PT755524E

PT755524E - Metodo de vigilancia de trafego para a deteccao automatica de incidentes de veiculos

Info

Publication number: PT755524E
Application number: PT95916740T
Authority: PT
Inventors: Didier Lion
Original assignee: Thomson Csf
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 2000-05-31
Also published as: KR970702499A; FR2718874A1; CN1148431A; EP0755524B1; JPH09512100A; US5884212A; EP0755524A1; WO1995028653A1; DE69514506T2; FR2718874B1; DE69514506D1; ES2143626T3; ATE188779T1

Description

ÁJ0±S552b

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE VIGILÂNCIA DE TRÁFEGO PARA A DETECÇÃO AUTOMÁTICA DE INCIDENTES DE VEÍCULOS" (0001) A invenção tem por objecto um método de vigilância de tráfego para a detecção automática de incidentes de veículos. (0002) A aplicação mais particularmente visada pela invenção refere-se à vigilância do tráfego nas estradas ou nas auto-estradas, classicamente referida pela designação genérica de Detecção Automática de Incidente (D.A.I.). (0003) Nesta aplicação procura-se, nomeadamente, poder detectar um veiculo que pare, quer nas vias de circulação, quer nas faixas de paragens de urgência. Pode ser interessante fornecer outros parâmetros, por exemplo, a detecção de engarrafamentos ou o estado da circulação. (0004) A vigilância do tráfego nas estradas ou nas autoestradas é muito importante por ter por fim melhorar a fluidez do tráfego e a segurança dos utilizadores. É, portanto, primordial saber detectar o mais depressa possível qualquer incidente ou abrandamento, afim de prevenir os utilizadores por painéis indicadores com mensagens variáveis, limitando por esta forma os riscos de colisões e fazer intervir rapidamente os socorros se for necessário. (0005) A vigilância do tráfego nas estradas é hoje realizada por diferentes técnicas, que podemos classificar em duas categorias, por um lado, as técnicas baseadas numa análise pontual de uma zona da estrada ou auto-estrada, e por -1- U, outro lado, as técnicas baseadas numa análise global desta mesma zona. (0006) No primeiro caso, apenas são observados alguns pontos da estrada, situados a distâncias pré-determinadas uns dos outros. A análise de parâmetros de tráfego nestes diferentes pontos, tais como a velocidade média dos veículos ou o débito, permite verificar por aplicação de algoritmos de cálculo específicos as consequências de um incidente eventual entre estes pontos. (0007) Uma primeira tecnologia largamente utilizada consiste em colocar sob a estrada bobinas de indução. A variação do campo induzido nas bobinas permite saber se um veiculo passou ou não. A vantagem principal desta tecnologia reside no facto das bobinas de indução funcionarem quaisquer que sejam as condições climáticas, tanto de dia como de noite. No entanto, a implantação destas bobinas é pesada e cara de realizar, e é difícil, diga-se impossível, proceder a conservação ou a mudanças das bobinas em caso de avaria. (0008) Uma segunda tecnologia consiste em utilizar câmaras de vídeo situadas, nos diferentes pontos que se deseja analisar numa determinada zona, estando cada câmara associada a um tratamento de imagens automático. A implantação das câmaras de vídeo é muito simples, mas os desempenhos são pouco conclusivos, uma vez que dependem fortemente das condições climáticas e das condições de luminosidade. Por outro lado, os algoritmos utilizados no tratamento das imagens são complexos e necessitam de uma potência de cálculo importante. (0009) Para atenuar o problema das condições climáticas, uma terceira tecnologia conhecida, utilizando sempre uma técnica de análise pontual de uma zona de estrada ou de autoestrada, recorre a um radar, quer fixo de onda contínua, quer Doppler de impulsos. Uma técnica que utiliza um radar fixo de onda contínua para extrair diferentes parâmetros, por exemplo -2- l· a velocidade ou o comprimento, é por exemplo descrita no documento US-A-4.985.705. Além disso, referir-nos-emos ao documento FR 2.695.742, apresentado pelo requerente, para a descrição de um radar Doppler de impulsos, cujo posicionamento particular e o algoritmo associado permitem extrair diferentes parâmetros (nomeadamente, o número de veículos por via de circulação, a velocidade dos veículos, o comprimento dos veículos). (0010) O maior inconveniente das três tecnologias precedentes, baseadas na análise pontual de uma zona da estrada, é que a detecção de incidente não é imediata. Com efeito, o incidente que ocorra na proximidade de um ponto de análise não é detectado, e só as consequências ulteriores deste incidente no ponto de medida são detectadas. A demora da detecção pode ser bastante longa, da ordem de vários minutos. (0011) Como anteriormente dissemos, uma segunda técnica de análise conhecida nesta altura consiste em realizar uma análise global de uma zona da estrada ou da auto-estrada, fazendo vigilância nesta secção numa zona de várias centenas de metros e fazendo-a de maneira a detectar os incidentes quase-instantaneamente. Uma única tecnologia ainda no estado de desenvolvimento utiliza esta técnica por meio de uma câmara de vídeo associada a um tratamento de imagens específico para a D.A.I. Os inconvenientes são um alcance de detecção, portanto, uma zona de vigilância limitada a algumas centenas de metros e que pode ser fortemente reduzida em caso de más condições meteorológicas (chuva, neve, nevoeiro) ou de luminosidade, isto é, quando os riscos de incidente são os mais importantes. (0012) A ideia da invenção consiste em associar as vantagens decorrentes da utilização de uma técnica de análise global (rapidez de detecção de incidente) às vantagens conseguidas pela utilização de um radar (nomeadamente, funcionamento permanente, noite e dia, com a mesma eficácia). -3- (0013) Mais precisamente, a invenção tem por objecto um método de vigilância do tráfego de veículos que circulam em pelo menos duas vias, do tipo que consiste em emitir uma onda de hiperfrequência com uma forma pré-determinada de acordo com um diagrama de irradiação pré-definido, em receber sinais reflectidos pelos veículos durante um período com uma duração TA pré-determinada e a tratar os sinais recebidos de forma a detectar os veículos e a calcular, para cada distância, o número de veículos i detectados, bem como a velocidade instantânea Vi(t) de cada veículo num instante t determinado, sendo o método caracterizado por o diagrama de irradiação ter um eixo de visão sensivelmente paralelo à direcção das vias e por as etapas, de leitura e de tratamento dos sinais serem repetidas em intervalos de tempo (T) consecutivos, possuindo, por outro lado, uma fase de detecção automática de incidente, que consiste na efectivação das etapas iteractivas seguintes:

