智能交通流量采集系統(tǒng)方案

1、智能交通流量采集系統(tǒng)方案1.1系統(tǒng)概述隨著我國經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)快速發(fā)展，群眾購車剛性需求旺盛，汽車保有量繼續(xù) 呈快速增長趨勢，據(jù)公安部交管局統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，全國機(jī)動車保有量達(dá) 2.79億輛，其中汽車1.72億輛，新注冊量和年增量均達(dá)歷史最高水平。另一方面， 由于道路規(guī)劃跟不上機(jī)動車增長的速度，導(dǎo)致道路流量資源分配不合理，不能有 效的疏導(dǎo)車流量，所以加強(qiáng)對道路交通流量監(jiān)測勢在必行。交通參數(shù)采集是智能交通系統(tǒng)建設(shè)中相對基礎(chǔ)且重要的一環(huán)，交通參數(shù)的采 集可為指揮調(diào)度、交通信號控制、交通誘導(dǎo)等、道路路網(wǎng)規(guī)劃提供決策依據(jù)。1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)通過對城市道路上的某些關(guān)鍵路口、路段建設(shè)流量檢測系統(tǒng)，以達(dá)到為管

2、理 部門提供一個輔助管理的手段：1、在城市道路重點(diǎn)路段設(shè)置監(jiān)控卡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)部位的24小時全天候監(jiān) 控覆蓋，視頻流可用于實(shí)時監(jiān)控或存儲。2、基于視頻流進(jìn)行車流量、平均車速、排隊(duì)長度、車頭時距等交通數(shù)據(jù)的檢 測采集，為交通規(guī)劃和指揮調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持。1.3設(shè)計(jì)原則本系統(tǒng)建設(shè)以“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠、信息安全、方便實(shí)用、便 捷擴(kuò)容、易于維護(hù)”為原則，以相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合我國道路特點(diǎn)， 同時綜合考慮車輛檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢，確保系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)滿足當(dāng)今交通管 理部門對交通參數(shù)檢測系統(tǒng)的應(yīng)用和擴(kuò)展需求：1、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，所 有數(shù)據(jù)格式

3、與接口均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并提供功能定制以適應(yīng)地方應(yīng)用差異。2、技術(shù)先進(jìn)：充分利用科技進(jìn)步成果，采用當(dāng)今先進(jìn)成熟的技術(shù)，在相當(dāng)長 的時間內(nèi)保持國內(nèi)外先進(jìn)水準(zhǔn)。3、穩(wěn)定可靠：本系統(tǒng)具有防盜、耐高溫、抗寒、散熱排風(fēng)等功能設(shè)計(jì)，使用 的各類電氣接線端子、過載、漏電及斷路保護(hù)裝置、避雷裝置等裝置均符合國家 有關(guān)電氣安全標(biāo)準(zhǔn)要求，保證系統(tǒng)能夠可靠地、連續(xù)地運(yùn)行。4、信息安全：系統(tǒng)具有防非法接入、防誤操作、防病毒等特性，通過合理的 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有效的外場保護(hù)措施以及完善的內(nèi)部管理機(jī)制有效避免系統(tǒng)遭到 惡意攻擊和數(shù)據(jù)被非法提取的現(xiàn)象出現(xiàn)，保障系統(tǒng)的信息安全。5、方便實(shí)用：系統(tǒng)提供清晰、簡潔、友好的中文操作界面

4、，操控簡便、靈活， 易學(xué)易用，便于管理和維護(hù)，能自動糾錯和系統(tǒng)恢復(fù)，整個系統(tǒng)的操作簡單、快 捷、環(huán)節(jié)少，以保證不同的操作者都能熟練操作系統(tǒng)，具有高度友好的界面和使 用性。6、便捷擴(kuò)容：隨著業(yè)務(wù)的拓展以及技術(shù)的進(jìn)步，用戶的需求將會不斷增加， 系統(tǒng)的規(guī)模也將隨之?dāng)U大，故在設(shè)計(jì)時，既應(yīng)保證技術(shù)的先進(jìn)性，又要兼顧與原 有系統(tǒng)的兼容。因此，我們采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)接口具備良好的擴(kuò)展性， 能夠很好的完成系統(tǒng)的平滑升級，實(shí)現(xiàn)軟硬件產(chǎn)品升級的系列化和模塊化。1.4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于視頻的車輛檢測功能，在城市常規(guī)桿件上安裝視頻檢測設(shè)備，支持34車道的流量檢測。支持到車流量、平均速度、車頭時距、車頭間距、車

