CN113112803A - 基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统 - Google Patents

基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，通过获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频，并提取各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，对比筛选各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，统计各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目，同时提取各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间和消失时间，计算各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，并统计各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数，综合计算各段子区域的车流量影响系数，若某段子区域的车流量影响系数大于设定的阈值，则通知相关人员进行车辆疏导。

Description

基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统
技术领域
本发明涉及车流数据采集分析技术领域，涉及到基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统。
背景技术
随着经济的不断发展，车辆的普及使城市交通面临巨大的压力，城市交通道路普遍出现严重的交通拥挤及堵塞现象，严重影响了城市居民生活水平的提高和城市经济的发展。
目前，现有的城市交通道路车流数据主要通过微波检测或人员统计方式进行采集，这样不仅浪费大量的人力资源，而且不能实时统计各段城市道路在各时间段内各车辆的行驶速度和对应的车辆类型，从而无法满足城市交通道路车流数据采集的需求，同时无法对城市交通道路车流数据的精确分析，存在城市交通道路出现交通拥挤和堵塞现象不能及时处理，从而导致城市交通道路的通行能力下降，严重影响城市居民的社会生活，进而使得城市经济发展水平受到影响，为了解决以上问题，现设计基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，本发明通过获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频，并按照设定的时间段进行分段，提取各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，对比筛选各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，统计各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目，同时提取各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间和消失时间，计算各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，并统计各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数，综合计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数，若某段子区域的车流量影响系数大于设定的车流量影响系数阈值，则通知相关人员对对应段子区域进行车辆疏导，解决了背景技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，包括道路区域划分模块、监控视频获取模块、监控视频分段模块、车辆图像提取模块、车辆图像处理模块、车辆图像分析模块、类型车辆数目统计模块、时间提取模块、速度分析模块、车祸次数统计模块、分析服务器、道路管理中心和存储数据库；
所述道路区域划分模块用于对待处理的城市交通道路区域进行划分，按照道路长度等分方式划分成长度相同的若干段道路子区域，对若干段道路子区域按照设定的顺序依次进行编号，待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号发送至监控视频获取模块；
所述监控视频获取模块与道路区域划分模块连接，用于接收道路区域划分模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号，分别获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合A(a1,a2,...,ai,...,an)，ai表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域的监控视频，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合发送至监控视频分段模块；
所述监控视频分段模块与监控视频获取模块连接，用于接收监控视频获取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合，按照设定的时间段将接收的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频进行分段，分成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合Ai(ai 1,ai 2,...,ai j,...,ai m)，ai j表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合分别发送至车辆图像提取模块和时间提取模块；
所述车辆图像提取模块与监控视频分段模块连接，用于接收监控视频分段模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合，提取待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合
Figure BDA0003018329090000031
Figure BDA0003018329090000032
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆图像，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合发送至车辆图像处理模块；
所述车辆图像处理模块与车辆图像提取模块连接，用于接收车辆图像提取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合，采用图像处理技术对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行处理，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像发送至车辆图像分析模块；
所述车辆图像分析模块与车辆图像处理模块连接，用于接收车辆图像处理模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像，提取存储数据库中存储的各类型车辆对应的标准车辆图像，将接收的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像与各类型车辆对应的标准车辆图像进行对比，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像与各类型车辆对应标准车辆图像的相似度，筛选相似度最大的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆发送至类型车辆数目统计模块；
所述类型车辆数目统计模块与车辆图像分析模块连接，用于接收车辆图像分析模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合
Figure BDA0003018329090000041
Figure BDA0003018329090000042
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第r个类型车辆数目，r＝r1,r2,r3,r4,r5,r6，r1,r2,r3,r4,r5,r6分别表示为货车、越野汽车、牵引汽车、轿车、客车和专用汽车，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合发送至分析服务器；
所述时间提取模块与监控视频分段模块连接，用于接收监控视频分段模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合，分别提取待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间和消失时间，分别构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合
