CN105118291A - 一种道路交通流量统计综合监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种道路交通流量统计综合监测系统，包括前端子系统、网络子系统和后台子系统，其中前端子系统包括高清智能一体机和网络传输设备，高清智能一体机采集道路交通状况和车辆行驶轨迹的信息和数据，网络传输设备将信息和数据进行传输；网络子系统接入运营商主网并由运营商配置虚拟专网连接到后台子系统，完成将信息和数据传输到后台子系统；后台子系统包括数据查询处理发布模块、抓拍数据维护模块、机动车监控模块、设备管理监控模块、监测报警模块、用户管理监控模块和流量事件查询报表模块，后台子系统完成对信息和数据的管理和处理工作。本发明系统结构简单、故障发生点低、运行更稳定、安装调试更简单、后期维护成本更低。

Description

一种道路交通流量统计综合监测系统

技术领域

本发明涉及一种监测系统，更具体地，涉及一种道路交通流量统计综合监测系统。

背景技术

随着城市化步伐不断加快，导致城市交通总体规模越来越大，城市道路交通设施的发展与日益膨胀的城市机动车数量、人口数量的矛盾更加突出；传统的仅仅依赖微观层面对违法车辆进行管、控、罚的简单方式已经不再实用、有效。同时，伴随着整个社会思维意识的进步，政府部门也面临着由传统的管理型政府如何向服务型政府转变的课题。如何面对和有效缓解日益拥堵的城市交通以及由此而导致的社会问题，成为当前城市管理者日益紧迫头等大事。

目前，交通参数监测系统从技术原理可以分为：地感线圈或线圈监测系统、雷达监测系统、微波检测系统和可见光视频监测系统等几类。但是它们中的一些存在许多缺陷，例如，地感线圈或线圈监测系统的安装过程对系统可靠性和使用寿命影响很大，其维修或安装需中断交通，破坏路面，影响路面寿命，同时线圈易被重型车辆碾轧、路面修理、季节性温差等因素造成损坏，而且一旦损坏系统不能再在原地进行埋设，因此它的维护量和维护难度非常大；雷达和微波监测系统对于车辆的拥堵、车辆粘连不敏感。另外，虽然可见光视频监测系统是目前一种先进的交通检测系统，但是其仍然有待发展。

发明内容

针对上述解决的技术问题，本发明的目的是基于高清视频流分析技术，融合3D模型测量技术和目标自适应技术以及特征跟踪技术，提供一种更加先进的道路交通流量统计综合监测系统。

为了实现上述发明，本发明采用如下技术方案：

一种道路交通流量统计综合监测系统，包括前端子系统、网络子系统和后台子系统，其中所述前端子系统包括高清智能一体机和网络传输设备，所述高清智能一体机采集道路交通状况和车辆行驶轨迹的信息和数据，所述网络传输设备将采集的信息和数据进行传输；所述网络子系统接入运营商主网并由所述运营商配置虚拟专网连接到所述后台子系统，完成将所述前端子系统采集的信息和数据传输到所述后台子系统；所述后台子系统包括数据查询处理发布模块、抓拍数据维护模块、机动车监控模块、设备管理监控模块、监测报警模块、用户管理监控模块和流量事件查询报表模块，所述后台子系统完成对信息和数据的管理和处理工作。

进一步地，所述高清智能一体机是嵌入式600万像素的高清智能双芯一体机。

进一步地，所述高清智能一体机采用CCD成像技术。

进一步地，所述高清智能一体机每台最多监控四个车道。

进一步地，所述高清智能一体机中安装有SD存储卡。

进一步地，所述网络传输设备采用光纤或3G无线传输方式进行传输。

进一步地，所述前端子系统在夜间借助城市环境光源或车辆的前照灯或尾灯实现车辆行驶轨迹的跟踪。

进一步地，所述网络子系统采用光纤接入技术将信息和数据接入所述运行商主网。

进一步地，所述数据查询处理发布模块主要用于各类数据的综合查询和统计工作以及各种交通事件类型的查询、统计、分析；所述设备管理监控模块主要完成对相关各硬件设备运行情况的监控；所述监测报警模块主要根据黑名单以及数据库中的车号识别信息，判断通过控制点的车辆中是否有非法车辆；所述用户管理监控模块主要是对使用系统的人员进行管理；所述流量事件查询报表模块主要实现交通流量统计数据、交通事件报警数据的查询，并实现按照时间、地点、类型要求进行统计报表的输出和打印功能。