Uma primeira etapa de cálculo de parâmetros que consiste em: - procurar em cada instante t, se um veículo i detectado no intervalo de tempo em curso corresponde a um veículo j detectado num instante (t—1) do intervalo de tempo precedente; - para todos os veículos i, correspondendo a um veículo j, calcular no instante t a respectiva aceleração yi(t) por aplicação da relação

At no qual At representa a duração entre os instantes (t-1) e t, bem como uma predição ViP(t+l) da sua velocidade num tempo (t+1) do intervalo de tempo seguinte, pela aplicação da relação -4- t· Γ para os outros veículos i inicializar a sua aceleração Yi(t) no valor nulo; eliminar do tratamento todos os outros veículos j que não correspondam a nenhum veículo i. . Uma segunda etapa de detecção de incidente a partir dos parâmetros calculados na primeira etapa por detecção da passagem da velocidade instantânea ou predita de um veículo i aquém de um primeiro patamar de velocidade Vpatamar pré-determinado . (0014) A invenção será melhor compreendida com a descrição que se segue feita com referência às figuras anexas: - As figuras la e lb representam um exemplo do diagrama de irradiação, respectivamente, em alçado e em azimute, de um sistema radar que inclui o método de acordo com a invenção; - A figura 2 mostra as etapas principais do método de acordo com a invenção; - A figura 3 pormenoriza a etapa 6 de cálculo de parâmetros da figura 2; - A figura 4 mostra as etapas possíveis de cálculo de parâmetros suplementares de acordo com a invenção; - A figura 5 mostra o tratamento de detecção automática a partir dos parâmetros calculados na etapa 6 da figura 2; - A figura 6 representa um esquema sinóptico de um sistema radar possível para a concretização do método de acordo com a invenção. (0015) A solução proposta para resolver o problema da detecção automática de incidente consiste em prever um sistema -5-

