CN101101703A - 一种交通阻塞程度的自动判断及查询方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过道路实况视频的交通阻塞程度自动判断方法，包括如下步骤：1)在需要进行交通阻塞监视区域安装电子眼，使电子眼的拍摄范围覆盖上述的监视区域；2)启动电子眼对上述的监视区域进行拍摄，并将拍摄的视频图像实时发送到监控服务器；3)监控服务器计算出移动目标的相对移动速率，并确定阻塞等级。用户可通过手机短信、电话语音或上网来查询特定路段的当前塞车数据。本发明可利用现有的电子眼资源，实现道路交通阻塞状况的自动分析判断及用户查询，通过较低的建设成本及运营成本，可以为广大的司机朋友们提供及时互动的交通路况信息查询。

Description

一种交通阻塞程度的自动判断及查询方法

技术领域

本发明涉视频监控技术应用领域，尤其是涉及一种通过电子眼拍摄道路视频监控信息进行的交通阻塞程度的自动判断及查询方法。

背景技术

现代社会各大中城市的车辆越来越多，道路的建设速度一般跟不上车辆的增长速度，因此塞车更象越来越普遍，尤其是在上下班高峰期尤为严重。作为一个司机，在驾车要去某个目的地之前，能提前得到可选择的各条路线上的各路段的塞车状况，就可以避开塞车严重的路段，选择最佳的行驶路线。但目前一般是通过一些本地的广播电台的交通节目来获取上述信息，主要是由行驶在各路线的助人为乐的司机朋友们将自己所在的路段的塞车状况通过电话或手机短信通知给交通节目主持人，再由节目主持人广播出来。这种方式弊端很多，首先是信息不全面不完整，可能有的塞车的路段上有司机重复发送塞车信息，也有的路段上没有人发送路况信息，而且都是人为搜集、分析信息，缺乏一定标准，结果存在误差的可能性也较大。另外的上述的路况信息是通过电台广播的方式单向传播的，没有互动性，需要某些路段的路况信息的司机必须将电吧广播的路况交通信息完整收听，才能从中注意到是否有自己关注的路段的交通信息，但这对很多司机来说都是有困难的，如必须打开收音机仔细听，不放过任何环节，而且被关注的路段，在被关注的时间必须有助人为乐的司机主动将所在路段的路况信息及时通知给交通节目主持人，而且由节目主持人及时广播出来，要完成这些每个环节并不容易。对司机朋友来讲，最理想的情况是，对自己所关注的路段，最好是能立即查询到准确的实时路况信息，因此城市道路中各路段的实时路况信息的自然采集、分析及查询成为急待解决的问题。

发明内容

本发明为解决城市道路中的特定路段的塞车状况查询，提供了一种通过道路实况视频的交通阻塞程度自动判断方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在需要进行交通阻塞监视区域安装电子眼，使电子眼的拍摄范围覆盖上述的监视区域，并将电子眼接入监控网络；

步骤2：启动电子眼对上述的监视区域进行拍摄，并将拍摄的视频图像实时发送到监控网络的监控服务器；

步骤3：监控服务器对上述的视频图像进行连续分析，选择视频图像中特定移动目标的相对移动速率，并将相对移动速率划分为一个以上等级，该等级就是交通阻塞程度等级，相对移动速度越低，相应的交通阻塞程度等级越高，表示阻塞越严重，如交通阻塞程度等级从低到高可分为“正常畅通、轻微阻塞、一般阻塞、比较阻塞、严重阻塞”5个等级。

在本发明中的上述特定移动目标具有一定的尺寸范围，该尺寸为视频画面中的相对尺寸，这里的尺寸主要是指机动车的尺寸，因为塞车一般是指机动车而言的，因此在这里的移动目标中，要排队行人及自行车等不构成塞车因素的较小目标。

交通阻塞的主要原因就是车辆的行驶速率过低，因此要判断交通阻塞程度，就要检测车辆的相对移动速率，相对移动速率的测量方法有两种，分别是：(1)特定的移动目标在连续拍摄的视频画面中，移动一定的距离除以所需时间的商；(2)或特定的移动目标在其移动方向上的长度除以该移动目标的首尾端经过其移动线路上的某个特定点所需的时间的商。