Figure BDA0003018329090000051
和待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的消失时间集合
Figure BDA0003018329090000052
Figure BDA0003018329090000053
和
Figure BDA0003018329090000054
分别表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的出现时间和消失时间，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合和消失时间集合发送至速度分析模块；
所述速度分析模块与时间提取模块连接，用于接收时间提取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合和消失时间集合，提取存储数据库中存储的城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离，计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度发送至分析服务器；
所述车祸次数统计模块用于对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数进行统计，分别统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合YiC(yic1,yic2,...,yicj,...,yicm)，yicj表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中发生车祸的次数，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合发送至分析服务器；
所述分析服务器分别与类型车辆数目统计模块、速度分析模块和车祸次数统计模块连接，用于接收类型车辆数目统计模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合，同时接收速度分析模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，并接收车祸次数统计模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合，提取存储数据库中存储的各类型车辆对应的车流量权重比例系数和车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数，计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数与设定的车流量影响系数阈值进行对比，若待处理的城市交通道路区域内某段子区域的车流量影响系数大于设定的车流量影响系数阈值，表明该段子区域的车流量超载，统计待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号，将待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号发送至道路管理中心；
所述道路管理中心与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号，并通知相关人员进行车辆疏导；
所述存储数据库分别与车辆图像分析模块、速度分析模块和分析服务器连接，用于存储各类型车辆对应的标准车辆图像，同时存储城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离d标，并存储各类型车辆对应的车流量权重比例系数和车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数μ。
进一步地，所述监控视频获取模块包括若干高清摄像头，其中若干高清摄像头分别安装在待处理的城市交通道路区域内各段子区域末端的正上方，且若干高清摄像头与待处理的城市交通道路区域内各段子区域一一对应，通过高清摄像头获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频。
进一步地，所述图像处理技术为归一化处理，用于对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行归一化处理，变换为固定标准形式的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，并对变换后的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行滤波降噪处理。
进一步地，所述各类型车辆分别包括货车、越野汽车、牵引汽车、轿车、客车和专用汽车。
进一步地，所述车辆的出现时间表示为车辆出现在高清摄像头的拍摄范围内的时间，所述车辆的消失时间表示为车辆消失在高清摄像头的拍摄范围内的时间。
进一步地，所述待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度计算公式为
Figure BDA0003018329090000071
Figure BDA0003018329090000072
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的行驶速度，d标表示为城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离，
Figure BDA0003018329090000073
和
Figure BDA0003018329090000074
分别表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的出现时间和消失时间。
进一步地，所述待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数计算公式为
Figure BDA0003018329090000075
ξi表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域的车流量影响系数，λr表示为第r个类型车辆对应的车流量权重比例系数，
Figure BDA0003018329090000076
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第r个类型车辆数目，r＝r1,r2,r3,r4,r5,r6，e表示为自然数，等于2.718，yicj表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中发生车祸的次数，m表示为待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频分段数目，μ表示为车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数，
Figure BDA0003018329090000081
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的行驶速度，l表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中车辆数量。
有益效果：
(1)本发明提供的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，通过获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频，并按照设定的时间段进行分段，提取各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，对比筛选各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，统计各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目，从而避免大量的人力资源浪费的问题，同时提取各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间和消失时间，计算各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，从而满足城市交通道路车流数据采集的需求，并统计各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数，为后期计算各段子区域的车流量影响系数提供可靠的参考数据。
