基于固定型檢測(cè)器的高速公路自動(dòng)事件檢測(cè)算法研究.pdf

1、高速公路的出現(xiàn)為人們的出行和貨物運(yùn)輸開辟了一條安全、高效、舒適、方便的快速通道，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。截至2010年底，我國(guó)高速公路總里程由“十五”期末的4.1萬公里發(fā)展到7.4萬公里，居世界第二位，僅次于擁有約10萬公里的美國(guó)。隨著高速公路的快速發(fā)展，高速公路的交通事故也越來越多，其負(fù)面影響越來越大。一方面，事件對(duì)高速公路的交通影響范圍越來越大，事件導(dǎo)致交通擁堵的經(jīng)濟(jì)損失巨大；另一方面，交通事故以及二次事故導(dǎo)致的人員傷亡越來越嚴(yán)

2、重。因此及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的檢測(cè)交通事件，以便于采取有效的管理措施，盡快恢復(fù)高速公路的通行能力，減少事件造成的生命安全和財(cái)產(chǎn)損失，是非常必要的。
　　 本文旨在對(duì)基于固定型檢測(cè)器采集的交通信息為數(shù)據(jù)源，研究交通事件的參數(shù)變化特征，并在此基礎(chǔ)上研究交通事件自動(dòng)檢測(cè)算法(AID，Automatic Incident Detection)，提高算法的識(shí)別率，減少誤判率和平均檢測(cè)時(shí)間。論文通過使用交通仿真工具VISSIM，分析交通流參數(shù)的

3、變化特征與交通流大小、事件發(fā)生地點(diǎn)與檢測(cè)器之間的距離、事件導(dǎo)致車道的關(guān)閉數(shù)之間的關(guān)系；并在此基礎(chǔ)上，實(shí)例分析了標(biāo)準(zhǔn)偏差法的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，提出了組合的AID算法，實(shí)例驗(yàn)證了該算法的有效性。同時(shí)還提出了事件解除自動(dòng)檢測(cè)方法，進(jìn)一步完善交通事件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。主要工作如下：首先介紹了高速公路事件自動(dòng)檢測(cè)的研究背景及相關(guān)技術(shù)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀；介紹了高速公路交通流的基本理論、相關(guān)概念和交通事件的定義及其分類，以及AID算法的定義及分類；著重介紹了A

4、ID算法的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法；簡(jiǎn)要的介紹了幾種經(jīng)典的AID算法以及優(yōu)缺點(diǎn)的比較。其次使用VISSIM仿真工具進(jìn)行高速公路交通事件仿真，分析交通流參數(shù)的變化特征與交通流大小、事件發(fā)生地點(diǎn)與檢測(cè)器之間的距離、事件導(dǎo)致車道的關(guān)閉數(shù)之間的關(guān)系;同時(shí)也通過仿真分析了高速公路正常運(yùn)行情況下，交通流參數(shù)的波動(dòng)特征以及波動(dòng)特征與交通流大小的關(guān)系。隨后在分析交通事件的交通流參數(shù)變化特征的基礎(chǔ)上，通過實(shí)例驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)偏差法，分析其優(yōu)點(diǎn)和不足之處，以及不足

5、的原因。提出了組合的AID算法，該組合算法將高速公路的交通流狀態(tài)分為低流量和非低流量?jī)煞N狀態(tài)，分別采用低流量AID算法和改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差法。其中，改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差法以上游的占有率、和下游的流量作為參數(shù)，分別使用標(biāo)準(zhǔn)偏差法進(jìn)行事件判別，將標(biāo)準(zhǔn)偏差法判別結(jié)果再進(jìn)行一次誤判判別，即判別在前面標(biāo)準(zhǔn)偏差法判別有事件發(fā)生是錯(cuò)誤的，經(jīng)過實(shí)例驗(yàn)證，該組合AID算法相比于經(jīng)典的標(biāo)準(zhǔn)偏差法提高了識(shí)別率，減少了誤判率和平均檢測(cè)時(shí)間。同時(shí)還提出了事件解除自動(dòng)檢測(cè)方