公路拥堵事件检测方法及预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在公路拥堵情况下使用的检测方法及利用该检测方法对车辆拥 堵情况进行预警的系统。
【背景技术】
[0002] 公路建成后，随着车流量的不断增加，时常发生交通拥堵事件，并由此存在引发系 列交通事故的隐患。而随着近年来车辆数爆炸式的增长，交通拥堵问题给公路管理者带来 了巨大的压力。
[0003]目前国内外检测路面拥堵事件方法单一，预警力度较弱，单一的方法往往存在特 殊情况检测不到的问题，导致预警不及时。故如何利用合理的手段进行公路拥堵事件检测 与预警具有十分重要的研究意义和实际运用价值。
[0004] 现阶段国内外的许多公路拥堵事件的研究停留在理论层面，与实际应用需求相背 离，并不能很好地适应公路管理者对拥堵事件的检测的要求。
[0005] 因此，如何设计一种能够快速反应当前交通拥堵状态且造价成本低的交通拥堵预 警技术是当下城市交通拥堵研究的关键问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0007] 本发明还有一个目的是通过公路拥堵事件检测方法，提高检测的效率，以便获得 更快速准确的检测结果。
[0008] 本发明还有一个目的是提供一种公路拥堵事件预警系统，其能够快速实现交通拥 堵的判别和预警，在第一时间发出报警。
[0009] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种公路拥堵事件检测方 法，（当经过车辆时，通过获取埋设在公路断面前后一定间隔的两个感应装置产生的信号对 该断面区域拥堵情况进行判定），包括以下步骤：
[0010] 步骤一、设于公路一车道某断面前的第一感应装置及设于该车道所述断面后的第 二感应装置依次对经过的车辆产生信号，所述第一感应装置与所述第二感应装置间隔为 1 ;
[0011] 步骤二、与所述第一感应装置及所述第二感应装置分别进行有线或无线通信连接 的信号处理模块通过对所述第一感应装置及所述第二感应装置发射的信号进行处理，获得 车辆进入所述第一感应装置感应范围时所述第一感应装置产生信号的时间ta、车辆离开所 述第一感应装置感应范围时所述第一感应装置产生信号的时间t b、车辆进入所述第二感应 装置感应范围时所述第二感应装置产生信号的时间t。及离开所述第二感应装置感应范围 时所述第二个感应装置产生信号的时间t d;以及，
[0012] 步骤三、判定模块与所述信号处理模块通过有线或无线通信方式连接以用于对所 述ta、tb、t。及t ,进行处理，得出判定值，所述判定模块将所述判定值与所述设定阈值进行 比较，判定启动报警装置或重复执行步骤一。
[0013] 优选的是，其中，1为1~50m。
[0014] 优选的是，其中，所述判定模块对所述ta、tb、t。及t ,按照公式组一进行处理，得出 单位周期T。内，车辆在所述第一感应装置与所述第二感应装置之间运行时的平均运行速度 卩及信号平均时间占有率OC ,
[0015] 所述公式组一包括：
[0016] 1)平均运行速度[的处理过程：一辆车经过两传感器的时间差
[0017]
[0018] 2)信号平均时间占有率^的处理过程：单位周期T。内，η辆车在所述第一感应装 置及所述第二感应装置之间运行时单个传感器的信号持续总时间
[0019] %
[0020] 则信号时间占有率Cec=I (Τ。为单位时间），从而得出信号平均时间占有率
[0021] 所述判定模块将处理后的单位周期Τ。内，车辆在所述第一感应装置与所述第二感 应装置之间运行时的平均运行速度卩及信号平均时间占有率?与设定阈值进行比较：
[0022] 当运行速度?小于所述速度阈值％且信号平均时间占有率士大于设定的阈值 ，则判定存在交通拥堵；
[0023] 当运行速度?大于设定的速度阈值&且/或信号平均时间占有率G小于设定的 阈值时，则判定不存在交通拥堵。
[0024] 优选的是，其中，当评定拥堵的车道数M达到设定阈值ma (1彡ma彡m)时，则判定 断面存在拥堵异常事件，并发出报警，否则重新执行步骤一；其中，公路单向断面行车道数 为m〇