5、道時 間占有率、車道空間占有率、車輛排隊(duì)長度、車輛分類、交通狀態(tài)等信息的檢測 和統(tǒng)計(jì)。在支持交通參數(shù)采集的同時，兼顧視頻監(jiān)控的功能。（2通訊）（網(wǎng)絡(luò)通訊）（485通訊）視頻車輛檢測器可通過網(wǎng)絡(luò)或485信號將交通參數(shù)信息傳輸至交通信號機(jī)， 也可通過IO解析設(shè)備轉(zhuǎn)換為IO信號再傳輸給交通信號機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)單路口感應(yīng) 控制或單路口自適應(yīng)控制；也可通過網(wǎng)絡(luò)信號將周期統(tǒng)計(jì)的交通參數(shù)信息上傳到 中心平臺，供城市交通信息服務(wù)、城市交通誘導(dǎo)服務(wù)、城市路建規(guī)劃使用。1.5系統(tǒng)前端設(shè)計(jì)1.5.1前端工作原理系統(tǒng)主要由高清攝像機(jī)完成交通參數(shù)采集功能。高清攝像機(jī)是本系統(tǒng)的核心 部件，采用星光級圖像感光元件，圖像分辨率為

6、1920*1080。相機(jī)根據(jù)斷面的車 輛情況，可覆蓋34個車道，對過往車流進(jìn)行高清記錄，獨(dú)立完成視頻檢測、流 量統(tǒng)計(jì)、路況監(jiān)測、行為識別、視頻傳輸?shù)裙δ堋Ｏ到y(tǒng)采用業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的車輛3D建模作為視頻檢測的核心技術(shù)。將視頻檢測 算法運(yùn)行在高性能的DSP處理器中，利用車體輪廓、車燈、車型多項(xiàng)特征來保證 高的捕獲率，同時算法中添加必要的過濾器，對由環(huán)境光變化和其他動態(tài)物體干 擾進(jìn)行規(guī)避，全天候?qū)崟r的對過往的車輛進(jìn)行檢測，系統(tǒng)利用高清視頻攝像機(jī)對 覆蓋范圍機(jī)動車道和非機(jī)動車道進(jìn)行7*24小時的高清錄像，前端系統(tǒng)實(shí)時的將 統(tǒng)計(jì)信息、行為監(jiān)測結(jié)果和高清錄像傳送給后端的管理平臺，通過平臺進(jìn)行數(shù)據(jù) 整合，最終實(shí)現(xiàn)

7、流量統(tǒng)計(jì)查詢、路口狀態(tài)監(jiān)測、流量監(jiān)測等。1.5.2點(diǎn)位部署原則根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求部署檢測視頻流量檢測器，通常適用以下場景：可部署在城市主干道、次干道等道路交叉節(jié)點(diǎn)；可部署在城市高架橋、快速路的上下匝道口；可部署流量大、易發(fā)生擁堵的路段區(qū)間；可部署在城市外圍高速出入口；可部署在城鄉(xiāng)結(jié)合出入口。1.5.3前端安裝布局現(xiàn)場可根據(jù)最終數(shù)據(jù)的要求靈活布設(shè)視頻流量檢測器。如正向檢測、背向檢 測等。1）最佳安裝布局安裝L型桿件，高度為6米，覆蓋34個車道，攝像機(jī)安裝于檢測區(qū)域的中 間位置。攝像機(jī)視場下沿調(diào)整至距立桿12米處，挑臂長度依據(jù)現(xiàn)場路寬來確定， 可保證車流檢測率N95%。以下為現(xiàn)場布局示意圖：2）其他

8、安裝布局本產(chǎn)品也支持簡易型的安裝布設(shè)，可保證車流量檢測準(zhǔn)確率N90%。具體如下：正向側(cè)裝布設(shè)（34車道）:正裝背向安裝布設(shè)（34車道）：背向側(cè)裝布設(shè)（34車道）：1.5.4攝像機(jī)選型低照度：該特性可以保證輸入視頻在城市道路夜晚亮度較低時視頻畫面亮度 合適，噪聲較少，有利于車輛分析處理。強(qiáng)光抑制：該特性可以保證在夜晚車輛開啟前大燈的情況下，視頻畫面中的 光暈得到有效的抑制，連續(xù)車流的相互影響更小，有利于車輛分析處理。1.5.5補(bǔ)光燈配置視頻流量檢測器選用低照度高性能攝像機(jī)，在夜間的環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。且護(hù) 罩可配置一體化內(nèi)置LED燈，如有路燈等其他環(huán)境照明，則不需額外配置環(huán)境補(bǔ) 光燈；如現(xiàn)場環(huán)境照明