V

radar, que possa utilizar o efeito Doppler, de maneira a poder extrair a velocidade instantânea dos veículos detectados, e que possui usualmente uma capacidade de descriminação em distância. Descreveremos em seguida um exemplo de sistema radar possível para a realização do método de acordo com a invenção. (0016) 0 diagrama de irradiação utilizado na emissão e na recepção deve ser tal que o seu eixo de visão fique sensivelmente paralelo às vias que se deseja observar. (0017) De maneira preferencial, o sistema radar é colocado a uma altura h escolhida de acordo com a zona a observar, em regra de cerca de 10 metros, se se deseja observar uma zona de várias centenas de metros, e isto de maneira a limitar os riscos de um veículo esconder o outro. Além disso, o sistema radar é colocado de preferência no meio das vias de circulação, não se efectuando forçosamente a circulação nestas vias no mesmo sentido. Com uma escolha adequada da irradiação do sistema radar, este último será capaz de observar todas as vias de circulação, bem como as duas vias de paragem de emergência nos dois sentidos da circulação, num comprimento que depende do alcance do radar. A irradiação pode ser com vantagem em forma de cosecante quadrada simétrica em azimute e em cosecante quadrada em alçado, de maneira que todos os sinais recebidos pelo radar sejam sensivelmente da mesma potência, qualquer que seja a posição do veículo detectado na zona de observação do radar. (0018) As figuras la e lb representam, a título de exemplo não limitativo, este tipo de irradiação, respectivamente, em alçado (curva A) e em azimute (curva B) a partir de um sistema radar 1 situado a uma altura h relativamente à faixa de rodagem 2. A antena de irradiação está aqui representada esquematicamente pela referência 10. Na figura lb, nota-se que a zona observada é uma porção de auto-estrada constituída por -6- f u fc-t duas vias 20 de circulação oposta, separadas por um terrapleno central 21 e duas faixas de paragens de emergência 22. (0019) As etapas principais do método de vigilância de acordo com a invenção estão representadas esquematicamente na figura 2 para um determinado local-distância. i (0020) A seguir à emissão em 3 de uma onda de hiperfrequência com forma pré-determinada e de acordo com o diagrama de irradiação descrito anteriormente, recebem-se em 4 os sinais reflectidos pelos veículos presentes na zona observada durante uma duração de recolha TA pré-determinada, da ordem de algumas centenas de milisegundos. O radar utilizado é de preferência um radar de impulsos, de maneira que a onda emitida é constituída por um trem de impulsos com uma frequência portadora compreendida entre os 3 e os 100 GHz. A utilização deste radar permite obter directamente uma descriminação em distância dos veículos detectados. É no entanto possível utilizar um radar de onda contínua modulado linearmente em frequência, cuja cadeia de tratamento possui um tratamento adaptado à transformada de Fourier para reencontrar a informação distância. (0021) A etapa seguinte referenciada por 5 é uma etapa clássica de tratamento de sinal radar, que consiste em detectar, para cada distância ou local-distância k, os veículos i detectados, assim como a respectiva velocidade instantânea Vi(t). No caso em que o radar utilizado é um radar Doppler de impulsos, a etapa 5 pode ser realizada da maneira clássica seguinte, para cada local-distância k: . Realiza-se uma amostragem dos sinais recebidos na duração de recolha com um número N de valores dos sinais dependentes da precisão de velocidade que se deseja. -7- p L·, ^ . Realiza-se uma transformada de Fourier rápida sobre as