[0025] 优选的是，其中，所述判定模块通过对所述ta、tb、t& t d进行处理，得出所述断面 处第i个周期的平均速度&、第i个周期与前n(n = 1，2,3...)个周期的平均速度差的绝 对值及信号平均时间占有率差的绝对值所述判定模块将处理后的第i个周 期的平均速度、信号平均时间占有率差的绝对值Δ&η-?及平均速度差的绝对值与 设定阈值进行比较：
[0026] 当第i个周期的平均速度&小于设定阈值Bfi、平均速度差的绝对值夂^_"大于设 定阈值A Ve且信号平均时间占有率差的绝对值Δ&,μ大于设定阈值时，判定路况 出现拥堵或有异常事件发生，并启动报警装置。
[0027] 上述两种判定模块的判定方法既可以单独使用于一个系统中，也可共同使用于一 个系统中。
[0028] 本发明的目的还可以进一步由一种应用上述公路拥堵事件检测方法的多断面拥 堵检测方法实现，其中，当经过车辆时，通过获取分别埋设在公路上一定间隔的两个断面的 两个感应组件产生的信号对所述两断面区域拥堵情况进行判定，包括以下步骤：
[0029] 步骤1、设于公路第一断面j的第一感应组件及设于公路第二断面j-Ι的第二感 应组件依次对经过的车辆产生信号，所述第一断面j与第二断面j-Ι间距为i，L h , 200 ~3000m ;
[0030] 步骤2、与所述第一感应组件及所述第二感应组件分别进行有线或无线通信连接 的信号处理模块通过对所述第一感应组件及所述第二感应组件获取的信号进行处理，获得 车辆经过所述第一感应组件及所述第二感应组件时的时间参数；以及，
[0031] 步骤3、所述信号处理模块将所述时间参数发送至判定模块进行处理，以获得所述 第一断面j与第二断面j-Ι的速度差的绝对值AVh j i、占有率差的绝对值及流量差 的绝对值△ Nu i，所述判定模块将处理后的所述第一断面j与第二断面j-Ι的速度差的绝 对值A Vj, j i、占有率差的绝对值及流量差的绝对值Δ Nj, j i与设定阈值进行比较：
[0032] 当公路第一断面j与公路第二断面j-Ι速度差AV^1大于设定阈值AVx、绝对 值占有率差AOcc w 1大于设定阈值八〇(：(^且流量差ANyjl大于设定阈值ANJt，则判定 路况存在拥堵或异常现象，启动报警装置。
[0033] 为了实现本发明的目的和其它优点，还提供了一种采用上述公路拥堵事件检测方 法的公路拥堵事件预警系统，包括，
[0034] 感应单元，包括至少两组感应组件，每一所述感应组件包括第一感应装置及第二 感应装置，所述第一感应装置与所述第二感应装置设置间距为1~50m，相邻两组感应组件 间距为200~3000m ;
[0035] 信号处理模块，与所述感应单元采用有线或无线通信方式连接，用以获得所述感 应单元发射信号时产生的时间参数；
[0036] 判定模块系统，所述判定模块系统包括与所述信号处理模块分别通过有线或无线 通信方式连接的判定模块一、判定模块二及判定模块三，所述判定模块一、判定模块二及判 定模块三对所述时间参数进行处理得到不同判定值，所述判定模块一、判定模块二及判定 模块三分别将所述判定值与设定阈值进行比较，判定是否发出预警信号；以及，
[0037] 报警装置，与所述判定模块一、判定模块二及判定模块三分别通过有线或无线通 信方式连接，所述报警装置接收所述判定模块一、判定模块二或判定模块三发出的所述预 警信号并作出报警响应。
[0038] 优选的是，其中，所述判定模块一对运行速度；及信号平均时间占有率^进行判 定；所述判定模块二对第i个周期的平均速度^、.信号平均时间占有率差的绝对值 及平均速度差的绝对值Δ&_Η进行判定；所述判定模块三对所述第一断面j与第二断面j_l 的速度差的绝对值AVh j i、占有率差的绝对值1及流量差的绝对值ANh j i进行判定。
[0039] 优选的是，其中，所述感应装置为无线传感器、线圈、激光或视频。
[0040] 优选的是，其中，所述感应装置为无线地磁传感器。
[0041] 本发明至少包括以下有益效果：1)创新设计了全新的公路拥堵事件预警方法