第四章 交通事件检测

1、交通事件检测交通事件检测理论部分内容检测设备简介检测设备简介交通流基本模型交通流基本模型交通事件检测方法简介交通事件检测方法简介交通事件检测交通事件检测交通事件的概念交通事件的概念实践部分内容基于检测器的脉冲数据的拥挤检测算法基于检测器的脉冲数据的拥挤检测算法加利福尼亚算法和算法加利福尼亚算法和算法7基于占有率的拥挤检测基于占有率的拥挤检测基于区间平均速度的拥挤检测基于区间平均速度的拥挤检测交通流基本模型v在公路上行驶的车辆群成为交通流。高在公路上行驶的车辆群成为交通流。高速公路交通流状态变化具有以下特点：速公路交通流状态变化具有以下特点： 易变易变 干扰容易激发状态变化 变化幅度大变化幅度大

2、 沿高速公路不同路段和不同时间，交通流状态可能相差很大。 随机性随机性 状态变化无法准确预测，但是具有一定的特征性倾向。交通流状态自有流稳定流拥挤拥挤排队排队交通流状态划分v自由流驾驶员在车道和车速的选择上有较大的自由度。v稳定流驾驶员跟前车行驶，车速受前车制约，转换车道的可能性小。v拥挤平均车速低于50km/h，多发生在交通密度大于42辆/km/车道的条件下。v排队停车排队等待造成交通堵塞，它是交通流的一种极限状态。交通流基本参数交通量空间平均车速交通密度交通流基本模型v根据调查观测得到的交通资料，假设车流均匀，车种单一时，得到交通量、交通密度、车辆速度三者之间的理论关系式，即交通流基本模型

3、。sqv式中 交通密度 q 交通量 vs空间平均车速车速与密度模型v车速与密度之间模型有许多种，常用的是线性模型（格林希尔茨速度密度模型） 式中a、b为待定参数，当密度趋于0时，空间车速vs接近于自由行进车速vf。从而带入式中可得a= vf当密度很大，车流无法行进时，这时的密度称为阻塞密度j即把= j，vs=0，带入式中得， ，将a、b带入式中得 ，关系如图：svabfjvb1sfjvv车速与密度关系图交通量与密度模型v将速度密度关系式带入基本关系式，得到流量密度模型：由上式可得出交通量密度曲线图。并通过积分运算可得交通量最大值 ，所对应的交通密度 。2fjqv4jfmvq2jm交通量与密度关

4、系图交通量与车速模型v经过推导，可得交通量与车速模型：由此式可得出其关系图。并且同理可得出最大交通量即所对应的最佳车速 。2sjsfvqvv2fmvv交通量与车速关系图高速公路交通事件交通拥挤：交通拥挤：指当交通需求超过道路的实际通行能力时，出现的交通现象。交通堵塞：交通堵塞：由于交通事故或交通拥挤规模比较大，导致某一段道路在较长的时间内车辆无法行进，这种现象称为堵塞。交通事件交通事件交通事故交通事故是车辆在街道或道路上运行时所引起的或发生的死人、伤人或损坏物件的事故。交通事件检测的意义1直观来看，交通事件会对交通流会对交通流的状态造成负面影响，造成直接、间接的经济损失，较大程度上影响着人们的

5、生活和经济发展。2宏观来说，交通事件导致的直接和主要后果是交通延误，在对交通延误的后果进行评估时，可将其转换为油耗、空气污染等其他指标来度量。3为了避免交通事件扩大，相关部门必须及时得到交通事件发生的位置和时间，进而采取措施。交通事件检测方法v交通事件检测的基本思路是将川流不息的交通过程数字化，用交通状态参数描述交通流的变化过程。其主要的参数为：交通量、车辆速度、交通密度。通过交通状态参数的变化判断是否有交通事件发生。v在事件检测过程中主要包含检测算法和检测设备两部分内容。检测设备检测设备超生检测器超生检测器环行线圈环行线圈微波交通检测器微波交通检测器视频车辆检测器视频车辆检测器红外检测器红外

