搜索
第九讲城市智能交通控制系统东南大学交通学院高朝晖典型城市交通管理系统美国的TRANSYT是信号控制网协调配时设计的先进技术。是一种用于固定配时系统设计方法。为适应交通量随时间而变化的客观情况，要拟定适合不同交通状况的配时方案。典型城市交通管理系统英国SCOOT系统SCCOT就是SPLIT（绿信比）、CYCLE（信号周期）、OFFSETOPTIMIZATIONTECHNIQUE（绿灯起步时距优化技术），是一种交通信号网实时协调控制的自适应控制系统。是一种实时联机系统，无需预测。典型城市交通管理系统澳大利亚SCATS是一种自适应控制系统，实时配时方案选择系统。是实时反馈控制系统，以实时交通数据为基础的算法，用于实时方案选择。一、城市交通需求将现代高新信息技术集成应用于传统的城市交通工程中，建立先进的交通公安指挥管理系统是解决城市交通问题的重要途径。1、解决城市交通拥堵的需求建立交通控制与诱导一体化系统，综合解决路段和交叉口的交通拥挤，使整个城市交通拥挤问题的解决成为可能。2、解决交通执法与行政管理的需求建立电子警察自动拍照、电视监视、卡口与报警、122接处警、GPS警车定位的交通执法系统。及时进行违章处理、事故处理等相关的交通管制；通过与110、120系统实现网络信息共享，达到节省现场警力、提高办案效率的目的。一、城市交通需求3、建立交通指挥中心的交通信息管理系统平台，集成各个子系统（信号控制系统、交通监视系统、交通诱导系统等）成为一体化交通指挥平台，形成交通信息共享，实现交通信息的统一分析、显示与发布。一、城市交通需求二、系统结构交通基础设施交通安全配套设施交通法制和产业政策智能交通设施和管理系统安全系统监控诱导系统辅助决策应急指挥公共交通管理物流运输管理交通企业市政海关质监防疫工商税务公交共用市政设计公安、交通、共用、市政等政府有关部门公安路政保险110112119120公安、交通、共用、市政等政府有关部门动态信息采集系统122紧急电话交通监视系统电子警察系统交通参数采集视频监视监控主机违章信号监测拍照单元违章管理系统车辆监测器路口信号机信息传输系统执行系统交通指挥中心系统大屏幕显示系统GIS辅助指挥系统计算机网络系统交通信息管理系统光缆电缆无线通讯交通信号控制交通信息发布卡口系统动态交通诱导系统动态交通监控系统卡口监控设备报警联动系统自动牌照识别交通信号优化与遥设122接处警系统•高度的信息化、网络化•多项高新技术相互融合•多个子系统相互作用的一体化系统•信息共享、信息融合、系统整合根据整个系统平台体系结构，系统平台具有如下特点：系统结构城市智能交通通信系统结构三、系统介绍3.1交通信号控制系统3.2交通电视监控系统3.3电子警察系统3.4交通监测系统3.5交通状态评估和预测系统3.6交通信息发布系统3.1交通信号控制系统1、交通信号控制系统结构交通信号：在道路上用来传送具有法定意义指挥交通流通行或停止的光、声、手势等交通信号控制：在空间上无法实现交通流分离的地方，使用交通信号在时间上给交通流分配通行权的一种交通指挥措施交通信号控制系统：在空间上无法实现交通流分离的地方，使用交通信号在时间上给交通流分配通行权的一种交通指挥措施。交通信号控制系统城市道路交通信号控制系统类型交通信号控制系统按控制范围，城市道路交通信号控制系统分为三种类型：1.单点交叉口交通信号控制2.干道交通信号协调控制3.区域交通信号系统控制按控制方式，城市道路交通信号控制系统分为两种类型：1.定时控制2.感应式控制1）半感应式控制2）感应式控制基于感应控制方式的线控制、面控制也称为动态线控系统和动态面控系统。城市道路交通信号控制系统体系结构城市区域交通信号控制系统一般分为三级控制结构第一级为路口控制级，能实现对路口的单点多时段、单点感应等单点控制策略第二级为区域控制级，该级把一个区域中的路口划分为多个子区（子系统），通过优化算法对属于同一子区的路口的周期、绿信比和相位差进行优化，实现优化协调控制。