CN107331211A - 一种高速公路隧道二次交通事故预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速公路隧道二次交通事故预警系统，包括以下步骤：基于隧道内交通流视频检测设备，实时采集交通流信息，判断是否发生交通事故；如果发生事故，计算当前交通流参数，得到交通事故地点精确位置，进行下一步；基于高速公路隧道内交通流参数对二次事故进行预警计算，得到最佳预警距离；由计算机发出指令，调节滑杆上LED屏位置；进行预警信息发布，提示驾驶员避让；然后返回第一步，如果事故处理未结束，则再次运行，如果事故处理结束，则关闭LED屏预警信息，恢复隧道内正常交通运行。本发明可实现高速公路隧道交通事故二次预警，可以提高高速公路隧道交通安全保障，同时能够最大程度上降低交通事故损失。

Description

一种高速公路隧道二次交通事故预警系统

技术领域

本发明涉及高速公路隧道交通安全运营技术领域，具体而言涉及一种基于交通量对防二次交通事故的预警系统。

背景技术

当高速公路隧道发生事故时，经常容易引发二次事故的发生。隧道防二次事故对高速公路隧道运行至关重要，高速公路隧道的现状预警没有考虑车辆的通行效率，导致事故后隧道交通的瘫痪。本发明根据高速公路隧道交通事故后的交通量，来得到高速公路隧道交通事故后的最佳预警位置。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于交通量的高速公路隧道二次交通事故预警系统，可实现高速公路隧道交通事故后的预警和疏解，能够提高高速公路隧道交通事故后的通行效率，同时能最大程度上降低事故的损失。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高速公路隧道二次交通事故预警系统，其实现包括以下步骤：

步骤1、基于隧道内检测连续交通流的视频设备，实时采集交通流信息：在高速公路隧道内，间隔200米设置视频识别车辆的设备；

步骤2、基于步骤1，通过视频识别设备，识别出车辆的牌照，如果一分钟之内车辆通过下一个设备，则被视为正常，如果没有通过，则通过终端发出警报，通过监控摄像头进一步的确定隧道内的情况，从而精确的判定隧道内是否发生事故。

步骤3、通过隧道内的视频检测设备计算出当时的交通量，根据监控中的情况确定事故具体的位置和事故的类型，来进行下一步的操作；

步骤4、当事故为一般事故时，把步骤3计算出的交通量参数带入二次事故预警模型中计算分析，确定出最佳的预警距离；

步骤5、基于步骤4的最佳预警距离，利用计算机控制隧道内滑杆上的LED屏，调整到合适的位置；

步骤6、根据隧道内事故的具体信息，判断出处理的时间，通过LED屏进行预警提供给驾驶员；

步骤7、重复进行上面的工作，直到隧道内交通运行正常，更新LED屏的信息。

一种高速公路隧道二次交通事故预警系统，其特征在于，该照明系统包括：

隧道交通视频识别装置(10)，至少包括用于采集车辆信息的装置(11)、用于判断车辆是否发生事故的装置(12)；

一个或多个处理器(20)，用于控制所述高速公路隧道交通事故动态预警的操作，以及调用隧道内视频识别装置采集数据(10)和调整滑杆(16)上LED屏位置程序指令，所述一个或多个处理器(20)发布执行所述程序指令，用于：

控制所述数据采集装置基于视频识别装置(10)，更新隧道内交通流信息；

基于所采集的数据，执行下述计算过程：

a)、隧道内的交通为连续流动的车流，可以看作是车头时距的连续流动。如果车辆到达符合泊松分布，则车头时距符合负指数分布。

在时间间隔t内车辆到达(k＝0)的概率为：P(0)＝e^-λt

上式表明，在具体的时间间隔t内，无车辆到达，则上辆车到达和下辆车到达之间的车头时距至少有t秒，换句话说，P(0)也是车头时距h大于或等于t秒的概率，于是有：

P(h≥t)＝e^-λt

而车头时距小于t的概率则为：P(h<t)＝1-e^-λt

若Q表示小时交通量，则λ＝Q/3600(veh/s)，则P(h≥t)＝e^-Qt/3600。

b)、若隧道内的交通量为Q，2车道，所以每条道路的交通量按照平均分配为Q/2。根据调查分析事故后车辆变道需要的时间为3-5s，取4s。当车头时距大于4s时，允许车辆变道；

