CN105469612A - 一种交通拥堵报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车流量检测领域，具体的说是一种交通拥堵报警系统及方法。系统包括数据采集设备、数据处理模块、控制系统和报警模块。方法为：数据采集设备采集道路上固定区域的视频数据，测量所述固定区域内车辆的速度，并在所采集道路方向为绿灯时计时；数据处理模块根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值；控制系统根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号。本发明能够更准确求得某区域内车辆数目，进而得到车辆密度，并通过测速装置获得该区域一段时间内平均车速，当这个区域在某段时间内的车辆密度持续大于一定阈值，车速小于一定阈值则判定道路拥堵。

Description

一种交通拥堵报警系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车流量检测领域，具体的说是一种交通拥堵报警系统及方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，人们生活水平的提高，汽车已经成为出行的主要交通工具，随着汽车数量的增多，道路交通压力越来越大，交通拥堵现象也愈发频繁的出现，这给我们的出行带来了极大的不便。现有的V2X，是让交通更智能，其中就包括对交通路况的预先知晓。本文中提到的交通拥堵预警系统，就可以提供这方面的信息，让出行者预知路况，有更好的出行体验，也给交警提供了可靠的用于交通管理的信息。

现有系统是基于“车辆检测器”占用时间(这里的车辆检测器与上述所提到的车辆统计技术意义不同，具体看专利：可对交通拥堵精准报警、拍照的交通信号控制机及运行方法)，不能更精准的得到具体的车辆密度，例如：如果车辆连续快速经过车辆检测器，或者车辆恰好停止在车辆检测器前，车辆检测器也会测出道路被连续占用，造成车辆拥堵的假象。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种交通拥堵报警系统及方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种交通拥堵报警系统及方法，包括：

数据采集设备，连接交通信号系统，用于采集道路上固定区域的视频数据，测量所述固定区域内车辆的速度，并在所采集道路方向为绿灯时计时；

数据处理模块，用于根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值；

控制系统，用于根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号；

报警模块，用于在控制系统的驱动下发出报警信号。

所述数据采集设备包括：

摄像头，用于采集道路上固定区域的视频数据；

测速仪，用于测量道路上所述固定区域内车辆的速度；

计时器，用于计时。

所述数据处理模块包括：

时间分段模块，用于将数据采集设备的计时区域划分若干个具有重叠部分的时间区域，所述时间区域的时间长度相同；

车辆检测模块，用于以固定数目帧间隔在数据采集设备采集的视频数据中提取图像，识别中的车辆；

统计模块，用于计算每个时间区域内，车辆检测模块提取出的所有图像中的车辆数目平均值；

车速计算模块，用于计算每个时间区域内，数据采集设备测得的车速平均值。

所述时间分段模块描述如下：

设b₁,b₂,...,b_n为时间分段的起始时间，e₁,e₂,...,e_n为时间分段的结束时间，时间分段的长度为T，起始时间间隔为t，则时间分段为[b₁,e₁]，[b₂,e₂],...,[b_n,e_n]，其中e₁-b₁＝e₂-b₂＝,...,＝e_n-b_n＝T，b₂-b₁＝b₃-b₂＝...＝b_n-b_n-1＝t，其中要求0<t<T，即相邻近的两个或多个时间分段应具有重叠部分，重叠部分长度大小为T-t。

所述控制系统包括：

车辆数目判定模块，用于判断车辆数目平均值是否大于设定车辆数目阈值；

平均车速判定模块，用于判断车辆速度平均值是否小于设定车辆速度阈值；

综合处理模块，在数据处理模块划分的时间区域内，当车辆数目平均值大于设定车辆数目阈值，且车辆速度平均值小于设定车辆速度阈值时，驱动报警模块发出报警信号。

所述报警模块用于连接交通管理系统。

一种交通拥堵报警方法，包括以下步骤：

数据采集设备采集道路上固定区域的视频数据，测量所述固定区域内车辆的速度，并在所采集道路方向为绿灯时计时；

数据处理模块根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值；

控制系统根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号。

所述数据处理模块根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值，具体为：

将数据采集设备的计时区域划分若干个具有重叠部分的时间区域，所述时间区域的时间长度相同；

以固定数目帧间隔在数据采集设备采集的视频数据中提取图像，识别中的车辆；

计算每个时间区域内，车辆检测模块提取出的所有图像中的车辆数目平均值和数据采集设备测得的车速平均值；

所述控制系统根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号，具体为：

控制系统判断车辆数目平均值是否大于设定车辆数目阈值；判断车辆速度平均值是否小于设定车辆速度阈值；

在数据处理模块划分的时间区域内，当车辆数目平均值大于设定车辆数目阈值，且车辆速度平均值小于设定车辆速度阈值时，驱动报警模块发出报警信号。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明的系统依靠基于视频图像处理的车辆统计技术，通过这种技术可以更准确求得某区域内车辆数目，进而得到车辆密度，并通过测速装置获得该区域一段时间内平均车速，当这个区域在某段时间内的车辆密度持续大于一定阈值，车速小于一定阈值则判定道路拥堵。

2.本发明计算得到的数据更准确。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

车辆统计：利用图像处理，模式识别领域相关算法(例如：采用论文《基于图像处理技术的车辆检测流量统计技术研究》中提到的算法)，统计出道路上车辆，在某检测出一辆车后总车辆数就+1，可以通过车辆统计确定某道路上区域行驶或滞留的车的数目，因为摄像头拍摄的道路区域面积一定，所以车的数目等价于车辆密度。

