专利名称：道路交通事件检测方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交通管理方法与系统，特别涉及一种道路交通事件检测方法与系统。
背景技术：
随着城市经济的快速发展和汽车保有量的急剧增加，城市道路交通需求大幅增长，导致道路交通拥堵和交通事件普遍发生，为此，如何基于视频或者交通检测器采集到的交通数据，统计分析得到准确的交通事件信息已成为广大交通参与者或管理者普遍关心的问题。因为准确的交通事件信息通过交通广播或交通诱导屏等方式实时的提供给出行者后，可诱导其选择合理的出行方式、出行途径等，同时为交通决策分析提供支持，如此便可提高交通管理的科技水平和运行效率，为出行者提供高效、安全、舒适的交通运输服务，提高交通资源的利用效率，降低能耗，从而促进城市经济更快更稳地发展。
目前城市道路中交通事件的判断多采用人工判断的方法，包括:市民报告、专职人员报告、民用无线电、闭路电视监视、航空监视等，这是城市间断流路段交通事件判断的主要方法。从整体上看，这种非自动判断方法的主要优点是方便、直接；缺点是要求当时当地有目击者，而且需要连续观察，需要专门人员对报告进行筛选确认，人员工作量和强度都比较大，特别对于突发事件，无法满足及时报警的高要求。
另外比较常用的方法是利用图像处理来判断是否存在緩行或停止的车辆，从而对交通拥挤或交通事件进行检测，但是需要更密集地设置视频检测器，需要较高的资金投入才能保证判别的可靠性，而且气象条件对其影响也较大；对于利用交通检测器得到的交通流参数来间接地判断交通事件的主要有加州算法以及突变理论(McMaster)算法，但是这些算法更加适合于城市快速路或高速公路等连续交通流，不适合于城市地面的间断流，由于一条路段只设置了一组检测器，两个检测器由于受到交叉口信号灯的影响，交通参数不同周期变化已经很大，不假思索的随便应用方法必将导致判断结果失真。
此外，统计周期、城市路段状况、检测器布点等也对事件4企测存在着影响。交通参数采集周期的大小影响着交通事件判断的结果，统计周期太短则受信号
控制绿灯或红灯相位影响大，尤其高峰时会出现时高时低现象；统计周期太长则会不能得到实时的交通事件信息，使信息滞后从而失效。
城市道路各条路段交通情况各不相同，各条路段的检测器布点位置也存在差异，按以上方法进行的交通事件判断缺乏准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种道路交通事件检测方法，以提高交通事件检测的准确性。
本发明的另一目的在于提供一种道路交通事件检测系统，以提高交通事件4企测的准确性。
为此，本发明提供一种道路交通事件检测方法，利用交通参数来判断一路段是否有交通事件发生，其中该交通参数包括交通占有率参数与速度参数，包括以下步骤(1 )通过对该路段交通参数的采样分析，设定该路段的一交通占有率差阀值与一速度阀值；(2)实时釆集该路段的交通参数，通过比较交通占有率参数随时间的变化与交通占有率差阀值以及速度参数与速度阀值，判断是否有交通事件发生。
进一步的，上述步骤(1)包括(11)选取一统计时间；(12)收集统计时间内该路段的交通参数样本值；(13)预处理收集到的交通参数样本值；(14)
有率差阀值与速度阀值。
进一步的，上述步骤U3)包括用一次指数预测数据补充或替换样本值中的丢失数据及错误数据；对所得样本值进行一次指数平滑滤波。
进一步的，上述统计时间大于或等于7天。
进一步的，上述统计时间为7到10天。
进一步的，上述步骤(2)包括(21)选取一事件检测周期；(22)于每一事件4全测周期末，实时采集交通参数；(23)预处理采集到的交通参数，得到经预处理的交通占有率参数与速度表数；(24)比较经预处理的交通占有率参数随时间的变化与交通占有率差阀值以及速度参数与速度阀值，判断是否有交通事件发生。
