一种长大隧道交通事件实时检测系统及其方法与流程

本发明涉及智能交通，尤其是一种基于车牌识别技术的长大隧道交通事件实时检测系统及其方法。

背景技术：

我国西部地区地形条件复杂，为保证高速公路其较高的服务水平，形成了大量的长大隧道。随着隧道里程的不断增加，一系列问题接踵而来，由于其封闭带状的空间分布特征以及“黑洞、白洞”等特殊的行车环境，大大增加了驾驶员的操作负荷，其往往成为高速公路交通事件的多发区。

长大隧道内一旦发生交通事件，后果十分严重，其封闭的空间特征影响了事件的发现、疏散和救援，往往容易引发二次交通事件。而在隧道内部，由于光线条件的限制，摄像设备往往无法准确的判断交通运行状态。即使能够识别，仍需管理人员不间断的观看所有监控视频，大大增加了管理人员的工作强度。

因此，提出一种长大隧道交通事件实时检测系统和方法，能够减轻管理人员工作强度，并及时的发现交通事件，及时做出处理预案，减少隧道内交通事件产生的交通拥堵，并降低其产生的交通安全隐患。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在利用车牌识别技术提供一种精度高、计算简便的长大隧道交通事件实时检测系统及其方法。

技术方案：一种长大隧道交通事件实时检测系统，包括数据采集系统和交通事件检测系统，所述数据采集系统包括：

车牌识别设备，用于采集隧道入口处和出口处的车辆的车牌图像并传输至数据处理模块；

数据处理模块，用于对车牌识别设备采集的车牌图像进行分析识别出车牌照、将数据格式进行标准化、计算交通流参数并将隧道入口处和出口处的车辆信息和交通流参数存储到数据库模块；

数据库模块，用于存储隧道车辆信息和交通流参数；

所述交通事件检测系统包括：

数据匹配模块，用于从数据库模块中读取车辆信息、对隧道入口处和出口处的车牌照进行对照、计算车辆在隧道中行驶的时间并在行驶时间异常时通知事件预警模块；

事件预警模块，用于在接收到数据匹配模块的异常通知时发布预警信息。

进一步的，数据库模块存储的车辆信息包括车牌照、时间戳和采集点的位置。

进一步的，所述交通流参数包括隧道入/出口流量、车辆速度和隧道内车辆占有率。

进一步的，所述数据库模块为MySQL数据库。

进一步的，所述车牌识别设备、数据处理模块、事件预警模块依次通过以太网相连；数据处理模块、数据库模块和数据匹配模块三者集成一体。

一种长大隧道交通事件实时检测方法，包括以下步骤：

(1)车牌识别设备采集隧道入口处和出口处的车辆的车牌图像并传输至数据处理模块；

(2)数据处理模块对车牌识别设备采集的车牌图像进行分析识别出车牌照、将数据格式进行标准化、计算交通流参数并将隧道入口处和出口处的车辆信息和交通流参数存储到数据库模块；

(3)数据匹配模块从数据库模块中读取车辆信息、对隧道入口处和出口处的车牌照进行对照、计算车辆在隧道中行驶的时间并在行驶时间异常时通知事件预警模块发布预警信息。

进一步的，步骤(1)中所述车牌识别设备采集车辆的车牌信息的时间间隔为为30s。

进一步的，所述步骤(3)具体包括如下子步骤：

(3.1)计算车辆在隧道中行驶的时间：若隧道入口处和出口处都包含同一车牌照时，则该车辆在隧道中行驶的时间为Δt＝t_exit-t_entrnace，其中t_entrnace为进入隧道时间，t_exit为驶出隧道时间；

若入口处包含的车牌照在出口处不包含时，则该车辆在隧道中行驶的时间为Δt＝t_current-t_entrnace，其中t_entrnace为进入隧道时间，t_current为当前时间；

(3.2)将Δt与预设的阈值t₀进行比较，如果Δt≤t₀，将该车辆数据删除，继续比较其他车辆，

其中：l为隧道长度，v为预设车速；

(3.3)如果Δt>t₀，则计算ΔV，

ΔV＝|V_entrance-V_exit|

其中：V_entrance为[t_current-30s,t_current]时间段内隧道入口处交通量，V_exit为[t_current-30s,t_current]时间段内隧道出口处交通量；

将ΔV与预设的阈值V₀进行比较，如果ΔV≤V₀，则返回步骤(3.1)；如果ΔV>V₀，则判定隧道中发生交通事件，并通知事件预警模块发布预警信息；

V₀＝min[ΔV₁,ΔV₂,ΔV₃,ΔV₄,ΔV₅]

