专利名称：兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察及运行方法
技术领域：
本发明涉及一种兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察及其运行方法。
背景技术：
在现代化的城市道路交通管理中，电子警察做为一种辅助执法手段已经被广泛应 用。目前通用的具有自动拍照功能的电子警察通常包括闯红灯自动拍照电子警察和应用于 无信号灯控制的路段超速自动拍照电子警察。 超速自动拍照电子警察，通常由设置于监测点车道上的两个相邻的车辆检测器、 具有车辆检测器信号输入接口的分析处理模块、图像采集设备、通讯线路等部分组成，分析 处理模块运行有速度测算程序，用于对在通过测量点的现场车辆进行速度测算，发现超过 限定速度行驶的超速车辆时进行自动拍照。从城市道路交通管理的角度讲，这种已经在全 国范围内大量广泛应用的超速自动拍照电子警察存在着功能单一和资源浪费的不足。
—方面，路面执勤的交通警察的工作职责不仅仅是执法，还肩负着快速发现和处 理道路交通拥堵的重要职责。随着经济的发展，机动车数量剧增，城市道路交通已经处于饱 和状态，特别是在早晚高峰时间，道路上的交通拥挤如果得不到及时发现和处理，会导致交 通堵塞并迅速向周边蔓延，严重时甚至会导致局部交通瘫痪。而现有的超速自动拍照电子 警察却功能单一，虽然广泛分布于城市快速路、环路、立交桥等城市道路路面上，但却没有 道路拥堵快速检测报警功能，无法辅助交通民警承担快速发现道路交通拥堵的重任。
另一方面，现有的超速自动拍照电子警察方法在实际应用中也有缺点，其一是驾 驶员在驾驶过程中超速，虽然被拍照，但驾驶员本人不知道，也就是说，虽然该违法驾驶行 为被拍照相机自动记录下来了，可是驾驶人的违法驾驶行为还依然在继续，事故隐患依然 存在；其二由于所采集的现场照片上仅仅是一张车辆被从后部拍摄的静态图像，然后通过 后台计算机处理在照片上补充打印该车辆的当时车速，违法事实不直观，容易引起被处罚 人的争议。
发明内容
本发明的目的旨在开发一种特别是适用于无信号灯控制的路段的兼有交通拥堵 报警及超速自动拍照功能的电子警察系统。该系统不仅包括超速自动拍照电子警察通常所 具有的拍照装置和车辆检测器，还包括一个速度输出接口 、一个交通拥堵报警信号信息输 出接口、和一个电子速度显示屏。速度显示屏与速度输出接口相连，并安置在车辆行驶方向 前方拍照相机的拍照范围内，可悬挂于道路上方或放置在路边，用于显示被测速机动车的 现场行驶速度。 该系统首先不仅利用现有技术根据机动车通过相邻两个车辆检测器所用的时间 计算出车辆的现场速度并对超速车辆自动拍照，还通过速度显示屏将现场车辆的速度即时 显示出来，并与现场车辆一同拍照记录下来，而且还利用这两个车辆检测器中的任意之一 进行道路交通拥堵检测，发现拥堵后立即向交通拥堵报警信号信息输出接口发出报警信息。本发明提供的一种兼有交通拥堵快速报警及超速自动拍照功能的电子警察系统是这样 实现的 兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察，即可以根据车辆检测器是否出现 被连续占用的情况进行拥堵报警，还可以将车辆行驶速度通过速度显示屏即时显示给机动 车驾驶人，并对超速车辆自动拍照。系统组成除了包括超速自动拍照电子警察通常所具有 的两个相邻的车辆检测器、具有车辆检测器信号输入接口的分析处理模块、图像采集设备、 通讯线路等部分外，还增加了 一个速度输出接口 、 一个交通拥堵报警信号信息输出接口 、 一 个速度显示屏，以及一个与速度测算程序同时运行于分析处理模块的交通拥堵分析程序。 交通拥堵分析程序内预设一个拥堵报警阀值Ta，还预设了一个报警解除阀值Tb。交通拥堵 报警信号输出接口的报警数据可以通过原有通讯线路(诸如GPRS、电话线、宽带等)传送至 控制中心，或是用于启动其它交通管理设备或措施。 运行于分析处理模块的速度测算程序通过速度输出接口与速度显示屏相连接，所