进一步的，于步骤(24)中，当比较结果为以下情况时，判断为有交通事件发生当前周期的交通占有率与前两个周期的交通占有率之差分别大于交通占有率差阀值并且当前周期的速度小于速度岡值；或者前两个周期的交通占有率与当前周期的交通占有率之差分别大于交通占有率差阀值。
进一步的，上述步骤(23)包括用一次指数预测数据补充或替换交通参数中的丟失数据及错误数据；对所得交通参数进行一次指数平滑滤波。
进一步的，上述事件检测周期为2到IO分钟。
进一步的，上述事件检测周期为5分钟。
进一步的，所述的道路交通事件检测方法，还包括以下步骤当判断有交通事件发生时，产生一报警信号；实时发布交通事件信息。
本发明另提供一种道路交通事件检测系统，利用交通参数判断多个路段是否有交通事件发生，其中该交通参数包括交通占有率参数与速度参数，该系统包括交通参数采集模块，于上述每个路段的每一事件检测周期末，实时采集每个路段的交通参数；历史参数数据库，接收交通参数采集模块所采集的交通参数并储存该交通参数；阀值数据库，储存有上述多个路段的交通占有率差阀值与速度阀值；交通事件检测模块，获取历史参数数据库与阀值数据库内的数
差阀值以及速度参数与速度阀值，判断各个路段是否有交通事件发生。
进一步的，所述的道路交通事件检测系统还包括交通参数预处理模块，
预处理采集到的交通参数。
进一步的，上述交通参数预处理模块还包括完整与纠错模块，用一次指
数预测数据补充或替换交通参数中的丟失数据及错误数据；降噪滤波模块，对
所得交通参数进行一次指数平滑滤波。
进一步的，于交通事件检测模块中，当比较结果为以下情况时，判断该路
段有交通事件发生当前周期的交通占有率与前两个周期的交通占有率之差分别大于交通占有率差阀值并且当前周期的速度小于速度阀值；或者前两个周期的交通占有率与当前周期的交通占有率之差分别大于交通占有率差阀值。
进一步的，所述的道路交通事件检测系统还包括报警模块，于判断有交通事件发生时，产生一报警信号。
进一步的，所述的道路交通事件检测系统还包括信息发布模块，实时发布交通事件信息。
综上所述，本发明所揭露的道路交通事件检测方法与系统选取交通占有率参数作为交通事件;险测的主要参数，利用交通占有率参数随着交通拥挤程度的提高而基本呈线性增长的态势，并以速度参数作为辅助，来判断是否有交通事件发生，从而提高了交通事件检测的准确性与决策的科学性。
图1为本发明一实施例所提供的道路交通事件检测方法的流程示意图；图2为本发明一实施例中交通占有率差阀值与速度阀值的设定流程示意图；图3为本发明一实施例中釆集与利用交通参数进行交通事件;险测的流程示意图4为本发明 一实施例中交通事件检测的判断方法示意图；图5为本发明一实施例的交通事件检测系统的方框图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步地说明。
首先对交通占有率的物理含义做一下说明，以方便对其后实施例的理解，交通占有率为 一段时间内车辆经过交通检测器的时间总和占总的统计时间的比例，例如在5分钟内，共通过了5辆车，分别经过检测器所用时间为5秒、10秒、15秒、20秒、25秒，则交通占有率为(5+10+15+20+25 )/300*100%=26.67%。
请参考图1,其为本发明一实施例所提供的道路交通事件检测方法的流程示意图。该方法利用包含有交通占有率参数与速度参数的交通参数来判断需要进行事件检测的路段是否有交通事件发生。如图所示，该方法包括如下步骤步骤S10:通过对待测路段交通参数的采样分析，设定该路段的一交通占有 率差阀值与 一速度阀值；
步骤S20:实时釆集上述路段的交通参数；
步骤S21:通过比较交通占有率参数随时间的变化与交通占有率差阀值以及 速度参数与速度阀值，判断是否有交通事件发生。
为使步骤SIO,即交通占有率差阀值与速度阀值的设定过程更为明了，以下 参考图2加以详细描述。
