一种智能交通流预测系统的制作方法

本实用新型涉及智能交通技术领域，尤其是涉及一种智能交通流预测系统。

背景技术：

随着社会生活水平的飞速发展，人们对生活的需求也在不断地进步，交通工具的增长带来舒适出行的同时，也使道路负担越来越重。实际交通系统中，交通流的合理分布与整个城市交通网络的畅通程度息息相关。根据当前的交通流量情况的变化规律来预测交通流量变化趋势是非常重要的。但交通流容易受各种各样因素干扰，所以交通流预测系统相当复杂，单一的模型或者方法不能准确地解决交通流问题。

现有的交通流预测系统有基于环形线圈车辆检测系统、基于波频车辆检测系统(多为悬挂式检测系统)、基于视频的车辆检测系统。虽然这三种系统都可以检测到交通流量，但是环形线圈在安装或维护时必须直接埋入车道，使得路面受损，还会造成交通受阻；波频车辆检测中以微波检测器为例，其对安装高度离最近车道有3m的距离要求，所以在立交和高架路上的安装非常困难；视频检测器与传统的交通采集对比，例如道路车辆混合情况复杂时，机动车与非机动车在道路上同时行驶，容易发生冲突，当前的道路通行情况是根据已经固定时间长短的交通信号灯来决定车辆顺序，不能对道路出现的拥堵或者交通事故实时检测解决，当前系统主要采用STM32单片机芯片来完成控制器的工作，运用无线控制传输信息，但是无线控制传输容易受到温度、天气等不良环境的影响，或者强信号干扰产生的错误信息，导致不能准确预测交通流的流量情况，因此我们希望建立一个可以实时观察、控制的交通流预测系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对当前技术存在的问题：交通流预测过程中，装置安装或维护非常困难、对环境的要求很高并且受环境情况影响严重、对路面控制处理不当等问题，提出的一种智能交通流预测系统。本智能交通流预测系统包括控制器、车辆检测器、数字视频解码器、报警器、交通信号灯和上位机，并通过对当前数字视频解码器与车辆检测器之间的连接电路设计的改进，降低了噪声，避免了交通流中高频信号对城市生活的影响，同时减少高频信号对交通的干扰。该系统安装简便，维护方便，易于扩展，检测范围大，稳定性较好，受外界干扰相对较小。

本实用新型的技术方案如下：

一种智能交通流预测系统，该系统包括车辆检测器模块、控制器模块、数字视频解码器模块、报警模块、交通信号灯模块和上位机；其中，上位机、交通信号灯模块、数字视频解码器模块、报警模块分别与控制器模块相连，车辆检测器模块与数字视频解码器模块相连；

所述的车辆检测器模块包括4个相同并相互独立的车辆检测器；所述的数字视频解码器模块包括四个相同并相互独立的数字视频解码器；每个车辆检测器通过两个相同的低通滤波器-电阻分压电路和一个对应的数字视频解码器相连；

所述的控制器主控单元为数字信号处理器；

所述的交通信号灯模块为设置在面向路口四个方向的四个交通信号灯；

所述的车辆检测器包括摄像机和两个S-video视频接口，摄像机分别和两个视频接口相连；每个车辆检测器安装在一个交通信号灯上；

所述的低通滤波器-电阻分压电路的组成包括：第一电容一端与一个S-video视频接口相连，另一端接地，第一电感一端与S-video视频接口相连，另一端分别与第二电容、第二电感相连，第二电容另一端接地，第三电容与第二电容并联，第二电感另一端分别与第四电容、第三电感相连，第四电容另一端接地，第三电感另一端与第一电阻、第五电容相连，第五电容另一端接地，第一电阻的另一端分别与第二电阻、第六电容相连，第二电阻另一端接地，第六电容的另一端与数字视频解码器的一个端口连接。

本实用新型的有益效果是：

1.安装简单，维护方便，易于扩展，检测范围大，稳定性较好，受外界干扰相对较小；

2.报警器装置的设置可以控制交通路段车流量的通行范围，也可以及时处理道路出现的交通状况，避免发生更大的交通事故；

3.减少车辆平均延误时间，有效缓解交通拥堵问题。

本实用新型采用上位机与控制器的连接，可以实时观测道路车流的情况，还可以通过改变绿灯时间调节道路拥堵状况。着重解决了传统只按照交通信号灯时间调节道路车流量，对复杂的道路状况处理不及时，不能应对突发状况的缺点。如果道路出现交通事故，可以及时采用报警装置处理事件，缩短道路延误时间。本装置以DSP作为控制器主控单元，将传感器车辆检测器获取相关车辆信息，把采集的图像处理，通过视频接口连接改进电路，然后进行数字视频解码器转换为车辆交通数据信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型单交叉口几何示意图。

图3是本实用新型的视频检测器位置示意图，所述视频车辆检测器11、12、13、14分别安装在交通信号灯21、22、23、24上。

图4是本实用新型结构示意图的部分硬件连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行详细、清楚地描述。

作为本实用新型的一种实施方式，如图1所示，本实用新型包括车辆检测器模块、控制器模块、数字视频解码器模块、报警模块、交通信号灯模块和上位机；其中，上位机、交通信号灯模块、数字视频解码器模块、报警模块分别与控制器模块相连，车辆检测器模块与数字视频解码器模块相连；