当车头时距大于6s时，允许两辆车变道：

当车头时距大于8s时，允许三辆车变道：

当车头时距大于10s时，允许四辆车变道：

当车头时距大于12s时，允许五辆车变道：

c)、当车头时距在4-6s时，可以一辆车通过；

P(4<h<6)＝P(h>4)-P(h>6)

当车头时距在6-8s时，可以两辆车通过；

P(6<h<8)＝P(h>6)-P(h>8)

当车头时距在8-10s时，可以三辆车通过；

P(8<h<10)＝P(h>8)-P(h>10)

当车头时距在10-12s时，可以四辆车通过；

P(10<h<12)＝P(h>10)-P(h>12)

d)、假设事故处理时间为t₁分钟，当预警距离为x时，可以进行变道的车辆数为Q_变道：

那么停车车辆数为，

e)、延误时间分为变道延误、停车延误和行驶延误，变道延误时间为4s、停车延误时间6s和行驶延误为靠近预警位置时速度为40km/h、进入预警位置内速度为20km/h，其中停车次数随着预警距离的变长而减小为7.4-0.04x。

T_停车延误＝Q_停车×(7.4-0.04x)*6

T_延误＝T_变道+T_停车延误+T_行驶延误

f)、根据调整预警距离x，得到延误时间表，根据延误时间得到最佳预警距离。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：

1、本发明的方案中针对高速公路隧道二次交通事故预警系统，采用新的预警算法，基于现代视频采集装置来获取车辆信息、判断是否发生交通事故和获取隧道内交通量，进而对事故的最佳预警距离进行计算，最后通过控制滑杆、扬声器来完成事故的预警；

2、本发明的方案中，预警算法的计算量小，通过隧道内的视频采集装置，可不间断地进行预警，提高预警的及时性和连续性；

3、本发明的方案中，在隧道内视频采集装置的选择上，可采用现有技术中成熟的交通电子警察技术，方便安装在高速公路隧道中，准确的进行信息采集和传输，提高系统的定位和预警精度。

附图说明

图1为本发明—实施方式高速公路隧道二次交通事故预警系统的实现流程示意图。

图2为本发明—实施方式高速公路隧道二次交通事故预警系统结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

如图1所示，根据本发明的较优实施例，一种高速公路隧道二次交通事故预警系统，其实现包括以下步骤：

步骤1、基于隧道内检测连续交通流的视频设备，实时采集交通流信息：在高速公路隧道内，间隔200米设置视频识别车辆的设备；

步骤2、基于步骤1，通过视频识别设备，识别出车辆的牌照，如果一分钟之内车辆通过下一个设备，则被视为正常，如果没有通过，则通过终端发出警报，通过监控摄像头进一步的确定隧道内的情况，从而精确的判定隧道内是否发生事故。

步骤3、通过隧道内的视频检测设备计算出当时的交通量，根据监控中的情况确定事故具体的位置和事故的类型，来进行下一步的操作；

步骤4、当事故为一般事故时，把步骤3计算出的交通量参数带入二次事故预警模型中计算分析，确定出最佳的预警距离；

步骤5、基于步骤4的最佳预警距离，利用计算机控制隧道内滑杆上的LED屏，调整到合适的位置；

步骤6、根据隧道内事故的具体信息，判断出处理的时间，通过LED屏进行预警提供给驾驶员；

步骤7、重复进行上面的工作，直到隧道内交通运行正常，更新LED屏的信息。

结合图1所示，本实施例中采用的预警模型方法，基于前述步骤计算高速公路隧道交通事故后的最佳预警距离，基于所采集的数据，执行下述计算过程：

a)、隧道内的交通为连续流动的车流，可以看作是车头时距的连续流动。如果车辆到达符合泊松分布，则车头时距符合负指数分布。

在时间间隔t内车辆到达(k＝0)的概率为：P(0)＝e^-λt

上式表明，在具体的时间间隔t内，无车辆到达，则上辆车到达和下辆车到达之间的车头时距至少有t秒，换句话说，P(0)也是车头时距h大于或等于t秒的概率，于是有：

P(h≥t)＝e^-λt

而车头时距小于t的概率则为：P(h<t)＝1-e^-λt

若Q表示小时交通量，则λ＝Q/3600(veh/s)，则P(h≥t)＝e^-Qt/3600。

b)、若隧道内的交通量为Q，2车道，所以每条道路的交通量按照平均分配为Q/2。根据调查分析事故后车辆变道需要的时间为3-5s，取4s。当车头时距大于4s时，允许车辆变道；

