基于RTMS的高速公路事件检测系统设计

计算机技术与发展第21卷 第4期 l21 No.4 Vo.

2011年4月Apr. 2011COMPUTERTECHNOLOGYANDDEVELOPMENT

基于RTMS的高速公路事件检测系统设计

刘琳娜,蒋 珉,柴 干

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(1.东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室,江苏南京210096;

2.东南大学交通学院,江苏南京210096)

摘 要:从软件设计与实现的角度出发,以满足现代高速公路运行管理对交通事件检测的需求为目标,探讨了基于远程交通微波检测器(RTMS,RemoteTransportationMicrowaveSensor)的高速公路事件检测系统的设计方案,阐述了系统软件结构及各模块的功能与实现方案,介绍了应用于该系统的交通事件自动检测算法。系统通过采集RTMS检测到的交通数据,运用自动检测算法检测高速公路上异常事件的发生,配合使用CCTV监控摄像机进行人工核实,可以更加准确、快速地确认事件,以便交管部门进一步采取相应处理措施。

关键词:高速公路事件检测;远程交通微波检测器;自动检测算法

中图分类号:U491.116 文献标识码:A 文章编号:1673-629X(2011)04-0219-04

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DesignofHighwayIncidentDetectionSystemBasedonRTMS

LIULin-na,JIANGMin,CHAIGan

SoutheastUniversity,Nanjing210096,China;

2.SchoolofTransportation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

Abstract:Fromthestandpointofsoftwaredesignandimplementation,thedesignofhighwayincidentdetectionsystembasedonRTMS(RemoteTransportationMicrowaveSensor)wasresearched,aimingatmeetingtheneedsoftrafficincidentdetectionfortoday shigh-wayoperationandmanagemen.tSoftwarestructureofthesystemandthefunctionandrealizationofeachmodulewereillustrated.TheAID(AutomaticIncidentDetection)algorithmusedinthissystemwasintroduced.BycollectingthedatadetectedwithRTMSandde-tectingexceptionaleventsonhighwaybyAIDalgorithmandusingCCTVmonitoringcamerastoverifyevents,thesystemcanconfirme-ventsmoreaccuratelyandmorequickly,whichguaranteestrafficdepartmenttotakefurthersteps.Keywords:highwayincidentdetection;RTMS;AIDalgorithm

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(1.MinistryofEducationKeyLaboratoryofMeasurementandControlofCSE,

0 引 言

高速公路为人们的出行和货物运输开辟了一条安全、高效、舒适、方便的快速通道,并产生了巨大的社会效益和经济效益。高速公路与普通公路相比较,具有交通事故少的特点。然而,随着通车里程的增加、交通流量的增大,高速公路交通事故明显增多,且事故的严重性更甚普通公路。在高速公路上,事故如果得不到及时处理,会带来许多不良后果,如:交通警察不能尽快获取事故信息,无法及时赶赴现场处理;紧急救护部门不能及时获取事故信息,无法及时实施救援工作等

[1]

其发挥最大的效益是面临的一个重要课题,而最有效的方法就是建立成熟有效的高速公路交通事件检测与管理系统。

交通事件是指时间和地点都是随机的不可预见的事件,例如,交通事故,危险化学品泄漏,车辆抛锚,路上的杂物(它们会极大地减少这段路面的通行能力并引起交通阻塞),道路的养护和建设,信号灯和检测器的故障等

[2]

。事件相关阻塞所带来的高度经济和社会

影响使得在世界范围内的交通管理部门都加大对事件管理系统研究的力度,以试图减轻事件的影响。事件管理通常包括事件检测、事件确认、事件响应和事件清除。事件检测不仅是事件管理的第一步,也是整个系统中最重要的一部分。如果能在事件的影响没有恶化和扩大之前就及时检测并确认了这个事件,这对于提高交通管理效率、改善交通管理效果具有重要的现实意义

[3]

。因此,如何对高速公路进行科学有效地管理,使

收稿日期:2010-08-24;修回日期:2010-11-21基金项目:江苏省科技计划项目(7650146044)

作者简介:刘琳娜(1983-),女,内蒙古人,硕士研究生,研究方向为交通信息工程与控制;蒋 珉,副教授,研究方向为计算机仿真、控制系统CAD和先进制造技术。

。

本设计方案使用RTMS作为交通数据检测器,采

用McMaster算法进行事件自动检测,检测结果自动提供暗示信息给距离现场最近的CCTV摄像机,并发出报警(包括视频、声音和数据)通知管理人员将摄像机调整到最佳的角度和焦距以核实现场。若发生误报则取消报警;若确认发生事故则及时安排相应的处理措施或启动应急预案,最终达到及时、准确地检测高速公路交通事件并有效服务于高速公路交通事件管理系统的目的

[4]

由此可见,RTMS是极具推广价值和应用前景的检测器。选择RTMS作为本系统的交通检测器,不仅便于安装、维护,而且可大大提高检测的准确率和系统的可扩展性。1.2 通信系统

高速公路通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统,它要准确及时地传输监控系统和收费系统的话音、数据和图像等信息,保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的畅通,并要为高速公路内部各部门和外界建立必要的联系。

对于本高速公路事件检测系统而言,通信系统必须传送高质、可靠的交通数据,并且广域分布,连接到管理中心。每一个交通检测点通过RS-232/RS-485或可选的TCP/IP将RTMS二进制异步数据传送至Modem,通过Modem连接现有光纤网络,接到管理中

心的控制计算机。中心计算机通过光纤网络一次性收集所有区域

。

1 系统构成

一个完整的高速公路交通事件检测系统由硬件和软件两部分组成,硬件包括检测器、通信系统和计算机等;软件安装于交通管理中心的监控计算机上,

包括信息采集、通信处理和信息处理等部分。系统结构简图如图1所示。

图1 事件检测系统结构简图

1.1 检测器

目前国内高速公路监控系统中最常用的检测器为环形线圈检测器,这种检测器可以单环使用,也可以双环使用,能够检测到交通流量、占有率,双环形检测线圈还可以提供速度数据。然而,传统的环形线圈安装、维修、更换困难且需要破坏地面,尤其在故障检修时对交通有很大的阻碍作用。

视频检测器是近年来逐步发展成熟起来的一种新型车辆检测技术,虽然造价较高,但具有无线、可一次检测多参数和检测范围较大的特点,配合一定的图像识别软件,可以直接用来进行事件检测

[5]

信息

1.3 管理中心设备

[9]

。

管理中心设备包括计算机系统、大型显示系统、闭路电视系统以及紧急电话系统。其中,计算机系统包括由系统主机(服务器)和客户机组成的硬件部分以及由系统软件和应用软件组成的软件部分。高速公路事件检测系统软件为应用软件之一,安装于负责收集车辆检测数据的监控计算机上,用于接收来自所有RTMS的交通数据,并对这些数据进行存档、分析,实时检测出交通事件的发生、控制报警装置发出报警。

监控计算机需同时执行以下任务:按每30秒的时间间隔从RTMS收集每一车道的车流量、占用率、平均速度等交通数据,并将数据作图像化显示;将原始数据和每一个RTMS的工作状态记录起来,存储为计算机文档;根据McMaster算法,对收集的交通数据进行实时交通事故分析;当确认出现交通事故后,控制计算机发出警报(包括视频、声音和数据);图形用户界面向管理人员报告实时交通状态,检测结果提供自动暗示信息给最邻近的CCTV摄像机,管理人员可以通过调整 …… 此处隐藏：8440字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……