N amostras obtidas de maneira a conseguir-se um espectro de traços. . Procuram-se os locais superiores máximos num patamar determinado em função do alcance do radar, sendo os traços correspondentes relativos aos veículos detectados, e dando o índice dos traços directamente a frequência Doppler e, portanto, a velocidade instantânea do veiculo. (0022) 0 tratamento precedente pode ser afinado, aplicando, antes de realizar a transformada de Fourier rápida, uma janela de ponderação sobre as amostras de sinais obtidos, de maneira a diminuir a amplitude dos lobos secundários dos traços da análise espectral. A janela de ponderação é de preferência do tipo Hanning ou Hamming. Por outro lado, se se pretende ser capaz de determinar o sentido da circulação dos veículos detectados, a transformada de Fourier sobre as N amostras deve ser complexa, isto é, não deve utilizar as amostras provenientes das vias em fase e em quadratura do radar. É necessário então acrescentar uma etapa de cálculo do módulo quadrado dos sinais obtidos da transformada de Fourier rápida antes de fazer a recolha dos máximos locais. (0023) As etapas precedentes 3, 4 e 5 utilizam técnicas bem conhecidas dos especialistas de radar e não necessitam, para a compreensão da invenção, de descrição mais pormenorizada. (0024) O método de acordo com a invenção efectua as três etapas precedentes de forma iteractiva nos intervalos de tempo T pré-determinados. No fim de cada intervalo de tempo T, dispõe-se, para cada local-distância (ou local determinado) k, do número de veículos detectados e da velocidade instantânea destes veículos. -8- (p U Κ (0025) Ο tratamento de detecção automática de incidente de acordo com a invenção parte do principio que um incidente é definido como um veiculo que pára. Para detectar um incidente a uma distância k, o método de acordo com a invenção propõe a detecção da passagem de um veiculo abaixo de um patamar de velocidade. Para conseguir isto, é necessário fazer a vigilância dos veículos em cada local-distãncia em vários intervalos de tempo T e determinar a evolução da sua velocidade de um intervalo de tempo ao outro. Na figura 2, foi considerado, a título de exemplo, que a etapa 5 fornecia, no intervalo de tempo normal, um número N-. de veículos i situados à distância k e possuindo uma velocidade instantânea Vi(t). Além disso, a iteração precedente, feita num intervalo de tempo precedente, permitiu encontrar um número N2 de veículos j situados igualmente à distância k e com uma velocidade instantânea Vj (t) . (0026) A partir destes dados, o método de acordo com a invenção efectua uma primeira etapa 6 de cálculo de certos parâmetros, tais como a aceleração γ* (t) de cada veículo i e uma predição ViP (t+1) da velocidade que terá este veículo num instante seguinte. Sendo esta primeira etapa efectuada a cada intervalo de tempo, dispõe-se igualmente no instante t das acelerações γ3 (t—1) e das predições de velocidades ViP(t) relativas aos veículos j tratados no intervalo de . tempo precedente. No fim da primeira etapa 6 de cálculo dos parâmetros, o método de acordo com a invenção realiza uma segunda etapa 7 de detecção de incidente. (0027) A primeira etapa 6 da fase de detecção de incidente de acordo com a invenção vai agora ser descrita com referência à figura 3, a qual apresenta os diferentes cálculos e testes efectuados durante esta etapa: o princípio desta etapa 6 consiste em procurar se certos veículos i detectados no instante t, fazem parte dos veículos j detectados no instante t — 1, o que afinal é como fazer um tipo de correlação para uma mesma distância k entre alguns dos parâmetros calculados no -9-