当车头时距大于6s时，允许两辆车变道：

当车头时距大于8s时，允许三辆车变道：

当车头时距大于10s时，允许四辆车变道：

当车头时距大于12s时，允许五辆车变道：

c)、当车头时距在4-6s时，可以一辆车通过；

P(4<h<6)＝P(h>4)-P(h>6)

当车头时距在6-8s时，可以两辆车通过；

P(6<h<8)＝P(h>6)-P(h>8)

当车头时距在8-10s时，可以三辆车通过；

P(8<h<10)＝P(h>8)-P(h>10)

当车头时距在10-12s时，可以四辆车通过；

P(10<h<12)＝P(h>10)-P(h>12)

d)、假设事故处理时间为t₁分钟，当预警距离为x时，可以进行变道的车辆数为Q_变道：

那么停车车辆数为，

e)、延误时间分为变道延误、停车延误和行驶延误，变道延误时间为4s、停车延误时间6s和行驶延误为靠近预警位置时速度为40km/h、进入预警位置内速度为20km/h，其中停车次数随着预警距离的变长而减小为7.4-0.04x。

T_停车延误＝Q_停车×(7.4-0.04x)*6

T_延误＝T_变道+T_停车延误+T_行驶延误

f)、根据调整预警距离x，得到延误时间表，根据延误时间得到最佳预警距离。

作为可选的实施方式，隧道交通视频识别装置(10)，至少包括用于采集车辆信息的装置(11)、用于判断车辆是否发生事故的装置(12)，连接至一个或多个处理器(20)；

用于对预警信息传输的计算机处理设备(15)，连接至一个或多个处理器(20)

用于预警信息发布的扬声器(18)，滑杆(16)调整LED屏在滑杆上的位置、在LED屏(17)上发布预警信息，连接至一个或多个处理器(20)。

如前所述，当隧道内视频识别装置安装间隔越小时，越可以精确快速的判断出事故的地点、类型，从而更加真实地反映高速公路隧道内交通事故可能存在二次事故风险。

本实施例中，优选地，一个或多个处理器(20)采用单片机来实现，当然也可以采用微处理器来实现，例如三星公司或微软公司生产的微处理器。

作为优选的实施方式，如图2所示，该高速公路隧道防二次事故预警系统还包括—指示装置16、17，例如滑杆、LED显示器，连接至所述一个或多个处理器20，用于调节预警的位置和发布预警信息，例如当隧道内发生交通事故后视频识别装置(10)发生异常后，可通过LED显示屏以适当的形式进行指示。

在另一些实施例中，隧道交通事故预警系统还可以设置操作面版，用以对输入操作指令。

作为优选的实施方式，如图2所示，该隧道交通事故预警系统还包括配置—计算机处理设备，连接至所述一个或多个处理器(20)，通过接入互联网(Internet)，向指挥中心、监控中心或者监控室发送预警信息，然后反馈到一个或多个处理器(20)，从而准确做出及时的预警以及采取紧急措施，减少事故引发的经济损失。

如图2所示，作为可选的实施方式，该隧道交通事故预警系统还包括—扬声器(18)，当所述一个或多个处理器(20)判定当前时刻隧道内发生交通事故时，控制该扬声器(18)进行语音报警。

虽然本发明已以较佳实施例详细阐述，然而并非限定本发明。本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明保护范围内，均可以做出一定的更动。因此，本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种高速公路隧道二次交通事故预警系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基于隧道内检测连续交通流的视频设备，实时采集交通流信息：在高速公路隧道内，间隔200米设置车辆视频识别设备；

步骤2、基于步骤1，通过视频识别设备，识别车辆牌照，如果一分钟之内车辆通过下一个设备，则被视为正常，如果没有通过，则通过终端发出警报，通过监控摄像头进一步确定隧道内交通运行情况，从而精确判定隧道内是否发生事故；