在子区中，有若干个路口组成的干道是重要的组成部分，可以实现干道协调控制（“绿波”控制）第三级为中心级的协调控制，对系统控制的不同区域再进行一定程度的协调控制。城市道路交通信号控制系统体系结构信号控制机检测器信号灯信号控制机……信号控制机……信号控制机信号灯信号灯信号灯检测器检测器检测器光端机光端机光端机光端机干线协调控制（绿波）……区域协调控制……中心协调控制城市道路交通控制系统结构框图城市交通信号控制系统的网络架构由交通管理中心、数据传输终端、现场设备组成，现场设备包括车辆检测器、信号控制机、电子警察等。二、系统功能1、交通信息采集功能系统能采集、处理、存储、提供控制区域内的车流量、平均车速、停车率、排队长度等交通信息，以供交通信号配时优化软件使用，同时供交通疏导和交通组织与规划使用。2、控制功能Ø单点控制各路口的信号灯由各路口交通信号控制机独立控制。Ø绿波控制在特殊情况下，如警卫、消防、救护、抢险等，信号灯按预定的路线进行绿波推进，以保证车辆畅通无阻，系统可预先设置的绿波线路的数量只受计算机硬盘容量的限制。Ø黄闪控制信号灯黄灯按一定的频率闪烁，向车辆和行人发出警告或提示。Ø指定相位控制根据路口交通需求，由指挥中心发出命令控制信号相位的执行时间，进行交通疏导。Ø关灯控制熄灭所有的信号灯输出。3、交通信号控制参数优化控制功能控制区内与区域控制计算机相连的交通信号机都在区域计算机控制之下，信号配时方案由优化算法软件实时生成，协调路口间的交通信号控制。系统优化软件是整个系统的核心，它直接决定了系统的运行效益。系统优化软件的任务主要是对信号控制参数：信号周期、绿信比、相位以及相邻路口的相位差进行优化、组合和控制，以实现控制指标的最优化，达到减少停车次数，降低延误时间，提高行车速度，降低油耗和噪声的目的。信号控制系统发展1信号控制已经初步网络化2信号控制干线优化比较完善3信号控制网络优化还不成熟3.2交通电视监控系统监控发展历程无线高清智能网络数字(DVR)模拟上世纪70年代上世纪90年代末期开始发展本世纪2000年开始发展……图像联网数字化、网络化1.联网整合2.高清化3.智能化4.移动监控视频监控四个发展方向联网整合问题一：各单位图像系统各自独立，呈信息孤岛态势问题二：各系统设备种类多，技术规范、标准不一问题三：系统功能较为单一，不能满足用户现代业务需求问题四：缺乏有效的系统管理，图像信息利用率低迫切需要整合联网1）整合和规范图像资源，建立图像资源共享平台2）实现全省图像联网，实现分级分域管理和级联控制3）预留系统开放接口，便于系统整合和未来扩展最终形成一个“统一命名规则，统一权限管理，统一控制协议，信息资源共享”的综合业务管理平台高清化D1=720*576720P=1280*7201080P=1920*10801080p＝2.25×720p≈20×CIF国家广电总局、国际电信联盟、美国电影电视工程师协会认定的高清电视标准CIF=352*288亮度信号和色度信号分开处理，画面细腻无杂色此外，模拟摄像机传输视频图像时亮度信号和色度信号是混合传输的，在模转数之前还需要进行亮色分离，在亮色分离做得不够完全时，我们看到的图像就会有杂色出现。在同一场景拍摄的视频截图对比如下:模拟摄像机+编码器，D1，1.5Mbps高清网络摄像机，720p，1Mbps智能分析系统智能分析服务器违章停车逆向行车牌照号码沪ED9781车辆类型小型车车辆颜色黑色车辆速度0KM/H卡口车牌识别违章行车针对广场、政府门口、重要场所的实时视频，通过检测人群密度、群体运动特征检测人群的聚集、游行、集会等活动。智能扩展通过对监视的图像进行分析，对摄像头被遮挡、转动和破坏等事件进行告警，避免监视图像被调换，从而达到摄像头保护功能。