instante t-1, por exemplo o número N2 de veículos j, a sua velocidade instantânea Vj(t-l), e a predição da sua velocidade Vj? (t) e os parâmetros de que se dispõe no instante t, nomeadamente o número Ni de veículos i e a sua velocidade instantânea Vi(t) . (0028) Como indicado na figura 3, por meio de um teste 60 a procura de correspondência entre um veículo i e um veículo j consiste em calcular para cada veículo i e para cada veículo j o desvio entre a predição v/(t) da velocidade do veículo j e a velocidade instantânea Vi(t) do veículo i e depois comparar o valor absoluto do referido desvio com um valor de patamar Vmx pré-determinado. Três casos são possíveis no fim deste teste 60: . Se o valor absoluto do desvio é muito inferior ao valor de patamar, pode considerar-se que o veículo i e o veículo j correspondem a um mesmo veículo. Calcula-se então em 61 a aceleração Yi(t) deste veículo por aplicação da relação

Aí na qual, At representa o tempo entre os dois instantes t e t-1. (0029) Depois calcula-se em 62 a predição sobre a velocidade deste veículo no instante t+1 pela aplicação da relação vp. (t+1) =frj(t)x Ai + Vf(t) . Se um veículo i detectado no instante t não pode ser associado a um veículo j (teste 60 negativo), deve ser considerado como sendo um novo veículo que tenha penetrado no local-distância k. Neste caso, inicializa-se em 63 o valor da sua aceleração Yi(t) no valor nulo, e faz-se corresponder em 64 a sua velocidade instantânea V±(t) à sua predição ViP(t+l). -10- r~ U, ^^ . Se um veículo j detectado num instante t-1 não pode ser associado a nenhum veículo i (teste 60 igualmente negativo), é necessário considerar que este veículo saiu do local-distância k. Pode-se então pôr em 65 todos os parâmetros relativos a este veículo j no valor nulo para deixar de os ter em conta no seguimento do tratamento. (0030) No fim da primeira etapa 6 de cálculo de parâmetros, dispõe-se, portanto, para cada veículo i detectado, da sua velocidade instantânea, da sua aceleração, da predição sobre a sua velocidade futura, e, em certos casos, da sua correspondência com um veículo j detectado durante o intervalo de tempo precedente, com os parâmetros que lhe estão associados. (0031) Como dissemos anteriormente, a detecção de um incidente a uma distância k consiste em detectar a passagem da velocidade de um veiculo i aquém de um primeiro patamar de velocidade Vpatamar pré-determinado. Para concretizar isto, a segunda etapa 7 da fase de detecção do método de acordo com a invenção (ver figura 2) pode efectuar dois tipos de comparações possíveis: (0032) Num primeiro caso apresentado, considera-se que há um incidente provocado por um veículo i à distância k logo que são reunidas as duas condições seguintes: ^ í ( ^ ( Vpatamar . Ύ/ (t)(o (0033) Uma outra variante possível consiste em considerar que um incidente é provocado por um veículo i à distância k logo que são reunidas as duas condições seguintes: ^ ϊ Vpgtgmar

Ffj (t + 1) ^ Vpgtamar -11- | U, ^ (0034) Outras funcionalidades podem ser com vantagem acrescentadas ao método de acordo com a invenção: Como mostra a figura 4, pode ser nomeadamente interessante prever uma etapa 8 de cálculo da velocidade média dos veículos detectados em vários intervalos de tempo ou, de uma maneira mais geral, durante um intervalo D pré-determinado, e isto, para cada local-distância k, bem como uma etapa 9 de cálculo, permitindo extrair as velocidades máxima e mínima calculadas durante esse intervalo D para um local-distância k dado. Na figura 4, supôs-se que o intervalo D correspondia a m intervalos de tempo sucessivos, um intervalo de tempo j para j variando entre 1 e m permitindo um número Nj de veículos para uma distância k dada e de fornecer num instante tj a velocidade instantânea Vjk(tj) de cada veículo. (0035) A figura 4 mostra igualmente uma etapa 8a de cálculo do desvio-tipo da velocidade média Vned(k) para um determinado local-distância k. (0036) A informação de velocidade média por cada local-distância pode ser com vantagem utilizado, de acordo com o método da invenção, para efectuar um tratamento de detecção automática de engarrafamento ou abrandamento. (0037) Um tal tratamento está representado sob a forma de sinóptica simplificada na figura 5: (0038) Consiste em analisar as velocidades médias fornecidas na etapa 8 (figura 4) para dois locais-distância sucessivos k e k+1, comparando-os em 11 a um segundo patamar de velocidade Vrapatainar previamente definido. (0039) A interpretação dos resultados da comparação feita em 11 depende do sentido de circulação dos veículos: -12- (0040) Para veículos que se afastam relativamente ao sistema radar, detecta-se em 11a um princípio de abrandamento quando