首先对待测路段进行前期考察，例如考察该路段的道路状况、交通流状况 以及高峰和非高峰时交叉路口的信号配时情况等。分析得到考察结果，从而根 据考察结果选取一统计时间(步骤S101 );而后收集统计时间内该待测路段的交 通参数样本值(步骤S103);预处理收集到的交通参凄t样本值(步骤S105);通 过统计分析预处理后的交通参数样本值结合人工判断，设定该路段的交通占有 率差阀值与速度阀值(步骤S107)。其中，在一实施例中，以上统计时间大于或 等于7天，例如7到10天。
在一实施例中，步骤S105中，预处理收集到的交通参数样本值包括用一次 指数预测数据补充或替换样本值中的丢失数据及错误数据，从而使得交通参数 样本数据更加完整与准确；对所得样本值进行一次指数平滑滤波，从而减少交 通参数样本数据的随机误差。
以下针对步骤S20与S21做详细说明，请参考图3,其为本发明一实施例中 采集与利用交通参数进行交通事件检测的流程示意图。利用以上对待测路段进 行前期考察的结果，选取一事件检测周期(步骤S201);而于每一事件检测周期 末，实时采集交通参数(步骤S203 );预处理采集到的交通参数，得到经预处理 的交通占有率参数与速度参数(步骤S205 );通过比较经预处理的交通占有率参 数随时间的变化与交通占有率差阀值以及速度参数与速度阀值，判断是否有交 通事件发生(步骤S207)。其中比较依据为当交通占有率参数连续两次增大一定 量的值，且速度变小，就可能发生了交通事故；或者当交通占有率参数连续两 次都减小一定量的值，也可能发生了交通事故；否则判断为没有发生交通事故。 其具体判断流程，请参考图4。如图，设于当前周期末所收集到的交通占有率参 数为OC3且当前周期的速度为V,之前两个周期末所收集到的交通占有率参数为0C1，之前一个周期末所收集到的交通占有率参数为OC2。其经过步骤S205 的预处理后，获得经预处理的当前周期的交通占有率S3与前两个周期的交通占 有率S1与S2，分别对应OC3、 OC1与OC2。同时设在步骤S10中获得的交通 占有率差阀值为OA，速度阀值为VY。在步骤S207中，当比较结果为以下情 况时，判断为有交通事件发生当前周期的交通占有率与前两个周期的交通占 有率之差分别大于交通占有率差阀值并且当前周期的速度小于速度岡值，或者 前两个周期的交通占有率与当前周期的交通占有率之差分别大于交通占有率差 阀值。即条件S3-Sl>OA且S3-S2>OA且V<VY与条件Sl-S3>OA且S2-S3>OA 任一为真时，判断为有交通事件发生；否则为无交通事件发生。在此可设定一 报警信号，设其为T;当判断为有交通事件发生时，该报警信号T为1;否则为 0，从而进一步驱动报警器进行报警。
在一实施例中，步骤S205的预处理采集到的交通参数包括用一次指数预 测数据补充或替换交通参数中的丟失数据及错误数据，以保证交通数据的完整 与准确；对所得交通参数进行一次指数平滑滤波，从而减少交通参数的随机误 差。另外上述事件;险测周期例如为2到10分钟，常常选取5分钟。
一旦检测到交通事件，除了产生报警信号，以方便工作人员实时地对事件 报警进行确认及处理，还可以将交通事件信息通过全彩诱导屏、LED文字诱导 屏或广播电台等实时地发送出去，引导驾驶员选择合适路径。
本发明一实施例还提供一种道路交通事件检测系统，利用交通参数判断多 个路段是否有交通事件发生，其中该交通参数包括交通占有率参数与速度参数。 请参考图5，其为该系统的方框图。如图，该系统包括历史参数数据库D1与阀 值数据库D2以及交通参数采集模块Ml与交通事件检测模块M2。其中交通参 数采集模块M1于上述每个路段的每一事件检测周期末，实时采集每个路段的交 通参数；历史参数数据库D1接收交通参数采集模块所采集到的交通参数并储存 该交通参数；阀值数据库D2储存有上述多个路段的交通占有率差阀值与速度阀 值，而这些数据的获得方法以在以上实施例中较为详细的给出，在此不再赘述； 交通事件检测模块M2获取历史参数数据库Dl与阀值数据库D2内的数据，比
