi，Vi分別表示第i個視 頻檢測設(shè)備第η車道的流量數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)（t，n， qi，Vi)的單位分別為秒、個、輛/小 時/車道和千米/小時；
[0014] 假設(shè)樣本數(shù)據(jù)集表示為 S = {(t, n, qp V1)，（t, n, q2, V2)，· · ·，（t, n, Vi)}，樣本的 處理粒度周期為T，單位為小時，計(jì)算統(tǒng)計(jì)處理粒度周期T的時間內(nèi)可視區(qū)隧道空間維度和 時間維度的平均交通流?:

【權(quán)利要求】
1. 一種基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法，該方法包括下列順序的步驟： (1) 在隧道內(nèi)的待測檢測點(diǎn)上安裝視頻檢測設(shè)備，視頻檢測設(shè)備的攝像頭正對隧道路 段區(qū)域?yàn)榭梢晠^(qū)，背對隧道路段區(qū)域?yàn)槊ひ晠^(qū)，對可視區(qū)區(qū)段和盲視區(qū)區(qū)段進(jìn)行編號、組合 配對； (2) 視頻檢測設(shè)備將獲取的待測檢測點(diǎn)的實(shí)時交通參數(shù)信息經(jīng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備實(shí)時傳輸 至后臺服務(wù)器進(jìn)行存儲和標(biāo)準(zhǔn)化處理，并將處理結(jié)果發(fā)送至自動檢測處理服務(wù)器； (3) 盲區(qū)初始化探測車在隧道內(nèi)行駛，記錄超車個數(shù)和被超車個數(shù)，執(zhí)行盲視區(qū)初始化 算法，計(jì)算隧道盲視區(qū)區(qū)段的初始車輛個數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至自動檢測處理服務(wù)器； (4) 自動檢測處理服務(wù)器分別計(jì)算可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)和盲視區(qū)動態(tài)交通流密 度參數(shù)，并對配對的可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)和盲視區(qū)動態(tài)交通流密度參數(shù)進(jìn)行決策樹 狀態(tài)處理，自動判定當(dāng)前隧道整體的交通狀態(tài)等級； (5) 發(fā)布終端設(shè)備在自動檢測處理服務(wù)器中提取當(dāng)前隧道整體交通狀態(tài)等級信息，并 自動向公眾發(fā)布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法，其特征在于： 短隧道安裝兩個視頻檢測設(shè)備，分別安裝在短隧道內(nèi)靠近入口處以及短隧道外靠近出口 處；長隧道至少安裝兩個視頻檢測設(shè)備，且隧道長度每一千米增加一個視頻檢測設(shè)備；隧 道長度小于等于一千米的為短隧道，隧道長度大于一千米的為長隧道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法，其特征在于： 自動檢測處理服務(wù)器對可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)的計(jì)算方法如下： 視頻檢測設(shè)備實(shí)時上報的數(shù)據(jù)格式為（t，n，qi，Vi)，t表示上報時間，η表示車輛所在車 道，i表示隧道內(nèi)車流方向上依次排列的視頻檢測設(shè)備編號，qi，Vi分別表示第i個視頻檢 測設(shè)備第η車道的流量數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)（t，n，qi，Vi)的單位分別為秒、個、輛/小時/ 車道和千米/小時； 假設(shè)樣本數(shù)據(jù)集表示為S= {(t,n,qpV1)，（t,n,q2,V2)，· · ·，（t,n,qi,Vi)}，樣本的處理 粒度周期為T，單位為小時，計(jì)算統(tǒng)計(jì)處理粒度周期T的時間內(nèi)可視區(qū)隧道空間維度和時間 維度的平均交通流
⑴ 在式⑴中，η表示車輛所在車道；N為檢測點(diǎn)車道的總個數(shù)，neNWn為第i個待測 檢測點(diǎn)第η車道的交通流；為第i個待測檢測點(diǎn)單位粒度周期的平均交通流； 再計(jì)算單位粒度周期的平均速度：
