CN113240903A - 一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，包括如下步骤：构建加塞预警及管控系统，该系统包括多目标雷达、视频监控、智能语音喊话设备以及LED显示屏；加塞预警及管控系统通过加塞预警算法实时检测和计算各车道各车辆车头间距，判断长排队车道的相邻车道车辆是否具有变道条件，智能判别出欲加塞车辆、快速加塞车辆，利用视频监控设备识别出欲加塞车辆与快速加塞车辆号牌，并实施预警和管控。本发明不仅做到了车辆加塞行为的准确识别，同时更重要的是做到了车辆加塞行为的预警及管控，提前防止车辆加塞行为的发生，从而避免交叉口车辆加塞行为造成的交通安全事故和拥堵事件影响。

Description

一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法

技术领域：

本发明涉及交通管理与控制领域，尤其涉及一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法。

背景技术：

车辆加塞是指处于较为拥堵路口或路段中，少数车辆驾驶员在长排队车道的相邻车道非法停车或缓慢行驶，伺机在长排队车道的排队车辆间隙中强行插入，扰乱车辆正常行驶的违法行为。车辆加塞行为会影响道路上其他车辆正常通行，扰乱车辆排队秩序，极易造成车辆碰擦事故和驾驶员纠纷，对道路交通安全和畅通运行具有较为恶劣的影响。关于车辆加塞行为的违法判定和处罚依据，《道路交通安全法实施条例》第53条有明确规定：机动车在遇有前方机动车停车排队等候或者缓慢行驶时，应当依次排队，不得从前方车辆两侧穿插或者超越行驶，违法车辆将按法规罚款200元、记2分处罚。因此无论从交通安全与畅通运行方面，还是从交通法规方面，加强对车辆加塞行为的管控都是十分必要的。

目前关于路口车辆加塞行为的管控主要处于识别阶段，即把符合加塞行为判定条件的车辆通过人工或视频监控识别与抓拍的方式记录违法证据，然后由交管部门依法处置。其中，人工识别方式比较耗时耗力，效率不高不利于推广，而视频监控识别方式主要是通过路口视频监控或车载视频进行实时监测识别。路口视频监控由于检测方式较为单一，对车辆加塞行为只停留在识别取证阶段，没有做到提前预判，不能从源头上消除车辆加塞行为对道路交通造成的不良影响，从而提前避免车辆加塞行为导致的交通事故和拥堵后果。车载视频识别方式虽然已经开展了车辆加塞行为识别和预警等相关方面的技术研究，但其只能对单一目标进行某一地点和某一时间片段的监测，虽然满足单一目标车辆通行的安全预警功能，但无法针对整个进口车道及进口路段进行全天候连续时段的监测，不能对路口所有车辆的加塞行为进行有效预警和管控。

因此，需要设计一套对当前车辆在交叉口进口路段交通条件不允许的情况下随意变换车道的加塞行为做到全天候、多目标、无死角、长距离的提前预判、提前警示、提前管控的加塞预警及管控方法。

发明内容：

为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，突破已有车辆加塞识别处理方法，针对当前车辆在交叉口进口路段交通条件不允许的情况下随意变换车道的加塞行为做到全天候、多目标、无死角、长距离的提前预判、提前警示、提前管控。

本发明的技术方案如下：

一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，包括如下步骤：

步骤一、构建加塞预警及管控系统：该系统包括多目标雷达、视频监控、智能语音喊话设备以及LED显示屏；

1)、多目标雷达设备安装：多目标雷达设备在待监测进口道对向的出口道以横杆方式安装，实时跟踪交叉口进口道及进口路段各车道车辆位置及行车速度；

2)、视频监控设备安装：视频监控设备在进口道电子警察横杆上朝向车头安装，利用图像识别技术实时监测进口路段各车辆的号码信息以及各车辆是否具有打转向灯的行为；

步骤二、实况监控：对于进口道标线为实线，不允许车辆跨实线变换车道，否则被电子警察执行违法抓拍，进口路段标线为虚线，多目标雷达和视频监控主要对检测范围内的虚线路段进行车辆加塞行为监控；

