[发明专利]封闭快速道路监测系统及监控数据处理方法

摘要

针对缺乏道路智能分析设备与方法现状，本发明提供封闭快速道路监测系统及监控数据处理方法。所述封闭快速道路监测系统，包括卡口、3D雷达、串口服务器、交换机、数据服务器；在每条行车道上方设有一个卡口；在单向车道上设有一个3D雷达；位于同一单向车道上的卡口与3D雷达均与一个串口服务器相连；该串口服务器经交换机与数据服务器相连。所述的监控数据处理方法，利用3D雷达获得封闭道路两端的某时间段T的车流量，通过卡口获得所有车辆经过封闭道路的平均时间，结合国家标准、格林希尔兹模型及封闭道路长度，得到相应道路服务水平标准。有益的技术效果采用本发明后，能够加强和改善快速道路管理的效果。

主权项

封闭快速道路监测系统，用于包含2条单向车道的城市交通道路，2条单向车道的行车方向相反，每个单向车道包含1条以上的行车道；其特征在于：包括卡口(1)、3D雷达(2)；在每条行车道上方设有一个卡口(1)；所述卡口(1)负责检测每条行车道在单位时间t内测量经过检测区域的行车通行时间；在2条单向车道上各设有一个3D雷达(2)；所述3D雷达(2)负责检测所在单向车道内的每条行车道在单位时间t内经过检测区域的单位时间车流量Q、车辆类型；设有串口服务器(3)、交换机(4)和数据服务器(5)；位于同一单向车道上的卡口(1)与3D雷达(2)均与一个串口服务器(3)相连；该串口服务器(3)经交换机(4)与数据服务器(5)相连；所述串口服务器(3)负责将与之相连的卡口(1)与3D雷达(2)获取的数据经交换机(4)传递至数据服务器(5)，由数据服务器(5)将卡口(1)、3D雷达(2)反馈的数据进行处理；所述卡口(1)的分辨率为200万像素，车牌抓拍率>98％，识别率>90％；所述3D雷达(2)的型号为Type30，支持8车道检测车流量，具备实时跟踪车辆功能；2条单向车道依次记为驶入车道和驶出车道，驶入车道和驶出车道均包含3条行车道；记驶入车道所包含3条行车道依次为N1车道、N2车道、N1车道；驶出车道所包含3条行车道依次为N4车道、N5车道、N6车道；在每个单向车道上设有一个龙门架；卡口(1)、3D雷达(2)分别安装在对应的龙门架上；利用3D雷达获得封闭道路两端的某时间段T的车流量，通过卡口获得所有车辆经过封闭道路的平均时间，结合格林希尔兹模型及封闭道路长度，得到相应道路服务水平标准；采用封闭快速道路监测系统的监控数据处理的具体操作步骤如下：记本封闭快速道路监测系统的检测区域的长度为l，检测周期为T，在T检测周期内有N辆车辆经过检测区域，且记第i辆车辆通过检测区域的速度为vi，i取1至N；用表示在检测周期T内所有车辆通过检测器时的平均速度；步骤一：按下式获取车流密度K；K＝n/L  (式1)所述车流密度K的单位是pcu/km/lane，车流密度K指在检测区域所覆盖的一条车行道的瞬时车辆密度，它表示车辆分布的集中程度，反映一条道路的交通密集程度；步骤二：按下式获取空间平均速度ti表示第i辆车行驶L距离所用的时间，空间平均速度的单位是km/h，空间平均速度为行驶于检测区域所覆盖的一条车行道内的全部车辆的车速分布的平均值；将获得的代入时间占有率Rt，并用空间平均速度代替每辆车通过检测区域l的速度，获得时间占有率与车流量成正比函数：结合公式6及加州#7算法得到突发事件检测：1)下游道路服务水平等级高于上游道路服务水平等级，则进行第二步；2)下游交通量与上游交通量之差与上游交通量之比大于40％，则进行第三步；3)下游道路服务水平等级为三级及以内服务水平；将获得的时间占有率与车流量成正比函数值输出；步骤三：按下式获取交通量Q；Q＝n/T  (式3)；所述交通量Q的单位是pcu/h，交通量Q是指在检测周期T内，检测区域所覆盖的一条车行道上通过的标准车当辆数；步骤四：将由步骤一获得的车流密度K、由步骤二获得的空间平均速度由步骤三获得的交通量Q归一化处理，获得下式：步骤五：将步骤四所得的函数式代入格林希尔兹模型，获得流量‑‑密度数学关系函数：所述格林希尔兹模型为其中，Kj表示阻塞密度，车流几乎无法移动，即发生交通阻塞时的车流密度，此时车流量趋于零，车速趋于零；hd表示交通堵塞时的车头间距——即相邻两个车辆的车头之间的距离；Vf为示自由流速度；自由流速度Vf的单位为km/h，指不受上下游条件影响的交通流运行速度；步骤六：将步骤五获得的流量‑‑密度数学关系函数值输出。