无线视频监控系统通常是指利用无线网络传输监控设备的码流及信令的新型监控系统，按网络传输类型主要分为：3G无线监控Wifi无线监控卫星无线监控无线视频监控系统3G监控特点——产品多样化、解决方案多样化34应急现场指挥车载监控巡逻与安保在不同应用场景中均有专业化的产品和解决方案：1、在巡逻、安保、作战等场合可采用单兵系统解决方案2、在应急现场指挥、现场抢险、训练等场合可采用便携式监控前端解决方案3、在车载监控、固定无线监控等场合可采用车载、固定式无线解决方案ADSL3GLAN/城域网手机视频监控业务平台监控客户端GPRS、3G手机浏览IPNetworkCellularNetwork应急机动视频指挥信息系统组成系统由应急指挥车、单兵或车载移动终端以及指挥中心组成。3.3电子警察系统电子警察系统由计算机和系统管理软件组成，它是利用现代科学技术开发的电子仪器，安装于城市交通路口，24小时全天候对违章闯红灯的机动车辆进行拍照。公安交通管理部门将抓拍的违章照片作为依据可以对违章者进行处罚和教育，减少因闯红灯违章行为而造成的事故、堵塞和交通混乱，提高交通路口的车辆通行速度，保证道路畅通。电子警察几种类型的比较1.光学相机型光学相机型电子警察又称普通电子警察，由光学相机+车辆感应线圈组成。这种方式的优点是结构简单、设备投资少、照片分辨率高。缺点是每天需要人工更换胶卷（36张/卷），再进行冲印，昼夜需用不同型号的胶卷，而且需要人工进行统计处理，不易存档、查询；不清楚的牌照，还需用放大镜辨识，工作量大，无法实行远程读取照片。2.摄像机型摄像机电子警察是工业电视监控技术与图像技术、计算机技术、检测技术等相结合的产物，摄像机型电子警察由彩色摄像机+黑白摄像机+移动检测软件组成，彩色摄像机抓拍全景，包括红灯、违章车位置；黑白摄像机抓拍牌照，这种方式优点是安装方便，不用开挖马路埋线圈，造价适中；但需利用黑白、彩色2幅图像来满足电子警察的三要素，安装、调试不方便。3.数码相机型数码相机型电子警察采用数码照相机抓拍违章车辆照片，拍摄照片以数字方法存贮，具有分辨率高（330万以上象素）、色彩丰富、图像清晰、存贮量大（一块存贮卡可存100张多张照片）的特点。这种方式的优点是用计算机来保存照片，便于处理、统计、存档、查询、打印；路口设备少，成本低；能够与车管所联网，传递照片，实现异地违章、属地处罚；能够将违章信息通过电话线等手段直接送新闻单位进行曝光；缺点是造价较高。照片拍摄子系统照片传输子系统照片管理子系统自动下载子系统数码电子警察系统的总体结构1、照片拍照子系统2、照片自动下载子系统视频电子警察系统系统简介该系统采用纯视频检测方式，自动对视频流图像中的运动物体进行实时逐帧检测、锁定、跟踪，根据车辆运动轨迹判断车辆是否违章。无须破坏路面埋设线圈；采用视频检测识别红绿灯信号，无须接入红绿灯信号，消除施工困难；采用200万CCD高清晰网络摄像机作为图像采集主体，单台摄像机覆盖单向2-3车道；采用LED冷光灯作为夜间补光灯，大大降低了对人眼的刺激；采用DSP嵌入式控制主机，有独立的操作系统，设备稳定。系统结构简单，便于安装维护，立杆上只需一根网线和电源线即可，每方向设备：1（摄像机）+1(补光灯)+1(控制器)。系统组成系统原理高清电子警察系统具有先进的视频检测功能，可以对图像中的红绿信号灯颜色做逐帧识别，同时自动匹配对应车道，对过往车辆进行轨迹跟踪并做行为判断，如有违章车辆则进行抓拍、车牌识别、录像、存储等一系列处理，并将处理结果上传到后台。例如：如果控制主机识别出直行方向为红灯的时候，那么对应的直行车道有车行驶过停车线都默认为闯红灯。同时抓拍3张图片做为处罚证据，分别为压线前一张，压线中一张，压线后一张。控制器具备卡口功能，即在绿灯期间记录过往车辆。系统功能红绿灯信号识别功能系统利用视频检测识别红绿灯信号，可区分直行、左转、右转、掉头等不同类型的红灯、黄灯、绿灯信号，只需要提前配置红绿灯在视频流图像中的位置及车道类型等相关信息即可，无须接入红绿灯信号，消除施工困难。红绿灯信号判断率：100%；红绿灯信号判断时间：＜0.5秒。视频检测车辆功能系统通过视频检测方式精确跟踪车辆运动轨迹，判断车