步骤三、加塞预警及管控方法：加塞预警及管控系统通过加塞预警算法实时检测和计算各车道各车辆车头间距，判断长排队车道的相邻车道车辆是否具有变道条件，智能判别出欲加塞车辆、快速加塞车辆，利用视频监控设备识别出欲加塞车辆与快速加塞车辆号牌，并实施预警和管控。

所述的基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，其特征在于：所述电子警察安装在进口道距离停车线约15～25m位置，在进口道实线长度45-75m范围内，保证安装在电子警察横杆上朝向车头的视频监控设备检测范围200m内，视频监控设备对虚线路段车辆的加塞行为监控不存在盲区。

所述的基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，其特征在于：步骤三加塞预警及管控方法具体如下，

对于欲加塞车辆，通过路口LED显示屏滚动显示其号牌，并通过语音播报的形式对其进行警告，逼迫其放弃车辆加塞行为，如若识别出其加塞行为停止则取消对其警告；如若在警告的情况下其执意加塞，则利用视频监控对其违法行为抓拍取证，并按照交通违法处理；

对于快速加塞车辆，系统尚未能够及时做出预判，属于危险驾驶行为，则直接对其违法行为抓拍取证，按照交通违法处理；

对于长排队车道存在车头间距超过20m，并且后车行车速度低于5km/h的情况，则通过LED显示屏滚动显示后车号牌，并通过语音播报的形式提醒后车驾驶员提高车速，跟紧前车，避免相邻车道车辆加塞行为发生；

如若识别出后车与前车车头间距低于20m或后车行车速度大于或等于5km/h，则取消对其警告。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明对当前车辆在交叉口进口路段交通条件不允许的情况下随意变换车道的加塞行为做到全天候、多目标、无死角、长距离的提前预判、提前警示、提前管控；

2、本发明以多目标雷达与视频监控作为监测单元，采用多目标雷达检测技术实时跟踪交叉口进口道及进口路段各车辆位置及行车速度，采用视频图像识别技术检测各车辆号牌信息以及车辆是否具有打转向灯的行为；根据本发明提出的加塞预警算法判别进口路段各车辆是否具有加塞意向，如果有，则通过LED显示屏及语音播报及时警告欲加塞车辆驾驶员，逼迫其放弃加塞违法行为；做到了对车辆加塞行为的提前预判、提前警示、提前管控，形成闭环处理过程；

3、本发明不仅做到了车辆加塞行为的准确识别，同时更重要的是做到了车辆加塞行为的预警及管控，提前防止车辆加塞行为的发生，从而避免交叉口车辆加塞行为造成的交通安全事故和拥堵事件影响。

附图说明：

图1为本发明系统设备安装位置及检测范围示意图。

图2为本发明进口车道目标车辆违法压线变道情形示意图。

图3为本发明进口路段目标车辆方向灯方向与所在车道方向相同情形的示意图。

图4为本发明进口路段目标车辆方向灯方向与所在车道方向不同情形的示意图。

图5为本发明进口路段目标车辆前方无车且低速行驶且右侧无变道条件情形的示意图。

图6为本发明进口路段目标车辆前方无车且低速行驶且左侧无变道条件情形的示意图。

图7为本发明进口路段目标车辆前方无车且低速行驶且两侧无变道条件情形的示意图。

图8为本发明进口路段无变道条件且目标车辆未打方向灯强行加塞情形的示意图。

图9为本发明进口路段目标车辆与前车间距过大情形的示意图。

图10为本发明路口车辆加塞预警算法与管控流程图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明专利申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法的系统主要功能组成部分包括多目标雷达、视频监控、智能语音喊话设备以及LED显示屏等设备，其中多目标雷达与视频监控可组成一体化的车辆检测设备。

多目标雷达以横杆方式安装于待测进口道对向出口道位置(可以监测进口道车辆)，至路口距离为a(a的取值范围为10米-20米)；纵向监测范围l₁为距多目标雷达安装位置约300米，横向可覆盖进口4至6个车道，能够准确检测出车辆速度、横纵向距离(横向距离用于区分车辆所属车道，纵向距离可用于计算连续两辆车之间的车头间距)，每50毫秒可上传一组车辆状态数据。