其中：ΔV₁,ΔV₂,ΔV₃,ΔV₄,ΔV₅分别为[t_current-60s,t_current]，[t_current-90s,t_current]，[t_current-120s,t_cutrent]，[t_current-150s,t_current]，[t_current-180s,t_current]时间段内出入口交通量差值的绝对值。

进一步的，步骤(3.2)中所述预设车速v为隧道的25％位车速。

有益效果：本发明提出一种长大隧道交通事件实时检测系统和方法，可以准确的识别长大隧道内部的异常交通事件，为交通运营管理中心提供可靠的信息，能够减轻管理人员工作强度，并及时的发现交通事件，及时做出处理预案，减少隧道内交通事件产生的交通拥堵，并降低其产生的交通安全隐患，以提高隧道的运行效率和服务水平。

附图说明

图1是本发明的系统框架图；

图2是交通事件检测方法流程图。

具体实施方式

下面通过一个最佳实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。

如图1所示，一种长大隧道交通事件实时检测系统，包括数据采集系统和交通事件检测系统，所述数据采集系统包括：

车牌识别设备，即摄像头，用于采集隧道入口处和出口处的车辆的车牌图像并传输至数据处理模块；

数据处理模块，用于对车牌识别设备采集的车牌图像进行分析识别出车牌照、将数据格式进行标准化、计算交通流参数并将隧道入口处和出口处的车辆信息和交通流参数存储到数据库模块；

数据库模块，为MySQL数据库，用于存储隧道车辆信息和交通流参数；车辆信息包括车牌照、时间戳和采集点的位置(即隧道入口处还是隧道出口处)，交通流参数包括隧道入/出口流量、车辆速度和隧道内车辆占有率。

所述交通事件检测系统包括：

数据匹配模块，用于从数据库模块中读取车辆信息、对隧道入口处和出口处的车牌照进行对照、计算车辆在隧道中行驶的时间并在行驶时间异常时通知事件预警模块；

事件预警模块，用于在接收到数据匹配模块的异常通知时发布预警信息。

所述车牌识别设备、数据处理模块、事件预警模块依次通过以太网相连，三者链式连接；数据处理模块、数据库模块和数据匹配模块三者集成一体。

如图2所示，一种长大隧道交通事件实时检测方法，包括以下步骤：

(1)车牌识别设备采集隧道入口处和出口处的车辆的车牌图像并传输至数据处理模块，其采集车辆的车牌信息的时间间隔为为30s；

(2)数据处理模块对车牌识别设备采集的车牌图像进行分析识别出车牌照、将数据格式进行标准化、计算交通流参数并将隧道入口处和出口处的车辆信息和交通流参数存储到数据库模块；

(3)数据匹配模块从数据库模块中读取车辆信息、对隧道入口处和出口处的车牌照进行对照、计算车辆在隧道中行驶的时间并在行驶时间异常时通知事件预警模块发布预警信息，具体包括如下子步骤：

(3.1)计算车辆在隧道中行驶的时间：若隧道入口处和出口处都包含同一车牌照时，则该车辆在隧道中行驶的时间为Δt＝t_exit-t_entrnace，其中t_entrnace为进入隧道时间，t_exit为驶出隧道时间；

若入口处包含的车牌照在出口处不包含时，则该车辆在隧道中行驶的时间为Δt＝t_current-t_entrnace，其中t_entrnace为进入隧道时间，t_current为当前时间；

(3.2)将Δt与预设的阈值t₀进行比较，如果Δt≤t₀，将该车辆数据删除，继续比较其他车辆，

其中：l为隧道长度，v为预设车速，本实施例中的预设车速v为隧道的25％位车速，25％位车速表示全部车车辆的25％是在此车速以下行驶；

(3.3)如果Δt>t₀，则计算ΔV，

ΔV＝|V_entrance-V_exit|

其中：V_entrance为[t_current-30s,t_current]时间段内隧道入口处交通量，V_exit为[t_current-30s,t_current]时间段内隧道出口处交通量，交通量即通过的车辆数；

将ΔV与预设的阈值V₀进行比较，如果ΔV≤V₀，则返回步骤(3.1)；如果ΔV>V₀，则判定隧道中发生交通事件，并通知事件预警模块发布预警信息；

V₀＝min[ΔV₁,ΔV₂,ΔV₃,ΔV₄,ΔV₅]

其中：ΔV₁,ΔV₂,ΔV₃,ΔV₄,ΔV₅分别为[t_current-60s,t_current]，[t_current-90s,t_current]，[t_current-120s,t_current]，[t_current-150s,t_current]，[t_current-180s,t_current]时间段内出入口交通量差值的绝对值。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。