智能交通管理系统与视频交通信息采集技术

     1、智能交通管理系统的目标
 
    近年来，由于经济的快速发展，机动车辆的保有量迅速攀升，而相应的交通基础设施、交通法规普及教育和智能化交通管理系统的建设相对滞后，导致人车路的矛盾日益突出，对交通管理特别是城市交通管理提出了新的挑战。为了解决日益严重的交通问题，交通管理部门投入了大量的精力和财力，建立了交通信号控制、交通电视监控、交通指挥中心等多个系统，尽管这些系统相对独立、没有通过高新技术手段进行整合，但它们仍然对维护交通秩序、保障道路畅通起到了重要作用。 

    但是，随着人车路矛盾的严重发展，这些独立运行、自动化程度不高的系统已经不能很好地达到提高道路利用率、保障道路畅通、维护高效的交通秩序的目的，必须利用高新技术手段将各个分离的系统有机地整合在一起，提高整个交通管理系统的自动化水平，实现交通管理的智能化，以达到提高道路利用率、提供方便高效、安全快捷的道路交通的目的。 

    实现系统智能化的纽带是信息交换，这些信息包括控制对象的原始信息和控制指令信息。智能化系统包括了信息检测、信息分析与处理、判断、执行等几个环节。因此，道路交通动态信息釆集成为交通管理智能化的前提，建立道路交通动态信息釆集系统也就成为交通管理智能化的首要任务。
 
    2、视频交通信息采集技术的特点
 
    交通动态信息采集技术有多种，目前常用的是环形线圈、微波、视频、超声波等几种检测技术。其中，视频检测技术具有大区域、大信息量、多功能的特点。一般来说，视频技术所具有的功能和信息包括：
   1) 交通流信息检测：
    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 

    2)交通事件检测：
    车队拥堵
    违章停车
    逆行
    闯红灯 
    超速
    越线 

    3)交通事故检测。
    与其他检测技术相比，其优势还在于：
    安装方便，不破坏路面，施工时基本不影响交通
    利用多种探测器，实现不同的检测功能
    探测器设置方便、灵活
    可以实现大区域检测
    系统采用模块化、结构化设计，可扩展性好、系统运行效率高
    系统软件可以在线升级
    维护方便 

    3、视频交通信息采集技术在智能交通管理系统中的应用

    3.1 在交通动态信息采集系统中的应用
    交通动态信息釆集是视频采集技术的主要任务，图l是一种视频采集产品的图像界面。以视频技术为主体的交通动态信息采集系统结构见图2，其中也包含了一部分环形线圈和超声波检测器，从而构成相互补充的综合性交通信息釆集系统。交通违章行为有多种，目前广泛应用的是闯红灯电子警察。本文给出的应用例证是釆集视频技术实现违章变线的检测与图片抓拍。图3是系统的构成原理图。 

    3.3 在交通信号控制系统中的应用
    众所周知，所谓感应式交通信号控制系统是在与信号系统所控制的城市路口相关路段的适当位置设置车辆检测器以获得该监测断面的交通参数，这些参数被送到信号控制机中并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，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。 

    大部分感应式交通信号控制机采用环形线圈作为车辆检测器，这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方式两种，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。 

    对于混合交通流，由于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，使用和维护成本上升，影响了系统的可用性。而视频检测技术是一种非接触式技术，可以克服环形线圈的不足。图4是采用视频检测器实现感应交通控制的系统结构图。 

    3.4 在交通安全方面的应用
    在交通安全方面有两个应用方向，一个是用于检测交通事故，便于交警及时接处警；另一个应用是检测交通拥堵，便于交警及时疏导交通，避免由于交通拥堵而引发交通事故。图6是用于检测交通拥堵的图像画面。 

    4、结束语 

    视频交通信息采集技术是一种便于使用、信息量大，功能全面的新型检测手段，代表了交通流信息釆集技术的发展方向，随着人们对它认识的进一步增加和它本身技术的不断完善，视频交通信息釆集技术将逐步取代现有的其他方法，起到交通信息采集技术主体的作用。