所述的车辆检测器模块包括4个相同并相互独立的车辆检测器；所述的数字视频解码器模块包括四个相同并相互独立的数字视频解码器；一个车辆检测器通过两个相同的低通滤波器-电阻分压电路和一个数字视频解码器相连。

所述的控制器主控单元是型号为TMS320DM642AZNZ6的数字信号处理器(即DSP)；

所述的数字视频解码器型号为TVP5150AM1PBSR；

所述的车辆检测器型号为KITOZER-Box1000-VTD-I，该型号检测器包括摄像机和2个S-video视频接口；摄像机检测到视频信息，通过S-video视频接口连接改进电路输入到数字视频解码器，最后计算机进行存储、处理和分析工作。车辆检测器是通过视频摄像机作传感器，当车辆处在检测区时背景的灰度值产生变化，证明有车辆经过，可以检测车辆的流量和速度和密度。车流量、占有率:误差小于5％，车速检测:误差小于10％，交通流密度:误差小于5％，本实用新型所用四个型号相同的车辆检测器，如图3的11、12、13、14分别是四个车辆检测器的所在位置，图3中的21、22、23、24是四个型号相同的交通信号灯，四个车辆检测器11、12、13、14中摄像采集头分别采集道路的31、32、33、34四个方向的车流信息，焦点一般角度是采集31、32、33、34所在的整条道路信息。本实用新型中把车辆检测器安装在交通信号灯位置的上方，方便安装也节省为安装车辆检测器设立单独的设备；

所述的交通信号灯模块为旗骏JD400-3-C3交通信号灯；

所述的报警模块为TKB系列的ENROUTE报警装置；

所述的上位机为可以连接网络的计算机，最低配置为主频3.2GHz的四核处理器、内存3G、独立显卡、xp系统以上；

本实用新型如图4所示，对车辆检测器与数字视频解码器之间的检测连接电路进行了改进，通过对传统电路的改进，以及电阻R02和电阻R04的增加，低通滤波器-电阻分压电路，该电路实现了电阻分压，解决了超出TVP5150所允许得最大输入值问题。为防止交通流中高频信号影响城市生活，产生噪声，在模拟前端加入低通滤波器，减少高频信号对人们正常生活产生的影响，也避免对交通流的正常运行造成干扰。车辆检测器的摄像机检测到视频信息，通过S-video视频接口通过两个相同的低通滤波器-电阻分压电路输入到数字视频解码器，所述的检测连接电路是两个型号相同的S-video视频接口与TVP5150数字视频解码器间连接时增加两个相同的低通滤波器-电阻分压电路，然后TVP5150数字视频解码器与TMS320DM642连接；其中，一条低通滤波器-电阻分压电路的组成包括：第一电容C01一端与S-video视频接口相连，另一端接地，第一电感L01一端与S-video视频接口相连，另一端分别与第二电容C02、第二电感L02相连，第二电容C02另一端接地，第三电容C03与第二电容C02并联，第二电感L02另一端分别与第四电容C04、第三电感L03相连，第四电容C04另一端接地，第三电感L03另一端与第一电阻R01、第五电容C05相连，第五电容C05另一端接地，第一电阻R01的另一端分别与第二电阻R02、第六电容C06相连，第二电阻R02另一端接地，第六电容C06的另一端与TVP5150的AIP1A端口连接；TVP5150的AIP1B端口连接电路结构同上一个。所述的第一电感L01、第四电感L04均为2.7μH，第二电感L02、第三电感L03、第五电感L05、第六电感L06均为1μH，第一电容C01、第二电容C02、第四电容C04、第五电容C05、第七电容C07、第八电容C08、第十电容C010、第十一电容C011均为180pF，第三电容C03、第九电容C09均为470pF，第六电容C06、第十二电容C012均为0.1pF，第一电阻R01、第二电阻R02、第三电阻R03、第四电阻R04均为10KΩ。

本实用新型的工作过程如下：

本实用新型开始工作后，车辆检测器从形成的检测区中获取到相关车辆信息，开始采集车流量信息，得到视频图像，通过S-video视频接口经过低通滤波器电路的改进后去掉高频信号，然后通过TVP5150数字视频解码器得到道路上车辆的数据，数据传输到数字信号处理器，将数据上传到上位机中，经过筛选可以得到训练样本数据，并且要实时更新交通状况，通过观察上位机的实时动态变化，判断是否需要人为干涉道路交通情况。当上班高峰期、周末、法定节假日等车流量会大量增长时，判断道路过度拥挤，可以及时按排工作人员指挥交通，疏通车流。通过在交通信号灯时间上的设置，从而对交通流量进行控制和预测。当道路出现事故时会启动报警装置，提示车辆正确选择合理道路通行，避免在一条道路过度拥挤。控制器和上位机连接，有利于技术工作人员调试、控制。

本实用新型涉及的软件或协议为公知技术。

以上内容是结合具体的实施方案对本实用新型做的进一步说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于此说明。

本实用新型未尽事宜为公知技术。