一般的车辆在道路上行驶的速率经常是不同的，即使在塞车的时候也如此，因此仅对个别的车辆的速率进行检测，结果是不准确的，但检测所有的车辆增加了技术复杂性，而且结果也不准确，如在塞车的队伍中，有的车辆因司机好见缝抢行，移动得明显比其他车快，但有的车因卡在特殊角落，也行长时间停滞不前或行动移动得明显比其他车慢，因此计算平均速率也不合理，必须要将上述过快或过慢的车辆排队，只计算大部分正常移动的车辆的平均速率，才有实际意义。鉴于这种情况，在计算相对移动速率时计算大部分正常移动的移动目标的平均速率，将这些移动目标的特定时刻的相对速率建立正态分布曲线，并在正态分布曲线上找出两个最大的速率突变点，将正态分布曲线分为3段，取中间的移动目标速率平均值为相对移动速率。

通过上述的步骤，监控服务器可以对特定区域内的交通阻塞程度进行自动判断，而且可以计算出阻塞等级，然后这个结果可以提供给公众查询，该查询方法包括如下步骤：

步骤A：监控服务器将每次测量并计算出的交通阻塞程度等级及其相对速率，以及电子眼拍摄视频图像时的拍摄时间及监视区域编码自动登记到监控服务器的一个交通阻塞查询表中；

步骤B：查询终端登向监控服务器发送查询特定监视区域在特定时间的交通阻塞程度等级的查询指令，当该特定时间为当前时间时也可以省略；这里的查询终端为接入互联网的电脑，同时监控服务器也接入互联网；或所述的查询终端为接入通讯网的电话终端，如移动电话，同时监控服务器也接入通讯网。

步骤C：监控服务器从交通阻塞查询表中查找同时满足包含上述特定监视区域及特定时间的记录，如果省略特定时间时，则在查询包含特定监视区域的有记录中选择最新登录的记录，如果找到，将记录内容发送给查询终端。

上述的查询过程可通过监控服务器与查询终端间的信息交互而实现，具体有如下两种方式：

I.自动语音方式

通讯终端拨打分配给监控服务器的特定自动语音服务号码，接通后，根据监控服务器的自动语音提示，在通讯终端上输入监视区域编码及特定时间，并将其发送给监控服务器，如果该特定时间为当前时间时可省略；监控服务器接收到通讯终端发来的监视区域编码及特定时间后，执行步骤B及步骤C的过程，并将查询的结果以语音方式播放给查询终端。

II.短信方式

通讯终端向分配给监控服务器的特定短信号码发送一条查询短信，短信内容为监视区域编码及特定时间，监控服务器收到该查询短信后，提取查询短信中的监视区域编码及特定时间后，执行步骤B及步骤C的过程，并将查询的结果以短信方式发送给查询终端。

对上述技术方案的进一步改进在于，如果所述的监视区域包括有红绿灯的十字路口，监控服务器向查询终端发送的结果中，还包括塞车进的红绿灯等待周期及等待通过时间，该等待周期及等待时间的计算方法为：

如果需要监视的路段长度超出了电子眼的监视区域范围，则在需要监视的路段上安装多个电子眼，形成多个相连的监视区域，以覆盖整个要监视的路段；

在每个电子眼监视区域内，各计算一个车流平均速率，再将各监视区域的车流平均速率计算一个平均值，就是整个监视路段的总车流平均速率，这里的速率计算只分析车辆在绿灯是行驶的速率，不考虑等待红灯的时间；

监视路段的长度除以上述的总车流平均速率，就得到车辆在绿灯时行驶的时间，再除以要通过的十字路口的绿灯持续时间，就可以得到要等待的红绿灯周期个数，该个人数乘以红绿灯循环一个周期的时间，就得到车辆在该整个路段上通过时所需的平均时间。

本发明可带来如下有益效果：

在需要对交通阻塞进行监视的道路区域安装电子眼后，就可以实现道路交通阻塞状况的自动分析判断了。由于目前不少大中城市的主要交通路段，尤其是有红绿灯十字路口得电子眼已经非常遍及，而这些地方也是最容易发生塞车的地段，就可以直接利用现有的电子眼资源实现交通阻塞状况的分析及查询，通过很低的建设成本及运营成本，可以为广大的司机朋友们提供及时互动的交通路况信息查询。