视频监控安装于待测进口道至停车线距离为c的电子警察杆件上(c的取值范围为15-20米)，由于电子警察分为前置监测(朝向车尾)与后置监测(朝向车头)，监测范围可以覆盖整个进口道，对于违法跨越实线的车辆进行违法抓拍，因此本方法采用的视频监控为朝向车头的后置监测，纵向监测范围l₂为距视频监控安装位置约200米，横向最多可覆盖6个车道，主要用于识别多目标雷达所跟踪车辆的号牌并实时监测各车辆是否具有打转向灯的行为。

智能语音喊话设备与LED显示屏以立杆方式安装于待测进口道至停车线距离为b(b的取值范围为20米-30米)，LED显示屏滚动显示欲加塞车辆、低速行驶(低于5km/h)并且与前车距离过大(超过20米)的车辆号牌；智能语音喊话设备对欲加塞车辆喊话“xxx号牌车主，禁止车辆加塞变道”，对低速行驶并且与前车距离过大车辆喊话“xxx号牌车主，请正常行驶”。

如图2所示，属于进口道目标车辆违法压线变道情形，此种情形包括在进口道的目标车辆从直行车道向左转车道违法变道、从左转车道向直行车道违法变道、从直行车道向右转车道违法变道、从右转车道向直行车道违法变道、从左转车道向右转车道违法变道、从右转车道向左转车道违法变道以及相同方向的车道之间违法变道。本专利以目标车辆从左转车道向直行车道违法变道为图例说明。

如图3～4所示，属于进口路段目标车辆打转向灯(时长超过3秒)的欲加塞情形，其中包括情形1：进口路段目标车辆方向灯方向与所在车道方向相同情形，如图3所示；情形2：进口路段目标车辆方向灯方向与所在车道方向不同情形，如图4所示。其中情形1包括在进口路段的目标车辆在与道路中心线相邻左转车道打左转方向灯、在与道路中心线不相邻左转车道打左转方向灯、在与右侧道路边缘线相邻右转车道打右转方向灯、在与右侧道路边缘线不相邻右转车道打右转方向灯，本专利以进口路段目标车辆在与道路中心线不相邻左转车道打左转方向灯为图例说明；情形2包括在进口路段的目标车辆在左转车道打右转方向灯、在直行车道打左转方向灯、在直行车道打右转方向灯、在右转车道打左转方向灯，本专利以进口路段目标车辆在左转车道打右转方向灯为图例说明。

上述情形1、情形2不判别目标车辆所在车道前方是否有其他车辆，主要判别目标车辆所变换车道是否具备变道条件，其中变道条件是指图中目标车辆所变换车道标示的前车与后车纵向车头间距g≥h(h的取值范围为15米-20米)，以下“变道条件”定义相同。

如图4～7所示，属于进口路段目标车辆前方无车且低速行驶的欲加塞情形，即图中所标示的目标车辆前方d米(d取20米-30米)范围内无车且其车速低于5km/h的时间超过t秒(t取3秒-8秒)。其中包括情形1：进口路段目标车辆前方d米范围内无车且低速行驶且目标车辆右侧无变道条件情形，如图4所示；情形2：进口路段目标车辆前方d米范围无车且低速行驶且目标车辆左侧无变道条件情形，如图5所示；情形3：进口路段目标车辆前方d米范围无车且低速行驶且目标车辆两侧均无变道条件情形，如图6所示。上述三种情形不区分车道方向。

如图8所示，进口路段无变道条件且目标车辆未打方向灯强行加塞情形，即在不满足进口路段目标车辆前方d米(d取20米-30米)范围内无车且其车速低于5km/h的时间超过t秒(t取3秒-8秒)或目标车辆未打方向灯的条件下，目标车辆直接加速变换至无变道条件的相邻车道的过程。

