【摘要】：隨著城市的發(fā)展及城市間交通需求的急劇增長,城間高速公路在高峰期擁擠、阻塞日益嚴重,交通事件頻繁發(fā)生。針對高速公路交通事件容易引發(fā)大規(guī)模擁堵等問題,通過有效的事件檢測技術可及時針對事件進行處理,減少二次事件等不良反應的發(fā)生；而針對事件影響范圍進行實時預測分析,可以作為制定事件解決方案的依據(jù)。本文主要針對高速路事件檢測與影響預測方法進行設計研究。本文在廣泛調研國內外高速路事件檢測和影響預測算法研究現(xiàn)狀的基礎上,提出一種基于視頻的快速事件檢測算法,并通過分布式視頻檢測信息對事件影響范圍進行動態(tài)預估,實現(xiàn)事件信息的快速反饋。首先,利用平穩(wěn)序列法獲取背景,由背景差法獲取前景,并在使用凸包占有率對遮擋進行檢測的基礎上,采用改進的卡爾曼濾波特征匹配跟蹤算法對車輛進行跟蹤；然后通過對交通流的速度和流量進行檢測,建立速度、流量與交通流狀態(tài)之間的映射關系,運用模糊推理方法判別交通事件的發(fā)生；最后,以交通事件車流波模型作為理論依據(jù),通過分布式視頻信息獲取實時排隊長度與車流波速度,建立未來多個時刻的車輛排隊動態(tài)估計模型,針對交通事件的影響范圍進行預測分析。綜上所述,本文先以事件檢測算法、排隊檢測算法和車流波理論為基礎,然后結合計算機視覺和圖像處理的相關知識,通過攝像機拍攝到的道路交通流信息,檢測交通事件的發(fā)生,并基于分布視頻信息計算車流波速度,對事件影響范圍進行預測,最后完成事件檢測與影響預測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。實驗表明,本文提出的事件檢測方法能準確地獲取前景信息,快速有效地對高速公路上的交通事件進行檢測。而影響預測方法較其他方法更加準確有效,能夠作為高速公路交通管理人員調度和決策的依據(jù)。
[Abstract]:With the development of cities and the rapid growth of intercity traffic demand, intercity highways are congested and congested in the rush hour, and traffic events occur frequently. In view of the problem that expressway traffic events are easy to cause large-scale congestion, the effective event detection technology can deal with the events in time and reduce the occurrence of adverse reactions such as secondary events. The real-time prediction and analysis of the impact range of events can be used as the basis for the formulation of event solutions. This paper focuses on the design and research of highway event detection and impact prediction methods. On the basis of extensive investigation of the current situation of highway event detection and impact prediction algorithms at home and abroad, this paper proposes a fast event detection algorithm based on video, and dynamically estimates the impact range of events through distributed video detection information. The fast feedback of event information is realized. Firstly, the background is obtained by stationary sequence method, the foreground is obtained by background difference method, and the improved Kalman filter feature matching tracking algorithm is used to track the vehicle on the basis of using convex hull occupation rate to detect occlusion. Then, by detecting the speed and flow of traffic flow, the mapping relationship between speed, flow and traffic flow state is established, and the fuzzy inference method is used to distinguish the occurrence of traffic events. Finally, based on the traffic event vehicle flow wave model, the real-time queue length and the vehicle flow wave velocity are obtained by distributed video information, and the vehicle queue dynamic estimation model at many times in the future is established. Forecast and analyze the influence range of traffic events. To sum up, this paper first based on event detection algorithm, queue detection algorithm and vehicle flow wave theory, and then combined with computer vision and image processing related knowledge, through the camera captured by the road traffic flow information, The traffic events are detected, and the vehicle flow velocity is calculated based on the distributed video information, and the influence range of the events is predicted. Finally, the design and implementation of the event detection and impact prediction system are completed. The experimental results show that the proposed event detection method can obtain the foreground information accurately and detect the traffic events on the freeway quickly and effectively. The influence prediction method is more accurate and effective than other methods, and can be used as the basis for highway traffic management personnel scheduling and decision-making.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U495;TP391.41

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本文編號：2351404