说明书附图

无附图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

A市的某个十字路口是一个南北交通要道，其中由南至北路段经常发生路面塞车现象，有时塞车现象很严重，为了疏导车流，在发生路面塞车时及时通知后来的车辆改道而行，采用了本发明的交通阻塞程度的自动判断及查询方法，除了利用十字路口原有的电子眼外，在距离十字路口的500米内又依次安装了4个电子眼，通过这5个电子眼，就拍摄该500米内的整条道路的路况视频了，这500米也是塞车严重时的塞车区域，在此之外的600米处，有一个小的十字路口，在上述交通要道严重塞车时，在此小的十字路口处树立交通牌提示后来车辆绕道而行。

将本发明的技术引入上述路段的塞车查询服务中，建立一个交通阻塞程度自动查询中心，以后简称塞车查询中心。在塞车查询中心建立一个监控服务器，该服务器接入互联网，并将上述的5个电子眼接入互联网，与监控服务器建立实时在线连接，电子眼拍摄的道路现场视频图像可实时发送到监控网络的监控服务器，由服务器进行处理；

为了提高分析的准确性，5个电子眼分别对各自监视的100米内的道路车辆行驶速率进行分析，将分析的车辆的长度定义在300cm以上，也就是一般的小汽车的最短长度，在电子眼拍摄的视频画面上，按500∶1的比例缩小，因此在视频车面上的有效车辆的最短长度为0.6cm，即电子眼所拍摄到的道路上的视频车面中，移动的对象长度不低于0.6cm时，才对其移动速率进行检测，对低于这个长度的对象，对行人、自行车等不予考虑。

测试道路上车辆的行驶速率的方法是：

在电子眼监视区域的中间选择30米作为测速区，在电子眼拍摄视频图像画面上，为6cm，在视频画面的道路中间标一个虚拟测速带，该测速带与道路垂直，在与道路平行的方向上的长度6cm。

在拍摄的视频画面中，当满足长度条件的车辆进入该测速带后，测量该车辆的通过测速带所需的时间(指车头接触到测速带及车尾刚离开测速带所需时间)，可精确到毫秒。如一辆车通过测速带的时间为6秒，则其速率为5米/秒，也就是18公里/小时。

在这里电子眼要测量符合条件的所有车辆通过测速带的时间，在检测车辆通过测速带的过程中，如果发现有车辆在行动测速度在行驶时改变了车道，则放弃测量，只测量未变道的车辆的速率，可提高测量准确性。该测量过程在监控服务器上进行，根据对视频画面中车辆通过测速带的时间来计算。该条道路在通向十字路口的方向为4车道，监控服务器可一次测量每个电子眼监视区域内通过测速带的4辆车的速率，5个电子眼则一次可测量出20辆车的速率，据此可计算出整个监视区域内该条道路上的车流的平均速率，从而判断路面塞车状况。在上述的20辆车的速率数据中，部分不符合要求，需要在计算平均速率时将速率异常的车辆排除。如其中5辆车变道行驶，其速率异常，视为无效数据。

下面是从靠近十字路口开始的500米内5个电子眼所监视的区域内的某时测量的15个车辆的有效速率数据，见表1，表中数字单位为秒，指每个电子眼监视的路段中4辆车中的每辆车通过测试带的时间，其中表中最后的速率单位为：米/秒。

	第1段	第2段	第3段	第4段	第5段
						第1辆车	-	4.6	-	2.1	1.5
第2辆车	5.3	4.2	3.5	-	1.2
						第3辆车	5.1	-	3.6	2.2	1.4
第4辆车	5.0	4.3	3.4	2.3	-
						每段速率	1.9	2.3	2.9	4.5	7.3