以及速度参数与速度阀值，判断各个路段是否有交通事件发生。其中于交通事件检测模块M2中，当比较结果为以下情况时，判断该路段有交通事件发生当 前周期的交通占有率与前两个周期的交通占有率之差分别大于交通占有率差阀 值并且当前周期的速度小于速度阀值；或者前两个周期的交通占有率与当前周 期的交通占有率之差分别大于交通占有率差阀值。其详细分析以在以上实施例 中给出，在此不再赘述。
另外该道路交通事件检测系统还包括交通参数预处理模块M3,其接收交通 参数采集模块M1采集到的交通参数，对其进行预处理。而交通参数预处理模块 M3还包括完整与纠错模块M31以及降噪滤波模块M32，其中完整与纠错模块 M31用一次指数预测数据补充或替换交通参数中的丟失数据及错误数据，以保 证交通数据的完整与准确；降噪滤波模块M32对所得交通参数进行一次指数平 滑滤波，从而减少交通参数的随机误差。
为了更好的利用该系统的判断结果，可于其中增设报警模块M4，而于判断 有交通事件发生时，产生一报警信号以触发报警器，方便工作人员实时地对事 件报警进行确认及处理。另外还可增设信息发布模块M5，以实时发布交通事件 信息，例如将交通事件信息通过全彩诱导屏、LED文字诱导屏或广播电台等实 时的发送出去，引导驾驶员选择合适路径。
本发明实施例所揭露的交通事件检测方法与系统基于交通检测器采集的数 据对道路交通事件实现自动判别并及时发布，节省了大量人工判断工作量；其 选择交通占有率作为交通事件检测的主要参数，充分利用交通占有率随着交通 拥挤程度的提高而基本呈线性增长的态势，并选用速度参数作为辅助来判断是 否有交通事件发生，因而更加适合城市道路的间断流特征，提高了交通事件检 测的准确性，提高了决策的科学性；针对城市道路的任一条路段，分别进行阈 值标定，即使检测器在路段的不同位置布设，也能根据样本数据进行标定和修 正，从而削弱了由于工程原因在不用位置布设检测器带来的误差。
以上仅为举例，并非用以限定本发明，本发明的保护范围应当以权利要求 书所涵盖的范围为准。
权利要求
1.一种道路交通事件检测方法，利用交通参数来判断一路段是否有交通事件发生，其中该交通参数包括交通占有率参数与速度参数，其特征是，包括(1)通过对该路段交通参数的采样分析，设定该路段的一交通占有率差阀值与一速度阀值；(2)实时采集该路段的交通参数，通过比较交通占有率参数随时间的变化与交通占有率差阀值以及速度参数与速度阀值，判断是否有交通事件发生。
2. 根据权利要求1所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述步 骤(1 )包括(11) 选取一统计时间；(12) 收集统计时间内该路段的交通参数样本值； (13 )预处理收集到的交通参数样本值；(14)通过统计分析预处理后的交通参数样本值结合人工判断，设定该路 段的上述交通占有率差岡值与速度阀值。
3. 根据权利要求2所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述步 骤(13 )包括用 一次指数预测数据补充或替换样本值中的丟失数据及错误数据； 对所得样本值进行一 次指数平滑滤波。
4. 根据权利要求2所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述统 计时间大于或等于7天。
5. 根据权利要求4所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述统 计时间为7到10天。
6. 根据权利要求1所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述步 骤(2 )包括(21) 选取一事件检测周期；(22) 于每一事件检测周期末，实时采集交通参数；(23) 预处理采集到的交通参数，得到经预处理的交通占有率参数与速度参数；(24 )比较经预处理的交通占有率参数随时间的变化与交通占有率差阀值以及速度参数与速度阔值，判断是否有交通事件发生。