Vn*dO<)) ^mpatamar β ^med **1K ^mpatamar e em 11b um final de abrandamento quando ^ me d ( ^ ( Vmpatamar 6 ^med (k * 1)> ^mpatamar (0041) As conclusões precedentes devem ser inversas quando se referem a veículos que se aproximam do radar. (0042) O tratamento de detecção automática de engarrafamento ou abrandamento pode ser com vantagem utilizado para inibir a fase de detecção de incidente. Com efeito, no caso de engarrafamento, o número de incidentes detectados aplicando o método de acordo com a invenção arrisca-se a ser importante, e pode ser conveniente fazer uma filtragem dos incidentes afim de limitar o seu volume. (0043) Sempre com o fim de reduzir o volume de tratamento quando da fase de detecção automática de incidente, pode-se restringir a análise aos veículos com uma velocidade moderada, por exemplo de 40 km/h, tendo estes últimos uma maior probabilidade de gerar um incidente. (0044) 0 método de acordo com a invenção pode, por outro lado, ser aperfeiçoado por um tratamento estatístico representado esquematicamente em 7' na figura 2: (0045) Em primeiro lugar, a noção de incidente potencial pode ser estendida, de acordo com uma variante do método de acordo com a invenção, a todos os veículos circulando a uma -13-

U velocidade anormalmente baixa relativamente ao tráfego das vias de circulação. (0046) Para indicar a presença de um veiculo lento num determinado local-distância, procura-se detectar qualquer veiculo que circule a uma velocidade inferior a uma velocidade patamar pré-definida Vinf e isto durante um intervalo superior a um intervalo limite DiiItl. (0047) A fase de detecção automática de incidente aplicada a este particular veiculo é então completada, de acordo com a invenção, por uma etapa na qual se verifica, no princípio do intervalo limite Diim, se o veiculo de velocidade instantânea inferior a Vinf é sempre detectado no local-velocidade considerado. Neste caso, gera-se um alarme indicando a presença de um veiculo lento. (0048) Além disso, pode ser interessante, a partir do método de detecção automática de incidente objecto da invenção, extrair para um local-distância de referência kref pré-determinado e por sentido de circulação certos parâmetros representativos do estado do tráfego na zona vigiada, por exemplo a contagem exacta dos veículos circulando durante um período de análise Tref particular, no referido local-distância a velocidade média destes veículos, a taxa de ocupação das pistas por sentido de circulação, ou ainda a taxa de veículos pesados. Pormenorizamos em seguida as etapas do método de acordo com a invenção, que permitem a obtenção dos parâmetros precedentes, estando estas etapas esquematizadas em 7' na figura 2: (0049) No que respeita à contagem dos veículos no local-distância kref no intervalo Tref, a primeira etapa do método de acordo com a invenção permite, como verificámos anteriormente, detectar num instante t o aparecimento de novos veículos, ou seja, aqueles para os quais foi inicializada a aceleração no valor nulo (etapa 63, figura 3), e detectar o desaparecimento -14-

de veículos, ou seja, os que foram eliminados do tratamento (etapa 65, figura 3). (0050) Assim, a partir de uma certa quantidade de fases 6, 7 de detecção automática, pode-se efectuar uma contagem do número Nref de veículos que tenham passado no referido local-distâcia krer- durante o período de análise Tref utilizando os resultados obtidos quando da primeira etapa das fases. De preferência, cada veículo é contabilizado a partir do momento em que a primeira etapa 6 do cálculo de parâmetros o elimina do tratamento. (0051) Pode-se então deduzir a velocidade média V no local-distância kref por aplicação da fórmula:

na qual V± é a velocidade instantânea de cada veículo contabilizado. (0052) A taxa de ocupação para um local-distância kref é definida pela taxa de presença de um veículo no referido local-distância kref durante o período de análise Tre£. Numa variante do método de acordo com a invenção, uma etapa suplementar de cálculo permite fornecer esta taxa de ocupação Tocu por aplicação da fórmula: na qual:

T .HL

000 M.Q . Ni é o número de detecções por sentido de circulação obtido de acordo com o método da invenção durante o período de análise Tref/ -15-