测算速度小于限速值时用绿色数字显示，大于或等于限速值时用红色数字显示。 由于速度测算程序使用相邻两个车辆检测器进行测速并进行超速自动拍照的算
法和技术成熟，此处不再详述，以下重点叙述交通拥堵分析程序使用两个车辆检测器中任
意之一进行交通拥堵快速检测报警的方法。 分析处理模块上运行的交通拥堵分析程序，在系统上电并初始化后开始运行，每 秒4次。之所以每秒运行4次，是为了縮短对车辆检测器占用状态的实时检测采样间隔、提 高检测精度。 上述系统的基本原理是①当道路交通正常时，设置在道路上的车辆检测器应该 是被间歇性占用的，车速越快则车辆对车辆检测器的占用时间越短、车速越慢则占用时间 越长。而一旦出现了本不应该出现的某一辆车长时间连续占用车辆检测器的情况，即说明 该路段此时发生了交通异常。依据这一原理，首先在分析处理模块内预设一个拥堵报警阀 值Ta ;交通拥堵分析程序对车辆检测器的占用情况进行实时监测，一旦出现车辆检测器被 连续占用达到或超过设定的拥堵报警阀值Ta，则立即向拥堵报警信号输出接口发出该路段 发生交通拥堵的报警信息。也就是说，设定拥堵报警阀值Ta的用意，是从每次有车辆开始 占用车辆检测器起开始计时，至该车辆离开车辆检测器为止停止计时，只要出现一次计时 长度超过Ta的情况即认为发生拥堵。②当这台连续占用车辆检测器的车辆驶离车辆检测 器后，车辆检测器的状态从被占用变为空闲，但此时不应马上解除拥挤报警，以避免发生报 警、解除、再报警、再解除的频繁跳动不稳定状态。应该是当从这台连续占用车辆检测器的 车辆离开车辆检测器起，此后的某一设定时间段内，即使车辆检测器会被间歇性占用、但未 再发生有车辆再次连续占用车辆检测器且达到或超过设定的拥堵报警阀值Ta的情况时， 才将拥挤报警解除。依据这一原理，首先在分析处理模块内预设一个报警解除阀值Tb ;交 通拥堵分析程序对车辆检测器的占用情况进行实时监测，当连续占用车辆检测器且达到或 超过设定的拥堵报警阀值Ta的车辆一离开车辆检测器起开始计时，只要未再出现车辆连 续占用车辆检测器且达到或超过设定的拥堵报警阀值Ta的情况，就累加计算车辆检测器 的空闲时间，当累加值达到设定的报警解除阀值Tb时解除报警；而一旦期间再次出现车辆 连续占用车辆检测器且达到或超过设定的拥堵报警阀值Ta的情况，即输出报警信号，同时 将累加值清零，从下一次该车辆离开车辆检测器起开始新一次的累加计算 也就是说，从一台连续占用车辆检测器且达到或超过设定的拥堵报警阀值Ta的车辆离开车辆检测器起，
开始对车辆检测器的空闲时间进行累加计算，直至达到报警解除阀值Tb时解除报警，而这
个过程所需的时间是不确定的，取决于期间车流量的大小、也就是累计车辆间隙的多少。车
流越小、间隙越大，则这个拥挤解除过程就越短；车流越密集、间隙越小，则这个拥挤解除过
程就越长。这种只累加车辆检测器的空闲时间、而不是累加除了车辆检测器被连续占用且
达到或超过设定的拥堵报警阀值Ta以外的所有时间(即车流正常行驶的时间)的算法，使
得拥挤解除能够依据车流特性而变化，更加符合交通流特性、更加准确。 以平均车长3米的车流计算，无信号灯控制路段上的车流，在平均时速60公里、
20公里、5公里、1公里时每辆车对车辆检测器的占用时间分别约为0. 2秒、0. 5秒、2秒、10
秒。因此，根据某一路段平均车速降至多少时应认定为发生了拥堵，交通工程师可以为该车
辆检测器设定相应的拥堵报警阀值Ta。同样，报警解除阀值Tb亦可由交通工程师根据具体
情况自行设定，一般不易过小，以免导致在拥堵尚未彻底解除、车队走走停停时，发生报警、
解除、再报警、再解除的频繁跳动状况。较大的报警解除阀值Tb，相当于加长了拥堵解除确
认过程，虽然解除所需时间较长但确认性更强。 本发明所提供的交通拥堵报警的运行方法是 (1)在分析处理模块内预设一个拥堵报警阀值Ta和报警解除阀值Tb，
