一种智慧交通拥堵状态监控方法及系统

技术领域

本发明涉及道路交通管理技术领域，更具体地说，它涉及一种智慧交通拥堵状态监控方法及系统。

背景技术

智慧交通的前身是智能交通，在2009年，IBM提出了智慧交通的理念，智慧交通是在智能交通的基础上，融入物联网、云计算、大数据、移动互联等高新IT技术，通过高新技术汇集交通信息，提供实时交通数据下的交通信息服务。大量使用了数据模型、数据挖掘等数据处理技术，实现了智慧交通的系统性、实时性、信息交流的交互性已经服务的广泛性。

在十字路口处，容易出现以下情况，路口前方的车辆发生拥堵情况，在路口绿灯情况下，路口后方的车辆也会向前行驶，而路口前方的车辆不能及时离开，或离开的速度比不上路口后方车辆的加入速度，就会造成车辆将路口占道，即便在该方向已经红灯情况下，后方车辆不能前行到路口处，因前方车辆不能及时离开，而造成侧方车辆在绿灯情况下，也不能够通行，进而造成拥堵情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种智慧交通拥堵状态监控方法，能够根据道路的实时情况，对横向或纵向道路实施临时禁止放行的信号，避免路口出现拥堵，影响侧方来车，进而造成整个路口交通瘫痪的情况。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智慧交通拥堵状态监控方法，包括以下步骤：

S1：在十字路口获取横向和纵向车流量；

S2：根据横向车流量和纵向车流量控制交通信号灯横向和纵向通行的时间；

S2过程中，时间比判定包括以下步骤：

S201：判定横向车道路口前方车辆拥堵情况，若正常，执行S202，若异常，执行S203；

S202：横向交通信号灯正常工作；

S203：横向交通信号灯通行时间缩短，并执行S204；

S204：判定纵向车道路口前方车辆拥堵情况，若正常，执行205,若异常，执行S206；

S205：纵向交通信号灯通行时间保持正常工作，或延长纵向交通信号灯通行时间；

S206：纵向交通信号灯通行时间缩短；

在横向交通信号灯通行时间缩短，纵向交通信号灯保持正常通行或缩短正常通行时间时，其余时间保持双向不通行；

当横向通行时，路口后方车辆通过路口的车辆数量大于路口前方离开车辆，使得存在车辆停留在路口挡住纵向通行车道时为拥堵异常情况。

在上述方案中，横向车道和纵向车道为相对而言，指代不同方向行车的方向，是为了方便进行说明，不能对本申请的权利要求进行限制。当横向车道已经出现或即将出现因路口前方车辆不能够及时离开，使得路口后方的车辆在通过路口后，不能够正常进入到路口前方道路，对纵向来车通行造成影响时，通过交通信号灯对横向车道进行限行；然后再判定纵向车道是否有类似情况，没有类似情况，则把多余时间给与纵向车道，使得纵向车道保持通行，如果也存在类似情况，则也通过交通信号灯对纵向车道进行限行，在横向和纵向均限行的情况下，均保持不通行，人行道交通信号灯正常工作；等待横向或纵向交通疏通后，再次重复上述步骤进行判定。

上述方案通过智能设备的辅助判定，通过设定程序，对路口交通信号灯实现控制功能。上述方案可以有效避免路口出现交通拥堵的情况，能够有效降低用车高峰期时的拥堵情况，根据实验显示，使用上述方案，可以实现交通高峰期交通延误的降低。

作为一种优选方案，S1过程中，获取车流量信息具体包括以下步骤：

S101：获取十字路口横向和纵向的车流量动态图像，包括十字路口横向前方路段、横向后方路段、纵向前方路段和纵向后方路段图像；

S102：对图像进行预处理，包括对获取的图像进行图像去噪、图像分割、图像特征量计算和图像筛选；

S103：对预处理后的图像反馈至处理器，对图像中车辆群的首尾信息提取；

S104：根据提取的首尾信息，辅助判定车辆拥堵情况。

在上述优选方案中，通过对图像做预处理，获取到最具特征的图像，以提高图像的识别效率。获取图像的路段固定在一定范围，即该路口的四个方向的前后一段距离。获取图像的方式包括人工摄像，通过广域摄像头获取图像，通过多个方向多个摄像头进行针对性获取。