V

U . M é o número de fases de detecção automática de incidentes realizadas durante o mesmo período de análise, . Q é o número de vias do sentido de circulação. (0053) Enfim, podemos deduzir da etapa de contagem de veículos descrita anteriormente o tempo de presença Tp de cada veículo no local-distância referido e, em seguida, o comprimento L destes veículos por aplicação da fórmula: onde V é a velocidade instantânea destes veículos. Isto pode permitir efectuar uma classificação dos veículos segundo o seu comprimento, fazendo uma distinção entre os veículos pesados com um comprimento superior a um valor pré-definido Lpatamar e veículos ligeiros. (0054) A extracção destes parâmetros pode ser utilizada para calcular, nomeadamente, a taxa de pesos pesados no local-distância kref durante o período de análise. (0055) A figura 6 representa um exemplo de um sistema radar para execução do método de acordo com a invenção sob a forma sinóptica simplificada: (0056) O radar aqui utilizado é um radar de impulsos com uma frequência portadora escolhida entre 3 e 100 GHz. Quanto mais elevada for a frequência, mais a antena 10, utilizada para a emissão e recepção, será compacta. Um gerador de impulsos 11' gera os impulsos que são amplificados pelo emissor 12. Uma sincronização 13 permite um funcionamento alternado entre o emissor 12 e o receptor 14, o qual recebe e amplifica os sinais recebidos pela antena 10 através de um distribuidor 15. Os sinais analógicos saídos do receptor são digitalizados de forma clássica num módulo de codificação 16, -16- sendo as amostras tratadas num módulo de tratamento de sinal 17, de maneira a detectar nos veículos as suas velocidades e as suas distâncias relativamente ao radar. Um módulo de tratamento de informação 18 permite iniciar as fases de detecção automática de incidente e de abrandamento do método de acordo com a invenção. Um interface 19 permite em seguida transmitir as informações (abrandamento ou incidente) para um centro de gestão das informações. (0057) A título de exemplo não limitativo, um tal sistema de radar pode ter uma distância de resolução de cerca de 10 metros, compatível com as dimensões dos veículos, um domínio de velocidade não ambíguo de + /- 200 km/h e uma velocidade de resolução de cerca de 3 km/h. (0058) O sistema radar descrito anteriormente pode ser utilizado em qualquer lugar em que se deseje um conhecimento rápido dos incidentes que aí se venham a verificar, ou do estado do tráfego. As informações conhecidas pelo módulo 18 podem ser exploradas automaticamente por sistemas de gestão de tráfego, nomeadamente, para informar directamente os utilizadores da via por intermédio de painéis indicadores com mensagens variáveis.

Lisboa, 29 de Fevereiro de 2000 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAI.

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Claims

V REIVINDICAÇÕES 1. Método de vigilância do tráfego de veículos, que circulam em pelo menos duas vias, do tipo que consiste em emitir (3) uma onda de hiperfrequência (UHF)de forma pré- determinada de acordo com um padrão de irradiação pré-definido, em receber (4) sinais reflectidos pelos veículos durante um dado tempo de recolha TA , e em tratar (5) os sinais recebidos de maneira a detectar os veículos e a calcular, para cada distância, o número de veículos i detectados, bem como a velocidade instantânea de cada veículo Vi (t) num momento t determinado, sendo o método caracterizado por o padrão de irradiação ter um eixo de visão sensivelmente paralelo à direcção das vias e as etapas de recolha e de tratamento dos sinais serem repetidas em intervalos de tempo (T) consecutivos, possuir além disso uma fase (6, 7) de detecção automática de incidente, que consiste em efectuar as etapas iteractivas seguintes: Uma primeira etapa (6) de cálculo de parâmetros, consistindo em: - procurar em cada instante t se um veículo i detectado no intervalo de tempo em curso corresponde a um veículo j detectado num instante (t—1) do intervalo de tempo precedente; - para todos os veículos i correspondentes a um veículo j, calcular (61), (62) num instante t a respectiva aceleração Yi(t) por aplicação da relação