进一步地，所述数据查询处理发布模块针对的数据包括交通流量、分车道流量、断面流量、平均车速、时间占有率的交通参数数据。

由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：

本发明提供的系统结构简单，故障发生点低、运行更加稳定，安装调试更加简单，后期维护成本更低。本发明提供的系统功能丰富，能够完成交通流量统计、平均速度、占有率、排队长度测量等交通参数的检测，交通事件检测记录和实时报警以及各种数据的输出、存储、处理和查询等功能。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明系统中的后台子系统的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种道路交通流量统计综合监测系统，包括前端子系统、网络子系统和后台子系统，其中前端子系统包括高清智能一体机和网络传输设备，高清智能一体机采集道路交通状况和车辆行驶轨迹的信息和数据，网络传输设备将采集的信息和数据进行传输；网络子系统接入运营商主网并由运营商配置虚拟专网连接到后台子系统，完成将前端子系统采集的信息和数据传输到后台子系统；后台子系统包括数据查询处理发布模块、抓拍数据维护模块、机动车监控模块、设备管理监控模块、监测报警模块、用户管理监控模块和流量事件查询报表模块，后台子系统完成对信息和数据的管理和处理工作。

本发明系统中高清智能一体机是嵌入式600万像素的高清智能双芯一体机，其采用CCD成像技术。每台智能机根据立杆高度及检测内容的差异最多可监控四个车道。网络传输根据用户对视频及抓拍图片、数据的实时性的要求，可灵活采用光纤传输方式，或者采用3G无线传输方式。

本发明系统采用纯视频流分析技术，基于3D模型和几何测量技术的目标轨迹跟踪实现。与其他的基于车牌识别的系统而言其环境要求较低，综合适应性更强。本系统夜间无需单独进行补光，可借助城市环境光源即可以发现车辆行驶轨迹进行跟踪，在没有环境光线的路段则可以根据车辆的前照灯或尾灯进行目标判别跟踪。

本发明系统中的前端子系统主要由600万像素CCD高清智能机、网络传输设备(光端机或3G无线传输终端)等组成。本发明系统中的高清智能机采用CCD600万像素高清双码流抓拍摄像主机，可覆盖至少四个车道，所有视频采集、各类交通行为视频触发、双码流高清视频压缩、车流量统计、交通事件抓拍等功能全部在该设备内完成。同时高清智能机内置最高达32GB的本地存储，当网络断开时可以对采集数据及视频进行缓存。如果系统需要进行高清实时视频录像，则应在前端增加嵌入式NVR视频录像设备。本发明系统中的网络传输设备包括交换机、光纤收发器或3G无线传输终端等，承担将高清智能机记录的各种数据域视频流进行传输。

如图1所示，本发明提供的综合监测系统，主要由前端子系统、网络子系统和后台子系统组成。

前端设备主体为600万像素CCD高清智能机，该设备集成了高清摄像机、控制主机(可选)、本地存储等硬件单元的功能。无需地感线圈、无需控制主机、无需外置存储，前端子系统简化到只有高清智能机，网络交换机等必须设备。系统结构的简化，减少了故障发生点、使系统运行更加稳定，安装调试更加简单，后期维护成本大幅度降低。同时该系统的功能非常丰富，能够完成交通流量统计、平均速度、占有率、排队长度测量等交通参数检测，交通事件检测记录及实时报警，H.264高清视频压缩编码输出、本地数据存储等功能。

网络子系统将交通流量、平均速度、占有率、排队长度等交通参数，交通事件报警信息，视频录像数据等数据传输到系统中心平台系统，系统可支持光纤点对点传输、ONU自愈环网传输、3G无线专用网传输等多种类型，用户可以根据系统对前端数据带宽、实时性的要求灵活选定。

后台子系统主要由：中心服务器、接收服务软件、数据库系统、交互软件平台等构成，实现前端数据的接入、数据存储、高清视频大屏显示、GIS路段热点展现、交通信息发布、查询、系统运维等基本管理功能，并实现车辆轨迹查询、旅行时间查询、交通数据统计分析、事件检测报警分析与统计功能。后台子系统采用集中存储方式(主要可以用于监控视频流、交通事件报警录像、交通参数数据等信息)，既提高了数据的安全性，可靠性，又便于中心平台系统快速共享和获取相关数据，避免分布式存储由于传输瓶颈引起的延迟甚至数据的缺失。

本发明系统中的高清智能一体机高度集成，集高清摄像机、视频检测处理器、I\O控制器、固态存储、通讯传输于一体，完全摒弃传统的工控机视频分析+高清摄像机图像采集的技术架构，其具有体积小、节点少、功耗低、易部署的特点。

本发明的一体机采用嵌入式双核心架构设计。最耗费系统资源的高清视频分析和高清视频编码、压缩分别由不同的型号核心处理器完成，双方各司其职，不会互相挤占系统资源和系统视频分析性能。

本发明的一体机采用总线级海量数据交换设计，一体机内部高清视频采集模块、DSP视频流分析模块、高清视频编码模块、数据存储模块等均采用总线设计。这样的设计不存在传统的高清摄像机+以太网+工控机架构普遍存在的高清视频传输延迟问题，可以广泛应用于交通控制信号等数据实时性要求高的交通数据采集系统。

本发明一体机提供基于高速以太网方式的数据结果传输方式，相比传统视频检测器的RS232和RS485传输方式不仅仅带宽大幅提高，而且传输的距离、质量、安全性也大幅提升，不再仅仅能够提供字符数据的传输而且可以传输高清视频图像。