如图9所示，进口路段目标车辆与前车间距过大情形，即图中所标示的目标车辆与前车的纵向距离大于d米(d取20米-30米)，且目标车辆车速低于5km/h的时间持续t秒(t取3秒-8秒)，此时存在目标车辆容易诱发相邻车道车辆加塞变道或目标车辆本身欲向相邻车道加塞变道的情况，系统应及时提醒目标车辆正常跟车行驶(提升车速缩小与前车间距)。

如图10所示，结合图1至图10对路口车辆加塞预警算法与管控流程进行说明。利用多目标雷达实时跟踪进口道及进口路段监测范围内各车辆位置及行车速度；视频监控实时识别进口路段监测范围内多目标雷达实时跟踪的各车辆号牌、车辆是否打方向灯以及方向灯对应方向等信息；电子警察监测进口道范围内车辆是否变换车道。具体过程综述如下：

1、当目标车辆位于进口道时(如图2所示)，电子警察监测到目标车辆如若变换车道则对其违法压线变道行为进行抓拍取证，并上报后台违法数据库。

2、当目标车辆位于进口路段范围内并且打转向灯时长超过3秒时，判断目标车辆方向灯方向与其所在车道方向是否相同：

如若相同(如图3所示)则认为其按照所在车道方向进行转向行驶，不对其进行预警，若其发生变道行驶，并且其所变换车道不具备变道条件(目标车辆所变换车道标示的前车与后车纵向车头间距g≥h(h的取值范围为15米-20米))，则利用视频监控对其违法行为进行抓拍取证，上报后台违法数据库。

若目标车辆方向灯方向与所在车道方向不相同(如图4所示)，则判断其欲变换车道有无变道条件，如果有变道条件但目标车辆变换车道与方向灯方向不符且其所变换车道不具备变道条件，则利用视频监控对其违法行为进行抓拍取证，并上报后台违法数据库；如果没有变道条件则对其进行预警，即LED显示屏滚动显示目标车辆号牌，语音喊话“xxx车主，禁止车辆加塞变道行驶”。若目标车辆熄灭方向灯，则取消预警，若目标车辆在预警过后依然向不存在变道条件的车道变道，则利用视频监控对其违法行为抓拍取证，并上报后台违法数据库。

3、当目标车辆位于进口路段，满足目标车辆前方d米(d取20米-30米)范围内无车且车速低于5km/h的时长超过t(t取3秒-8秒)秒时(如图9所示)，根据目标车辆左、右侧车道是否满足变换车道条件分为以下四种情形。

对于情形1：目标车辆左、右侧车道均满足变道条件，即目标车辆左、右侧车道前车与后车不存在或前后车纵向间距g≥h(h的取值范围为15米-20米),利用LED显示屏滚动显示目标车辆号牌，语音喊话“xxx号牌车主，请正常行驶”，若目标车辆与前车距离小于d米或车速不低于5km/h或其向两侧变换车道，则取消预警；

对于情形2：目标车辆左侧车道满足变道条件，即目标车辆左侧车道前车与后车不存在或前后车纵向间距g≥h，右侧车道不满足变道条件(如图5所示)，利用LED显示屏滚动显示目标车辆号牌，语音喊话“xxx车主，请正常行驶，禁止向右加塞变道”，若目标车辆与前车距离小于d或车速不低于5km/h或向左变换车道，则取消预警，若目标车辆在预警过后依然向右加塞变道，则利用视频监控对其违法行为抓拍取证，并上报后台违法数据库；

对于情形3：目标车辆右侧车道满足变道条件，即目标车辆右侧车道前车与后车不存在或与前后车纵向间距g≥h，左侧车道不满足变道条件(如图6所示)，利用LED显示屏滚动显示目标车辆号牌，语音喊话“xxx车主，请正常行驶，禁止向左加塞变道”，若目标车辆与前车距离小于d或车速不低于5km/h或向右变换车道，则取消预警，若目标车辆在预警过后依然向左加塞变道，则利用视频监控对其违法行为抓拍取证，并上报后台违法数据库；