(2)本发明通过综合计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数，同时与设定的车流量影响系数阈值进行对比，若某段子区域的车流量影响系数大于设定的车流量影响系数阈值，则通知相关人员对对应段子区域进行车辆疏导，从而确保城市交通道路出现交通拥挤和堵塞现象时能够及时处理，提高城市交通道路的通行能力，避免城市居民的社会生活受到影响，进而提高城市经济发展水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，包括道路区域划分模块、监控视频获取模块、监控视频分段模块、车辆图像提取模块、车辆图像处理模块、车辆图像分析模块、类型车辆数目统计模块、时间提取模块、速度分析模块、车祸次数统计模块、分析服务器、道路管理中心和存储数据库。
所述道路区域划分模块用于对待处理的城市交通道路区域进行划分，按照道路长度等分方式划分成长度相同的若干段道路子区域，对若干段道路子区域按照设定的顺序依次进行编号，待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号发送至监控视频获取模块。
所述监控视频获取模块与道路区域划分模块连接，包括若干高清摄像头，其中若干高清摄像头分别安装在待处理的城市交通道路区域内各段子区域末端的正上方，且若干高清摄像头与待处理的城市交通道路区域内各段子区域一一对应，用于接收道路区域划分模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号，通过高清摄像头分别获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合A(a1,a2,...,ai,...,an)，ai表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域的监控视频，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合发送至监控视频分段模块。
所述监控视频分段模块与监控视频获取模块连接，用于接收监控视频获取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合，按照设定的时间段将接收的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频进行分段，分成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合Ai(ai 1,ai 2,...,ai j,...,ai m)，ai j表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合分别发送至车辆图像提取模块和时间提取模块。
所述车辆图像提取模块与监控视频分段模块连接，用于接收监控视频分段模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合，提取待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合
Figure BDA0003018329090000111
Figure BDA0003018329090000112
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆图像，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合发送至车辆图像处理模块。
所述车辆图像处理模块与车辆图像提取模块连接，用于接收车辆图像提取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合，采用图像处理技术对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行处理，从而减少图像分析所需的时间以及任务量，并统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像发送至车辆图像分析模块。
所述图像处理技术为归一化处理，用于对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行归一化处理，变换为固定标准形式的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，并对变换后的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行滤波降噪处理。
所述车辆图像分析模块与车辆图像处理模块连接，用于接收车辆图像处理模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像，提取存储数据库中存储的各类型车辆对应的标准车辆图像，其中各类型车辆分别包括货车、越野汽车、牵引汽车、轿车、客车和专用汽车，将接收的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像与各类型车辆对应的标准车辆图像进行对比，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像与各类型车辆对应标准车辆图像的相似度，筛选相似度最大的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆发送至类型车辆数目统计模块。
所述类型车辆数目统计模块与车辆图像分析模块连接，用于接收车辆图像分析模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目，从而避免大量的人力资源浪费的问题，并构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合
Figure BDA0003018329090000121
Figure BDA0003018329090000122
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第r个类型车辆数目，r＝r1,r2,r3,r4,r5,r6，r1,r2,r3,r4,r5,r6分别表示为货车、越野汽车、牵引汽车、轿车、客车和专用汽车，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合发送至分析服务器。
所述时间提取模块与监控视频分段模块连接，用于接收监控视频分段模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合，分别提取待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间和消失时间，其中所述车辆的出现时间表示为车辆出现在高清摄像头的拍摄范围内的时间，所述车辆的消失时间表示为车辆消失在高清摄像头的拍摄范围内的时间，并分别构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合
Figure BDA0003018329090000123
和待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的消失时间集合
Figure BDA0003018329090000124
Figure BDA0003018329090000125
和
Figure BDA0003018329090000126
分别表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的出现时间和消失时间，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合和消失时间集合发送至速度分析模块。
所述速度分析模块与时间提取模块连接，用于接收时间提取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合和消失时间集合，提取存储数据库中存储的城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离，计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度
Figure BDA0003018329090000131
Figure BDA0003018329090000132
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的行驶速度，d标表示为城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离，
Figure BDA0003018329090000133
和
Figure BDA0003018329090000134
分别表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的出现时间和消失时间，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度发送至分析服务器，从而满足城市交通道路车流数据采集的需求，为后期计算各段子区域的车流量影响系数提供可靠的参考数据。