步骤3、通过隧道内的视频检测设备计算当前交通流量，根据监控情况确定事故具体位置和类型，进行下一步操作；

步骤4、当事故为一般事故时，将步骤3计算出的交通量参数带入二次事故预警模型中计算分析，确定最佳预警距离；

步骤5、基于步骤4计算出的最佳预警距离，利用计算机控制隧道内滑杆上的LED屏，调整到合适位置；

步骤6、根据隧道内事故具体信息，预判断处理时间，通过LED屏进行预警提供给驾驶员；

步骤7、重复进行上述工作，直到隧道内交通运行正常，更新LED屏信息。

2.一种高速公路隧道二次交通事故预警系统，其特征在于，该预警系统包括：

隧道交通视频识别装置(10)，至少包括用于采集车辆信息的装置(11)、用于判断车辆是否发生事故的装置(12)；

一个或多个处理器(20)，用于控制所述高速公路隧道交通事故动态预警的操作，以及调用隧道内视频识别装置采集数据(10)和调整滑杆(16)上LED屏位置程序指令，所述一个或多个处理器(20)发布执行所述程序指令，用于控制所述数据采集装置基于视频识别装置(10)，更新隧道内交通流信息；

基于所采集的数据，执行下述计算过程：

a)、隧道内的交通为连续流动的车流，可以看作是车头时距的连续流动。如果车辆到达符合泊松分布，则车头时距符合负指数分布；

在时间间隔t内车辆到达(k＝0)的概率为：P(0)＝e^-λt

上式表明，在具体的时间间隔t内，无车辆到达，则上辆车到达和下辆车到达之间的车头时距至少有t秒，换句话说，P(0)也是车头时距h大于或等于t秒的概率，于是有：

P(h≥t)＝e^-λt

而车头时距小于t的概率则为：P(h<t)＝1-e^-λt

若Q表示小时交通量，则λ＝Q/3600(veh/s)，

则P(h≥t)＝e^-Qt/3600；

b)、若隧道内双向4车道的单向交通量为Q(2车道)，则每条道路的交通量按照平均分配为Q/2。根据调查分析事故后车辆变道需要的时间为3-5s，取4s。当车头时距大于4s时，允许车辆变道；

当车头时距大于6s时，允许两辆车变道：

当车头时距大于8s时，允许三辆车变道：

当车头时距大于10s时，允许四辆车变道：

当车头时距大于12s时，允许五辆车变道：

c)、当车头时距在4-6s时，可以一辆车通过；

P(4<h<6)＝P(h>4)-P(h>6)

当车头时距在6-8s时，可以两辆车通过；

P(6<h<8)＝P(h>6)-P(h>8)

当车头时距在8-10s时，可以三辆车通过；

P(8<h<10)＝P(h>8)-P(h>10)

当车头时距在10-12s时，可以四辆车通过；

P(10<h<12)＝P(h>10)-P(h>12)

d)、假设事故处理时间为t₁分钟，当预警距离为x时，可以进行变道的车辆数为Q_变道：

那么停车车辆数为，

e)、延误时间分为变道延误、停车延误和行驶延误，变道延误时间为4s、停车延误时间6s和行驶延误为靠近预警位置时速度为40km/h、进入预警位置内速度为20km/h，其中停车次数随着预警距离的变长而减小为7.4-0.04x；

T_停车延误＝Q_停车×(7.4-0.04x)*6

T_延误＝T_变道+T_停车延误+T_行驶延误；

f)、根据调整预警距离x，得到延误时间表，根据延误时间得到最佳预警距离。

3.根据权利要求2所述的高速公路隧道二次交通事故的预警系统，其特征在于，上述用于采集隧道内交通量的装置(12)，包括至少一个视频处理装置，以200米间距安装在隧道上方，采集隧道内车辆信息。

4.根据权利要求2所述的高速公路隧道二次交通事故预警系统，其特征在于，把视频识别装置(10)采集的数据，输出到计算机处理设备(15)进行计算，应用权利要求2所述系统，然后反馈到一个或多个处理器(20)。

5.根据权利要求2所述的高速公路隧道二次交通事故预警系统，其特征在于，把计算机处理设备(15)反馈的数据，通过指令发布到扬声器(18)、滑杆(16)调整LED屏在滑杆上的位置，然后在LED屏(17)上发布预警信息，完成整个预警流程。