7. 根据权利要求6所述的道路交通事件检测方法，其特征是，于步骤(24) 中，当比较结果为以下情况时，判断为有交通事件发生当前周期的交通占有率与前两个周期的交通占有率之差分别大于交通占有 率差阀值并且当前周期的速度小于速度阀值；或者前两个周期的交通占有率与当前周期的交通占有率之差分别大于交通占有 率差阀值。
8. 根据权利要求6所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述步 骤(23 )包括用 一次指数预测数据补充或替换交通参数中的丢失数据及错误数据； 对所得交通参数进行一次指数平滑滤波。
9. 根据权利要求6所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述事 件检测周期为2到10分钟。
10. 根据权利要求9所述的道路交通事件检测方法，其特征是，其中上述事 件检测周期为5分钟。
11. 根据权利要求1所述的道路交通事件检测方法，其特征是，还包括以下 步骤当判断有交通事件发生时，产生一报警信号； 实时发布交通事件信息。
12. —种道路交通事件检测系统，利用交通参数判断多个路段是否有交通事 件发生，其中该交通参数包括交通占有率参数与速度参数，其特征是，包括交通参数采集模块，于上述每个路段的每一事件检测周期末，实时采集每 个路段的交通参数；历史参数数据库，接收交通参数采集模块所采集的交通参数并储存该交通 参数；阀值数据库，储存有上述多个路段的交通占有率差阀值与速度阀值； 交通事件检测模块，获取历史参数数据库与阀值数据库内的数据，比较上间的变化与对应赠、敬交通占有率差阀值以及速度参数与速度阀值，判断各个鴻4殳是否有交通事件发生。
13. 根据权利要求12所述的道路交通事件检测系统，其特征是，还包括交通参数预处理模块，预处理采集到的交通参数。
14. 根据权利要求13所述的道路交通事件检测系统，其特征是，其中上述 交通参数预处理模块还包括完整与纠错模块，用一次指数预测数据补充或替换交通参数中的丟失数据 及错误数据；降噪滤波模块，对所得交通参数进行一次指数平滑滤波。
15. 根据权利要求12所述的道路交通事件检测系统，其特征是，于交通事 件检测模块中，当比较结果为以下情况时，判断该路段有交通事件发生当前周期的交通占有率与前两个周期的交通占有率之差分别大于交通占有 率差阀值并且当前周期的速度小于速度阀值；或者前两个周期的交通占有率与当前周期的交通占有率之差分别大于交通占有 率差阀值。
16. 根据权利要求12所述的道路交通事件检测系统，其特征是，还包括 报警模块，于判断有交通事件发生时，产生一报警信号。
17. 根据权利要求12所述的道路交通事件检测系统，其特征是，还包括 信息发布模块，实时发布交通事件信息。
全文摘要
本发明揭露了一种道路交通事件检测方法与系统，其选取交通占有率参数作为交通事件检测的主要参数，利用交通占有率参数随着交通拥挤程度的提高而基本呈线性增长的态势，并以速度参数作为辅助，来判断是否有交通事件发生，从而提高了交通事件检测的准确性与决策的科学性。该方法包括如下步骤(1)通过对该路段交通参数的采样分析，设定该路段的一交通占有率差阀值与一速度阀值；(2)实时采集该路段的交通参数，通过比较交通占有率参数随时间的变化与交通占有率差阀值以及速度参数与速度阀值，判断是否有交通事件发生。
文档编号G08G1/01GK101540101SQ200810034718
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者张志宇, 石征华 申请人:上海宝康电子控制工程有限公司