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基于视频车辆检测系统的交通信号优化控制应用

发布时间:2016-09-12 点击次数:1078 提供:智能交通网作者:SKPPOE887789
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在城市道路交通管理中,交通信号控制及优化系统是至关重要的子系统。随着道路交通需求的不断增长,交通信号控制经历了简单的单点定周期控制、单点定周期多相位控制、多点协调控制(包括多点协调集中控制、无线缆协调控制)等阶段;从信号控制智能优化的角度看,由以往的开环控制系统发展到以各种车辆检测器为传感器基础的闭环控制系统,通常将这种闭环控制系统称为感应式智能交通信号控制系统。
  1、感应式智能交通信号控制系统中的车辆检测
  所谓感应式智能交通信号控制系统,就是在信号系统所控制的城市路口,或者相关路段的适当位置,设置车辆检测器以获得该检测断面的交通参数,这些参数被送到信号控制机中,由信号控制机所设置的交通模型进行处理,从而选择合适的交通信号控制方案或者调整相关控制方案的信号控制参数,优化信号控制方案,使得所控制路口的交通流实现最小延误,提高路口的通行能力。
  交通信号控制系统的使用效果取决于以下几个因素:
  所控制路口的几何线形及相关平面分布特征,包括车道划分、引道配置、渠化情况、视距等;
  所控制路口的交通流分布特征,如流量、速度、车头时距、占有率、车型等参数的时间与空间分布;
  所采用的控制模型以及模型的适应性;
  交通流参数检测技术及其准确性、实时性;
  对于某一个选定的交叉路口和选定的交通信号控制系统,交通流检测技术对信号控制优化效果具有重要的影响。
  目前,在国内采用较多的的感应式智能交通信号控制系统是SCOOT系统和SCATS系统,有些城市也在采用西门子的控制系统或者国产信号机厂家的控制系统。这些控制系统多采用环形线圈检测技术作为交通流参数的检测手段,有的系统还支持地磁检测、视频检测技术。这些系统的应用在一定程度上提高了交通信号控制的技术水平,对提高交叉路口的车辆通行能力起到了重要的作用。
  环形线圈车辆检测器是一种简单可靠的车辆检测手段,其信号输出形式有脉冲式和存在式两种,在不同的信号控制系统中均有应用。但是这种车辆检测器也有它的缺陷和限制,主要体现在:
  单个环形线圈的检测参数比较少,导致控制模型对交叉路口的交通流分布特征参数的波动比较敏感,影响其在不同路口的应用效果;
  由于混合交通流情况下,交通流中个体特征的差异较大,对道路的损坏程度较高,特别对于沥青路面的损害更为严重,由此导致检测线圈的损毁率居高不下,使用以及后期维护成本上升,影响了系统的可用性。
  地磁车辆检测器多以无线传输为主,以其检测精度高,稳定可靠,安装维护方便等优点迅速占领市场,在国内各大城市的道路上已经开始逐步使用。但是这种车辆检测器也有它的缺陷和限制,主要体现在:
  地磁车辆检测器对于产品模具的制作要求很高,目前国内一些厂家产品存在未到使用年限,就出现进水等现象;
  地磁车辆检测器的电池是个环保隐患,除了需要不断更换外,埋在路面下经过车辆不断碾压,可能对土壤产生严重的环境污染。
  视频检测是一种非接触检测技术,随着视频检测算法和硬件配置技术的不断提高,视频检测方式存在的检测率低问题,已经得到了解决。它在交通信号控制系统中也得到了逐步应用,已经有不少的国内外信号控制系统采用了这种车辆检测技术。
  深圳市新创中天信息科技发展有限公司是专注于智能交通技术研发的国家级高新技术企业,视频处理技术上经过近十年的发展与积累,已经克服了国内视频技术普遍存在的检测率低、检测效果不好等问题,在交通视频检测、图像处理分析方面取得了重大突破。其中一体化设计结构的XT—IVD系列视频车辆检测器是代表产品,获得2项国家发明专利授权以及多项计算机软件着作权,目前在不少省会城市及一二线城市已经开始广泛应用。
  2、XT-IVD 系列视频车辆检测器在信号控制中的应用
  XT—IVD系列视频车辆检测器所采集的交通信息至少包括:
  (a) 交通流信息:
  车流量
  瞬时速度、时间平均速度、空间平均速度
  时间占有率、空间占有率
  车头时距
  车辆长度分类
  车队长度
  (b) 交通事件信息:
  车队拥堵
  违章停车
  逆行
  越线
  XT—IVD系列视频车辆检测器具有以下优点:
  安装方便,不破坏路面,施工时基本不影响交通
  可设置多个检测区域,视频检测可以获取的交通信息量很大
  检测器设置方便、灵活
  可以实现大区域检测
  可提供130万、200万或者500万像素的高清监控视频;
  支持以太网,便于实现大规模的系统集成
  系统软件可以在线升级
  维护方便
  根据交通信息采集和检测的实际需求,目前XT—IVD系列产品分成三大系列:
  XT—IVD—A系列:路口视频交通信息检测系列
  XT—IVD—C系列:路段视频交通拥堵检测系列
  XT—IVD—AC系列:路口视频交通信息及拥堵检测系列
  对于交通信号控制系统的应用而言, XT—IVD—A系列视频车检器可以满足路口信号自适应优化控制的使用需求。 XT—IVD—C系列视频车检器是针对路段上交通拥堵状况检测的视频检测设备,可以为用户提供路段检测点车辆拥堵信息及排队溢出情况。 XT—IVD—AC系列视频车检器是针对复杂交叉路口的综合应用,除了提供交通信号机常规需求的交通信息外,还对路口的车辆排队情况做出检测及预警提示。
  3、XT-IVD 系列视频车辆检测器在信号优化控制中的应用案例