(2)当系统上电时，初始化程序启动，参照图1中所示流程，将交通拥堵分析程序 的车辆检测器连续占用计时器tu、车辆检测器空闲累加器te、当前拥堵报警状态ca初始化 为O，然后开始运行交通拥堵分析程序，每秒4次， (3)参照图2中所示流程，每秒运行4次的交通拥堵分析程序，首先检查车辆检测 器占用状态，若此时车辆检测器被占用则转到(4)，若此时车辆检测器空闲则转到(5)，
(4)将车辆检测器连续占用计时器tu加l，然后判断tu是否大于或等于4*排队 清除期报警阀值Ta，是则表示出现了出现车辆连续占用车辆检测器且达到或超过设定的拥 堵报警阀值Ta的情况，将当前拥堵报警状态ca置为1、将车辆检测器空闲累加器te置为 O，然后转到(6)， (5)将车辆检测器连续占用计时器tu置为0，然后检查当前拥堵报警状态ca是否 等于l，否则说明当前无拥堵报警且车辆检测器空闲，不需处理，直接转到(6);是则说明当 前是在拥堵报警状态下出现了车辆检测器空闲，将车辆检测器空闲累加器te加l，然后判 断te是否大于或等于扭Tb，否则说明此时累计的车辆检测器空闲尚未达到拥堵解除报警 阀值Tb，直接转到(6)，是则说明此时累计的车辆检测器空闲已经达到拥堵解除报警阀值 Tb，将当前拥堵报警状态ca置为O，然后转到(6)， (6)向交通拥堵报警信号输出接口发送当前拥堵报警状态ca，然后(7)退出本次 交通拥堵分析程序的运行。
图1是初始化程序流程图
图2是交通拥堵分析程序流程图
具体实施例方式
假定在某立交桥上某处设置了车辆检测器，并预设拥堵报警阀值Ta = 8秒，报警 解除阀值Tb = 30秒。 当系统上电时，将交通拥堵分析程序的车辆检测器连续占用计时器tu、车辆检测 器空闲累加器te、当前拥堵报警状态ca初始化为0，然后开始运行交通拥堵分析模块，每秒 4次。 假定当前没有拥堵报警(当前拥堵报警状态ca = 0)，某车已经连续占用车辆检测 器3秒(车辆检测器连续占用计时器加=4*3 = 12)，且此时仍在占用交通拥堵分析程序 首先检查车辆检测器检测信号输入接口的车辆检测器占用状态，被占用，则将车辆检测器 连续占用计时器tu加l(tu = 12+1 = 13)，然后判断tu( = 13)是否大于或等于扭Ta(= 4*8 = 32)，否，则不改变ca，转到向交通拥堵报警信号输出接口发送当前拥堵报警状态 ca( = O)，然后退出本次交通拥堵分析程序的本次运行。 假定当前没有拥堵报警(当前拥堵报警状态ca = 0)，某车已经连续占用车辆检测 器7. 75秒(车辆检测器连续占用计时器tu = 4*7. 75 = 31)，且此时仍在占用交通拥堵
分析程序首先检查车辆检测器检测信号输入接口的车辆检测器占用状态，被占用，则将车 辆检测器连续占用计时器tu加1 (tu = 31+1 = 32)，然后判断tu( = 32)是否大于或等于 4*Ta( = 4*8 = 32)，是，则说明发生了交通拥堵，将ca置为1，并将车辆检测器空闲累加器 te置为0亦即将以前所可能累计的车辆检测器空闲累加值清O，然后向交通拥堵报警信号 输出接口发送当前拥堵报警状态ca( = l)，然后退出本次交通拥堵分析程序的本次运行。
假定当前有拥堵报警(当前拥堵报警状态ca = 1)，此时车辆检测器空闲，且此前 已经累计了 29. 75秒的车辆检测器空闲时间，即车辆检测器空闲累加器te = 4*29. 75 = 119:交通拥堵分析程序首先检查车辆检测器检测信号输入接口的车辆检测器占用状态，空 闲，则首先将车辆检测器连续占用计时器tu清O，然后判断当前拥堵报警状态ca是否等于 l，是，则将车辆检测器空闲累加器te加l(te = 119+1 = 120)，然后判断te( = 120)是否 大于或等于4*Tb ( = 4*30 = 120)，是，则说明拥堵已经解除，将ca置为0，然后向交通拥堵 报警信号输出接口发送当前拥堵报警状态ca( = 0)，然后退出本次交通拥堵分析程序的本 次运行。
权利要求
兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察，具有超速自动拍照装置及设置在监测点车道上的车辆检测器，其特征是(1)由车辆检测器及与之相连接的分析处理模块构成，(2)车辆检测器设置在被检测交通流向路段上，(3)分析处理模块具有一个车辆检测器检测信号输入接口、一个交通拥堵报警信号输出接口以及一个速度输出接口，速度测算程序和交通拥堵分析程序同时运行于分析处理模块内，交通拥堵分析程序内预设拥堵报警阀值Ta及报警解除阀值Tb，a、从车辆检测器被占用起监测，若在≥Ta时间隔内车辆检测器始终被连续占用，即发出交通拥堵报警信号，b、从连续占用车辆检测器时间段≥Ta的车辆离开车辆检测器时计，若再未有车辆检测器被连续占用时间≥Ta情况发生，即累加车辆检测器的空闲时间至报警解除阀值Tb，发出解除报警信号。
2. 根据权利要求1所述的兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察，其特征是 交通拥堵分析程序内每秒运行四次。
3. 根据权利要求1或2所述的兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察，其特征 是使用用于测速的相邻两个车辆检测器中的任意一个进行交通拥堵快速检测报警。
4. 根据权利要求1或2所述的兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察，其特征 是具有一个用于显示现场车辆速度的电子速度显示屏，速度显示屏与速度输出接口相连， 并安置在车辆行驶方向前方拍照相机的拍照范围内。
5. 兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察运行方法，其特征是(1) 预设一个拥堵报警阀值Ta和报警解除阀值Tb，(2) 将交通拥堵分析程序的车辆检测器连续占用计时器tu、车辆检测器空闲累加器 te、当前拥堵报警状态ca初始化为0，(3) 检查车辆检测器检测信号输入接口的车辆检测器占用状态，若此时车辆检测器被 占用则转到(4)，若此时车辆检测器空闲则转到(5)，(4) 将车辆检测器连续占用计时器tu加l，然后判断tu是否大于或等于4*排队清除 期报警阀值Ta，是则表示出现了出现车辆连续占用车辆检测器且达到或超过设定的拥堵报 警阀值Ta的情况，将当前拥堵报警状态ca置为1、将车辆检测器空闲累加器te置为O，然 后转到(6)，(5) 将车辆检测器连续占用计时器tu置为0，然后检查当前拥堵报警状态Ca是否等于 l，否则直接转到(6)、是则将车辆检测器空闲累加器te加l，然后判断te是否大于或等于 扭Tb，否则直接转到(6)、是则将当前拥堵报警状态ca置为0，然后转到(6)，(6) 向交通拥堵报警信号输出接口发送当前拥堵报警状态ca，然后(7) 退出本次交通拥堵分析程序。
全文摘要
本发明系一种兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察及其运行方法，系统由车辆检测器及与之相连接的分析处理模块构成，车辆检测器设置在被检测交通流向路段上，分析处理模块具有一个车辆检测器检测信号输入接口、一个交通拥堵报警信号输出接口、一个速度输出接口，以及一个与速度输出接口相连接的LED速度显示屏。LED速度显示屏可即时显示现场车辆的速度，小于或大于限速值时分别用绿色和红色显示。交通拥堵分析程序预设拥堵报警阀值Ta及报警解除阀值Tb。若车辆检测器被连续占用≥Ta，即发出交通拥堵报警信号并对现场拍照；从连续占用车辆检测器≥Ta的车辆离开起，若在Tb内再未发生连续占用车辆检测器≥Ta的情况，发出解除报警信号。
文档编号G08G1/052GK101697254SQ20091018804
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者刘刚, 姜廷顺, 张滨, 李志恒, 王一良, 郑通 申请人:姜廷顺;