如图1所示，一种交通拥堵报警系统，由数据采集设备(包括摄像头和测速装置和计时器)将数据(包括视频数据和速度、时间数据)送到数据处理模块，由数据处理模块将处理结果送到控制模块，控制模块根据处理结果控制报警模块发出报警到交通管理系统及周围车辆。

数据处理：

(1)获得一段时间内道路上的平均车辆数目：具体实施方案是，通过拍摄到的视频，每1s取5帧，也就是说1秒钟得到5个车辆数目，n秒得到5n个车辆数目，求5n个的平均值作为这n秒内的道路车辆数目

(2)获得平均车速：这个通过测速装置获得的顺时速度求平均而得。

如图2所示，本发明方法的一个实施例的实施过程为：

安装数据采集设备(摄像头和汽车测速装置比如，摄像头安装在停止线前20米左右，可视范围可以包括摄像头所在位置到停止线附近的区域，在停止线附近安装车速检测装置)，由绿灯亮起后(车辆密度和车速只在绿灯时间统计)(关于如何判断绿灯亮起的问题，我想绿灯亮起，那么包含绿灯的电路一定是通电的，可以将这个电信号传到控制系统就可以检测绿灯是否亮起了)，由计时器计时，每一段时间(例如每15s，如果所剩绿灯时间不足15s，累计数据到下一次绿灯亮起继续计算)，在这段时间内，根据视频数据，每1秒统计1次车辆密度，通过测速装置得到15s内车流平均速度，如果这15s内车辆密度持续大于一定阈值(因为摄像头监控范围一定，所以车辆密度在某时间段内持续大于一个阈值就是摄像头监控某范围内车辆数目在某时间内持续大于一个数)，平均车速小于一定阈值，判定拥堵，以上计算过程在数据处理模块进行，将结果传到控制系统，控制系统向道路交通管理系统及周围车辆发出拥堵报警。

Claims (9)

1.一种交通拥堵报警系统，其特征在于，包括：

数据采集设备，连接交通信号系统，用于采集道路上固定区域的视频数据，测量所述固定区域内车辆的速度，并在所采集道路方向为绿灯时计时；

数据处理模块，用于根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值；

控制系统，用于根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号；

报警模块，用于在控制系统的驱动下发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种交通拥堵报警系统，其特征在于，所述数据采集设备包括：

摄像头，用于采集道路上固定区域的视频数据；

测速仪，用于测量道路上所述固定区域内车辆的速度；

计时器，用于计时。

3.根据权利要求1所述的一种交通拥堵报警系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：

时间分段模块，用于将数据采集设备的计时区域划分若干个具有重叠部分的时间区域，所述时间区域的时间长度相同；

车辆检测模块，用于以固定数目帧间隔在数据采集设备采集的视频数据中提取图像，识别中的车辆；

统计模块，用于计算每个时间区域内，车辆检测模块提取出的所有图像中的车辆数目平均值；

车速计算模块，用于计算每个时间区域内，数据采集设备测得的车速平均值。

4.根据权利要求3所述的一种交通拥堵报警系统，其特征在于，所述时间分段模块描述如下：

设b₁,b₂,...,b_n为时间分段的起始时间，e₁,e₂,...,e_n为时间分段的结束时间，时间分段的长度为T，起始时间间隔为t，则时间分段为[b₁,e₁]，[b₂,e₂],...,[b_n,e_n]，其中e₁-b₁＝e₂-b₂＝,...,＝e_n-b_n＝T，b₂-b₁＝b₃-b₂＝...＝b_n-b_n-1＝t，其中要求0<t<T，即相邻近的两个或多个时间分段应具有重叠部分，重叠部分长度大小为T-t。

5.根据权利要求1所述的一种交通拥堵报警系统，其特征在于，所述控制系统包括：

车辆数目判定模块，用于判断车辆数目平均值是否大于设定车辆数目阈值；

平均车速判定模块，用于判断车辆速度平均值是否小于设定车辆速度阈值；

综合处理模块，在数据处理模块划分的时间区域内，当车辆数目平均值大于设定车辆数目阈值，且车辆速度平均值小于设定车辆速度阈值时，驱动报警模块发出报警信号。

6.根据权利要求1所述的一种交通拥堵报警系统，其特征在于，所述报警模块用于连接交通管理系统。

7.一种交通拥堵报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据采集设备采集道路上固定区域的视频数据，测量所述固定区域内车辆的速度，并在所采集道路方向为绿灯时计时；

数据处理模块根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值；

控制系统根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号。

8.根据权利要求7所述的一种交通拥堵报警方法，其特征在于，所述数据处理模块根据数据采集设备采集到的信息，划分时间区域，得到时间区域内的车辆数目平均值和车速平均值，具体为：

将数据采集设备的计时区域划分若干个具有重叠部分的时间区域，所述时间区域的时间长度相同；

以固定数目帧间隔在数据采集设备采集的视频数据中提取图像，识别中的车辆；

计算每个时间区域内，车辆检测模块提取出的所有图像中的车辆数目平均值和数据采集设备测得的车速平均值。

9.根据权利要求7所述的一种交通拥堵报警方法，其特征在于，所述控制系统根据车辆数目平均值和车速平均值，判断是否驱动报警模块发出报警信号，具体为：

控制系统判断车辆数目平均值是否大于设定车辆数目阈值；判断车辆速度平均值是否小于设定车辆速度阈值；

在数据处理模块划分的时间区域内，当车辆数目平均值大于设定车辆数目阈值，且车辆速度平均值小于设定车辆速度阈值时，驱动报警模块发出报警信号。