上述优选方案可以实现，通过对预选路段的图像处理，实现车辆的精准化监控，进一步辅助指挥交通，避免交通拥堵。

作为一种优选方案，S101过程中，获取车流量动态图像的范围包括路口前方距离路口100m范围内，路口后方距离路口100m范围内。

在上述优选方案中，通过设置横向车道路口前后100m作为拍摄范围，设置纵向车道路口前后100m作为拍摄范围，能够有效对路口整个区域进行车流量监控。在不同路段，比如单向车道的行驶数量，车道异常情况时，可选择增加拍摄范围。

作为一种优选方案，S102过程中，图像筛选具体包括以下步骤：当存在前后相邻车辆间距大于一定距离的图像舍弃；当存在侧方插车情况的图像舍弃。

在上述优选方案中，相邻车辆间距较大时，会造成道路空间资源浪费，在高峰期，有效对这些无效空间的使用，能够有效降低交通延误；当侧方存在变道时，或反向掉头，会增加空间使用，将这些突发事件排出，可以更加有效对整个车道进行管理，降低交通延误。

作为一种优选方案，十字路口横向车道和/或纵向车道设有潮汐车道，当横向车道和/或纵向车道一方车流量明显少于对向车辆时，启用潮汐车道。

在上述优选方案中，通过设置潮汐车道，可以区分早晚高峰，提高车道的利用率，进一步提高交通通行效率，降低交通延误。

作为一种优选方案，S2过程中，当横向车道发生拥堵异常情况，则纵向交通信号灯发出禁止通行信号；当纵向车道发生拥堵异常情况，则横向交通信号灯发出禁止通行信号。

在上述优选方案中，允许存在横向和纵向均保持禁止车辆通行状态，等待任一方向交通恢复后，再次针对性放行。

一种智慧交通拥堵状态监控系统，基于上述的智慧交通拥堵状态监控方法。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的智慧交通拥堵状态监控方法能够对特殊交通区域尤其是十字路口进行交通管理，避免交通拥堵；