6、检测器车辆磁映像检测器车辆磁映像检测器主要检测方法基于区间平均速度的拥挤检测基于区间平均速度的拥挤检测基于占有率的拥挤检测基于占有率的拥挤检测基于检测器的脉冲数据的拥挤检测基于检测器的脉冲数据的拥挤检测检测算法检测算法基于区间平均速度的拥挤检测基于区间平均速度的拥挤检测v该方法是把高速公路分成若干个区间，分别计算每个区间的平均速度。如果此区域的平均速度低于某个值就认为发生了拥挤，否则正常。v根据所介绍的检测器，选取适合的设备，设计出基于区间平均速度的拥挤检测系统，要求能够检测出拥挤长度。并且，简要介绍系统工作原理。 在所介绍的设备中有很多设备都能测量出速度，根据不同的特点选取相应的设备。该系统

7、是基于检测区间平均速度，所以要对交通流的速度进行测量。根据实际情况，布设设备，通过，通信系统、将采集数据传输至中央计算机进行处理。设计思想分析系统选取设备系统设计基于占有率的拥挤检测v根据一段路长时间的交通流量与占有率之间的关系数据，可绘制其流量占有率关系图。并标示出其临界状态。如果超越了临界状态则为拥挤，如果没有超越，则为正常。v根据所介绍的检测器，选取适合的设备，设计出基于占有率的拥挤检测系统，并且，简要介绍系统工作原理。在所介绍的设备中有很多设备都能测量出占有率和交通量，根据不同的特点选取相应的设备。该系统是基于检测空间占有率和交通量，所以要对交通流的速度进行测量。根据实际情况，布设设备

8、，通过，通信系统、将采集数据传输至中央计算机进行处理。设计思想分析系统选取设备系统设计基于检测器的脉冲数据的拥挤检测v交通运行状态和车辆检测器传感器输出的脉冲宽度是密切相关的。当运行处于自由流时，车流速度快，车经过检测区时间短，脉冲宽度窄；同理可得，拥挤时，脉冲宽度宽。v根据所介绍的检测器，选取适合的设备，设计出基于检测器脉冲宽度的拥挤检测系统，并且，简要介绍系统工作原理。 根据各个检测设备的特点选择合适的设备。该系统是基于检测脉冲宽度，所以要对交通流的速度进行测量。根据实际情况，布设设备，通过，通信系统、将采集数据传输至中央计算机进行处理。设计思想分析系统选取设备系统设计环形线圈v目前，高速

9、公路检测交通流状态用的最多的传感器件是环形线圈。它可以检测交通量、车速、占有率、车头时距、车长和车辆存在等多个项目。调谐回路电流源相位比较器输出放大器相位锁定器线圈频率模拟数字环形线圈v检测器的检测结果，可以脉冲形式输出，也可以数字、模拟和频率三种形式输出；其中数字信号用于车辆计数、模拟量可用于计算车长和识别车型、频率可用来测速。超声检测器v超声检测器由波束发射器、接收器和时控电路组成。发射器和接收器主要用于波束的发射与接收，时控电路主要控制发射间隔，并计算发射接受时间差。将检测到的时间差与正常值进行比较，从而得出结果。v超声检测器可对车速、时间占有率、交通量等变量做出检测。红外检测器v 主动

10、式：主动式：将红外光发射器和接收器对中，水平安装在车道两旁。无车时，接收器接收细束线状红外光，车辆通过时，遮断光束，接收器无输出。通/断的转换即是对车辆的检测信号。v被动式：被动式：在路面相隔一定距离的地方，以特种涂料画出两个明显的区域，使他们在给定的环境温度下，辐射出比较稳定的能量。并安装好红外接受器。无车时，接收器分别感受两个特定区域的辐射能量，有车时，感受车辆的能量。红外检测器主动式主动式可检测交通量，和车高。红外检测器红外检测器被动式被动式可检测交通量，车速、占有率。微波交通检测器v由微波发射、接收探头及控制器、射频调制解调器构成。v检测器向监测区域发射小功率、不同中心频率的连续调制微波，获得被测物的反射回波。检测器可以检测8个车道的交通量、平均车速、占有率、按长度划分的车型和排队长度等参数。视频车辆检测器v视频车辆检测器是运用视频图像处理和计算机图形识别技术的检测器，可进行高效益的广域视频监视并现场实时采集各种交通参数。v在需要检测的路段，安装一台或多台数字式摄像机，将一定范围的交通图像，经过图像处理软件分析处理，可得到交通量、平均车