本发明系统中的网络子系统采用光纤接入技术，将前端数据接入运营商主网，再由运营商配置虚拟专网，连接到后台子系统。前端子系统中每台600万像素智能机，在采用720P实时录像的情况下，会产生不多于2.5Mbps的码流，其中视频码流约2Mbps，数据码流约为0.5Mbps。一个监测点按照双向四车道的计算，带宽要求约为5Mbps。针对网络系统的复杂性，网络传输子系统要支持断点续传功能，能够将网络故障期间缓存在前端子系统设备上的数据上传到后台子系统。

如图2所示，本发明系统中的后台子系统主要完成对路段前端的设备、数据通讯管理和数据处理工作。后台子系统主要包括数据查询处理发布模块、抓拍数据维护模块、机动车监控模块、设备管理监控模块、监测报警模块、用户管理监控模块和流量事件查询报表模块。

数据查询处理发布模块主要用于各类数据的综合查询和统计工作，包括交通参数数据如：交通流量、分车道流量、断面流量、平均车速、时间占有率、等重要数据，以及各种交通事件类型查询、统计、分析等。

设备管理监控模块主要完成对相关各硬件设备运行情况的监控，保证系统正常安全的运行。

监测报警模块的主要功能是根据黑名单以及数据库中的车号识别信息，判断通过控制点的车辆中是否有非法车辆，如果发现非法车辆，则立即发出警报，以提醒相关人员及时进行处理。

用户管理功能主要是对使用本系统的人员进行管理，其重点是对各类人员的操作权限进行严格控制，以保证系统的正常、高效运行。

流量事件查询及报表模块，主要实现交通流量统计数据、交通事件报警数据的查询，并可以实现按照时间、地点、类型等要求进行统计报表的输出和打印功能。

本发明系统主要由嵌入式一体化高清摄像机、网络传输和信息数据处理管理中心组成。本发明系统核心设备为嵌入式一体化高清摄像机，该摄像机集车辆目标检测、交通参数分析、录像、压缩、传输于一体。具有先进的视频检测功能，可以对视频图像进行逐帧识别，同时自动匹配对应车道，对过往车辆进行轨迹跟踪并做行为判断，可以对通过交通断面的车辆进行统计、录像、存储，处理结果上传到后台。同时系统可兼顾实时交通事件报警、记录和存储功能。

本发明提供的系统结构简单，减少了故障发生点、运行更加稳定，安装调试更加简单，后期维护成本大幅度降低。本发明提供的系统功能丰富，能够完成交通流量统计、平均速度、占有率、排队长度测量等交通参数的检测，交通事件检测记录和实时报警以及各种数据的输出、存储、处理和查询等功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，包括前端子系统、网络子系统和后台子系统，其中所述前端子系统包括高清智能一体机和网络传输设备，所述高清智能一体机采集道路交通状况和车辆行驶轨迹的信息和数据，所述网络传输设备将采集的信息和数据进行传输；所述网络子系统接入运营商主网并由所述运营商配置虚拟专网连接到所述后台子系统，完成将所述前端子系统采集的信息和数据传输到所述后台子系统；所述后台子系统包括数据查询处理发布模块、抓拍数据维护模块、机动车监控模块、设备管理监控模块、监测报警模块、用户管理监控模块和流量事件查询报表模块，所述后台子系统完成对信息和数据的管理和处理工作。

2.根据权利要求1所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述高清智能一体机是嵌入式600万像素的高清智能双芯一体机。

3.根据权利要求2所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述高清智能一体机采用CCD成像技术。

4.根据权利要求3所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述高清智能一体机每台最多监控四个车道。

5.根据权利要求4所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述高清智能一体机中安装有SD存储卡。

6.根据权利要求1所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述网络传输设备采用光纤或3G无线传输方式进行传输。

7.根据权利要求1所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述前端子系统在夜间借助城市环境光源或车辆的前照灯或尾灯实现车辆行驶轨迹的跟踪。

8.根据权利要求1所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述网络子系统采用光纤接入技术将信息和数据接入所述运行商主网。

9.根据权利要求1所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述数据查询处理发布模块主要用于各类数据的综合查询和统计工作以及各种交通事件类型的查询、统计、分析；所述设备管理监控模块主要完成对相关各硬件设备运行情况的监控；所述监测报警模块主要根据黑名单以及数据库中的车号识别信息，判断通过控制点的车辆中是否有非法车辆；所述用户管理监控模块主要是对使用系统的人员进行管理；所述流量事件查询报表模块主要实现交通流量统计数据、交通事件报警数据的查询，并实现按照时间、地点、类型要求进行统计报表的输出和打印功能。

10.根据权利要求9所述的道路交通流量统计综合监测系统，其特征在于，所述数据查询处理发布模块针对的数据包括交通流量、分车道流量、断面流量、平均车速、时间占有率的交通参数数据。