(2)本发明提供的智慧交通拥堵状态监控方法通过图像处理，提高了图像的处理率；

(3)本发明提供的智慧交通拥堵状态监控方法通过设置潮汐车道，进一步提高通行效率。

具体实施方式

本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

本说明书及权利要求的上下左右等方位名词，使得本申请更加方便理解，并不对本申请做出限定，在不同的场景中，上下、左右、里外均是相对而言。

以下对本发明作进一步详细说明。

一种智慧交通拥堵状态监控方法，包括以下步骤：

S1：在十字路口获取横向和纵向车流量；

S2：根据横向车流量和纵向车流量控制交通信号灯横向和纵向通行的时间；

S2过程中，时间比判定包括以下步骤：

S201：判定横向车道路口前方车辆拥堵情况，若正常，执行S202，若异常，执行S203；

S202：横向交通信号灯正常工作；

S203：横向交通信号灯通行时间缩短，并执行S204；

S204：判定纵向车道路口前方车辆拥堵情况，若正常，执行205,若异常，执行S206；

S205：纵向交通信号灯通行时间保持正常工作，或延长纵向交通信号灯通行时间；

S206：纵向交通信号灯通行时间缩短；

在横向交通信号灯通行时间缩短，纵向交通信号灯保持正常通行或缩短正常通行时间时，其余时间保持双向不通行；

当横向通行时，路口后方车辆通过路口的车辆数量大于路口前方离开车辆，使得存在车辆停留在路口挡住纵向通行车道时为拥堵异常情况。

在上述实施例中，横向车道和纵向车道为相对而言，指代不同方向行车的方向，是为了方便进行说明，不能对本申请的权利要求进行限制。当横向车道已经出现或即将出现因路口前方车辆不能够及时离开，使得路口后方的车辆在通过路口后，不能够正常进入到路口前方道路，对纵向来车通行造成影响时，通过交通信号灯对横向车道进行限行；然后再判定纵向车道是否有类似情况，没有类似情况，则把多余时间给与纵向车道，使得纵向车道保持通行，如果也存在类似情况，则也通过交通信号灯对纵向车道进行限行，在横向和纵向均限行的情况下，均保持不通行，人行道交通信号灯正常工作；等待横向或纵向交通疏通后，再次重复上述步骤进行判定。

上述实施例通过智能设备的辅助判定，通过设定程序，对路口交通信号灯实现控制功能。上述实施例可以有效避免路口出现交通拥堵的情况，能够有效降低用车高峰期时的拥堵情况，根据实验显示，使用上述实施例，可以实现交通高峰期交通延误的降低。

作为一种优选实施例，S1过程中，获取车流量信息具体包括以下步骤：

S101：获取十字路口横向和纵向的车流量动态图像，包括十字路口横向前方路段、横向后方路段、纵向前方路段和纵向后方路段图像；

S102：对图像进行预处理，包括对获取的图像进行图像去噪、图像分割、图像特征量计算和图像筛选；

S103：对预处理后的图像反馈至处理器，对图像中车辆群的首尾信息提取；

S104：根据提取的首尾信息，辅助判定车辆拥堵情况。

在上述优选实施例中，通过对图像做预处理，获取到最具特征的图像，以提高图像的识别效率。获取图像的路段固定在一定范围，即该路口的四个方向的前后一段距离。获取图像的方式包括人工摄像，通过广域摄像头获取图像，通过多个方向多个摄像头进行针对性获取。

上述优选实施例可以实现，通过对预选路段的图像处理，实现车辆的精准化监控，进一步辅助指挥交通，避免交通拥堵。

作为一种优选实施例，S101过程中，获取车流量动态图像的范围包括路口前方距离路口100m范围内，路口后方距离路口100m范围内。

在上述优选实施例中，通过设置横向车道路口前后100m作为拍摄范围，设置纵向车道路口前后100m作为拍摄范围，能够有效对路口整个区域进行车流量监控。在不同路段，比如单向车道的行驶数量，车道异常情况时，可选择增加拍摄范围。

作为一种优选实施例，S102过程中，图像筛选具体包括以下步骤：当存在前后相邻车辆间距大于一定距离的图像舍弃；当存在侧方插车情况的图像舍弃。

在上述优选实施例中，相邻车辆间距较大时，会造成道路空间资源浪费，在高峰期，有效对这些无效空间的使用，能够有效降低交通延误；当侧方存在变道时，或反向掉头，会增加空间使用，将这些突发事件排出，可以更加有效对整个车道进行管理，降低交通延误。

作为一种优选实施例，十字路口横向车道和/或纵向车道设有潮汐车道，当横向车道和/或纵向车道一方车流量明显少于对向车辆时，启用潮汐车道。

在上述优选实施例中，通过设置潮汐车道，可以区分早晚高峰，提高车道的利用率，进一步提高交通通行效率，降低交通延误。

作为一种优选实施例，S2过程中，当横向车道发生拥堵异常情况，则纵向交通信号灯发出禁止通行信号；当纵向车道发生拥堵异常情况，则横向交通信号灯发出禁止通行信号。

在上述优选实施例中，允许存在横向和纵向均保持禁止车辆通行状态，等待任一方向交通恢复后，再次针对性放行。

一种智慧交通拥堵状态监控系统，基于上述的智慧交通拥堵状态监控方法。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。