  此实际应用案例针对南昌市某个十字交叉路口,采用国产型号的交通信号控制机。与该信号机配套的视频车辆检测器采用XT—IVD—AC系列,每个路口四台视频车辆检测器,采集十字交叉路口四个方向的交通流量,并提供堵车报警功能。所采用的视频交通信息采集系统和信号优化系统,是对路口原有的信号控制系统进行改造,其目的是通过采集该路口的实时交通流量,并将所采集的数据信息送给交通信号控制机,使信号机能够实现实时的智能优化控制。

 整个工程竣工后,该路口的智能交通控制系统的整体效能,得到了较大的提高和优化。XT—IVD—AC视频车检器对路面车辆运行状况进行检测,实现了根据检测到的交通信息,对交通信号控制方案进行实时优化控制,能自动调整红绿灯时间并自动切换灯色转换,缩短了车辆在路口的停车等待时间,有效地对该路口进行了感应智能控制的优化!与此同时,实现了对交通流量和交通拥堵的检测及排队溢出预警等功能。
  终端用户可以通过交通监控中心的计算机,清楚地了解该路口各方向在各个时间段通过的车流数据,包括交通流量、车型分类、车速、车头时距、时间占有率等,还可以在计算机上查询相关交通信息的图表,并随时查看路口交通监控的高清视频,直观地掌握交通信息的变化趋势。本系统工程中独有的交通拥堵功能,可在路口发生交通堵塞情况时自动报警,公安交警管理部门可以根据具体情况及时采取妥当的处理措施。

  4、结束语
  在城市交叉路口,采用基于视频车辆检测系统的交通信号优化控制技术,经过对整个系统的运行情况统计,基本可以达到如下运行效果:
  1、交通流量检测精度全天候大于95%(夜间无需补光);
  2、视频车辆检测器附带的高清视频传输到指挥中心,可实时观看交通监控视频;
  3、视频车辆检测器与路口的交通信号控制机对接联调成功,采集到的实时交通数据信息接入交通信号控制机后,交通信号控制机能根据路口当前的交通信息,改变交通信号灯配时控制方案,实现了实时交通信号配时的优化控制;
  4、提高了路口通行能力。经反复验证,车辆在路口的等待时间至少缩短15%;
  5、减少车辆在路口停车等待时的尾气排放,社会效益和环保效益明显。(来源:新创中天)


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