总平均速率为：3.8米/秒

表1

上述数据是在整个500米的监视路段内所有的车辆在绿灯时行驶过程中测量的即时速率及平均速率，一般来说，远离十字路口的各路段的车辆速率逐渐增加。为了更形象地对塞车状况进行描述，也为公众提供交流方便，这里将相对移动速率划分为5个等级，该等级就是交通阻塞程度等级，相对移动速度越低，相应的交通阻塞程度等级越高，表示阻塞越严重，如交通阻塞程度等级从低到高可分为“正常畅通、轻微阻塞、一般阻塞、比较阻塞、严重阻塞”5个等级，见下表2。

塞车等级	速率范围(P)	塞车描述
			1	10＜P	正常畅通
2	7＜P≤10	轻微阻塞
			3	4＜P≤7	一般阻塞
4	1＜P≤4	比较阻塞
			5	P≤1	严重阻塞

表中P为速率，单位：米/秒

表2

上表中对每种等级的速率范围给出了具体值，从这里可以看出表1所述的路段的交通塞车等级为4等，是属于“比较阻塞”的情况。为了更进一步地分析塞车程序，可以估计车辆在通过上述500米的塞车路段时需要的时间及等待的红绿灯周期，上述的速率只是在绿灯时车辆移动时的数据，因此平均速率为车辆在绿灯期间的平均移动速率，则以上述的3.8米/秒的平均速率为行驶完500米的路段，所需的行驶时间约为132秒(500÷3.8)，在这个十字路口，红绿灯变化周期为140秒，路段上，南至北路段的绿灯时间为40秒，则行驶132秒需要经过3.3个(132÷40)绿灯周期，通过该500米的路段总共需要的时间为462秒(140*3.3)：也就是需要等待3个以上的红绿灯周期，约7.7分钟。

有了上述数据，塞车查询中心建立塞车查询数据库，就可以为公众提供服务了，将上述的十字路口进行编号，由南至北路段的编号为1008，对外公布了查询的电话号码(同时也是短信号码)为122160，以及查询网址：http://www.122160.com。公司可以通过手机短信、电话语音、上网三种方式来查询特定路段的实时塞车状况，下面通过三个实施例来说明：

实施例1：手机短信查询

查询者在手机上编辑内容为要查询路段编辑的短信发送到塞车查询中心的短信号码上，即在本实施方式中，短信内容为“1008”，短信的接收号码为“122160”。

塞车查询中心的监控服务器接收到上述短信后，从短信中提取路段编号“1008”，从车塞车数据库中提出该路段的最新塞车数据如下(本实施方式中前述的数据)：

当前平均速率：3.8米/秒；

塞车等级：4级，比较阻塞；

路段通行时间：约462秒；

等待红绿灯周期：3个以上

监控服务器可将上述内容的短信回执给查询者，查询者就可以知道其查询的路段的当前塞车情况了。对上述的查询还可以收费，这样可以为司机提供更多的服务内容，如让查询者收看路段的现场直播视频，监控服务器可以将电子眼发来的视频片段发送给查询者。

实施例2：电话语音查询

上述的查询过程，也可以通过自动语音方式实现，在查询中心的监控服务器安装语音查询系统，当查询者拨打电话号码122160接通后，语音提示查询者输入路段编号，查询者可在自己的话机上输入“1008”，服务器自动将实施例1中的查询结果语音方式播报给查询者。

实施例3：上网查询

上述的查询过程，也可以通过电脑上互网联或手机上WAP网查询，在浏览器中输入网址： http://www.122160.com就可以进入查询网站主页，查询者输入路段编号“1008”，实施例1中的查询结果将显示在页面上，查询者还可以播放该路段的现场视频，更直观地了解该路段的塞车状况。

Claims (10)

1、一种通过道路实况视频的交通阻塞程度自动判断方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：在需要进行交通阻塞监视区域安装电子眼，使电子眼的拍摄范围覆盖上述的监视区域，并将电子眼接入监控网络；

步骤2：启动电子眼对上述的监视区域进行拍摄，并将拍摄的视频图像实时发送到监控网络的监控服务器；

步骤3：监控服务器对上述的视频图像进行连续分析，选择视频图像中特定移动目标的相对移动速率，并将相对移动速率划分为一个以上等级，该等级就是交通阻塞程度等级，相对移动速度越低，相应的交通阻塞程度等级越高，表示阻塞越严重。