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na qual, At representa o tempo entre os instantes t-1 e t, bem como uma predição ViP(t+l) da sua velocidade num instante t+1 do intervalo de tempo seguinte por aplicação da fórmula vp (t+i)=*fi(t)x At +Vi(t) para os outros veículos i inicializar (63) a respectiva aceleração yi(t) no valor nulo; - eliminar (65) do tratamento todos os outros veículos j que não correspondam a qualquer veículo i. . Uma segunda etapa 7 de detecção de incidente a partir dos parâmetros calculados na primeira etapa, por detecção da passagem da velocidade instantânea ou predita de um veículo i aquém de um primeiro patamar de velocidade Vpatamar pré-determinado.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a procura de correspondência entre um veículo i e um veículo j consistir em calcular (60), para cada veículo i e para cada veículo j, o desvio entre a predição VjP(t) da velocidade do veículo j e a velocidade instantânea Vi(t) do veiculo i e depois comparar o valor absoluto do desvio com um valor de patamar Vmax pré-determinado, para além do qual os veículos i e j são considerados como distintos.
3. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a segunda etapa de detecção de incidente (7) consistir na comparação, para cada veículo i, da velocidade Vi(t) com o referido primeiro patamar de velocidade Vpatamar e a aceleração yi(t) com o valor nulo, e a detectar um incidente quando as referidas -2- ff" ^ ^ velocidade e aceleração são inferiores, respectivamente, ao primeiro patamar da velocidade Vpatamar e ao valor nulo.
4. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 e 2, caracterizado por a segunda etapa (7) de detecção de incidente consistir na comparação, para cada veiculo i, da velocidade Vi(t) e a predição Vip(t+1) da velocidade relativamente ao referido primeiro patamar de velocidade Vpatamar considerado e em detectar um incidente logo que as referidas velocidade Vi(t) e predição ViP(t+l) são, respectivamente, superior e inferior ao primeiro patamar de velocidade Vpatamar .
5. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por também incluir uma etapa (8) de cálculo da velocidade média de todos os veículos detectados a uma dada distância k durante um intervalo de tempo D pré-determinado.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por também incluir uma etapa (9) de extracção das velocidades máxima e mínima, calculadas no que respeita aos veículos detectados a uma distância dada durante o intervalo de tempo D.
7. Método de acordo com qualquer das reivindicações 5 e 6, caracterizado por também incluir uma etapa (8a) de cálculo do desvio-padrão da velocidade durante o intervalo de tempo D.
8. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por também incluir uma etapa (11, 11a, 11b) de detecção de engarrafamento ou abrandamento, que consiste em: efectuar (11) uma comparação entre as velocidades médias Vmed(k) e Vmed(k+1) calculadas para duas distâncias -3- t Lc, sucessivas k, k+1, relativamente a um segundo patamar de velocidade V^ata^; - detectar um inicio de abrandamento (11a) ou um fim de abrandamento (11b) a partir do resultado da comparação.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a etapa de detecção de engarrafamento inibir a fase de detecção automática de incidente logo que foi detectado um abrandamento.
10. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a fase de detecção automática de incidente ser aplicada a qualquer veículo, cuja velocidade instantantânea é inferior a uma velocidade de patamar pré-definido Vinf e por incluir também uma etapa na qual se verifica se um veículo é sempre detectado no fim de um intervalo de tempo superior a um intervalo de tempo limite Dlirtl.
11. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por incluir várias fases sucessivas (6, 7) de detecção automática de incidentes, e por a primeira etapa das referidas fases ser também utilizada para realizar uma contagem dos veículos que passam num local determinado de referência kref durante um período de análise pré-definido Tref.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir uma etapa de cálculo da velocidade média V dos veículos no local-distância kref durante o período de análise Tref.
13. Método de acordo com qualquer das reivindicações 11 e 12, caracterizado por incluir uma etapa de cálculo da taxa de ocupação Tocu do local determinado kref durante o período de análise Tref por aplicação da fórmula: -4- Nj M. Q na qual: . Ni é o número de detecções por sentido de circulação obtido segundo o método da invenção durante o período de análise Tref/ M é o número de fases de detecção automática de incidente realizadas durante o referido período de análise, Tref, . Q é o número de vias do sentido-de circulação.
14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir uma etapa de cálculo do tempo de presença TP de um veículo no local determinado kref e do seu comprimento. Lisboa, 29 de Fevereiro de 2000 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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