9、條件較差，建議配置一盞常亮燈用于夜間補(bǔ)光。1.6系統(tǒng)功能1.6.1交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)視頻流量檢測器支持分車道統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計(jì)周期可根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置。交通數(shù)據(jù)信息羅列如下表：交通數(shù)據(jù)描述車輛分類根據(jù)車輛長度的車輛特征信息將車輛劃分為大型車、小型車等2種；車流量一定時間周期內(nèi)，車道內(nèi)通過的車輛總數(shù)；車道平均速度車道內(nèi)周期性采樣車輛的即時速度的平均數(shù)，以千米/小 時表示；車頭時距同一車道連續(xù)兩輛車頭端部通過同一斷面的時間差，以秒表示；車頭間距同一車道上行駛車輛中，連續(xù)兩輛車車頭之間的距離，以米表示；車道時間占有率某一時間間隔內(nèi)，單車道上的檢測斷面被車輛占有的時間 與該時間間隔的比值，以百分比表示

10、；車道空間占有率某一瞬時，單位長度路段上行駛的車輛總長與所觀測路段長度的比值，以百分比表示；車輛排隊(duì)長度車輛停車等待通行或發(fā)生擁堵時的車輛實(shí)際排隊(duì)長度信息，以米表示；交通狀態(tài)支持對車道狀態(tài)的判斷：暢通、緩慢、擁堵；1.6.2交通實(shí)時數(shù)據(jù)輸出視頻流量檢測器支持根據(jù)車道分別輸出實(shí)時交通數(shù)據(jù)，包括車道流量、車輛 到達(dá)/離開、車輛類型等數(shù)據(jù)的輸出。這類實(shí)時的車輛數(shù)據(jù)可提供到交通信號控制 系統(tǒng)用作路口級的實(shí)時信號配時調(diào)整。在數(shù)據(jù)傳輸方式上，支持485、網(wǎng)絡(luò)等方式，同時也可配合IO解析設(shè)備實(shí)現(xiàn) IO數(shù)據(jù)的輸出。能更好的適應(yīng)不同設(shè)備對接的要求。1.6.3交通狀態(tài)報警功能視頻流量檢測器支持對道路狀態(tài)的檢測，可

11、提供“暢通、緩慢、擁堵”的狀態(tài)判 斷，可將檢測結(jié)果上報中心平臺，做聯(lián)動報警提醒等。1.6.4視頻監(jiān)控功能系統(tǒng)在支持交通數(shù)據(jù)采集的同時，能同步提供全天候24小時高清視頻流?？梢栽诎滋旎蛞归g有輔助光源的情況下實(shí)現(xiàn)清晰實(shí)況監(jiān)控和錄像，視頻中能清晰 地反映車輛特征、道路情況以及周圍環(huán)境等信息。1.6.5完善的SDK開發(fā)包與二次開發(fā)支持可提供完善的SDK開發(fā)包以供業(yè)主按需集成、定制。系統(tǒng)應(yīng)用管理軟件的數(shù)據(jù)格式、通訊接口與通訊協(xié)議均采用標(biāo)準(zhǔn)方式或公開 通訊協(xié)議和控制接口，便于集成。系統(tǒng)預(yù)留擴(kuò)展接口與其他系統(tǒng)互聯(lián)，向用戶完 全公開所有接口協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，全面支持系統(tǒng)的集成和二次開發(fā)。通過接口開 發(fā)，系統(tǒng)可以生成相關(guān)的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)出給其它公安信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。1.7方案特點(diǎn)1.7.1自適應(yīng)陰影過濾抑制算法技術(shù)采用自有知識產(chǎn)權(quán)的陰影抑制專利技術(shù)，能夠自適應(yīng)對車輛及其獨(dú)特的前景、 背景、陰影進(jìn)行區(qū)分并對陰影進(jìn)行分類抑制，并自動對陰影抑制處理進(jìn)行開啟和 關(guān)閉，算法能有效區(qū)分建筑物、車輛及其的陰影，并隨陰影傾斜角度、長度、光 線亮度的變化動態(tài)調(diào)整過濾參數(shù)，具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性；有效提升視頻車輛檢 測的準(zhǔn)確度；1.7.2自適應(yīng)晝夜轉(zhuǎn)換技術(shù)采用自有知識產(chǎn)權(quán)的晝夜轉(zhuǎn)換專利技術(shù)，能夠有效針對晝夜場景進(jìn)行交通數(shù) 據(jù)分析處理，真正