(2) 在式（2)中，Vin為第i個待測檢測點(diǎn)第η車道的速度；為第i個待測檢測點(diǎn)單位粒 度周期的平均速度；N為檢測點(diǎn)車道的總個數(shù)，neN; 計(jì)算統(tǒng)計(jì)處理粒度周期T的時間內(nèi)可視區(qū)隧道空間維度和時間維度的平均交通流密 度
在式（3)中，^為第i個檢測點(diǎn)單位粒度的平均交通流密度，單位為輛/千米/車道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法，其特征在于： 自動檢測處理服務(wù)器對盲視區(qū)動態(tài)交通流密度參數(shù)的計(jì)算公式如下： 在處理粒度周期T的基礎(chǔ)上，隧道內(nèi)視頻檢測設(shè)備實(shí)時上報的數(shù)據(jù)集為：
在式⑷中，N為檢測點(diǎn)車道的總個數(shù)，neN;qin為第i個視頻檢測設(shè)備第η車道的 交通流；q(i+1)n為第i+Ι個視頻檢測設(shè)備第η車道的交通流；T為處理粒度周期；N(O)為初 始化盲視區(qū)車輛存在個數(shù)；Lk為盲視區(qū)隧道區(qū)段的長度；K,為盲視區(qū)的動態(tài)交通流密度； 利用盲區(qū)初始化探測車在隧道內(nèi)行駛，定義盲視區(qū)的端點(diǎn)ΑΒ，當(dāng)盲區(qū)初始化探測車經(jīng) 過A點(diǎn)時，A點(diǎn)的視頻檢測設(shè)備開始計(jì)數(shù)經(jīng)過的車輛數(shù)Na，此時盲區(qū)初始化探測車由A點(diǎn)開 始向B點(diǎn)移動，移動過程中記錄盲區(qū)初始化探測車超車個數(shù)&以及被超車個數(shù)NΡ，當(dāng)盲區(qū) 初始化探測車到達(dá)B點(diǎn)時，初期存在車輛個數(shù)處理過程完畢； N(O) =Να+Ν〇-Νρ (5)〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測方法，其特征在于： 在可視區(qū)平均交通流密度參數(shù)和盲視區(qū)動態(tài)交通流密度參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用決策樹算 法對待測隧道整體的交通狀態(tài)等級進(jìn)行判定，具體方法如下： (1) 提取當(dāng)前時刻可視區(qū)的平均交通流密度^7和盲視區(qū)的動態(tài)交通流密度參數(shù)Ki; (2) 根據(jù)表一和可視區(qū)的平均交通流密度^判斷可視區(qū)的交通狀態(tài)等級是否為擁 堵； 表一
若判斷結(jié)果為是，即^ >34,則直接判定隧道整體為擁堵等級；否則，進(jìn)入下一步； (3) 計(jì)算隧道整體的交通流密度參數(shù)&
(4)根據(jù)表一和/C;值的大小判定隧道整體的交通狀態(tài)等級。
6. -種基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測裝置，其特征在于：包括隧道內(nèi)的待測 檢測點(diǎn)上的一個或多個視頻檢測設(shè)備，其輸出端與數(shù)據(jù)通信設(shè)備的輸入端相連，數(shù)據(jù)通信 傳輸設(shè)備的輸出端與后臺服務(wù)器的輸入端相連，后臺服務(wù)器的輸出端與自動檢測處理服務(wù) 器的第一輸入端相連，用于檢測隧道盲視區(qū)車輛個數(shù)的盲視區(qū)初始化探測車的輸出端與自 動檢測處理服務(wù)器的第二輸入端相連，自動檢測處理服務(wù)器的輸出端與發(fā)布終端設(shè)備的輸 入端相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視頻的隧道交通擁堵事件自動檢測裝置，其特征在于： 所述視頻檢測設(shè)備由攝像頭和圖像處理機(jī)組成，攝像頭安裝在隧道內(nèi)的待測檢測點(diǎn)上，攝 像頭的輸出端與圖像處理機(jī)的輸入端相連，圖像處理機(jī)的輸出端通過數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)備與 后臺服務(wù)器通訊。
【文檔編號】G08G1/065GK104464307SQ201410788070
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】高萬寶, 吳先會, 張廣林 申請人:合肥革綠信息科技有限公司