所述车祸次数统计模块用于对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数进行统计，分别统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合YiC(yic1,yic2,...,yicj,...,yicm)，yicj表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中发生车祸的次数，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合发送至分析服务器，为后期计算各段子区域的车流量影响系数提供可靠的参考数据。
所述分析服务器分别与类型车辆数目统计模块、速度分析模块和车祸次数统计模块连接，用于接收类型车辆数目统计模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合，同时接收速度分析模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，并接收车祸次数统计模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合，提取存储数据库中存储的各类型车辆对应的车流量权重比例系数和车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数，计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数
Figure BDA0003018329090000141
ξi表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域的车流量影响系数，λr表示为第r个类型车辆对应的车流量权重比例系数，
Figure BDA0003018329090000142
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第r个类型车辆数目，r＝r1,r2,r3,r4,r5,r6，e表示为自然数，等于2.718，yicj表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中发生车祸的次数，m表示为待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频分段数目，μ表示为车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数，
Figure BDA0003018329090000143
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的行驶速度，l表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中车辆数量；
同时分析服务器将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数与设定的车流量影响系数阈值进行对比，若待处理的城市交通道路区域内某段子区域的车流量影响系数大于设定的车流量影响系数阈值，表明该段子区域的车流量超载，统计待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号，将待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号发送至道路管理中心。
所述道路管理中心与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号，并通知相关人员进行车辆疏导，从而确保城市交通道路出现交通拥挤和堵塞现象时能够及时处理，提高城市交通道路的通行能力，避免城市居民的社会生活受到影响，进而提高城市经济发展水平。
所述存储数据库分别与车辆图像分析模块、速度分析模块和分析服务器连接，用于存储各类型车辆对应的标准车辆图像，同时存储城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离d标，并存储各类型车辆对应的车流量权重比例系数和车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数μ。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：包括道路区域划分模块、监控视频获取模块、监控视频分段模块、车辆图像提取模块、车辆图像处理模块、车辆图像分析模块、类型车辆数目统计模块、时间提取模块、速度分析模块、车祸次数统计模块、分析服务器、道路管理中心和存储数据库；
所述道路区域划分模块用于对待处理的城市交通道路区域进行划分，按照道路长度等分方式划分成长度相同的若干段道路子区域，对若干段道路子区域按照设定的顺序依次进行编号，待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号发送至监控视频获取模块；
所述监控视频获取模块与道路区域划分模块连接，用于接收道路区域划分模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的编号，分别获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合A(a1,a2,...,ai,...,an)，ai表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域的监控视频，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合发送至监控视频分段模块；
所述监控视频分段模块与监控视频获取模块连接，用于接收监控视频获取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频集合，按照设定的时间段将接收的待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频进行分段，分成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合Ai(ai 1,ai 2,...,ai j,...,ai m)，ai j表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合分别发送至车辆图像提取模块和时间提取模块；
所述车辆图像提取模块与监控视频分段模块连接，用于接收监控视频分段模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合，提取待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合
Figure FDA0003018329080000021
Figure FDA0003018329080000022
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆图像，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合发送至车辆图像处理模块；
所述车辆图像处理模块与车辆图像提取模块连接，用于接收车辆图像提取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像集合，采用图像处理技术对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行处理，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像发送至车辆图像分析模块；
所述车辆图像分析模块与车辆图像处理模块连接，用于接收车辆图像处理模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中处理后的各车辆图像，提取存储数据库中存储的各类型车辆对应的标准车辆图像，将接收的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像与各类型车辆对应的标准车辆图像进行对比，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像与各类型车辆对应标准车辆图像的相似度，筛选相似度最大的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆发送至类型车辆数目统计模块；
所述类型车辆数目统计模块与车辆图像分析模块连接，用于接收车辆图像分析模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像对应的类型车辆，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合
Figure FDA0003018329080000031
Figure FDA0003018329080000032