2、根据权利要求1所述的交通阻塞程度自动判断方法，其特征在于，在步骤3中所述的特定移动目标具有一定的尺寸范围，该尺寸为视频画面中的相对尺寸。

3、根据权利要求1所述的交通阻塞程度自动判断方法，其特征在于，所述相对移动速率的测量方法为：特定的移动目标在连续拍摄的视频画面中，移动一定的距离除以所需时间的商；或特定的移动目标在其移动方向上的长度除以该移动目标的首尾端经过其移动线路上的某个特定点所需的时间的商。

4、根据权利要求1至3中任何一条所述的交通阻塞程度自动判断方法，其特征在于，所述的移动目标为一个以上，将这些移动目标的特定时刻的相对速率建立正态分布曲线，并在正态分布曲线上找出两个最大的速率突变点，将正态分布曲线分为3段，取中间的移动目标速率平均值为相对移动速率。

5、根据权利要求1所述的交通阻塞程度自动判断方法，其特征在于所述交通阻塞程度等级分为5个等级。

6、一种对于权利要求1或5所述的交通阻塞程度等级的查询方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤A：监控服务器将每次测量并计算出的交通阻塞程度等级及其相对速率，以及电子眼拍摄视频图像时的拍摄时间及监视区域编码自动登记到监控服务器的一个交通阻塞查询表中；

步骤B：查询终端登向监控服务器发送查询特定监视区域在特定时间的交通阻塞程度等级的查询指令，当该特定时间为当前时间时也可以省略；

步骤C：监控服务器从交通阻塞查询表中查找同时满足包含上述特定监视区域及特定时间的记录，如果省略特定时间时，则在查询包含特定监视区域的有记录中选择最新登记的记录，如果找到，将记录内容发送给查询终端。

7、根据权利要求6所述的交通阻塞程度等级的查询方法，其特征在于所述的查询终端为接入互联网的电脑，同时监控服务器也接入互联网；或所述的查询终端为接入通讯网的电话终端，同时监控服务器也接入通讯网。

8、根据权利要求6或7所述的交通阻塞程度等级的查询方法，其特征在于所述的查询过程可通过监控服务器的自动语音方式进行，方法是：通讯终端拨打分配给监控服务器的特定自动语音服务号码，接通后，根据监控服务器的自动语音提示，在通讯终端上输入监视区域编码及特定时间，并将其发送给监控服务器，如果该特定时间为当前时间时可省略；监控服务器接收到通讯终端发来的监视区域编码及特定时间后，执行步骤B及步骤C的过程，并将查询的结果以语音方式播放给查询终端。

9、根据权利要求6或7所述的交通阻塞程度等级的查询方法，其特征在于所述的查询过程可通过监控服务器与查询终端间的短信方式进行，方法是：通讯终端向分配给监控服务器的特定短信号码发送一条查询短信，短信内容为监视区域编码及特定时间，监控服务器收到该查询短信后，提取查询短信中的监视区域编码及特定时间后，执行步骤B及步骤C的过程，并将查询的结果以短信方式发送给查询终端。

10、根据权利要求6所述的交通阻塞程度等级的查询方法，其特征在于，如果所述的监视区域包括有红绿灯的十字路口，监控服务器向查询终端发送的结果中，还包括塞车进的红绿灯等待周期及等待通过时间，该等待周期及等待时间的计算方法为：

如果需要监视的路段长度超出了电子眼的监视区域范围，则在需要监视的路段上安装多个电子眼，形成多个相连的监视区域，以覆盖整个要监视的路段；

在每个电子眼监视区域内，各计算一个车流平均速率，再将各监视区域的车流平均速率计算一个平均值，就是整个监视路段的总车流平均速率，这里的速率计算只分析车辆在绿灯是行驶的速率，不考虑等待红灯的时间；

监视路段的长度除以上述的总车流平均速率，就得到车辆在绿灯时行驶的时间，再除以要通过的十字路口的绿灯持续时间，就可以得到要等待的红绿灯周期个数，该个人数乘以红绿灯循环一个周期的时间，就得到车辆在该整个路段上通过时所需的平均时间。