对于情形4：目标车辆左、右侧车道均不满足变道条件，即目标车辆左、右侧车道存在前车与后车且前后车纵向间距g≤h(如图7所示)，利用LED显示屏滚动显示目标车辆号牌，语音喊话“xxx车主，请正常行驶，禁止向左、右侧加塞变道”，若目标车辆与前车距离小于d或车速不低于5km/h，则取消预警，若目标车辆在预警过后依然向左侧或右侧车道加塞变道，则利用视频监控对其违法行为抓拍取证，并上报后台违法数据库。

4、当目标车辆位于进口路段不满足上述1、2、3情况并且直接加速变道行驶时(如图8所示)，目标车辆属于加速向相邻车道加塞行为，具有较大安全隐患，因此直接利用视频监控对其违法行为进行抓拍取证，并上报后台违法数据库。

上述预警及管控过程自动排除救护车辆、消防车辆、工程抢险等特种车辆。

本发明利用多目标雷达与视频监控结合使用，实时监测交叉口进口道及路段各车道车辆的行驶位置及行车速度，识别进口路段各车道有无车辆变换车道条件；对各车辆进行实时跟踪监测，识别车辆号牌信息和驾驶员的驾驶行为并预判驾驶员是否具有变换车道的意向。在车辆变换车道条件不允许的情况下，如若判断出驾驶员有变换车道的意向，则通过语音播报以及LED显示屏发布的方式对欲加塞变换车道的车辆驾驶员提出警示，逼迫其放弃加塞行为，从而避免交通危险情况的进一步发生。如若其在语音警示后仍执意变换车道或在警示前已通过加速行驶强行发生加塞行为，则通过视频监控对其违法行为抓拍取证并按交通违法处理。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，包括如下步骤：

步骤一、构建加塞预警及管控系统：该系统包括多目标雷达、视频监控、智能语音喊话设备以及LED显示屏；

1)、多目标雷达设备安装：多目标雷达设备在待监测进口道对向的出口道以横杆方式安装，实时跟踪交叉口进口道及进口路段各车道车辆位置及行车速度；

2)、视频监控设备安装：视频监控设备在进口道电子警察横杆上朝向车头安装，利用图像识别技术实时监测进口路段各车辆的号码信息以及各车辆是否具有打转向灯的行为；

步骤二、实况监控：对于进口道标线为实线，不允许车辆跨实线变换车道，否则被电子警察执行违法抓拍，进口路段标线为虚线，多目标雷达和视频监控主要对检测范围内的虚线路段进行车辆加塞行为监控；

步骤三、加塞预警及管控方法：加塞预警及管控系统通过加塞预警算法实时检测和计算各车道各车辆车头间距，判断长排队车道的相邻车道车辆是否具有变道条件，智能判别出欲加塞车辆、快速加塞车辆，利用视频监控设备识别出欲加塞车辆与快速加塞车辆号牌，并实施预警和管控。

2.根据权利要求1所述的基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，其特征在于：所述电子警察安装在进口道距离停车线约15～25m位置，在进口道实线长度45～75m范围内，保证安装在电子警察横杆上朝向车头的视频监控设备检测范围200m内，视频监控设备对虚线路段车辆的加塞行为监控不存在盲区。

3.根据权利要求1所述的基于雷视监测的路口车辆加塞预警及管控方法，其特征在于：步骤三加塞预警及管控方法具体如下，

对于欲加塞车辆，通过路口LED显示屏滚动显示其号牌，并通过语音播报的形式对其进行警告，逼迫其放弃车辆加塞行为，如若识别出其加塞行为停止则取消对其警告；如若在警告的情况下其执意加塞，则利用视频监控对其违法行为抓拍取证，并按照交通违法处理；

对于快速加塞车辆，系统尚未能够及时做出预判，属于危险驾驶行为，则直接对其违法行为抓拍取证，按照交通违法处理；

对于长排队车道存在车头间距超过20m，并且后车行车速度低于5km/h的情况，则通过LED显示屏滚动显示后车号牌，并通过语音播报的形式提醒后车驾驶员提高车速，跟紧前车，避免相邻车道车辆加塞行为发生；

如若识别出后车与前车车头间距低于20m或后车行车速度大于或等于5km/h，则取消对其警告。

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