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第r个类型车辆数目，r＝r1,r2,r3,r4,r5,r6，r1,r2,r3,r4,r5,r6分别表示为货车、越野汽车、牵引汽车、轿车、客车和专用汽车，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合发送至分析服务器；
所述时间提取模块与监控视频分段模块连接，用于接收监控视频分段模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频集合，分别提取待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间和消失时间，分别构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合
Figure FDA0003018329080000033
和待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的消失时间集合
Figure FDA0003018329080000034
Figure FDA0003018329080000035
和
Figure FDA0003018329080000036
分别表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的出现时间和消失时间，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合和消失时间集合发送至速度分析模块；
所述速度分析模块与时间提取模块连接，用于接收时间提取模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的出现时间集合和消失时间集合，提取存储数据库中存储的城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离，计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度发送至分析服务器；
所述车祸次数统计模块用于对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数进行统计，分别统计待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数，构成待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合YiC(yic1,yic2,...,yicj,...,yicm)，yicj表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中发生车祸的次数，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合发送至分析服务器；
所述分析服务器分别与类型车辆数目统计模块、速度分析模块和车祸次数统计模块连接，用于接收类型车辆数目统计模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各类型车辆数目集合，同时接收速度分析模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度，并接收车祸次数统计模块发送的待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中发生车祸的次数集合，提取存储数据库中存储的各类型车辆对应的车流量权重比例系数和车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数，计算待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数，将待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数与设定的车流量影响系数阈值进行对比，若待处理的城市交通道路区域内某段子区域的车流量影响系数大于设定的车流量影响系数阈值，表明该段子区域的车流量超载，统计待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号，将待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号发送至道路管理中心；
所述道路管理中心与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的待处理的城市交通道路区域内车流量超载的各段子区域的编号，并通知相关人员进行车辆疏导；
所述存储数据库分别与车辆图像分析模块、速度分析模块和分析服务器连接，用于存储各类型车辆对应的标准车辆图像，同时存储城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离d标，并存储各类型车辆对应的车流量权重比例系数和车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数μ。
2.根据权利要求1所述的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：所述监控视频获取模块包括若干高清摄像头，其中若干高清摄像头分别安装在待处理的城市交通道路区域内各段子区域末端的正上方，且若干高清摄像头与待处理的城市交通道路区域内各段子区域一一对应，通过高清摄像头获取待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频。
3.根据权利要求1所述的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：所述图像处理技术为归一化处理，用于对待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行归一化处理，变换为固定标准形式的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像，并对变换后的各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆图像进行滤波降噪处理。
4.根据权利要求1所述的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：所述各类型车辆分别包括货车、越野汽车、牵引汽车、轿车、客车和专用汽车。
5.根据权利要求1所述的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：所述车辆的出现时间表示为车辆出现在高清摄像头的拍摄范围内的时间，所述车辆的消失时间表示为车辆消失在高清摄像头的拍摄范围内的时间。
6.根据权利要求1所述的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：所述待处理的城市交通道路区域内各段子区域在各时间段的监控视频中各车辆的行驶速度计算公式为
Figure FDA0003018329080000061
Figure FDA0003018329080000062
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的行驶速度，d标表示为城市交通道路中高清摄像头的标准拍摄距离，
Figure FDA0003018329080000063
和
Figure FDA0003018329080000064
分别表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的出现时间和消失时间。
7.根据权利要求1所述的基于视频监控的城市交通道路车流数据采集和分析处理系统，其特征在于：所述待处理的城市交通道路区域内各段子区域的车流量影响系数计算公式为
Figure FDA0003018329080000065
ξi表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域的车流量影响系数，λr表示为第r个类型车辆对应的车流量权重比例系数，
Figure FDA0003018329080000066
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第r个类型车辆数目，r＝r1,r2,r3,r4,r5,r6，e表示为自然数，等于2.718，yicj表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中发生车祸的次数，m表示为待处理的城市交通道路区域内各段子区域的监控视频分段数目，μ表示为车辆行驶速度对城市交通道路车流量的影响系数，
Figure FDA0003018329080000071
表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中第f个车辆的行驶速度，l表示为待处理的城市交通道路区域内第i段子区域在第j个时间段的监控视频中车辆数量。
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