[发明专利]基于车辆视频识别的混合式主线收费站交通冲突评价方法

说明书

本发明公开了一种基于车辆视频识别的混合式主线收费站交通冲突评价方法，包括如下步骤：1、在收费站的收费广场布置摄像头，采集车辆在收费广场的行驶视频；2、对采集到的车辆行驶视频进行车辆识别和跟踪，获取每一帧图像中车辆的位置坐标；3、利用车辆的M帧图像数据，计算车辆在每一帧图像中的速度和减速度指标如果发生跟驰冲突，计算车辆跟驰模型的时间指标TTC_k；如果发生变道冲突，计算车辆转向模型时间指标T_pet；5、将TTC_k和T_pet进行同级化处理，统一为交通冲突评价指标STC，根据STC的值判断交通冲突的严重程度。该方法可以对收费站交通冲突的严重程度进行量化，对收费站道路安全性评价、管理运营、道路引流措施等决策有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于高速公路管理技术领域，具体涉及一种收费站交通冲突评价方法。

背景技术

随着近年来中国经济的飞速发展，高速公路的里程也在不断增长。而收费站作为高速公路的“咽喉”地带，它决定着收费站附近路段甚至整个路段的通行能力及服务水平。随着车流量的逐年增加，主线收费站承担的交通负荷也越来越大。我国收费站大多采用不停车自动收费与停车半自动收费结合的方式。虽然在一定程度上缓解了收费站的拥堵问题，但这也可能造成事故隐患。

随着交通分析技术的发展，现阶段的交通冲突技术理论主要应用于城市道路以及交叉口，对收费站交通冲突的分析较少，而利用视频处理与分析技术分析收费站交通冲突问题的研究更是一片空白。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于车辆视频识别的混合式主线收费站交通冲突评价方法，该方法可以对收费站交通冲突的严重程度进行量化，对收费站道路安全性评价、管理运营、道路引流措施等决策有重要的应用价值。

技术方案：本发明采用如下技术方案：基于车辆视频识别的混合式主线收费站交通冲突评价方法，包括如下步骤：

(1)在收费站的收费广场布置摄像头，利用摄像头采集车辆在收费广场的行驶视频；

(2)对采集到的车辆行驶视频进行车辆识别和跟踪，获取每一帧图像中车辆的位置坐标；

(3)利用车辆的M帧图像数据，计算车辆p在第i帧的速度

其中为车辆p在第i帧的位置坐标，为车辆p在第i-M帧的位置坐标，△t为M帧图像的采集时间间隔，i>M；

计算车辆p在第i帧到i-M帧的减速度指标

(4)如果车辆p和车辆q在第k帧发生冲突，计算在第k帧的车辆跟驰模型的时间指标TTC_k：

其中为车辆q在第k帧的位置坐标，车辆q是第k帧图像中车辆p的跟驰车辆；

计算在第k帧的车辆转向模型时间指标T_pet：

T_pet＝F_pe-F_dr

其中F_dr为后方车辆开始减速时的图像帧序号；F_pe是车辆发生冲突的图像帧序号；

(5)将TTC_k和T_pet进行同级化处理，统一为交通冲突评价指标STC，根据STC的值判断交通冲突的严重程度。

步骤(1)中在收费广场布置的摄像头数量N为：

其中m为收费通道个数，I为摄像头可以拍摄到的收费通道个数；为向上取整运算。